DE102017200144A1 - Rückfallbetriebsmodus für ein Verfahren für das Betreiben eines Kraftfahrzeugs mit einem aktiven Querstabilisator und einer aktiven Lenkung - Google Patents

Rückfallbetriebsmodus für ein Verfahren für das Betreiben eines Kraftfahrzeugs mit einem aktiven Querstabilisator und einer aktiven Lenkung Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren für das Betreiben eines Kraftfahrzeugs (1) mit einem aktiven Querstabilisator (3, 4) und einer aktiven Lenkung (7, 8, 9; 11, 12), die ausgebildet ist, einen von einem Fahrer des Kraftfahrzeuges (1) vorgegebenen Lenkradstellwinkel gemäß einem vorgegebenen Lenkverhalten auf einen Lenkwinkel des Kraftfahrzeugs (1) abzubilden, ein. Das Verfahren weist wenigstens die folgenden Schritte auf:
– Betreiben der aktiven Lenkung (7, 8, 9; 11, 12) in einem Normalbetriebsmodus gemäß einem Normallenkverhalten;
– Prüfen auf eine Fehlfunktion des aktiven Querstabilisators (3, 4); und
– wenn eine Fehlfunktion des aktiven Querstabilisators (3, 4) festgestellt wird, Betreiben der aktiven Lenkung (7, 8, 9; 11, 12) in einem Rückfallbetriebsmodus gemäß einem von dem Normallenkverhalten verschiedenen Ausnahmelenkverhalten.
Die Erfindung betrifft außerdem ein Kraftfahrzeug (1), das ausgebildet ist, das erfindungsgemäße Verfahren auszuführen.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren für das Betreiben eines Kraftfahrzeugs mit einem aktiven Querstabilisator und einer aktiven Lenkung sowie ein Kraftfahrzeug mit einer aktiven Lenkung und einem aktiven Querstabilisator, das ausgebildet ist, das erfindungsgemäße Verfahren zu verwenden.
  • Querstabilisatoren in Kraftfahrzeugen wirken einer Wankbewegung des Fahrzeugs entgegen, wenn eine Straßenunebenheit oder eine Kurvenfahrt ein Ein- oder Ausfedern eines Rades bewirken. Der Querstabilisator überträgt die durch das Federn erzeugte Bewegung des Fahrzeugaufbaus auf die gegenüberliegende Fahrzeugseite, wobei eine Torsionseigenschaft des Querstabilisators eine Bedämpfung und Verzögerung der Übertragung und damit ein günstigeres dynamisches Verhalten verursachen kann. Querstabilisatoren können entweder an der vorderen Achse, der hinteren Achse oder jeweils an der hinteren und der vorderen Achse des Kraftfahrzeugs vorgesehen sein.
  • In Fahrzeugen mit hohem Schwerpunkt und Sportfahrzeugen finden aktive Querstabilisatoren im Rahmen des sogenannten Active Roll Controls (ARC) zunehmend Verbreitung. Hierbei werden die Wankeigenschaften des Fahrzeugs durch Verändern des mechanischen Übertragungsverhaltens des Querstabilisators an unterschiedliche Fahrsituationen und persönliche Präferenzen des Fahrers angepasst. Beispielsweise kann eine „direktere“ oder „härtere“ Übertragung in einem „sportlichen“ Betriebsmodus gewünscht sein oder es kann das Untersteuerungsverhalten des Kraftfahrzeugs in einer Kurvenfahrt beeinflusst werden.
