-
Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zum Stabilisieren eines Kraftfahrzeugs
bei einer Fahrt. Die Erfindung betrifft außerdem ein Kraftfahrzeug
mit einem Fahrerassistenzsystem.
-
Zur
Steigerung der Sicherheit und des Fahrkomforts werden in modernen
Fahrzeugen vermehrt. Fahrerassistenzsysteme eingesetzt. Eine spezielle Art
von Fahrerassistenzsystemen ermöglicht es beispielsweise,
vom Fahrer unabhängig einen Lenkwinkel an einer Radachse
des Fahrzeugs einzustellen. Dadurch wird die Sicherheit während
des Fahrens gesteigert. Eine weitere spezielle Art von Fahrerassistenzsystemen
sind elektronische Differenzialsperren (EDS), welche zusätzlich
zu derartigen Lenkhilfen in modernen Fahrzeugen eingesetzt werden. Durch
Sperrdifferenziale wird beispielsweise die Traktion des Fahrzeugs
in bestimmten Fahrsituationen verbessert, indem ein Antriebsmoment
zwischen jeweiligen Rädern einer Radachse zu dem in der
bestimmten Fahrsituation langsamer drehenden Rad verlagert wird.
-
Der
Eingriff solcher traktionssteigernder Fahrerassistenzsysteme kann
aber auch nachteilige Auswirkungen haben. So tritt durch das Verlagern
eines Drehmoments zwischen jeweiligen Räder einer Radachse
ein zusätzliches, auf das Fahrzeug wirkendes Giermoment
auf, welches den Fahrkomfort und die Fahrsicherheit reduziert. Der
Fahrer muss dann die resultierende Gierbewegung des Fahrzeugs durch
eine aktive Lenkbewegung kompensieren.
-
Die
DE 10 2004 029 783
A1 beschreibt ein Fahrerassistenzsystem zum Einstellen
eines Lenkwinkels, bei welchem die oben beschriebenen Nachteile
eines Einsatzes einer Differenzialsperre zur Traktionssteigerung überwunden
werden sollen. Dabei wird der Lenkwinkel durch das Fahrerassistenzsystem
derart eingestellt, dass ein aufgrund eines Eingriffs einer Differentialsperre
auf das Fahrzeug wirkende Giermoment kompensiert wird. Der Fahrzeuglenker
ist somit weitestgehend entlastet, das heißt, er muss nicht
oder kaum Gegenlenken, um das Fahrzeug bei einem Eingriff der Differentialsperre
auf Kurs zu halten.
-
Bei
neueren Fahrzeugen sind vermehrt Überlagerungsgetriebe
im Einsatz, welche im Gegensatz zur herkömmlichen, regelbaren
Differenzialsperre dazu ausgelegt sind, ein Drehmoment zwischen
jeweiligen Rädern einer Radachse raddrehzahlunabhängig
zwischen den Rädern zu verlagern. Durch die besondere Auslegung
der Übersetzungsstufen eines solchen Überlagerungsgetriebes
ist somit auch eine Verlagerung des Drehmoments zwischen den beiden
Rädern der Radachse auf das Rad mit der höheren
Drehzahl möglich. Dies ist beispielsweise bei einer Kurvenfahrt
des Kraftfahrzeugs vorteilhaft. In dieser Fahrsituation dreht das
kurvenäußere Rad schneller und besitzt aufgrund
der höheren Radlast das größere Kraftschlusspotenzial.
