DE102010001068A1 - Verfahren zur Spurhalteunterstützung für ein Kraftfahrzeug - Google Patents

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Abstract

Im Rahmen des Verfahrens zur Spurhalteunterstützung für ein Kraftfahrzeug umfassend ein Torque-Vectoring-System erfolgt die Spurhalteunterstützung durch eine gezielte unsymmetrische Momentenverteilung mittels des Torque-Vectoring-Systems des Fahrzeugs, welche in einem Giermoment resultiert, welches der Spurhalteunterstützung dient.

Description

  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Spurhalteunterstützung für ein Kraftfahrzeug umfassend ein Torque-Vectoring-System gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
  • Aus dem Stand der Technik sind Spurhaltesysteme für Kraftfahrzeuge bekannt, durch die die Fahrzeuglenkung aktiv beeinflussbar ist; hierbei kann vorgesehen sein, dass die Spurhaltesysteme für Kraftfahrzeuge Einrichtungen zur Streckenverlaufserkennung umfassen, wie beispielsweise GPS-Einrichtungen oder Einrichtungen zur optischen Fahrbahnranderkennung. Hierbei kann dem Lenkwinkel, der über das Lenkrad vom Fahrer eingestellt wird, ein zusätzlicher Lenkwinkel überlagert werden, wodurch situationsabhängig ein aktiver Eingriff in die Fahrdynamik realisiert werden kann.
  • Beispielsweise geht aus der DE 103 12 513 B4 ein System zur Spurhaltelenkunterstützung in einem Fahrzeug hervor, bei dem die Position des Fahrzeugs relativ zur Fahrspur mithilfe einer Lageerkennungseinrichtung ermittelt und der Bestimmung eines Soll-Lenkwinkels in einem Fahrspurregler zugrunde gelegt wird. Hierbei wird aus dem Soll-Lenkwinkel ein Soll-Lenkmoment bestimmt, welches einem vom Fahrer erzeugten Fahrer-Lenkmoment überlagert und einer die lenkbaren Räder beaufschlagenden Lenkvorrichtung zugeführt wird. Beim bekannten System ist zudem vorgesehen, dass dem Fahrspurregler eine separat ausgebildete Berechnungseinheit nachgeschaltet ist, in der gemäß einer inversen Lenkaktuatorfunktion aus dem Soll-Lenkwinkel des Fahrspurreglers das Soll-Lenkmoment bestimmt wird.
  • Zudem ist aus dem Stand der Technik bekannt, über Torque-Vectoring, nämlich über die Verschiebung von Antriebsmoment von einem Rad einer angetriebenen Achse auf das andere Rad aktiv ein auf das Fahrzeug wirkendes Giermoment zu erzeugen. Derartige Torque-Vectoring-Systeme ermöglichen durch die variable Verteilung von Antriebskräften zu kurveninneren bzw. kurvenäußeren Rädern die Erzeugung von ausdrehenden bzw. eindrehenden Giermomenten um die Hochachse des Fahrzeugs und können somit zur Vermeidung von Schleuderunfällen und zur Verbesserung der Fahrzeugstabilität eingesetzt werden.
  • Ferner sind Systeme bekannt, die es ermöglichen, ein Fahrzeug durch gezielte Bremseingriffe bei Ausfall der Lenkung sicher zum Stilltand zu bringen.
  • Bei aus dem Stand der Technik bekannten Systemen, bei denen der korrigierende Lenkeingriff direkt auf die Lenkung, bzw. über einen Lenkradaktuator auf das Lenkradmoment erfolgt, ist es teilweise problematisch und sehr aufwändig, in jeder Fahrsituation ein sicheres Verhalten zu gewährleisten, da einerseits in die Lenkung aktiv eingegriffen werden muss, anderseits aber dem Fahrer gerade in kritischen Situationen die Kontrolle über das Fahrzeug nicht entzogen werden darf.
  • Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Spurhalteunterstützung für ein Kraftfahrzeug umfassend ein Torque-Vectoring-System anzugeben, welches auf einfache und kostengünstige Weise ohne einen direkten Eigriff auf die Lenkung oder das Lenkmoment ein sicheres und dynamisches Fahrverhalten ermöglicht.
  • Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Weitere erfindungsgemäße Ausgestaltungen und Vorteile gehen aus den Unteransprüchen hervor.
  • Demnach wird ein Verfahren zur Spurhalteunterstützung für ein Kraftfahrzeug vorgeschlagen, im Rahmen dessen die Spurhalteunterstützung durch eine gezielte unsymmetrische Momentenverteilung mittels eines Torque-Vectoring-Systems des Fahrzeugs erfolgt, die in einem Giermoment resultiert, welches der Spurhalteunterstützung dient. Die unsymmetrische Momentenverteilung kann dabei auf verschiedenen Wegen erzielt werden.