  • Aktive Lenkungen lösen die starre Kopplung zwischen Lenkradstellwinkel und Lenkungswinkel auf. Überlagerungslenkungen sind ein Beispiel für aktive Lenkungen, bei denen ein über das Lenkrad vorgegebener Lenkwinkel mit einem (oder mehreren) von einem aktiven Fahrzeugsystem vorgegebenen zusätzlichen Lenkwinkel(n) in einem Überlagerungsgetriebe überlagert wird. Der tatsächliche Lenkungswinkel des Kraftfahrzeugs ergibt sich dann aus dem resultierenden Lenkwinkel. Dadurch können Assistenzsysteme in die Lenkung des Kraftfahrzeugs eingreifen, um Komfort- oder Sicherheitsfunktionen bereitzustellen ( DE 196 01 826 A1 ). Ein weiteres Beispiel für eine aktive Lenkung stellt eine Steer-by-Wire-Lenkung dar, bei der keine mechanische Verbindung zwischen Lenkrad und gelenkten Rädern mehr besteht. Dabei werden der Lenkradstellwinkel durch Sensoren erfasst und die Lenkung von einem Motor mit dem gemäß Vorgaben sowie ggf. Überlagerungslenkwinkeln von Assistenzsystemen modifizierten resultierenden Lenkwinkel beaufschlagt ( DE 100 35 259 A1 ). Ein weiteres Beispiel stellt ein Verfahren für das Betreiben eines Kraftfahrzeuges mit einem aktiven Querstabilisator und einer aktiven Lenkung dar, die ausgebildet ist, den Einfluss des aktiven Quersstabilisators auf die Gierbewegung des Fahrzeugs zumindest teilweise mittels eines Überlagerungswinkels zu kompensieren ( DE 10 2011 010 845 B3 ). Ein weiteres Beispiel stellt das Anpassen einer Überlagerungslenkung an einer vorder- und/oder Hinterachse sowie eines aktiven Stabilisators im Falle einer zu erwartenden fahrerunabhängigen Notbremsung dar ( DE 10 2012 212 616 A1 ). Des Weiteren ist die gemeinsame Steuerung einer Aktivlenkung und aktiver Stabilisatoren beispielsweise aus den Druckschriften DE 11 2007 002 800 B4 , DE 10 2008 000 590 A1 und DE 10 2009 049 635 A1 bekannt.
  • Die Erfindung macht sich zur Aufgabe, ein verbessertes Verfahren für den Betrieb eines Kraftfahrzeugs mit einem aktiven Querstabilisator und einer aktiven Lenkung einzuführen.
  • Die Erfindung führt daher ein Verfahren für das Betreiben eines Kraftfahrzeugs mit einem aktiven Querstabilisator und einer aktiven Lenkung, die ausgebildet ist, einen von einem Fahrer des Kraftfahrzeuges vorgegebenen Lenkradstellwinkel gemäß einem vorgegebenen Lenkverhalten auf einen Lenkwinkel des Kraftfahrzeugs abzubilden, ein. Das Verfahren weist wenigstens die folgenden Schritte auf:
    • – Betreiben der aktiven Lenkung in einem Normalbetriebsmodus gemäß einem Normallenkverhalten;
    • – Prüfen auf eine Fehlfunktion des aktiven Querstabilisators; und
    • – wenn eine Fehlfunktion des aktiven Querstabilisators festgestellt wird, Betreiben der aktiven Lenkung in einem Rückfallbetriebsmodus gemäß einem von dem Normallenkverhalten verschiedenen Ausnahmelenkverhalten.
  • Das Normallenkverhalten und das Ausnahmelenkverhalten sind Beispiele von Lenkverhalten, die dadurch charakterisiert sind, dass sie an die unterschiedlichen dynamischen Bedingungen angepasst sind, die in einem Kraftfahrzeug mit funktionstüchtigem beziehungsweise ausgefallenem Querstabilisator bestehen. Als Lenkverhalten ist hier die Art und Weise zu verstehen, mit der die von dem Fahrer anhand des Lenkradstellwinkels (oder auch dessen zeitliche Ableitung ersten und u.U. höheren Grades) gemachten Lenkvorgaben auf den Lenkwinkel des Kraftfahrzeugs abgebildet werden. Aktive Lenkungen heben die starre Kopplung von Lenkradstellwinkel und Lenkwinkel auf und erlauben es, die Lenkung mit einem Überlagerungswinkel zu beaufschlagen, um allgemein ein von dem Fahrer erwartetes Fahrverhalten des Kraftfahrzeugs zu erzeugen oder auch um situationsbedingt Fahrfehler oder unerwartete Gefährdungssituationen abzumildern. Insofern hier von einem Lenkwinkel des Kraftfahrzeugs gesprochen wird, ist ein effektiver Lenkwinkel gemeint, der sich bei gleichzeitig vorhandener Vorder- und Hinterachslenkung aus einer Kombination von Vorder- und Hinterachslenkwinkel ergeben kann.
