DE102005019339A1 - Fahrzeugsteuersystem zum Befahren von Hindernissen - Google Patents

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DE102005019339A1
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DE102005019339A
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Marcus Turner
Ian Hulme
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Ford Global Technologies LLC
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    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62DMOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D5/00Power-assisted or power-driven steering
    • B62D5/008Changing the transfer ratio between the steering wheel and the steering gear by variable supply of energy, e.g. by using a superposition gear
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Fahrzeugsteuersystem mit einem aktiven Lenksystem mit einem lenkbaren Rad, das einen Lenkwinkel definiert, und einem Lenkrad, das einen vom Fahrer eingegebenen Steuerwinkel definiert. Das aktive Lenksystem umfasst ferner eine Kupplungskomponente, eine Betätigungskomponente, eine Steuerkomponente und eine Sensorkomponente. Die Komponenten sind miteinander so betrieblich verbunden, dass die Steuerkomponente selektiv den Lenkwinkel relativ zum vom Fahrer eingegebenen Steuerwinkel variieren kann. Der Lenkwinkel definiert einen erwünschten Fahrzeugweg. Die Sensorkomponente ist so konfiguriert, dass sie mindestens einen ersten Fahrzeugbetriebsparameter detektieren kann, der anzeigt, dass das Fahrzeug sich Off-Road befindet, und mindestens einen zweiten Fahrzeugbetriebsparameter detektieren kann, der anzeigt, dass das Fahrzeug ein Objekt getroffen hat, welches dem Fahrzeug an der Fortbewegung entlang des erwünschten Fahrzeugweges hindert. Die Steuerkomponente ist so eingerichtet, dass sie das lenkbare Rad oszilliert, wenn die Sensorkomponente feststellt, dass das Fahrzeug sich Off-Road befindet und ein Objekt getroffen hat, welches das Fahrzeug an der Fortbewegung entlang des erwünschten Weges hindert.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Fahrzeugsteuersystem sowie ein damit ausgestattetes Kraftfahrzeug, insbesondere ein aktives Brems- und Frontsteuersystem für ein Kraftfahrzeug.
  • Aktiuve Frontlenksysteme für Kraftfahrzeuge werden dazu eingesetzt, die Räder des Fahrzeugs mit einer von der Drehung des Lenkrades unabhängigen Geschwindigkeit zu drehen, oder ohne Drehung des Lenkrades. 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 über die mechanischen Verbindungen zwischen dem Lenkrad und dem Rad des Fahrzeugs festgesetzte Verhältnis bestimmt.
  • Bisher umfassten aktive Frontlenksysteme einen energieversorgten Betätiger, der betrieblich mit einem Ritzel eines Zahnstangen/Ritzelsystems verbunden war. Das aktive Frontlenksystem unterstützt die Drehung der lenkbaren Räder. Im Basisbetrieb ändert das aktive Frontlenksystem typischerweise (positiv oder negativ) einen vom Fahrer eingegebenen Steuerwinkel, der auf das Lenkrad ausgeübt wird, über den energieversorgten Betätiger, um die Räder entsprechend dem Lenkverhältnis zu drehen.
  • Während Off-Road-Betriebs kann das Fahrzeug Hindernisse treffen. Falls das Hindernis ausreichend groß und/oder die durch den Reifen generierte Reibung ausreichend gering ist, kann das Rad nicht über das Objekt klettern. Derartige Hindernisse hindern die Fahrzeugfortbewegung und können Schwierigkeiten bei der Steuerung des Fahrzeugs hervorrufen.