  • Es können die einzelnen antreibbaren Räder des Fahrzeugs gezielt mit unterschiedlichem Antriebsmoment beaufschlagt werden, wofür aus dem Stand der Technik beispielsweise aktiv ansteuerbare Differentiale mit steuer- bzw. regelbaren Kupplungen bekannt sind. Ebenso ist es bei Systemen mit individuellen Radantrieben, bei denen beispielsweise jedem antreibbaren Rad eine E-Antriebs-Maschine zugeordnet ist möglich, die Radantriebe entsprechend anzusteuern.
  • Giermomente können aber auch gezielt dadurch hergestellt werden, dass den Rädern an der linken und an der rechten Seite des Fahrzeugs unterschiedliche Bremsmomente aufgeprägt werden, indem beispielsweise die jeweiligen Bremseinrichtungen unterschiedlich stark beaufschlagt werden. Schließlich ist es auch möglich bestimmte Räder mit einem Antriebsmoment zubeaufschlagen, während andere Räder gleichzeitig mit einem Bremsmoment beaufschlagt werden.
  • Gemäß der Erfindung wird das unterstützende Giermoment in Abhängigkeit des Fahrstreckenverlaufs, beispielsweise in Abhängigkeit vom Kurvenradius und/oder von der Fahrbahnseitenneigung einer vorausliegenden Kurve, und optional in Abhängigkeit der Fahrzeuggeschwindigkeit vorausberechnet und am Kurvenbeginn „vorausschauend” eingesteuert, was in vorteilhafter Weise dazu führt, dass das Fahrzeug bereits am Beginn einer vorausliegenden Kurve die Tendenz hat „in die Kurve zu ziehen”.
  • Hierbei kann der Fahrstreckenverlauf mittels einer Fahrzeugumfeldsensorik umfassend beispielsweise eine Kamera und/oder eine digitale Karte in Verbindung mit einem GPS-System erkannt werden. Ferner ist es möglich, den Fahrstreckenverlauf anhand spezieller in der Fahrbahn vorhandener Fahrspurindikatoren, die von zumindest einem im Fahrzeug vorgesehenen Sensor detektierbar sind, zu erkennen.
  • Des weiteren kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass der Grad der Spurhalteunterstützung, d. h. die Höhe des mittels des Torque-Vectoring-Systems des Fahrzeugs erzeugten Giermomentes derart gewählt wird, dass nur eine geringe Unterstützung erfolgt oder dass das Fahrzeug im Extremfall dem Straßenverlauf automatisch folgt, wenn der Fahrer die Hände vom Lenkorgan nimmt.
  • Der Grad der Spurhalteunterstützung kann gemäß einer Weiterbildung der Erfindung vom Fahrer voreingestellt werden oder automatisch in Abhängigkeit vom Fahrstreckenverlauf, von der Fahrbahnbeschaffenheit, vom aktuellen Ort des Fahrzeugs innerhalb oder außerhalb einer geschlossenen Ortschaft, vom Ergebnis einer Fahrertypermittlung hinsichtlich der Sportlichkeit, beispielsweise in Form eines Sportlichkeitszählers des Fahrers und/oder von der Fahrzeuggeschwindigkeit variiert werden, wobei der Grad der Spurhalteunterstützung bzw. die Höhe des zu erzeugenden Giermomentes aus Sicherheitsgründen optional nach oben begrenzt werden kann.
  • Durch die erfindungsgemäße Konzeption wird anstelle einer Lenkkorrektur zur Spurhalteunterstützung über einen hinsichtlich der Sicherheit nachteiligen direkten Eingriff auf die Fahrzeuglenkung oder auf das Lenkmoment eine indirekte lenkkraftunterstützende Lenkkorrektur über die gezielte unsymmetrische Momentenverteilung mittels des Torque-Vectoring-Systems des Fahrzeugs realisiert, wobei dadurch zum Einen ein dynamisches Fahrverhalten realisierbar ist und zum Anderen eine hohe Sicherheit, auch in einem Modus, bei dem keine volle Spurhaltung, sondern nur eine Spurhalteunterstützung erwünscht ist, gewährleistet wird, da der Fahrer stets die Kontrolle über das Fahrzeug hat; das durch die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens erzielbare Fahrverhalten entspricht im Wesentlichen dem Befahren einer Steilkurve.
  • Zudem wird durch die Abhängigkeit des Giermomentes vom Kurvenradius, von der Fahrbahnseitenneigung und/oder von der Fahrzeuggeschwindigkeit und durch die Einsteuerung des Giermomentes am Kurvenbeginn die Torque Vectoring Regelung unterstützt, was in einer Optimierung der Beherrschung des Einregelvorgangs resultiert.
  • In vorteilhafter Weise kann das hier vorgestellte Verfahren auch bei einem Fahrzeug umfassend eine herkömmliche hydraulische Servolenkung mit mechanischer starrer Verbindung zwischen Lenkrad und gelenkten Rädern durchgeführt werden, da die Notwendigkeit eines Lenkradaktuators oder Lenkaktuatoren entfällt.
  • 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 10312513 B4 [0003]