  • Die Erfindung geht von der Einsicht aus, dass an der Verwendung von aktiven Querstabilisatoren problematisch ist, dass das Kraftfahrzeug bei einem Ausfall des oder der aktiven Querstabilisatoren ein für den Fahrer ungewohntes und fahrdynamisch unvorteilhaftes Wankverhalten sowie Gierverhalten zeigen kann. Hieraus resultieren Komforteinschränkungen und in extremen Fahrsituationen eine potentiell gefährliche Verminderung der dynamischen Stabilität des Kraftfahrzeugs. Um dies zu vermeiden, wird herkömmlich ein Elektromotor des Querstabilisators im Fall einer Fehlfunktion des aktiven Querstabilisators kurzgeschlossen oder bei Vorhandensein einstellbarer Stoßdämpfer werden diese in eine harte Einstellung versetzt. Das Kurzschließen des Elektromotors erfordert jedoch ein zusätzliches, selbstleitendes Relais, das während der gesamten Betriebsdauer mit Leistung versorgt wird, wodurch Kraftstoffverbrauch, Gewicht und u.U. Packungsvolumen des Kraftfahrzeugs beziehungsweise seiner hier maßgeblichen Komponenten zunehmen. Die Wirkung des Verstellens der Stoßdämpfer hängt zudem von der Höhe des Schwerpunktes des Kraftfahrzeuges und spezifischen Eigenschaften der Stoßdämpfer selbst ab, so dass sich dieser Lösungsansatz in vielen Fällen als unzulänglich erweisen kann.
  • Die Erfindung beruht auf der Einsicht und schließt mit ein, dass das mechanische Verhalten eines Kraftfahrzeug bezüglich seiner Längsachse als schwingungsfähiges System aufgefasst werden kann, dessen Schwingungseigenschaften maßgeblich von der Funktionsfähigkeit des Querstabilisators bestimmt wird. Fällt der Querstabilisator aus, können die im Betrieb des Kraftfahrzeugs entstehenden Schwingungen weniger stark gedämpft und von einer Fahrzeugseite zur anderen geleitet werden. Zudem wird das Gierverhalten des Kraftfahrzeugs durch den Querstabilisator beeinflusst, so dass sich ein gewünschtes Untersteuerungsverhalten in Extremsituationen über diesen oder unter dessen Mitwirkung erreichen lässt. Deshalb wirkt sich ein Ausfall des aktiven Querstabilisators auch negativ auf das Gier- und Untersteuerungsverhalten des Kraftfahrzeugs aus.
  • Die Erfindung erhält die dynamische Stabilität weitestgehend, indem sie die Wahrscheinlichkeit des Auftretens von unerwünscht starken Anregungen des schwingungsfähigen Systems beziehungsweise eines Übersteuerns verringert, und macht sich dabei das Vorhandensein einer aktiven Lenkung zunutze. Dabei sieht die Erfindung vor, dass Lenkverhalten von einem Normallenkverhalten in einem Normalbetriebsmodus zu einem Ausnahmelenkverhalten in einem Rückfallbetriebsmodus zu verändern, wenn eine Fehlfunktion des aktiven Querstabilisators festgestellt wurde.
  • Dazu kann gemäß dem Ausnahmelenkverhalten dem Lenkradstellwinkel wenigstens ein Überlagerungswinkel überlagert und der Lenkwinkel des Kraftfahrzeugs in Abhängigkeit von dem Lenkradstellwinkel und dem wenigstens einen Überlagerungswinkel erzeugt werden. Hierbei ist der gemäß dem Ausnahmelenkverhalten erzeugte Überlagerungswinkel ein anderer als ein in einer entsprechenden Fahrsituation gemäß dem Normallenkverhalten erzeugter Überlagerungswinkel. Der gemäß dem Ausnahmelenkverhalten erzeugte Überlagerungswinkel kann beispielsweise dazu verwendet werden, eine bei einer Kurvenfahrt auftretende Querbeschleunigung zu begrenzen. Der im Rückfallbetriebsmodus erzeugte Überlagerungswinkel kann insbesondere mit einem dem Lenkradstellwinkel entgegengesetzten Vorzeichen versehen sein, also die Lenkvorgabe des Fahrers teilweise kompensieren.