  • Es ist demzufolge Aufgabe der Erfindung, die Nachteile des Standes der Technik zu vermeiden. Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Fahrzeugsteuersystem mit den Merkmalen des Patentanspruches 1, ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen des Patentanspruches 9 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
  • Ein Aspekt der Erfindung ist ein Fahrzeugsteuersystem mit einem aktiven Lenksystem mit einem lenkbaren Rad, das einen Lenkwinkel definiert und einem Lenkrad, das den vom Fahrer eingegeben Steuerwinkel definiert. Das aktive Lenksystem umfasst ferner eine Kupplungskomponete, eine Betätigerkomponente, eine Steuerkomponete und eine Sensorkomponente. Die Komponenten sind betrieblich miteinander so verbunden, dass die Steuerkomponente selektiv den Lenkwinkel relativ zum vom Fahrer eingegebenen Steuerwinkel variieren kann. Der Lenkwinkel definiert einen erwünschten Fahrzeugweg. Die Sensorkomponente ist so ausgelegt, dass sie mindestens einen ersten Fahrzeugbetriebsparameter detektieren kann, der anzeigt, dass das Fahrzeug Off-Road ist, und mindestens einen zweiten Fahrtzeugbetriebsparameter detektieren kann, der angibt, dass das Fahrzeug ein Objekt getroffen hat, welches das Fahrzeug daran hindert, den erwünschten Fahrweg fortzusetzen. Die Steuerkomponente ist so eingerichtet, dass sie das Lenkrad oszilliert, wenn die Sensorkomponente feststellt, dass das Fahrzeug Off-Road ist und ein Objekt getroffen hat, welches das Fahrzeug an der Fortbewegung entlang des erwünschten Weges hindert.
  • Ein weiterer Aspekt der Erfindung ist ein Kraftfahrzeug mit einem Chassis, einem Antriebsstrang und einem Fahrzeugsteuersystem. Das Chassis umfasst mindestens ein steuerbares Rad, das einen Lenkwinkel definiert, und der Antriebsstrang umfasst einen Motor und eine damit gekoppelte Transmission. Das Fahrzeugsteuersystem umfasst eine Steuerung und aktives System, das mit der Steuerung verbunden ist. Das Lenksystem umfasst ein lenkbares Rad, das einen Lenkwinkel definiert und ein Lenkrad, das den vom Fahrer eingegebenen Steuerwinkel liefert. Das aktive Lenksystem umfasst ferner eine Kupplungskomponente, eine Betätigerkomponente, eine Steuerkomponente und eine Sensorkomponente. Die Komponenten des aktiven Lenksystems sind miteinander betrieblich so verbunden, dass die Steuerung selektiv den Lenkwinkel relativ zum vom Fahrer eingegebenen Steuerwinkel variieren kann. Der Lenkwinkel definiert einen erwünschten Fahrzeugweg. Die Sensorkomponente kann einen Fahrzeugbetriebsparameter detektieren, der angibt, dass das Fahrzeug ein Objekt getroffen hat, welches das Fahrzeug an der Fortbewegung entlang des erwünschten Fahrzeugweges hindert. Die Steuerkomponente oszilliert das lenkbare Rad, wenn das Fahrzeug ein Objekt getroffen hat.
  • Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Fahrzeugsteuersystem mit einem aktiven Lenksystem. Das aktive Lenksystem umfasst ein lenkbares Rad mit einem Lenkwinkel, der eine erwünschte Richtung definiert, einen mit dem lenkbaren Rad betrieblich verbundenen Betätiger, um dieses unterstützt zu lenken, und eine an den Betätiger angepasste Steuerung, die das lenkbare Rad lenkt. Das Fahrzeugsteuersystem umfasst auch mindestens einen Sensor, der einen Fahrzeugbetriebsparameter messen kann, der anzeigt, dass ein Objekt getroffen wurde. Die Steuerung variiert selektiv den Lenkwinkel, falls ein Objekt getroffen wird.
  • 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 Teil Ansicht einer bevorzugten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Lenksystems, wobei der Lenkwinkel 0° beträgt;
  • 2 eine schematische Teil Ansicht des Lenksystems, wenn dies auf einen Steuerwinkel ungleich Null gedreht ist;
  • 3 einen Graph der Richtung der Fahrzeugfortbewegung; und
  • 4 ein das Verfahren zum Steuern des Fahrzeugsteuersystems gemäß der Erfindung illustrierendes Flussdiagramm.
