DE102014200608B4 - Method and device for operating a motor vehicle - Google Patents

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DE102014200608B4 DE102014200608.2A DE102014200608A DE102014200608B4 DE 102014200608 B4 DE102014200608 B4 DE 102014200608B4 DE 102014200608 A DE102014200608 A DE 102014200608A DE 102014200608 B4 DE102014200608 B4 DE 102014200608B4
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Folko Flehmig
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    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
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    • B62D9/002—Steering deflectable wheels not otherwise provided for combined with means for differentially distributing power on the deflectable wheels during cornering
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D9/00—Steering deflectable wheels not otherwise provided for
    • B62D9/005—Emergency systems using brakes for steering

Abstract

Verfahren zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs (1), das wenigstens zwei Radachsen (2,3), von denen mindestens eine lenkbare Räder (4,5) aufweist, und wenigstens eine Einrichtung zum radindividuellen Beeinflussen eines Drehmoments der Räder (4,5,7,8) aufweist, wobei ein Lenken der Räder (4,5) in Abhängigkeit von einem gewünschten Lenkwinkel durch eine Servolenkung (12) unterstützt wird, wobei die Funktionsfähigkeit der Servolenkung (12) überwacht wird, und wobei, wenn eine Fehlfunktion der Servolenkung (12) erfasst wird, zum Einstellen des gewünschten Lenkwinkels an den lenkbaren Rädern (4,5) durch die Einrichtung an nur einem der lenkbaren Räder ein Drehmoment beeinflusst wird, dadurch gekennzeichnet, dass mit zunehmender Dauer der erfassten Fehlfunktion der Servolenkung (12) die Unterstützung durch die Einrichtung verringert wird.A method for operating a motor vehicle (1) which has at least two wheel axles (2,3), of which at least one has steerable wheels (4,5), and at least one device for influencing a torque of the wheels (4,5,7, 8), the steering of the wheels (4, 5) as a function of a desired steering angle being assisted by a power steering (12), the functionality of the power steering (12) being monitored, and if a malfunction of the power steering (12 ) is detected, for setting the desired steering angle on the steerable wheels (4, 5) a torque is influenced by the device on only one of the steerable wheels, characterized in that the assistance is provided as the duration of the detected malfunction of the power steering (12) increases the facility is reduced.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs, das wenigstens zwei Radachsen, von denen mindestens eine lenkbare Räder aufweist, und wenigstens eine Einrichtung zum radindividuellen Beeinflussen eines Drehmoments der Räder aufweist, wobei ein Lenken der Räder in Abhängigkeit von einem gewünschten Lenkwinkel durch eine Servolenkung unterstützt wird.The invention relates to a method for operating a motor vehicle which has at least two wheel axles, at least one of which has steerable wheels, and at least one device for influencing a torque of the wheels individually, the wheels being steered as a function of a desired steering angle by a power steering is supported.

Ferner betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs, das wenigstens zwei Radachsen aufweist, von denen mindestens eine lenkbare Räder aufweist, wobei den lenkbaren Rädern eine Servolenkung zum Unterstützen der Lenkwinkeleinstellung in Abhängigkeit von einem gewünschten Lenkwinkel zugeordnet ist, und das wenigstens eine Einrichtung zum radindividuellen Beeinflussen eines Drehmoments der Räder des Kraftfahrzeugs aufweist.The invention further relates to a device for operating a motor vehicle which has at least two wheel axles, at least one of which has steerable wheels, the steerable wheels being assigned a power steering to assist the steering angle setting as a function of a desired steering angle, and which has at least one device for having individual wheel influencing a torque of the wheels of the motor vehicle.

Stand der TechnikState of the art

Verfahren und Vorrichtungen der Eingangs genannten Art sind aus dem Stand der Technik bekannt. So offenbart beispielsweise die Offenlegungsschrift DE 10 2006 046 497 A1 eine Vorrichtung zur Lenkkraftunterstützung durch einseitiges Bremsen. Hierdurch soll ein Giermoment des Kraftfahrzeugs erzeugt und dadurch die Lenkung des Kraftfahrzeugs unterstützt werden. Bevorzugt werden dabei die Räder auf einer Seite des Kraftfahrzeugs gemeinsam gebremst, wobei alternativ auch ein einzelnes Rad angebremst werden kann.Methods and devices of the type mentioned are known from the prior art. For example, the laid-open specification discloses DE 10 2006 046 497 A1 a device for assisting steering by braking on one side. This is intended to generate a yaw moment of the motor vehicle and thereby support the steering of the motor vehicle. The wheels on one side of the motor vehicle are preferably braked together, with an individual wheel also being able to be braked as an alternative.