Auch bei einer Geradeausfahrt des Kraftfahrzeugs kann in bestimmten
Fahrsituationen ein Verlagern eines Drehmoments zwischen den beiden
Rädern einer Radachse auf das Rad mit der höheren
Drehzahl vorteilhaft sein, beispielsweise wenn aufgrund von verschiedenen
Fahrbahnoberflächen unterschiedlich große Reibungskräfte
auf die jeweiligen Räder wirken. Die Verlagerung des Drehmoments
zu diesem Rad führt also zur Steigerung der Traktion und
es wird ein unnötiger Energieverlust in den jeweiligen Fahrsituationen
vermieden oder verringert. Allerdings treten auch durch ein Verlagern
eines Drehmoments zu einem schneller drehenden Rad der jeweiligen
Räder einer Radachse zusätzliche Giermomente auf,
welche den Fahrkomfort reduzieren, da der Fahrer die Gierbewegung
des Fahrzeugs durch eine aktive Lenkbewegung kompensieren muss.
Dies beeinträchtigt die Fahrsicherheit in dieser Fahrsituation.
-
Aufgabe
der Erfindung ist es somit, ein Verfahren zum Stabilisieren eines
Kraftfahrzeugs und ein Kraftfahrzeug mit einem Fahrerassistenzsystem bereitzustellen,
durch welches die Fahrsicherheit und der Fahrkomfort vergrößert
ist.
-
Der
Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass die Fahrsicherheit
und der Fahrkomfort vergrößert werden kann, wenn
ein Wert für ein unabhängig von der Raddrehzahl
durch ein Fahrerassistenzsystem zwischen den Rädern einer
Radachse verlagertes Antriebsmoment zum Berechnen der Größe
eines einzustellenden Lenkwinkels durch ein weiteres Fahrerassistenzsystem
berücksichtigt wird.
-
Die
Aufgabe wird daher erfindungsgemäß gelöst
durch Verfahren zum Stabilisieren eines Kraftfahrzeugs bei einer
Fahrt gemäß den Patentansprüchen 1 und
2 beziehungsweise durch ein Kraftfahrzeug mit einem Fahrerassistenzsystem
gemäß dem Patentanspruch 5.
-
Gemäß einem
ersten Aspekt der Erfindung ist das Verfahren dadurch gekennzeichnet,
dass bei einem Eingriff eines Fahrerassistenzsystems, bei welchem
ein Antriebsmoment zwischen jeweiligen Rädern einer Radachse
raddrehzahlunabhängig verlagert wird, einem Wert für
das verlagerte Antriebsmoment ein Wert für einen Lenkwinkel
wenigstens einer Radachse zugeordnet wird. Der zugeordnete Wert
für die Größe des Lenkwinkels wird dann
dazu benutzt, Steuersignale zum automatischen Vornehmen eines Lenkeingriffs
zu erzeugen, welche dann übermittelt werden.
-
Gemäß einem
zweiten Aspekt der Erfindung ist das Verfahren dadurch gekennzeichnet,
dass bei einem Eingriff eines Fahrerassistenzsystems, bei welchem
ein Antriebsmoment zwischen jeweiligen Rädern einer Radachse
raddrehzahlunabhängig verlagert wird, wenigstens ein Wert
für das verlagerte Antriebsmoment und wenigstens ein Wert
für eine weitere Größe zum Berechnen
eines Lenkwinkels wenigstens einer Radachse benutzt werden. Der
so errechnete Wert für die Größe des
Lenkwinkels wird dann dazu benutzt, Steuersignale zum automatischen
Vornehmen eines Lenkeingriffs zu erzeugen, welche dann übermittelt
werden.
-
Durch
beide erfindungsgemäße Verfahren sind Fahrsicherheit
und Fahrkomfort bei einem Eingriff des Fahrerassistenzsystems, welches
raddrehzahlunabhängig Antriebsmomente zwischen einzelnen
Rädern einer Radachse verlagert, vergrößert. Noch
bevor aufgrund der raddrehzahlunabhängigen Verlagerung
des Drehmoments zwischen den einzelnen Rädern ein zusätzliches
Giermoment an dem Fahrzeug entstehen kann, kann die zu erwartende Größe
dieses Giermoments beim automatischen Einstellen des Lenkwinkels
berücksichtigt werden. Das Ausgleichen des Giermoments
erfolgt somit schneller und präziser. Das Giermoment muss
nicht erst direkt gemessen werden, um dann durch eine Veränderung
des Lenkwinkels auf das gemessene Giermoment zu reagieren.