  • Für die 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, einen energieversorgten 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 eine aktives Basisfrontlenksystem 40, das die Steuerung 18 in betrieblicher Verbindung mit dem energieversorgten Betätiger 14 umfaßt. Der energieversorgte Betätiger 14 wird 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 energieversorgten 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 energieversorgten Betätiger 14 geliefert wird, bestimmt. Der durch den energieversorgten Betätiger 14 gelieferte zusätzliche Lenkwinkel wird durch die nachfolgende Gleichung bestimmt: ASA = δDICA ((RA – RD)/RD);wobei ∝ASA = zusätzlicher Lenkwinkel, der durch den energieversorgten Betätiger 14 geliefert wird; δDICA = Winkeländerung des Lenkrades 16, wie sie durch den vom Fahrer eingegebenen Lenkwinkel definiert wird, RA = Lenkverhältnis des Fahrzeugs ohne den zusätzlichen Lenkwinkel und RD = erwünschtes Lenkverhältnis. Beispielsweise ist dann, falls das Lenkverhältnis des Lenksystems 10 ohne den energieversorgten Betätiger 14 Eins ist (beispielsweise: Drehung des Lenkrades 16 um 5° woraufhin das lenkbare Rad 12 um 5° dreht) wobei das erwünschte Lenkverhältnis 5 ist (d. h. eine 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 energieversorgte Betätiger 14 das lenkbare Rad 12 um negative 4° bewegen wird. Demzufolge dreht das Lenkrad 16 5° und das lenkbare Rad nur 1°, wodurch das Fahrzeug mit einem Lenkverhältnis von 5 versehen wird.
  • Wie in 3 dargestellt, wird ein Fahrzeug während des Off-Road-Betriebs allgemein entlang eines ersten Abschnitts 50 eines erwünschten Weges laufen. Der erwünschte Weg ist die Fortbewegungsrichtung, die der Betreiber des Fahrzeugs wünscht. Falls ausreichende Traktion besteht, kann der erwünschte Weg 50 durch den Lenkwinkel 20 der lenkbaren Räder 12 entweder selbst oder gemeinsam mit anderen vom Fahrer eingegebenen Steuerparametern bestimmt werden. Falls das Fahrzeug ein Objekt 51 trifft und ausreichend Traktion vorhanden ist, um die Fortbewegungsrichtung entlang des erwünschten Weges 50 aufrecht zu erhalten, wird sich das Fahrzeug allgemein in Richtung eines unerwünschten Weges 52 bewegen, oder vollständig anhalten. Die Steuerung bewertet die Ausgabe der Sensoren 60 (1 und 2) entsprechend verschiedener Fahrzeugbetriebsparameter und vergleicht die Betriebsparameter mit den vom Fahrer eingegebenen Parametern um festzustellen, ob das Fahrzeug eine Bedingung erreicht hat, an der es keinen ausreichenden Griff hat, um eine Fortbewegung entlang des erwünschten Weges 50 fortzusetzen.
  • Die Betriebsparameter, die durch die Sensoren 60 gemessen werden, könnten die Auslenkung der Aufhängung, Durchdrehen von Rädern, Fahrzeuggeschwindigkeit und Beschleunigung umfassen. Die Fahrzeuggeschwindigkeiten und Beschleunigungen könnten sowohl lineare Verschiebungen in den XYZ Richtungen, als auch Rotationen (beispielsweise Neigung, Rollen und Abweichung) umfassen. Sobald die Steuerung 18 die Information der Sensoren 60 dazu verwendet hat, zu bestimmen, dass das Objekt getroffen wurde, bestimmt die Steuerung sodann, ob der Fahrer eine weitere Fortbewegung des Fahrzeugs entlang des erwünschten Weges wünscht. Um festzustellen, ob der Fahrer eine weitere Fortbewegung des Weges wünscht, liefern die Sensoren Informationen über die Kupplung, die Drossel und die Gangeinstellungen, die Drehmomente im Antriebsstrang als auch andere Steuersignale des Fahrzeugs, wie DSC, ABS oder ACE.