Die Offenlegungsschrift DE 10 2008 046 007 A1 beschreibt eine Vorrichtung zur Lenkkraftunterstützung eines Kraftfahrzeugs, mit zumindest zwei Achsen, von denen zumindest eine Achse mittels einer Servolenkung lenkbar ist. Zur Erzeugung einer Lenkkraftunterstützung, insbesondere bei Ausfall der Servolenkung, ist vorgesehen, dass ein einzelnes Rad individuell mit einem Bremsmoment beaufschlagt wird. Aus dem Dokument DE 10 2009 012 857 A1 geht eine Lenksteuervorrichtung für ein Fahrzeug hervor, wobei ein Elektromotor vorgesehen ist, der die Funktion einer Servolenkung realisiert.The disclosure document DE 10 2008 046 007 A1 describes a device for assisting steering of a motor vehicle, with at least two axles, of which at least one axle can be steered by means of a power steering. In order to generate steering assistance, in particular if the power steering fails, provision is made for a braking torque to be applied individually to a single wheel. From the document DE 10 2009 012 857 A1 discloses a steering control device for a vehicle, wherein an electric motor is provided which realizes the function of a power steering.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Das erfindungsgemäße Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 hat den Vorteil, dass eine Drehmomentbeeinflussung eines Rads zur Lenkunterstützung nur bei Ausfall der Servolenkung oder bei einer Fehlfunktion der Servolenkung erfolgt, um ein Lenken des Kraftfahrzeugs zu unterstützen. Dabei ist es durch das erfindungsgemäße Verfahren möglich, die Beeinflussung des Drehmoments, insbesondere ein Bremsen, nur kurzzeitig durchzuführen, da hierdurch nicht ein für die Dauer der Kurve erzeugtes Giermoment um eine Hochachse des Kraftfahrzeugs erzeugt werden soll, sondern lediglich die Lenkung der lenkbaren Räder unterstützt wird. Im Unterschied zum Stand der Technik ist also nicht vorgesehen, dass durch das Bremsen das gesamte Kraftfahrzeug, sondern lediglich die Lenkung der Räder beeinflusst wird. Hierzu ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Funktionsfähigkeit der Servolenkung überwacht wird, und dass wenn eine Fehlfunktion der Servolenkung erfasst wird, zum Einstellen des gewünschten Lenkwinkels an den lenkbaren Rädern durch die Einrichtung an nur einem der lenkbaren Räder ein Drehmoment beeinflusst wird. Durch das Beeinflussen des Drehmoments wird das beeinflusste Rad verzögert oder beschleunigt, während das weitere lenkbare Rad unbeeinflusst bleibt. Dabei erfolgt das Beeinflussen des Drehmoments in Abhängigkeit von einem Lenkrollradius der Räder. Durch das Beeinflussen des Drehmoments wird in Abhängigkeit des vorliegenden Lenkrollradius ein Drehmoment der Räder um ihre Lenkachse erzeugt, wodurch eine Lenkbewegung des jeweiligen Rads unterstützt wird. Es wird dabei davon ausgegangen, dass die lenkbaren Räder einer Ache zweckmäßigerweise miteinander durch eine Lenkeinrichtung oder die Servolenkung miteinander gekoppelt sind, so dass ein Verschwenken eines der Räder um seine Lenkachse zu einem entsprechenden Verschwenken des anderen Rads führt. Die Beeinflussung des Drehmoments muss dabei nur derart lange erfolgen, bis der gewünschte Lenkwinkel eingestellt wurde. Dadurch ist auf einfache Art und Weise gewährleistet, dass auch bei Ausfall der Servolenkung der Lenkwinkel für einen Fahrer des Kraftfahrzeugs ohne größeren Kraftaufwand einstellbar ist. Durch das Einstellen des Lenkwinkels kann beispielsweise eine Kurve durch eine einmalige Beeinflussung des Drehmoments nur zu Beginn der Kurve durchfahren werden. Dadurch gestaltet sich das erfindungsgemäße Verfahren energieeffizienter und verschleißärmer als bekannte Verfahren.The method according to the invention with the features of claim 1 has the advantage that the torque of a wheel for steering assistance is only influenced when the power steering system fails or when the power steering system malfunctions in order to assist steering the motor vehicle. The method according to the invention makes it possible to influence the torque, in particular braking, only for a short time, since this is not intended to generate a yaw moment about a vertical axis of the motor vehicle that is generated for the duration of the curve, but merely supports the steering of the steerable wheels becomes. In contrast to the prior art, there is no provision for braking to affect the entire motor vehicle, but only the steering of the wheels. For this purpose, the invention provides that the functionality of the power steering is monitored, and that if a malfunction of the power steering is detected, a torque is influenced by the device on only one of the steerable wheels for setting the desired steering angle on the steerable wheels. By influencing the torque, the affected wheel is decelerated or accelerated, while the other steerable wheel remains unaffected. The torque is influenced as a function of a scrub radius of the wheels. By influencing the torque, a torque of the wheels about their steering axis is generated as a function of the existing scrub radius, whereby a steering movement of the respective wheel is supported. It is assumed that the steerable wheels of an axle are expediently coupled to one another by a steering device or the power steering so that pivoting one of the wheels about its steering axis leads to a corresponding pivoting of the other wheel. The torque only has to be influenced until the desired steering angle has been set. This ensures in a simple manner that even if the power steering fails, the steering angle for a driver of the motor vehicle can be adjusted without great effort. By setting the steering angle, for example, a curve can only be driven through at the beginning of the curve by influencing the torque once. As a result, the method according to the invention is more energy-efficient and less subject to wear than known methods.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Beeinflussung in Abhängigkeit von dem Lenkrollradius an dem kurveninneren Rad oder an dem kurvenäußeren Rad durchgeführt wird. Je nachdem, ob der Lenkrollradius positiv oder negativ ausgebildet ist, ist es zweckmäßig, die Beeinflussung des Drehmoments am kurveninneren Rad oder am kurvenäußeren Rad durchzuführen. Unter dem Lenkrollradius wird vorliegend ein seitlicher Abstand zwischen dem Durchstoßpunkt der verlängerten Radlenkachse durch die Fahrbahn und den Mittelpunkt der Radaufstandsfläche des Rads verstanden. Vorzugsweise wird die Wahl des zu beeinflussenden Rades auch in Abhängigkeit von der Art der Beeinflussung getroffen, wobei in Abhängigkeit davon, ob ein positives Drehmoment oder ein negatives Drehmoment auf das jeweilige Rad aufgebracht wird, das kurveninnere oder das kurvenäußere Rad in Abhängigkeit von dem Lenkrollradius gewählt wird.According to an advantageous development of the invention it is provided that the influencing is carried out as a function of the scrub radius on the wheel on the inside of the curve or on the wheel on the outside of the curve. Depending on whether the scrub radius is positive or negative, it is advisable to influence the torque on the wheel on the inside of the curve or on the wheel on the outside of the curve. In the present case, the scrub radius is understood to be a lateral distance between the point of penetration of the extended wheel steering axis through the roadway and the center point of the wheel contact area of the wheel. The choice of the wheel to be influenced is preferably also made as a function of the type of influence, with a function of whether a positive torque or a negative torque is applied to the respective wheel, the inside or outside wheel is selected depending on the scrub radius.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass bei Vorliegen eines positiven Lenkrollradradius das kurveninnere Rad und bei Vorliegen eines negativen Lenkrollradius das kurvenäußere Rad zur Beeinflussung des Drehmoments gebremst wird. Die Einrichtung stellt in diesem Fall somit bevorzugt eine Bremseinrichtung dar, die insbesondere radindividuelle Bremsdrehmomente auf die Räder des Kraftfahrzeugs beispielsweise mittels hydraulisch betätigbarer Radbremsen ausüben kann. Bei der Einrichtung kann es sich beispielsweise um ein sogenanntes ESP-Bremssystem (ESP = Elektronisches Stabilitätsprogramm) handeln.According to a preferred development of the invention, it is provided that when there is a positive scrub radius the inside wheel and when there is a negative scrub radius the outside wheel is braked to influence the torque. In this case, the device thus preferably represents a braking device which can exert, in particular, wheel-specific braking torques on the wheels of the motor vehicle, for example by means of hydraulically actuatable wheel brakes. The device can, for example, be a so-called ESP braking system (ESP = electronic stability program).