Claims (8)

  1. Verfahren zur Spurhalteunterstützung für ein Kraftfahrzeug umfassend ein Torque-Vectoring-System, dadurch gekennzeichnet, dass die Spurhalteunterstützung durch eine gezielte unsymmetrische Momentenverteilung mittels des Torque-Vectoring-Systems des Fahrzeugs erfolgt, welche in einem Giermoment resultiert, welches der Spurhalteunterstützung dient.
  2. Verfahren zur Spurhalteunterstützung für ein Kraftfahrzeug umfassend ein Torque-Vectoring-System, nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Giermoment in Abhängigkeit des Fahrstreckenverlaufs und/oder in Abhängigkeit der Fahrzeuggeschwindigkeit vorausberechnet und am Beginn einer vorausliegenden Kurve eingesteuert wird.
  3. Verfahren zur Spurhalteunterstützung für ein Kraftfahrzeug umfassend ein Torque-Vectoring-System, nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Giermoment in Abhängigkeit vom Kurvenradius und/oder von der Fahrbahnseitenneigung einer vorausliegenden Kurve vorausberechnet wird.
  4. Verfahren zur Spurhalteunterstützung für ein Kraftfahrzeug umfassend ein Torque-Vectoring-System, nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Fahrstreckenverlauf mittels einer Fahrzeugumfeldsensorik umfassend eine Kamera und/oder eine digitale Karte in Verbindung mit einem GPS-System oder anhand spezieller in der Fahrbahn vorhandener Fahrspurindikatoren, die von zumindest einem im Fahrzeug vorgesehenen Sensor detektierbar sind, erkannt wird.
  5. Verfahren zur Spurhalteunterstützung für ein Kraftfahrzeug umfassend ein Torque-Vectoring-System, nach Anspruch 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Grad der Spurhalteunterstützung, d. h. die Höhe des mittels des Torque-Vectoring-Systems des Fahrzeugs erzeugten Giermomentes abhängig vom Fahrzustand gewählt wird.
  6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Höhe des Giermomentes derart gewählt wird, dass das Fahrzeug dem Straßenverlauf automatisch folgt, wenn der Fahrer die Hände vom Lenkorgan nimmt.
  7. Verfahren zur Spurhalteunterstützung für ein Kraftfahrzeug umfassend ein Torque-Vectoring-System, nach Anspruch 2, 3, 4, 5 oder 6 dadurch gekennzeichnet, dass der Grad der Spurhalteunterstützung, d. h. die Höhe des mittels des Torque-Vectoring-Systems des Fahrzeugs erzeugten Giermomentes vom Fahrer voreingestellt wird oder automatisch in Abhängigkeit vom Fahrstreckenverlauf, von der Fahrbahnbeschaffenheit, vom aktuellen Ort des Fahrzeugs innerhalb oder außerhalb einer geschlossenen Ortschaft, vom Ergebnis einer Fahrertypermittlung hinsichtlich der Sportlichkeit und/oder von der Fahrzeuggeschwindigkeit variiert wird.
  8. Verfahren zur Spurhalteunterstützung für ein Kraftfahrzeug umfassend ein Torque-Vectoring-System, nach Anspruch 2, 3, 4, 5, 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Grad der Spurhalteunterstützung, d. h. die Höhe des mittels des Torque-Vectoring-Systems des Fahrzeugs erzeugten Giermomentes aus Sicherheitsgründen nach oben begrenzt wird.
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