  • Wie in 4 gezeigt wird dann, falls die Steuerung 18 feststellt, dass das Fahrzeug Oft-Road ist und ein Objekt getroffen wurde, die Steuerung in einen Objektvermeidungsmodus übergehen, der allgemein durch den Abschnitt des Flussdiagramms 56 illustriert ist, der durch die gestrichelten Linien 55 umschlossen ist. Falls die Steuerung 18 feststellt, dass der Fahrer eine weitere Fortsetzung entlang des erwünschten Weges 50 wünscht, oszilliert die Steuerung das lenkbare Rad, um einen leichteren Weg zu finden oder um den Griff der Räder unter Verwendung der Seitenwände der Reifen oder einer alternativen Fläche oder Oberflächenabschnitts des Hindernisses zu erhöhen. Während der Oszillation der lenkbaren Räder 12 wird die Steuerung allgemein dieses ∝ASA mit einer vorgewählten Frequenz und Größe zwischen positiven und negativen Werten variieren. Obwohl die präzise Weise der Oszillationen abhängig von der speziellen Anwendung und unter Straßenbedingungen variieren kann, variiert bei einer bevorzugten Ausführungsform ∝ASA sinusartig mit einer vorherbestimmten Frequenz und Größe. Demzufolge kann, wie in 2 ge zeigt, obwohl das Lenkrad 16 an dem vom Fahrer eingegebenen Steuerwinkel, der nominell der zentralen Fortbewegungsachse 12 des Rades 12 bei nominalem Lenkwinkel 20 entspricht, stationär ist, der tatsächliche, momentane Winkel des Rades 12 um die Achse 24 zwischen der maximalen Momenfortbewegungsachse 24a und einer minimalen Momentfortbewegungsachse 24b oszillieren. Auf ähnliche Weise wird der Lenkwinkel zwischen dem maximalen Winkel 20a und dem minimalen Winkel 20b variieren. Beispielsweise kann die Steuerung 18 so programmiert sein, dass sie den Lenkwinkel 20 um ±5° um den nominellen Lenkwinkel 20 variiert. Es wird aber angenommen, dass die Magnitude der Oszillation größer in einer Richtung sein kann, falls die Sensoren 60 feststellen, dass asymmetrische Oszillation benötigt wird, um das Fahrzeug auf dem erwünschten Weg 50 zu halten. Beispielsweise könnte die Steuerung 18 die lenkbaren Räder 12 um +5° und 0° relativ zum nominellen Lenkwinkel 20 oszillieren, um die Größe des an die lenkbaren Räder gelieferten Lenkwinkels relativ zum durch den Fahrer gelieferten Steuerwinkel zu steigern. Es kann auch Größe und Frequenz der Oszillation auf Grundlage der Fahrzeuggeschwindigkeit, des Reibungskoeffizienten, des Raddurchdrehens und dergleichen variiert werden.
  • Wie in 3 gezeigt wird, nachdem das Objekt 51 getroffen wurde, das Fahrzeug zeitweilig vom erwünschten Weg 50 entlang eines Teils eines unerwünschten Weges 52 abgedrängt. Nach Einschalten des Objektvermeidungsmodus durch die Steuerung 18 kehrt das Fahrzeug auf einen zweiten Abschnitt des erwünschten Weges 53 zurück. Obwohl der zweite Abschnitt 53 des erwünschten Weges gegenüber dem ursprünglich erwünschten Weg 54 etwas verschoben sein kann, ist der „neue" erwünschte Weg wesentlich näher am original erwünschten Weg 54 als in dem Fall, in dem das Fahrzeug entlang des unerwünschten Weges 57 aufgrund des Auftreffens auf das Objekt weiter gelaufen wäre.