Weiterhin ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass mit zunehmender Dauer der erfassten Fehlfunktion der Servolenkung die Unterstützung durch die Einrichtung verringert wird. Das bedeutet, dass umso länger die Fehlfunktion der Servolenkung anhält, der Fahrer bei dem Einstellen des Lenkwinkels an den Rädern immer weniger unterstützt wird, so dass mit der Zeit der Fahrer selbst ein höheres Lenkmoment aufbringen muss, um den gewünschten Lenkwinkel zu erreichen. Dadurch wird der Fahrer langsam, insbesondere kontinuierlich, daran gewöhnt, dass die Servolenkung ausgefallen ist.Furthermore, it is provided according to the invention that the assistance provided by the device is reduced as the duration of the detected malfunction of the power steering increases. This means that the longer the malfunction of the power steering persists, the less support the driver is provided with adjusting the steering angle on the wheels, so that over time the driver himself has to apply a higher steering torque in order to achieve the desired steering angle. As a result, the driver slowly, in particular continuously, gets used to the fact that the power steering has failed.

Ferner ist bevorzugt vorgesehen, dass bei Vorliegen eines negativen Lenkrollradius ein zusätzlicher Bremseingriff an einem kurveninneren Rad einer anderen, insbesondere nicht lenkbaren Achse durchgeführt wird. Da bei einem Fahrzeug mit negativem Lenkrollradius ein Bremseingriff vom kurvenäußeren Rad zur Unterstützung der Lenkung bevorzugt angebracht wird, wird so einerseits ein Radlenkmoment in die richtige Richtung erzeugt, gleichzeitig jedoch auch ein Giermoment auf das Fahrzeug, das in die entgegengesetzte Richtung wirkt, wodurch das Eindrehen des Fahrzeugs in die Kurve behindert wird. Durch einen zusätzlichen Bremseingriff an einem kurveninneren Rad der nicht gelenkten Radachse wird dieses Giermoment auf einfache Art und Weise kompensiert.Furthermore, it is preferably provided that if there is a negative scrub radius, an additional braking intervention is carried out on a wheel on the inside of the curve of another, in particular non-steerable, axle. Since braking intervention from the wheel on the outside of the bend is preferred to assist the steering in a vehicle with a negative scrub radius, on the one hand a wheel steering torque is generated in the correct direction, but at the same time a yawing torque on the vehicle that acts in the opposite direction, which causes the turning the vehicle is hindered in the curve. This yaw moment is compensated for in a simple manner by an additional braking intervention on a wheel on the inside of the curve of the non-steered wheel axle.

Besonders bevorzugt ist vorgesehen, dass zur Kompensation eines radindividuellen Bremsmomentes durch die Einrichtung ein Antriebsmoment der Antriebsvorrichtung des Kraftfahrzeugs erhöht wird. Dadurch soll vermieden werden, dass durch den Bremseingriff der Einrichtung, der zum Unterstützen der Lenkung erfolgt, das Kraftfahrzeug insgesamt verzögert wird. Durch die Kompensation mittels der Antriebsvorrichtung fällt der Bremseingriff zur Unterstützung des Lenkmoments dem Fahrer weniger oder nicht auf, wodurch der Komfort erhöht wird.Provision is particularly preferably made for a drive torque of the drive device of the motor vehicle to be increased by the device in order to compensate for a wheel-specific braking torque. This is to prevent the vehicle from being decelerated as a whole as a result of the braking intervention of the device, which takes place to support the steering. As a result of the compensation by means of the drive device, the braking intervention to support the steering torque is less or not noticeable to the driver, which increases comfort.