  • Besonders bevorzugt baut die aktive Lenkung eine von dem Fahrer anhand des Lenkradstellwinkels vorgegebene Querbeschleunigung des Kraftfahrzeugs im Rückfallbetriebsmodus mit einer ersten Rate und im Normalbetriebsmodus mit einer zweiten Rate auf, wobei die erste Rate geringer als die zweite Rate ist. Das heißt, dass die zeitliche Ableitung der Querbeschleunigung begrenzt wird, so dass eine abrupte Richtungsänderung des Kraftfahrzeugs über ein bestimmtes Maß hinaus verhindert wird. Dies verhindert, dass das Kraftfahrzeug bezüglich des Wankens um seine Längsachse eine unerwünscht hohe Schwingungsanregung erfährt. Gleichzeitig können hierbei vorteilhafterweise innerhalb der ohnehin bestehenden Grenzen beliebig enge Kurvenradien gefahren werden, da das Verfahren – sofern nicht weitere Begrenzungen vorgesehen sind – lediglich die Änderungsrate der Querbeschleunigung reduziert, also die Änderungsgeschwindigkeit des Lenkwinkels und damit das Einlenken in eine Kurve begrenzt, nicht jedoch den nach einer endlichen Zeit erreichten, vom Fahrer vorgegebenen Lenkwinkel. Hierdurch werden auch vom Fahrer in der Stärke unbeabsichtigte Lenkvorgaben abgemildert, da das Kraftfahrzeug der Lenkvorgabe nicht unmittelbar folgt und so dem Fahrer Zeit für eine Korrektur gibt. Eine solche Kombination einer unbeabsichtigt starken Richtungsänderung mit anschließender Korrektur in Gegenrichtung wäre besonders geeignet, das Kraftfahrzeug zum Wanken zu bringen. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass ein Übersteuern des Kraftfahrzeugs nur verzögert erreicht wird, so dass dem Fahrer ausreichend Reaktionszeit eingeräumt wird, um auf das unerwartete Lenkverhalten des Kraftfahrzeugs bei Ausfall des aktiven Querstabilisators zu reagieren.
  • Da die Querbeschleunigung auch maßgeblich von der Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs abhängt, wäre vorstellbar, eine automatische Bremsung des Kraftfahrzeugs einzuleiten, wenn im Rückfallbetriebsmodus eine maximale Änderungsrate der Querbeschleunigung erreicht wird. Es ist auch vorstellbar, die maximale Änderungsrate als Funktion der Kraftfahrzeuggeschwindigkeit vorzugeben. Ebenso ist es möglich, die Begrenzung der Änderungsrate der Querbeschleunigung aufzuheben, wenn ein sogenanntes „Override“ durch den Fahrer festgestellt wird. Ein solches Override kann beispielsweise bei einer weiteren Vergrößerung des Lenkradstellwinkels durch den Fahrer während der Begrenzung und/oder durch ein vom Fahrer eingeleitetes Bremsen festgestellt werden.