  • Um festzustellen, dass das Fahrzeug sich in einem Oft-Road Zustand fortbewegt, können verschiedenste Fahrzeugbetriebsparameter überwacht und ausgewertet werden. Beispiele von Verfahren, um festzustellen, ob das Fahrzeug Off-Road ist, umfassen die Bestimmung kleiner Geschwindigkeitsdifferenzen zwischen der Fahrzeugantwort und den Fahrereingaben, sowohl hinsichtlich der lateralen als auch der longitudinalen Antwort. Eine Detektion geringer Reifen- und/oder Straßenreibung bei hohen Temperaturen kann auch verwendet werden. Es kann auch eine große Radwegdifferenz detektiert werden, um zu bestimmen, ob sich das Fahrzeug Off-Road befindet. Um eine falsche Bestimmung des Fahrzeug-Oft-Road-Zustands bei Treffen einer Kurve zu vermeiden kann die Steuerung die Bewstimmung nur dann durchführen, falls eine vorherbestimmte Anzahl großer Radwege in einem vorherbestimmten Zeitintervall aufgetreten sind. Ein weiteres Verfahren zur Bestimmung der Off-Road-Bedingung kann Detektion der Straßenrauhigkeit durch Beschleunigungsmesser in Verbindung mit der Fahrzeuggeschwindigkeit umfassen. Ferner können bei Allradgetriebenen Fahrzeugen Sensoren bestimmten, ob die Differenzialsperre oder ein niedriger Gang eingelegt wurde und dadurch feststellen, dass einee Oft-Road-Bedingung 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 die Oft-Road-Bedingung vorliegt.
  • Um festzustellen, dass das Fahrzeug ein Objekt getroffen hat, so das es einen erwünschten Weg nicht fortsetzen kann, kann das Fahrzeug ABS oder die Traktionssteuerung dazu verwendet werden, Durchdrehen der Räder bei niedriger Geschwindigkeit zu detektieren. Alternativ kann die Detektion einer niedrigen Geschwindigkeit, einer großen Magnitude der Längsbeschleunigungsoszillation bei einer bestimmten Frequenz auch dazu verwendet werden, anzuzeigen, dass ein Objekt getroffen wurde. Es können auch Aufhängungsauslenkungssensoren verwendet werden, um festzustellen, ob sich die Radposition verändert hat oder zur gleichen Position unter großen Radwegen zurückgekehrt ist. Es kann auch ein manueller Schalter, der durch den Fahrer betätigt wird, durch die Steuerung 18 dazu verwendet werden, festzustellen, dass ein Objekt getroffen wurde. Alternativ können optische Sensoren am Fahrzeug oder GPS-Signale ebenfalls dazu verwendet werden, festzustellen, dass ein Objekt getroffen wurde.
  • Wie in 4 gezeigt, wird das Fahrzeug normalerweise im Standardbetriebsmodus betrieben. Nichtsdestoweniger überwacht die Steuerung 18 kontinuierlich, um festzustellen, ob sich das Fahrzeug Off-Road befindet und ob oder nicht ein Objekt getroffen wurde. Falls das Fahrzeug Off-Road ist und ein Objekt getroffen wurde, geht die Steuerung in den Objektverhinderungsmodus 55 über. Die Steuerung wird sodann den erwünschten Weg bestimmen und feststellen, ob ausreichend Traktion besteht, um entlang des erwünschten Weges fortzufahren. Falls ausreichende Traktion besteht, wird die Steuerung 18 zum Standardbetriebsmodus zurückkehren. Alternativ wird dann, falls unzureichende Traktion besteht, um den erwünschten Weg fortzusetzen, die Steuerung feststellen, ob der Fahrer die Fortsetzung des erwünschten Weges wünscht. Falls der Fahrer keine Fortsetzung des Weges wünscht, kehrt die Steuerung zum Standardbetriebsmodus zurück. Alternativ wird dann, falls der Fahrer den erwünschten Weg fortsetzen will, die Steuerung 18 den Lenkwinkel oszillieren, während sie die Fahrzeuggeschwindigkeit überwacht und in der oben beschriebenen Weise steuern. Wenn das Fahrzeug zum erwünschten Weg zurückgekehrt ist, kehrt die Steuerung zum Standardbetriebsmodus zurück. Alternativ wird dann, falls das Fahrzeug immer noch nicht auf dem erwünschten Weg ist, die Steuerung zum Schritt der Bestimmung, ob der Fahrer den erwünschten Weg fortsetzen will, zurückgehen.