Vorzugsweise ist als Einrichtung eine Bremseinrichtung, insbesondere eine hydraulische Bremseinrichtung vorgesehen. Mittels der Bremseinrichtung, die - wie zuvor bereits erwähnt - bevorzugt als ESP-Bremssystem ausgebildet ist, lassen sich radindividuelle Bremsmomente und damit negative Drehmomente auf die Räder ausüben. Da in den meisten Kraftfahrzeugen mittlerweile ein derartiges Bremssystem Standard ist, bedarf es diesbezüglich keiner Aufrüstung des jeweiligen Fahrzeugs.A braking device, in particular a hydraulic braking device, is preferably provided as the device. By means of the braking device, which - as already mentioned - is preferably designed as an ESP braking system, braking torques for individual wheels and thus negative torques can be exerted on the wheels. Since such a brake system is now standard in most motor vehicles, the respective vehicle does not need to be upgraded in this regard.

Alternativ oder zusätzlich ist als Einrichtung ein Elektroantrieb vorgesehen, der zumindest die lenkbaren Räder wahlweise mit einem positiven oder mit einem negativen Drehmoment in Abhängigkeit von dem gewünschten Lenkwinkel und dem vorliegenden Lenkrollradius beaufschlagt. Durch den Elektroantrieb lässt sich auf einfache Art und Weise auch ein positives Drehmoment auf die Räder individuell aufbringen, insbesondere wenn der Elektroantrieb jeweils eine elektrische Maschine für jedes der Räder des Kraftfahrzeugs aufweist, die unabhängig voneinander ansteuerbar sind. Besonders bevorzugt weist der Elektroantrieb dazu Radnabenmotoren auf, die dem jeweiligen Rad zugeordnet sind. Besonders bevorzugt erfolgt mittels des Elektroantriebs und der Bremseinrichtung ein kombinierter Eingriff beziehungsweise eine kombinierte Beeinflussung des Drehmoments der Räder, insbesondere wenn das Drehmoment eines Rades, insbesondere einer nicht gelenkten Achse, durch ein positives Drehmoment beeinflusst und ein Rad der gelenkten Achse durch ein negatives Drehmoment, beispielsweise durch eine Reduzierung des Antriebsmomentes, einen generatorischen Betrieb der entsprechenden elektrischen Maschine oder durch einen Eingriff des Bremssystems, beeinflusst wird. Der kombinierte Eingriff hat den Vorteil, dass sich die Beeinflussung des Drehmoments nicht auf die Längsbeschleunigung des Kraftfahrzeugs als solches auswirkt, da ein negatives Drehmoment durch ein positives Drehmoment kompensiert wird. Entsprechend ist bevorzugt also vorgesehen, dass, wenn eines der lenkbaren Räder zum Einstellen des gewünschten Lenkwinkels gebremst wird, wenigstens ein anderes Rad des Kraftfahrzeugs zum Kompensieren des Bremsmoments oder eines darauf resultierendes Giermoments mit einem positiven Drehmoment beaufschlagt wird.As an alternative or in addition, an electric drive is provided as a device, which acts upon at least the steerable wheels with either a positive or a negative torque depending on the desired steering angle and the existing steering scrub radius. The electric drive also allows a positive torque to be applied individually to the wheels in a simple manner, in particular if the electric drive has an electric machine for each of the wheels of the motor vehicle, which can be controlled independently of one another. For this purpose, the electric drive particularly preferably has wheel hub motors which are assigned to the respective wheel. A combined intervention or a combined influencing of the torque of the wheels takes place by means of the electric drive and the braking device, in particular if the torque of a wheel, in particular a non-steered axle, is influenced by a positive torque and a wheel of the steered axle is influenced by a negative torque, is influenced, for example, by a reduction in the drive torque, a generator operation of the corresponding electrical machine or an intervention by the brake system. The combined intervention has the advantage that influencing the torque does not affect the longitudinal acceleration of the motor vehicle as such, since a negative torque is compensated for by a positive torque. Accordingly, it is preferably provided that when one of the steerable wheels is braked to set the desired steering angle, at least one other wheel of the motor vehicle is acted upon with a positive torque to compensate for the braking torque or a resulting yaw torque.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs zeichnet sich durch ein speziell hergerichtetes Steuergerät aus, das das erfindungsgemäße Verfahren durchführt. Das Steuergerät ist dazu mit der oder mit den Einrichtungen zum radindividuellen Beeinflussen der Drehmomente der Räder des Kraftfahrzeugs verbunden und weist optional selbst einen Gierratensensor auf, um beispielsweise das oben beschriebene Giermoment optimal kompensieren zu können.The device according to the invention for operating a motor vehicle is characterized by a specially prepared control device which carries out the method according to the invention. For this purpose, the control unit is connected to the device or devices for influencing the torques of the motor vehicle wheels individually and optionally has a yaw rate sensor itself in order to be able to optimally compensate for the yaw moment described above, for example.

Im Folgenden soll die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert werden. Dazu zeigen:

  • 1 ein Kraftfahrzeug in einer vereinfachten Darstellung,
  • 2 ein lenkbares Rad des Kraftfahrzeugs mit einem Lenkrollradius,
  • 3 eine Vorrichtung zum Betreiben des Kraftfahrzeugs,
  • 4 ein erstes Ausführungsbeispiel zum Betreiben des Kraftfahrzeugs und
  • 5 ein zweites Ausführungsbeispiel zum Betreiben des Kraftfahrzeugs jeweils in einer vereinfachten Darstellung.
The invention is to be explained in more detail below using an exemplary embodiment. To show:
  • 1 a motor vehicle in a simplified representation,
  • 2 a steerable wheel of the motor vehicle with a scrub radius,
  • 3 a device for operating the motor vehicle,
  • 4th a first embodiment for operating the motor vehicle and
  • 5 a second embodiment for operating the motor vehicle, each in a simplified representation.