  • Das Betreiben der aktiven Lenkung kann insbesondere ein Betreiben einer aktiven Vorderachslenkung umfassen. Hierbei kann es sich um eine Überlagerungslenkung handeln, bei der die mit dem Lenkrad verbundene Lenksäule und ein von einem Servomotor erzeugter Lenkeingriff durch ein Überlagerungsgetriebe verbunden gemeinsam auf die Lenkung einwirken. Die aktive Vorderachslenkung kann im Rückfallbetriebsmodus besonders mit einem Ausnahmeübersetzungsverhältnis zwischen dem Lenkradstellwinkel und dem Lenkwinkel des Kraftfahrzeugs und im Normalbetriebsmodus mit einem Normalübersetzungsverhältnis zwischen dem Lenkradstellwinkel und dem Lenkwinkel betrieben werden, wobei das Ausnahmeübersetzungsverhältnis größer ist als das Normalübersetzungsverhältnis. Hierdurch wird erreicht, dass der Fahrer das Lenkrad für einen gewünschten einzuschlagenden Kurvenradius im Rückfallbetriebsmodus stärker einschlagen muss als im Normalbetriebsmodus. Der Fahrer kann das Kraftfahrzeug auf diese Weise weiterhin ohne Verzögerung oder sonstige Begrenzung in eine Kurve mit geringem Kurvenradius lenken, muss dies jedoch durch einen größeren Lenkradstellwinkel erzwingen, wodurch unnötig enge Kurvenfahrten und damit unnötig starke Anregungen zum Wanken oder unerwünschtes Übersteuern vermieden werden.
  • Das Betreiben der aktiven Lenkung umfasst vorzugsweise auch ein Betreiben einer aktiven Hinterachslenkung. Eine aktive Hinterachslenkung kann mit einer aktiven Vorderachslenkung kombiniert werden. Die aktive Hinterachslenkung kann verwendet werden, um einen Winkel der Hinterräder auf der Fahrbahn zu verändern. Dadurch lassen sich beispielsweise für einen gegebenen Achsstand engere Kurvenradien fahren, wenn die Hinterräder zu den Vorderrädern entgegengesetzt geschwenkt werden, oder ein Lenkeingriff abmildern, indem die Hinterräder in derselben Richtung geschwenkt werden wie die Vorderräder (etwa bei einer schnellen Autobahnfahrt). Insbesondere kann dabei ein Hinterachslenkwinkel des Kraftfahrzeugs im Normalbetriebsmodus gemäß einem ersten Hinterachslenkverhalten und im Rückfallbetriebsmodus mit einem von dem ersten Hinterachslenkverhalten verschiedenen zweiten Hinterachslenkverhalten vorgegeben werden. Auch hierbei wird das Lenkverhalten des Kraftfahrzeugs derart beeinflusst, dass im Rückfallbetriebsmodus eine geringere Anregung des Kraftfahrzeugs zum Wanken und eine geringere Wahrscheinlichkeit für ein Übersteuern gegeben ist.
  • Beispielsweise kann die Hinterachslenkung für einen gegebenen Lenkradstellwinkel im Normalbetriebsmodus mit einem ersten Hinterachslenkwinkel und im Rückfallbetriebsmodus mit einem zweiten Hinterachslenkwinkel beaufschlagt werden, wobei eine Differenz zwischen dem ersten Hinterachslenkwinkel und dem zweiten Hinterachslenkwinkel ein dem Lenkradstellwinkel entgegengesetztes Vorzeichen besitzt. Dies ist beispielsweise dann der Fall, wenn im Normalbetriebsmodus die Hinterräder entgegen dem Stellwinkel der Vorderachslenkung und im Rückfallbetriebsmodus nicht geschwenkt werden. Oder aber, wenn die Hinterräder im Normalbetriebsmodus nicht geschwenkt und im Rückfallbetriebsmodus in dieselbe Richtung wie die Vorderachslenkung geschwenkt werden. Selbstverständlich kann der Lenkeingriff an der Hinterachslenkung auch im Normal- und Rückfallbetriebsmodus in derselben Art vorgenommen werden, dabei aber in einem Umfang, der im Rückfallbetriebsmodus eine geringere Querbeschleunigung verursacht. Auch können die oben erläuterten Beschränkungen der Querbeschleunigung oder der Änderungsrate der Querbeschleunigung auf die aktive Hinterachslenkung Anwendung finden.
  • Ein zweiter Erfindungsaspekt führt ein Kraftfahrzeug mit einem aktiven Querstabilisator, einer aktiven Lenkung und einer mit dem Querstabilisator und der aktiven Lenkung verbundenen Steuereinheit ein. Die Steuereinheit ist dazu ausgebildet, das erfindungsgemäße Verfahren auszuführen.