-
Die
Steuersignale zum automatischen Vornehmen eines Lenkeingriffs können
gemäß einer ersten Alternative der beiden Aspekte
der Erfindung an einen Stellmotor zu einer Radachse übermittelt
werden, und zur Verwirklichung des Lenkeingriffs kann dann der Lenkwinkel
automatisch eingestellt werden. Ein Beispiel für ein Fahrerassistenzsystem,
durch welches ein derartiger elektromechanischer Lenkeingriff durchführbar
ist, ist das sogenannte ”Steer-by-Wire-System”.
-
Bei
einer zweiten Alternative der beiden Aspekte der Erfindung werden
die Steuersignale an eine Steuereinheit einer aktiven Lenkunterstützung übermittelt,
und zur Verwirklichung des Lenkeingriffs wird dann an einer Lenksäule
ein Drehmoment in einer Lenkrichtung aufgebracht. Bei einer derartigen elektrischen
Lenkunterstützung erhält der Fahrer also lediglich
eine Lenkempfehlung, es ist ihm jedoch jederzeit möglich,
durch aktives Lenken dem Lenkeingriff entgegenzusteuern.
-
Das
Kraftfahrzeug mit einem Fahrerassistenzsystem, mittels welchem zwischen
jeweiligen Rädern zumindest einer Radachse eines Kraftfahrzeugs
ein Antriebsmoment raddrehzahlunabhängig verlagerbar ist,
umfasst erfindungsgemäß eine Steuereinheit, welche
mit dem Fahrerassistenzsystem gekoppelt ist, um Daten von diesem
zu erhalten, und welches dazu ausgelegt ist, in Abhängigkeit
von den so erhaltenen Daten einen Lenkeingriff vorzunehmen.
-
So
sind die Eingriffe der jeweiligen Fahrerassistenzsysteme zum raddrehzahlunabhängigen
Verlagern eines Antriebsmoments beziehungsweise zum Einstellen eines
Lenkwinkels zum Ausgleichen eines auf das Fahrzeug wirkenden. Giermoments einfach
und komfortabel miteinander gekoppelt. Noch bevor durch das raddrehzahlunabhängige
Verlagern des Antriebsmoments ein Giermoment auftritt, können
vom Fahrerassistenzsystem welches das raddrehzahlunabhängige
Verlagern des Antriebsmoments veranlasst, verwendete und geschaffene
Daten zum Berechnen des einzustellenden Lenkwinkels genutzt werden.
Damit ist die Verzögerung zwischen Auftreten des Giermoments
durch raddrehzahlunabhängiges Verlagern des Antriebsmoments
und dem Ausgleichen des Giermoments durch das automatische Einstellen
des Lenkwinkels verkleinert und so die Fahrsicherheit und der Fahrkomfort
vergrößert.
-
Vorteilhafterweise
ist die Steuereinheit dazu ausgelegt, von dem Fahrerassistenzsystem
Daten zu erhalten, welche eine Information über das verlagerte Antriebsmoment
enthalten. Wenn die Daten direkt die Größe des
zu verlagernden Antriebsmoments enthalten, kann der Lenkwinkel zum
Ausgleichen des zu erwartenden Giermoments besonders schnell und präzise
eingestellt werden. Dies vergrößert zusätzlich
den Komfort und die Sicherheit bei einem Eingriff des Fahrerassistenzsystems.
-
Nachfolgend
wird eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Verfahrens unter Bezug auf die Zeichnung beschrieben, wobei die
Figur in einer schematischen Darstellung ein Fahrzeug mit miteinander
gekoppeltem Fahrerassistenzsystem und Steuereinheit veranschaulicht.