1 zeigt in einer vereinfachten Draufsicht ein Kraftfahrzeug 1. Das Kraftfahrzeug 1 weist zwei Radachsen 2, 3 auf, wobei die vordere Radachse 2 lenkbare Räder 4, 5 und die hintere Radachse 3 zwei nicht lenkbare Räder 6, 7 aufweist. Jedem der Räder 4 bis 7 ist eine elektrische Maschine 8 bis 11 zugeordnet, die vorzugsweise als Radnabenmaschine ausgebildet ist, um radindividuell ein positives oder ein negatives Drehmoment auf das jeweilige Rad 4 bis 7 durch einen motorischen oder generatorischen Betrieb auszuüben. Die elektrischen Maschinen 8 bis 11 bilden zusammen einen Elektroantrieb des Kraftfahrzeugs 1. 1 shows a motor vehicle in a simplified plan view 1 . The car 1 has two wheel axles 2 , 3 on, with the front wheel axle 2 steerable wheels 4th , 5 and the rear wheel axle 3 two non-steerable wheels 6th , 7th having. Each of the bikes 4th to 7th is an electrical machine 8th to 11 assigned, which is preferably designed as a wheel hub machine, in order to apply a positive or negative torque to each wheel individually 4th to 7th exercised by a motor or generator operation. The electrical machines 8th to 11 together form an electric drive of the motor vehicle 1 .

Den lenkbaren Rädern 4, 5 ist eine Servolenkung 12 zugeordnet, die in Abhängigkeit von einem durch den Fahrer gewünschten Lenkwinkel ein Lenkmoment auf die Räder 4, 5 ausübt, um diese um ihre Lenkachse zu verschwenken. Die Servolenkung 12 erfasst dazu beispielsweise den durch den Fahrer eingestellten Lenkradwinkel und berechnet hieraus den gewünschten Lenkwinkel für die Räder 4, 5. Durch ein elektromotorisches oder hydraulisches Aufbringen eines Lenkmomentes durch die Servolenkung 12 wird der Fahrer beim Einstellen des Lenkwinkels unterstützt, so dass er nur wenig Kraft benötigt, um den gewünschten Lenkwinkel einzustellen.The steerable wheels 4th , 5 is a power steering 12th assigned to a steering torque on the wheels as a function of a steering angle desired by the driver 4th , 5 exercises to pivot them about their steering axis. The power steering 12th detects the steering wheel angle set by the driver, for example, and uses this to calculate the desired steering angle for the wheels 4th , 5 . By an electromotive or hydraulic application of a steering torque by the power steering 12th the driver is supported in setting the steering angle, so that he needs little force to set the desired steering angle.

Zum Verzögern des Kraftfahrzeugs 1 ist weiterhin eine Bremseinrichtung 13 vorgesehen, die als hydraulische Bremseinrichtung ausgebildet ist und für jedes der Räder 4 bis 7 eine Radbremse 14 bis 17 aufweist, die radindividuell betätigbar sind. Die Bremseinrichtung 13 ist vorzugsweise als ESP-Bremssystem ausgebildet, das zur Stabilisation des Fahrzeugzustands automatisch einen radindividuellen Bremseingriff durchführen kann.To decelerate the motor vehicle 1 is still a braking device 13 provided, which is designed as a hydraulic braking device and for each of the wheels 4th to 7th a wheel brake 14th to 17th which can be actuated individually for each wheel. The braking device 13 is preferably designed as an ESP brake system that can automatically perform a wheel-specific brake intervention to stabilize the vehicle state.

Weiterhin ist ein Steuergerät 18 vorgesehen, das mit dem Bremssystem 13, der Servolenkung 12 sowie den elektrischen Maschinen 8 bis 11 verbunden ist, um diese anzusteuern, und um aktuelle Zustände zu erfassen.There is also a control unit 18th provided that with the braking system 13 , the power steering 12th as well as electrical machines 8th to 11 is connected to control them and to record current states.

2 zeigt eine Draufsicht auf das lenkbare Rad 4 zur Erläuterung des Lenkrollradius des Rades 4. Unter dem Lenkrollradius wird der seitliche Abstand rL verstanden, der zwischen dem Durchstoßpunkt P4 der verlängerten Lenkachse des Rades 4 durch die Fahrbahn und den Mittelpunkt M4 der Radaufstandsfläche liegt (Die Indizes von P und M beziehen sich stets auf das jeweilige Rad). Ist ein Lenkrollradius rL vorhanden, gilt also rL>0, so bewirkt ein positives oder negatives Drehmoment des Rades 4, dass ein Drehmoment MRL um die Lenkachse des Rades 4 erzeugt wird. Dieses Drehmoment MRL wird vorliegend unterstützend für einen Lenkvorgang beziehungsweise für das Einstellen eines gewünschten Lenkwinkels genutzt. 2 Figure 10 shows a top view of the steerable wheel 4th to explain the scrub radius of the wheel 4th . The steering scrub radius is understood to be the lateral distance r L between the point of penetration P 4 the extended steering axis of the wheel 4th through the lane and the center M 4 the wheel contact area (the indices of P and M always refer to the respective wheel). If there is a scrub radius r L , i.e. r L > 0, this results in a positive or negative torque of the wheel 4th that a torque M RL around the steering axis of the wheel 4th is produced. This torque M RL is used here as a support for a steering process or for setting a desired steering angle.