  • Der aktive Querstabilisator ist allgemein vorzugsweise vorne im Kraftfahrzeug angeordnet, es kann aber auch zusätzlich oder alternativ ein aktiver Querstabilisator am Heck des Kraftfahrzeugs vorgesehen sein.
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Abbildungen von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:
  • 1 ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs als Blockdiagramm; und
  • 2 ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens.
  • 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs 1 als Blockdiagramm. Die Räder 2 des Kraftfahrzeugs 1 sind bei dem gezeigten Beispiel an Einzelradaufhängungen 5 montiert, es kann jedoch auch eine starre Hinterachse vorgesehen sein, an denen die hinteren Räder 2 aufgehängt sein können. Das Kraftfahrzeug 1 ist in 1 mit einem vorne angeordneten Motor 6 dargestellt, die Erfindung kann jedoch auf andere Konfigurationen angewendet werden.
  • Das Kraftfahrzeug 1 verfügt über einen Querstabilisator 3, der mit einem Aktuator 4 ausgestattet ist und für ein Active Roll Control-Verfahren geeignet ist. Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist ein Querstabilisator 3 an den vorderen Rädern 2 des Kraftfahrzeugs 1 vorgesehen, es kann jedoch zusätzlich ein Querstabilisator an den hinteren Rädern 2 vorhanden sein, auf den das erfindungsgemäße Verfahren ebenfalls angewendet werden kann. Der Querstabilisator 3 ist an seinen gegenüberliegenden Enden mit den Radaufhängungen 5 der Vorderräder 2 verbunden und überträgt eine Verschiebung eines Rades 2 auf das Rad 2 der gegenüberliegenden Fahrzeugseite. Die Übertragung kann dabei durch den Aktuator 4 gesteuert werden, um ein gewünschtes dynamisches Verhalten des Kraftfahrzeugs 1 zu erreichen. Eine Steuereinheit 13 ist dazu vorgesehen, das Vorliegen eines Fehlfunktion des Querstabilisators 3, beispielsweise einen Ausfall des Aktuators 4, zu detektieren und geeignete Maßnahmen zur weitestmöglichen Erhaltung des dynamischen Fahrverhaltens des Kraftfahrzeugs 1 im Rahmen eines Rückfallbetriebsmodus durchzuführen. Zu diesem Zweck ist die Steuereinheit 13 auch mit einer aktiven Lenkung des Kraftfahrzeugs 1 verbunden, die im gezeigten Beispiel eine aktive Vorderachslenkung und eine aktive Hinterachslenkung umfasst. Es kann jedoch auch nur eine aktive Vorder- oder eine aktive Hinterachslenkung vorgesehen sein. Die aktive Vorderachslenkung ist vorliegend beispielhaft als Überlagerungslenkung ausgeführt und umfasst ein mit einem Lenkrad 10 und einem (üblicherweise elektrischen) Servomotor 9 verbundenes Überlagerungsgetriebe 8, welches einen von einem Fahrer anhand des Lenkrades 10 vorgegebenen Lenkradstellwinkel und einen von dem Servomotor 9 erzeugten Überlagerungswinkel kombiniert und den resultierenden Lenkungswinkel auf eine (vordere) Zahnstange 7 oder eine entsprechende Einrichtung einer Vorderachslenkung überträgt. Anstelle einer Überlagerungslenkung kann das erfindungsgemäße Verfahren auch auf andere Arten von aktiven Vorderachslenkungen, beispielsweise eine Steer-by-Wire-Lenkung, angewendet werden.
  • Die aktive Hinterachslenkung des Kraftfahrzeugs 1 von 1 besitzt einen Elektromotor 12, der einen Hinterachslenkwinkel der hinteren Räder 2 über eine hintere Zahnstange 11 veränderlich einstellen kann. Die Steuereinheit 13 kann den Servomotor 9 und den Elektromotor 12 anhand von entsprechenden Steuersignalen steuern, woraufhin die genannten Motoren 9, 12 die Ausrichtung der Räder 2 wie von der Steuereinheit 13 vorgegeben verändern. Die Steuereinheit 13 kann außerdem dazu ausgebildet sein, ein Übertragungsverhalten des aktiven Querstabilisators 3 anhand von geeigneten Steuersignalen an den Aktuator 4 zu beeinflussen. Die Steuereinheit 13 kann eine bereits für andere Zwecke vorgesehene Komponente sein, beispielsweise ein Motorsteuergerät des Motors 6 oder eine vergleichbare Vorrichtung.