  • Zusätzlich zur Oszillation des Lenkwinkels nach Treffen eines Objektes im Off-Road Betrieb kann die Steuerung auch Sensoren 60 verwenden, die mit dem Fahrzeug ABS oder einem Traktionssteuersystem verbunden sind, um aktiv das Raddurchdrehen während der Oszillation der Räder zu begrenzen. Das System kann auch einen manuellen Schalter umfassen, der durch den Fahrzeugbetreiber so betätigbar ist, dass die Steuerung 18, sogar dann nicht in den Objektvermeidungsmodus übergeht, falls das Fahrzeug Oft-Road ist und ein Objekt getroffen wurde. Alternativ kann der manuelle Schalter eine Position umfassen, welche die Steuerung 18 dazu veranlasst, in den Objektvermeidungsmodus überzugehen, sogar dann, falls das Fahrzeug nicht Off-Road ist und/oder kein Objekt getroffen wurde. Es kann auch, obwohl die Steuerung 18 bevorzugt in den Objektverhinderungsmodus nur bei Off-Road übergeht und ein Objekt getroffen wurde, die Steuerung 18 so konfigueriert werden, dass sie immer bei Treffen eines Objektes in den den Objektverhinderungsmodus übergeht, unabhängig davon, ob das Fahrzeug Off-Road ist.
  • Aus der obigen Beschreibung ist dem Fachmann ersichtlich, dass Modifikationen der Erfindung ohne Verlassen des hierin beschriebenen Konzepts möglich sind. Solche Modifikationen sollen durch die beigefügten Ansprüche umfaßt sein, außer, die Anspruchsformulierung schliesst dies ausdrücklich aus.
  • 10
    Lenksystem
    12
    lenkbares Rad
    14
    Betätiger
    16
    Lenkrad
    17
    Drehpunkt
    18
    Steuerung
    19
    Fahrzeugrahmen
    20
    Lenkwinkel
    20A
    Maximaler Winkel
    20B
    Minimaler Winkel
    22
    Längsachse
    24
    Fortbewegungsachse
    24A
    Momentfortbewegungsachse
    24B
    Momentfortbewegungsachse
    26
    Lenksäule
    27
    Pfeil
    30
    Lenksystem
    32
    Zahnstange
    34
    Ritzelzahnrad
    36
    Zugstangen
    38
    Lenkarm
    40
    Frontlenksystem
    50
    erwünschter Weg
    51
    Objekt
    52
    unerwünschter Weg
    54
    erwünschter Weg
    55
    gestrichelte Linien
    55
    Objektivverhinderungsmodus
    56
    Flussdiagramm
    57
    unerwünschter Weg
    60
    Sensoren

Claims (20)

  1. Fahrzeugsteuersystem mit: einem aktiven Lenksystem (30) mit einem lenkbaren Rad (12), das einen Lenkwinkel (20) definiert und einem Lenkrad (16), das einen vom Fahrer eingegebenen Steuerwinkel definiert, wobei das aktive Lenksystem (30) ferner eine Kupplungskomponente, eine Betätigerkomponente (14), eine Steuerkomponente (18) und eine Sensorkomponente (60) umfasst, diese Komponenten betrieblich miteinander so verbunden sind, das die Steuerkomponente (18) selektiv den Lenkwinkel (20) relativ zu dem vom Fahrer eingegebenen Steuerwinkel variieren kann, wobei der Lenkwinkel (20) einen erwünschten Weg definiert; wobei die Sensorkomponente (60) so konfiguriert ist, dass sie mindestens einen ersten Fahrzeugbetriebsparameter detektiert, der angibt, dass das Fahrzeug Oft-Road ist, und mindestens einen zweiten Fahrzeugbetriebsparameter detektiert, der anzeigt, dass das Fahrzeug ein Objekt getroffen hat, welches das Fahrzeug daran hindert, den erwünschten Weg fortzusetzen; wobei die Steuerkomponente (18) das Lenkrad (16) oszillieren kann, wenn die Sensorkomponente (60) feststellt, dass das Fahrzeug Oft-Road ist und ein Objekt getroffen hat, welches das Fahrzeug daran hindert, den erwünschten Weg fortzusetzen.