3 zeigt eine vereinfachte Darstellung einer Vorrichtung 19 zum Betreiben des Kraftfahrzeugs 1, die die Servolenkung 12, die Bremseinrichtung 13, das Steuergerät 18 sowie die Radbremsen 14 bis 16 und die elektrische Maschine 8 bis 11 umfasst. Die Servolenkung 12 überwacht kontinuierlich ihre Funktionsfähigkeit. Wird eine Fehlfunktion der Servolenkung 12 erfasst, so wird dies dem Steuergerät 18 oder direkt, wie in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel dargestellt, der Bremseinrichtung 13 gemeldet. Die Bremseinrichtung 13 kommuniziert dann mit dem Steuergerät 18, welches auch mit den elektrischen Maschinen 8 bis 11 in Verbindung steht. Das Steuergerät 18 steuert die elektrische Maschine 8 bis 11 und/oder die Radbremse 14 bis 16 durch das Bremsgerät 13 derart an, dass das Drehmoment eines der lenkbaren Räder 4, 5 derart beeinflusst wird, dass bei Vorliegen des Lenkrollradius das entsprechende Rad 4, 5 mit einem Drehmoment um die Radlenkachse beaufschlagt wird, um den gewünschten Lenkwinkel an den Rädern 4, 5 einzustellen. Bei einem Ausfall oder bei einer Fehlfunktion der Servolenkung 12 wird bevorzugt durch einen einseitigen Bremseingriff an einem Rad der gelenkten Achse ein Moment aufgebracht, das dieses in einen gewünschten Lenkwinkel drängt. Dadurch wird der Fahrer des Kraftahrzeugs auch bei Ausfall der Servolenkung 12 beim Einstellen des gewünschten Lenkwinkels auf vorteilhafte Art und Weise unterstützt. 3 shows a simplified representation of a device 19th for operating the motor vehicle 1 who have favourited the power steering 12th , the braking device 13 , the control unit 18th as well as the wheel brakes 14th to 16 and the electric machine 8th to 11 includes. The power steering 12th continuously monitors their functionality. Becomes a malfunction of the power steering 12th detected, this is reported to the control unit 18th or directly, as shown in the present embodiment, the braking device 13 reported. The braking device 13 then communicates with the control unit 18th which also with the electrical machines 8th to 11 is connected. The control unit 18th controls the electric machine 8th to 11 and / or the wheel brake 14th to 16 by the braking device 13 such that the torque of one of the steerable wheels 4th , 5 is influenced in such a way that when the scrub radius is present, the corresponding wheel 4th , 5 is applied with a torque about the wheel steering axis to the desired steering angle on the wheels 4th , 5 adjust. In the event of a failure or malfunction of the power steering 12th a moment is preferably applied by a one-sided braking intervention on a wheel of the steered axle that pushes it into a desired steering angle. As a result, the driver of the motor vehicle is even if the power steering fails 12th assisted in setting the desired steering angle in an advantageous manner.

Dabei ist vorgesehen, dass bei einem positiven Lenkrollradius das kurveninnere Rad angebremst wird, wie es in 4 durch den Pfeil, der die Bremskraft FB andeutet, beispielhaft dargestellt ist. Dadurch wird das kurveninnere Rad weiter verschwenkt, um den Kurvenradius weiter zu verringern. Zweckmäßigerweise sind die Räder 4 und 5 durch die Servolenkung 12 miteinander derart verbunden, dass sich die Lenkbewegung des einen Rades 4 oder 5 auf das andere Rad 5 oder 4 überträgt.It is provided that the wheel on the inside of the curve is braked with a positive scrub radius, as shown in 4th is exemplified by the arrow which indicates the braking force F B. As a result, the wheel on the inside of the curve is pivoted further in order to further reduce the curve radius. The wheels are useful 4th and 5 through the power steering 12th connected to each other in such a way that the steering movement of one wheel 4th or 5 on the other wheel 5 or 4th transmits.

Bei einem negativen Lenkrollradius, wie er in 5 dargestellt ist, wird das kurvenäußere Rad gemäß Pfeil FB gebremst, so dass sich ein entsprechendes Lenkmoment einstellt.With a negative scrub radius, as shown in 5 is shown, the wheel on the outside of the curve is indicated by the arrow F B braked so that a corresponding steering torque is set.

Das erforderliche Radbremsmoment MB ergibt sich dabei aus dem gewünschten Radlenkmoment MRL , dem Radradius rR und dem Lenkrollradius rL zu: M B = ( r R / r L ) ∗ M RL .

Figure DE102014200608B4_0001
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass zusätzlich zu der Fehlermeldung die Servolenkung und auch das zuletzt eingestellte Lenkmoment meldet, so dass das Steuergerät 18 oder die Bremseinrichtung 13 den Betrag des erforderlichen Bremsmomentes berechnen kann. Ist es aufgrund der Fehlfunktion nicht möglich, das zuletzt eingestellte Lenkmoment zu melden, dann schätzt die Bremseinrichtung 13 oder das Steuergerät 18 aufgrund des aktuellen Lenkradwinkels, des Schräglaufwinkels der Vorderräder 4, 5 und/oder weiterer Größen ein Radlenkmoment ab und berechnet das erforderliche Bremsmoment.The required wheel braking torque M B results from the desired wheel steering torque M RL , the radius r R and the scrub radius r L to: M. B. = ( r R. / r L. ) ∗ M. RL .
Figure DE102014200608B4_0001
 Provision is preferably made that, in addition to the error message, the power steering and also the most recently set steering torque reports, so that the control unit 18th or the braking device 13 can calculate the amount of the required braking torque. If, due to the malfunction, it is not possible to report the steering torque set last, the braking device makes an estimate 13 or the control unit 18th due to the current steering wheel angle, the slip angle of the front wheels 4th , 5 and / or other variables from a wheel steering torque and calculates the required braking torque.