  • 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens. Nach dem Start in Schritt S1 wird in Schritt S2 die Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs bestimmt. Hierzu können beispielsweise die Radgeschwindigkeiten der Räder des Kraftfahrzeugs bestimmt werden. In Schritt S3 wird ein Lenkradstellwinkel des Lenkrades des Kraftfahrzeugs bestimmt, woraus sich eine Lenkvorgabe des Fahrers ergibt. In Schritt S4 wird ein geeigneter Betriebsparameter des Querstabilisators ausgelesen und in Schritt S5 daraufhin geprüft, ob ein Fehlerfall des Querstabilisators vorliegt. Ist dies nicht der Fall, wird die aktive Lenkung in dem Normalbetriebsmodus betrieben, wobei eine vom Fahrer anhand des Lenkradstellwinkels und der Fahrzeuggeschwindigkeit vorgegebene Querbeschleunigung mit einer bestimmten Rate aufgebaut wird. Anstelle eines Betriebsparameters des Querstabilisators kann ein Fehlerfall des Querstabilisators ohne Einschränkung der Allgemeinheit auch anhand anderer geeigneter Parameter des Kraftfahrzeuges 1 festgestellt werden.
  • Wurde in Schritt S5 hingegen ein Fehlerfall des Querstabilisators festgestellt, wird in Schritt S7 die vom Fahrer anhand des Lenkradstellwinkels und der Fahrzeuggeschwindigkeit vorgegebene Querbeschleunigung mit einer geringeren Rate aufgebaut, um eine zu starke Anregung des Kraftfahrzeugs zum Wanken zu vermeiden.
  • Außerdem kann der Fahrer des Kraftfahrzeugs durch akustische und/oder optische Signale auf den Fehlerfall aufmerksam gemacht werden, der das dynamische Verhalten des Kraftfahrzeugs verändert und damit eine mögliche Unfallursache darstellt.
  • Die Schritte S2 bis S4 können gleichzeitig oder in beliebiger Reihenfolge hintereinander, sowie in jeweils unterschiedlicher Häufigkeit ausgeführt werden.
  • Die Erfindung ermöglicht ein verbessertes dynamisches Verhalten eines Kraftfahrzeugs mit einem aktiven Querstabilisator und einer aktiven Lenkung für den Fall, dass der aktive Querstabilisator ein Fehlverhalten aufweist. Durch das beschriebene erfindungsgemäße Verfahren können eine ausreichende Wankfestigkeit und ein gewünschtes Untersteuerungsverhalten des Kraftfahrzeugs auch während eines Ausfalls des aktiven Querstabilisators gewährleistet werden.
  • Obwohl die Erfindung im Detail durch Ausführungsbeispiele von bevorzugten Ausführungsformen näher illustriert und beschrieben wurde, ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt. Variationen der Erfindung können vom Fachmann aus den gezeigten Ausführungsbeispielen abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung, wie er in den Ansprüchen definiert wird, zu verlassen.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Kraftfahrzeug
    2
    Rad
    3
    Querstabilisator
    4
    Aktuator
    5
    Radaufhängung
    6
    Motor
    7
    vordere Zahnstange
    8
    Überlagerungsgetriebe
    9
    Servomotor
    10
    Lenkrad
    11
    hintere Zahnstange
    12
    Elektromotor
    13
    Steuereinheit
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Claims (10)

  1. Verfahren für das Betreiben eines Kraftfahrzeugs (1) mit einem aktiven Querstabilisator (3, 4) und einer aktiven Lenkung (7, 8, 9; 11, 12), die ausgebildet ist, einen von einem Fahrer des Kraftfahrzeuges (1) vorgegebenen Lenkradstellwinkel gemäß einem vorgegebenen Lenkverhalten auf einen Lenkwinkel des Kraftfahrzeugs (1) abzubilden, wobei das Verfahren wenigstens die folgenden Schritte aufweist: – Betreiben der aktiven Lenkung (7, 8, 9; 11, 12) in einem Normalbetriebsmodus gemäß einem Normallenkverhalten; – Prüfen auf eine Fehlfunktion des aktiven Querstabilisators (3, 4); und – wenn eine Fehlfunktion des aktiven Querstabilisators (3, 4) festgestellt wird, Betreiben der aktiven Lenkung (7, 8, 9; 11, 12) in einem Rückfallbetriebsmodus gemäß einem von dem Normallenkverhalten verschiedenen Ausnahmelenkverhalten.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass dem Lenkradstellwinkel gemäß dem Ausnahmelenkverhalten wenigstens ein Überlagerungswinkel überlagert wird und der Lenkwinkel des Kraftfahrzeugs (1) in Abhängigkeit von dem Lenkradstellwinkel und dem wenigstens einen Überlagerungswinkel erzeugt wird.