  2. Fahrzeugsteuersystem nach Anspruch 1, mit: einem aktiven Bremssystem, das Raddurchdrehen detektieren kann, wobei die Steuerung (18) das lenkbare Rad (12) dann, wenn das Fahrzeug Oft-Road ist und Raddurchdrehen detektiert wird, oszilliert.
  3. Fahrzeugsteuersystem nach Anspruch 2, wobei die Steuerung (18) das Raddurchdrehen überwacht, während das lenkbare Rad (12) oszilliert, um einen optimalen Lenkwinkel (20) mit maximaler Traktion zu bestimmen, wobei die Steuerung (18) das lenkbare Rad (12) auf den optimalen Winkel einstellt.
  4. Fahrzeugsteuersystem nach Anspruch 3, wobei die Steuerung (18) die Fahrzeuggeschwindigkeit überwachen und steuern kann, indem ein Motormanagementsystem eines Fahrzeugs verwendet wird.
  5. Fahrzeugsteuersystem nach Anspruch 1, wobei die Oszillation des lenkbaren Rades (12) einen Objektvermeidungsmodus definiert, und das Fahrzeugsteuersystem einen Schalter umfasst, der durch einen Fahrzeugbetreiber manipuliert werden kann, um selektiv den Objektvermeidungsmodus an und aus zu schalten.
  6. Fahrzeugsteuersystem nach Anspruch 1, wobei die Steuerkomponente (18) nur das lenkbare Rad (12) oszilliert, wenn das Fahrzeug sich unter einer vorherbestimmten Geschwindigkeit weiterbewegt.
  7. Fahrzeugsteuersystem nach Anspruch 1, wobei die Steuerung (18) feststellt, das eine Off-Road Bedingung vorliegt, falls longitudinale Beschleunigungsoszillationen um einen vorherbestimmten Wert in einem vorherbestimmten Frequenzbereich vorliegen.
  8. 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; das Fahrzeugsteuersystem eine Steuerung (18) und ein aktives Lenksystem (30), das mit der Steuerung (18) verbunden ist, umfasst; wobei das aktive Lenksystem (30) ein lenkbares Rad (12) umfasst, das einen Lenkwinkel (20) definiert und ein Lenkrad (16), das den vom Fahrer eingegebenen Steuerwinkel liefert, wobei das aktive Lenksystem (30) ferner eine Kupplungskompo nente, eine Betätigerkomponente (14), eine Steuerkomponente (18) und eine Sensorkomponente (60) umfasst, wobei diese Komponenten betrieblich miteinander so verbunden sind, das die Steuerung (18) selektiv den Lenkwinkel (20) gegenüber den vom Fahrer eingegebenen Steuerwinkel variieren kann, wobei der Lenkwinkel (20) einen erwünschten Weg definiert; die Sensorkomponente (60) einen Fahrzeugbetriebsparameter detektieren kann, der angibt, dass das Fahrzeug ein Objekt getroffen hat, welches das Fahrzeug daran hindert, sich entlang des erwünschten Weges fortzubewegen; und das die Steuerkomponente (18) das lenkbare Rad (12) oszilliert, falls das Fahrzeug ein Objekt getroffen hat.