Zur Schonung der Radbremsen 4 bis 7, die einem Verschleißt unterliegen, und zur Reduzierung von Geräusch- oder Vibrationseinflüssen, wird weiterhin vorgeschlagen, den einseitigen Bremseingriff nach einem Ausfall der Servolenkung 12 nur kurzzeitig durchzuführen. Das kurzzeitige Durchführen reicht bereits aus, um die Räder in einen gewünschten Lenkwinkel zu verbringen. Die restliche Kurvenfahrt kann ohne weiteren Eingriff in das Bremssystem erfolgen. Weiterhin ist bevorzugt vorgesehen, dass die Stärke des Bremseingriffs mit wachsender Betriebszeit beziehungsweise mit wachsender Dauer der Fehlfunktion der Servolenkung 12 reduziert wird, um den Fahrer gleitend an den Ausfall der Servolenkung 12 zu gewöhnen, so dass er nach kurzer Zeit die erhöhten Lenkmomente selbst übernehmen kann.To protect the wheel brakes 4th to 7th which are subject to wear and tear, and to reduce the effects of noise or vibration, it is also proposed that one-sided braking intervention after failure of the power steering 12th to be carried out only briefly. The brief execution is already sufficient to bring the wheels to a desired steering angle. The rest of the cornering can take place without further intervention in the braking system. Furthermore, it is preferably provided that the strength of the braking intervention with increasing operating time or with increasing duration of the malfunction of the power steering 12th is reduced to the driver sliding to the failure of the power steering 12th to get used to, so that he can take over the increased steering torque himself after a short time.

Bei einem Kraftfahrzeug mit negativem Lenkrollradius wird der Bremseingriff am kurvenäußeren Rad durchgeführt. Dadurch wird zwar ein Radlenkmoment in die richtige Richtung erzeugt, jedoch wird dadurch auch ein Giermoment auf das gesamte Fahrzeug 1 ausgeübt, das in die Gegenrichtung wirkt, wodurch das Eindrehen des Kraftfahrzeugs 1 in die Kurve erschwert wird. Dies wird vorliegend bevorzugt durch einen zusätzlichen Bremseingriff am kurveninneren Rad 6 oder 7 der nicht gelenkten Achse 3 kompensiert.In a motor vehicle with a negative scrub radius, the braking intervention is carried out on the wheel on the outside of the curve. Although this generates a wheel steering torque in the correct direction, it also creates a yaw torque on the entire vehicle 1 exercised, which acts in the opposite direction, causing the turning of the motor vehicle 1 in the curve is made difficult. In the present case, this is preferred through an additional braking intervention on the wheel on the inside of the curve 6th or 7th of the non-steered axle 3 is compensated.

Für den Fall, dass ein Abbremsen des Kraftfahrzeugs 1 nicht erwünscht ist, wird bevorzugt das Antriebsdrehmoment des Kraftfahrzeugs gleichzeitig mit dem Bremseingriff erhöht, um die Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs 1 insgesamt konstant zu halten.In the event that the motor vehicle is braked 1 is not desired, the drive torque of the motor vehicle is preferably increased simultaneously with the braking intervention by the speed of the motor vehicle 1 to be kept constant overall.

Bei einem Elektrofahrzeug, wie es in 1 dargestellt wird, wird alternativ zum radindividuellen Bremseingriff eine radselektive Erhöhung des Antriebsmomentes durch eine der elektrischen Maschinen 8 oder 9 durchgeführt. Auch ist ein kombinierter Eingriff denkbar, bei welchem das Antriebsdrehmoment an einem der Räder 4, 5 erhöht und an einem der Räder 6, 7 durch eine Reduzierung des Antriebsdrehmoments oder durch ein generatorisches Bremsmoment der jeweiligen elektrischen Maschine 10, 11 an einem Rad 6, 7 der nicht gelenkten Achse reduziert wird. Der kombinierte Eingriff hat den Vorteil, dass er bezüglich der Längsbeschleunigung des Kraftfahrzeugs 1 neutral ist. Auch energetisch ist der kombinierte Eingriff - abgesehen vom Wirkungsgradverlust - weitgehend neutral. Es wäre daher auch denkbar, diesen über einen längeren Zeitraum zu betreiben, der nicht auf die Zeit unmittelbar nach dem Ausfall der Servolenkung 12 beschränkt ist.For an electric vehicle like the one in 1 is shown, a wheel-selective increase in the drive torque by one of the electrical machines is used as an alternative to the individual wheel braking 8th or 9 carried out. A combined intervention is also conceivable in which the drive torque is applied to one of the wheels 4th , 5 increased and on one of the wheels 6th , 7th by reducing the drive torque or by a regenerative braking torque of the respective electrical machine 10 , 11 on a wheel 6th , 7th the non-steered axle is reduced. The combined intervention has the advantage that it does not affect the longitudinal acceleration of the motor vehicle 1 is neutral. In terms of energy, the combined intervention is largely neutral, apart from the loss of efficiency. It would therefore also be conceivable to operate this over a longer period of time that does not apply to the time immediately after the failure of the power steering 12th is limited.