  3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die aktive Lenkung (7, 8, 9; 11, 12) im Rückfallbetriebsmodus eine von dem Fahrer anhand des Lenkradstellwinkels und einer Fahrzeuggeschwindigkeit vorgegebene Querbeschleunigung des Kraftfahrzeugs (1) mit einer ersten Rate aufbaut und bei dem die aktive Lenkung (7, 8, 9; 11, 12) im Normalbetriebsmodus die von dem Fahrer anhand des Lenkradstellwinkels vorgegebene Querbeschleunigung des Kraftfahrzeugs (1) mit einer zweiten Rate aufbaut, wobei die erste Rate geringer als die zweite Rate ist.
  4. Verfahren nach einem vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Betreiben der aktiven Lenkung (7, 8, 9; 11, 12) ein Betreiben einer aktiven Vorderachslenkung (7, 8, 9) umfasst.
  5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die aktive Vorderachslenkung (7, 8, 9) im Rückfallbetriebsmodus mit einem Ausnahmeübersetzungsverhältnis zwischen dem Lenkradstellwinkel und dem Lenkwinkel und im Normalbetriebsmodus mit einem Normalübersetzungsverhältnis zwischen dem Lenkradstellwinkel und dem Lenkwinkel betrieben wird, wobei das Ausnahmeübersetzungsverhältnis größer ist als das Normalübersetzungsverhältnis.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 2–5, dadurch gekennzeichnet, dass im Rückfallbetriebsmodus ein Überlagerungswinkel mit einem dem Lenkradstellwinkel entgegengesetzten Vorzeichen erzeugt wird.
  7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Betreiben der aktiven Lenkung (7, 8, 9; 11, 12) ein Betreiben einer aktiven Hinterachslenkung (11, 12) umfasst.
  8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein Hinterachslenkwinkel des Kraftfahrzeugs (1) im Normalbetriebsmodus gemäß einem ersten Hinterachslenkverhalten und im Rückfallbetriebsmodus mit einem von dem ersten Hinterachslenkverhalten verschiedenen zweiten Hinterachslenkverhalten vorgegeben wird.
  9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Hinterachslenkung (11, 12) für einen gegebenen Lenkradstellwinkel im Normalbetriebsmodus mit einem ersten Hinterachslenkwinkel beaufschlagt wird und im Rückfallbetriebsmodus mit einem zweiten Hinterachslenkwinkel beaufschlagt wird, wobei eine Differenz zwischen dem ersten Hinterachslenkwinkel und dem zweiten Hinterachslenkwinkel ein dem Lenkradstellwinkel entgegengesetztes Vorzeichen besitzt.
  10. Kraftfahrzeug (1) mit einem aktiven Querstabilisator (3, 4), einer aktiven Lenkung (7, 8, 9; 11, 12) und einer mit dem Querstabilisator (3, 4) und der aktiven Lenkung (7, 8, 9; 11, 12) verbundenen Steuereinheit (13), die ausgebildet ist, das Verfahren eines der vorhergehenden Ansprüche auszuführen.
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