  9. Kraftfahrzeug nach Anspruch 8, wobei das Fahrzeug mindestens 4 angetriebene Räder mit einem Paar lenkbarer Räder umfaßt, wobei die Steuerung (18) das Drehmoment an die lenkbaren Räder (12) steuern kann, um deren Durchdrehen zu steuern.
  10. Kraftfahrzeug nach Anspruch 9, wobei das Fahrzeug ein aktives Bremssystem umfasst; und die Steuerung (18) ein Signal an das aktive Bremssystem liefert, um das an die lenkbaren Räder (12) gelieferte Drehmoment zu steuern.
  11. Kraftfahrzeug nach Anspruch 8, wobei das Fahrzeugsteuersystem einen Schalter umfasst, der durch einen Fahrer so manipuliert werden kann, dass er selektiv die Steuerung (18) an der Oszillation des lenkbaren Rades (12) hindert.
  12. Kraftfahrzeug nach Anspruch 8, wobei die Steuerung (18) betrieblich mit einem Schalter verbunden ist und einen Objektvermeidungsmodus besitzt, der automatisch aktiviert wird, falls ein Objekt getroffen wird und der Schalter sich in einer ersten Position befindet, wobei der Schalter eine zweite Position besitzt, in der die Steuerung (18) sogar dann, falls ein Objekt getroffen wurde, nicht in den Objektvermeidungsmodus übergeht,
  13. Kraftfahrzeug nach Anspruch 12, wobei der Schalter eine dritte Position aufweist, die manuell den Objektvermeidungsmodus aktiviert.
  14. Kraftfahrzeug nach Anspruch 8, wobei das Kraftfahrzeug mindestens einen pneumatischen Reifen und ein System zum Variieren des Luftdruckes innerhalb des Reifens aufweist; und die Steuerung (18) den Luftdruck im Reifen einstellt, falls das Fahrzeug ein Objekt getroffen hat.
  15. Kraftfahrzeug nach Anspruch 14, wobei das Fahrzeug mindestens 4 pneumatische Reifen aufweist und die Steuerung (18) den Luftdruck in einem ausgewählten Reifen erniedrigt, falls dieser ausgewählte ein Objekt betrifft.
  16. Fahrzeugsteuersystem mit: einem aktiven Lenksystem (30) mit einem lenkbaren Rad (12) mit einem Lenkwinkel (20) der eine erwünschte Richtung definiert, einer mit dem lenkbaren Rad (12) zur unterstützten Lenkung desselben betrieblich verbundenen Betätigereinrichtung (14) und einer Steuerung (18), die selektiv die Betätigereinrichtung (14) dazu veranlassen kann, das lenkbare Rad (12) zu steuern; mindestens einem Sensor (60), der einen Fahrzeugbetriebsparameter messen kann, der anzeigt, dass ein Objekt getroffen wurde; und wobei die Steuerung (18) selektiv den Lenkwinkel (20) variiert, falls ein Objekt getroffen wurde.
  17. Fahrzeugsteuersystem nach Anspruch 16, wobei die Steuerung (18) den Lenkwinkel (20) in oszillierender Weise variiert.
  18. Fahrzeugsteuersystem nach Anspruch 16, mit einem Lenkrad (16), das einen vom Fahrer eingegebenen Steuerwinkel definiert, wobei die Steuerung (18) das Verhältnis des vom Fahrer eingegebenen Steuerwinkels gegenüber dem Lenkwinkel (20) variiert, falls ein Objekt getroffen wurde.
  19. Fahrzeugsteuersystem nach Anspruch 18, wobei das Verhältnis in oszillierender Weise variiert.
  20. Fahrzeugsteuersystem nach Anspruch 19, mit einem aktiven Bremssystem, das betrieblich mit der Steuerung (18) verbunden ist, wobei die Steuerung (18) selektiv das aktive Bremssystem steuert, um Durchdrehen von Rädern nach Auftreffen auf ein Objekt zu reduzieren.
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