-
Ein
Fahrerassistenzsystem 10 des Fahrzeugs 11, welches
beispielsweise als ”Active-Yaw-System” ausgebildet
ist, verteilt bei einem Eingriff ein auf die Radachse 12 aufzubringendes
Antriebsdrehmoment unterschiedlich zwischen den beiden Rädern 16, 18 der
Radachse 12. Es kann sich dabei sowohl um eine Vorderradachse,
als auch um eine Hinterradachse oder auch um mehrere Radachsen des
Fahrzeugs 11 handeln. Im Gegensatz zu einem herkömmlichen
Sperrdifferenzial kann durch das Fahrerassistenzsystem 10 ein
Drehmoment nicht nur auf ein langsamer drehendes Rad, sondern auch
auf ein schneller drehendes Rad verlagert werden. Mit anderen Worten
verlagert das Fahrerassistenzsystem 10 bei einem Eingriff
ein Drehmoment raddrehzahlunabhängig zwischen den Rädern 16, 18 der
Radachse 12.
-
Wird
nun beispielsweise in einer Kurvenfahrt durch das Fahrerassistenzsystem 10 ein
Antriebsmoment auf das schneller drehende, kurvenäußere Radverlagert,
so entstehen durch die unterschiedlich großen Drehmomente
beziehungsweise Antriebsmomente rechts und links einer Längsachse
des Fahrzeugs 11 unterschiedliche Längskräfte.
Hieraus resultiert ein Giermoment um eine Fahrzeughochachse, welches
die Fahrsicherheit beeinträchtigt.
-
Ein
Wert für die Größe des zwischen den Rädern 16, 18 verlagerten
Antriebsmoments wird von einer mit dem Fahrerassistenzsystem gekoppelten Steuereinheit 20 zusammen
mit wenigstens einem Wert für eine weitere Größe
dazu genutzt, einen Lenkwinkel der Radachse 12 zu berechnen.
Es ist auch möglich, dass durch die Steuereinheit 20 dem Wert
für die Größe des zwischen den Rädern 16, 18 verlagerten
Antriebsmoments ein Wert für einen Lenkwinkel der Radachse 12 zugeordnet
wird. Die Steuereinheit 20 übermittelt dann Steuersignale
zum automatischen Vornehmen eines Lenkeingriffs, welcher die durch
das Giermoment entstehende Gierbewegung des Fahrzeugs kompensiert.
-
Beispielsweise
können die Steuersignale an einen Stellmotor 22 zu
der Radachse 12 übermittelt werden, durch welchen
dann in einem elektromechanischen Lenkvorgang automatisch der Lenkwinkel
an der Radachse 12 eingestellt wird. Alternativ hierzu können
die Steuersignale der Steuereinheit 20 aber auch an eine
weitere Steuereinheit 24 übermittelt werden, welche
einem aktiven Lenkunterstützungssystem zugeordnet ist.
Durch das aktive Lenkunterstützungssystem wird hierbei
zum Verwirklichen des Lenkeingriffs an einer Lenksäule 26 ein
Drehmoment in einer bestimmten Lenkrichtung aufgebracht.
-
Die
Steuereinheit 20 kann zusätzlich von einer Messeinheit 28 Werte
für einen aktuellen Gierwinkel oder Werte für
von dem aktuellen Gierwinkel abhängigen Größen
erhalten, welche in die Berechnung des einzustellenden Lenkwinkels
einfließen können. So ist eine sehr genaue und
komfortable Einstellung des Lenkwinkels ermöglicht, welche
die Fahrsicherheit vergrößert.
-
Weitere
Größen, deren aktuelle Werte in die Berechnung
einfließen können, sind beispielsweise die Drehzahlen
an den Rädern des Fahrzeugs, die Fahrzeuggeschwindigkeit,
Reibwerte der Räder des Fahrzeugs auf einem jeweiligen
Untergrund, Bremsdrücke, der Fahrerlenkwinkel, oder auch
ein Radlenkwinkel.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste
der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert
erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information
des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen
Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt
keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- - DE 102004029783
A1 [0004]