Claims (9)

Verfahren zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs (1), das wenigstens zwei Radachsen (2,3), von denen mindestens eine lenkbare Räder (4,5) aufweist, und wenigstens eine Einrichtung zum radindividuellen Beeinflussen eines Drehmoments der Räder (4,5,7,8) aufweist, wobei ein Lenken der Räder (4,5) in Abhängigkeit von einem gewünschten Lenkwinkel durch eine Servolenkung (12) unterstützt wird, wobei die Funktionsfähigkeit der Servolenkung (12) überwacht wird, und wobei, wenn eine Fehlfunktion der Servolenkung (12) erfasst wird, zum Einstellen des gewünschten Lenkwinkels an den lenkbaren Rädern (4,5) durch die Einrichtung an nur einem der lenkbaren Räder ein Drehmoment beeinflusst wird, dadurch gekennzeichnet, dass mit zunehmender Dauer der erfassten Fehlfunktion der Servolenkung (12) die Unterstützung durch die Einrichtung verringert wird.Method for operating a motor vehicle (1), which has at least two wheel axles (2,3), of which at least one has steerable wheels (4,5), and at least one device for influencing a torque of the wheels (4,5,7, 8), the steering of the wheels (4, 5) as a function of a desired steering angle being supported by a power steering (12), the functionality of the power steering (12) being monitored, and if a malfunction of the power steering (12 ) is detected, for setting the desired steering angle on the steerable wheels (4, 5) a torque is influenced by the device on only one of the steerable wheels, characterized in that the assistance is provided as the duration of the detected malfunction of the power steering (12) increases the facility is reduced. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Beeinflussung in Abhängigkeit von einem Lenkrollradius (rL) an dem kurveninneren Rad (4,5) oder an dem kurvenäußeren Rad (4,5) durchgeführt wird.Procedure according to Claim 1 , characterized in that the influencing is carried out as a function of a steering scrub radius (r L ) on the wheel (4,5) on the inside of the curve or on the wheel (4,5) on the outside of the curve. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei Vorliegen eines positiven Lenkrollradius (rL) das kurveninnere Rad (4,5) und bei Vorliegen eines negativen Lenkrollradius (rL) das kurvenäußere Rad (4,5) zur Beeinflussung gebremst wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that when there is a positive scrub radius (r L ) the inside wheel (4,5) and when there is a negative scrub radius (r L ) the outside wheel (4,5) is braked for influencing . Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei Vorliegen eines negativen Lenkrollradius (rL) ein zusätzlicher Bremseingriff an einem kurveninneren Rad (6,7) einer anderen Radachse (3) durchgeführt wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that when there is a negative scrub radius (r L ), an additional braking intervention is carried out on a wheel (6, 7) on the inside of the curve of another wheel axle (3). Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Kompensation eines radindividuellen Bremsmoments durch die Einrichtung (13) ein Antriebsmoment einer Antriebsvorrichtung (8-11) des Kraftfahrzeugs (1) erhöht wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that a drive torque of a drive device (8-11) of the motor vehicle (1) is increased by the device (13) to compensate for a wheel-specific braking torque. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Einrichtung eine Bremseinrichtung (13), insbesondere eine hydraulische Bremseinrichtung (13) vorgesehen wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that a braking device (13), in particular a hydraulic braking device (13), is provided as the device. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Einrichtung ein Elektroantrieb vorgesehen wird, der zumindest die lenkbaren Räder (4,5) mit einem positiven oder einem negativen Drehmoment in Abhängigkeit von dem gewünschten Lenkwinkel und dem vorliegenden Lenkrollradius (rL) beaufschlagt.Method according to one of the preceding claims, characterized in that an electric drive is provided as the device, which acts on at least the steerable wheels (4, 5) with a positive or a negative torque depending on the desired steering angle and the present scrub radius (r L ) . Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass, wenn eines der lenkbaren Räder (4,5) zum Einstellen des gewünschten Lenkwinkels gebremst wird, wenigstens ein anderes Rad (6,7) des Kraftfahrzeugs zum Kompensieren des Giermoments oder des Bremsmoments zur Beeinflussung mit einem positiven Drehmoment angetrieben wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that when one of the steerable wheels (4, 5) is braked to set the desired steering angle, at least one other wheel (6, 7) of the motor vehicle to compensate for the yaw moment or the braking moment for influencing is driven with a positive torque. Vorrichtung (19) zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs (1), das wenigstens zwei Radachsen (2,3) aufweist, von denen mindestens eine Radachse (2) lenkbare Räder (4,5) aufweist, wobei die lenkbaren Räder (4,5) eine Servolenkung (12) zum Unterstützen der Lenkwinkeleinstellung in Abhängigkeit von einem gewünschten Lenkwinkel zugeordnet ist, und das wenigstens eine Einrichtung (13) zum radindividuellen Beeinflussen eines Drehmoments der Räder (4,5) des Kraftfahrzeugs (1) aufweist, gekennzeichnet durch ein Steuergerät (18), das das Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8 durchführt.Device (19) for operating a motor vehicle (1) having at least two wheel axles (2,3), of which at least one wheel axle (2) has steerable wheels (4,5), the steerable wheels (4,5) one Power steering (12) is assigned to support the steering angle setting as a function of a desired steering angle, and which has at least one device (13) for influencing a torque of the wheels (4,5) of the motor vehicle (1) individually, characterized by a control unit (18) ), which the procedure according to one of the Claims 1 to 8th performs.
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