DE102018211022A1

DE102018211022A1 - Verfahren zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs

Info

Publication number: DE102018211022A1
Application number: DE102018211022.0A
Authority: DE
Inventors: Florian Mühlfeld; Norman Schmidt-Winkel
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2018-07-04
Filing date: 2018-07-04
Publication date: 2020-01-09

Abstract

Verfahren zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs (1) mit wenigstens einer durch wenigstens eine Antriebseinrichtung (4, 5) wenigstens eines Antriebsstrang (2) angetriebenen oder antreibbaren Achse (6, 7), wobei eine Veränderung eines durch den Antriebsstrang (2) auf die Achse (6, 7) bewirkten Antriebsmoments erfasst wird, wobei bei einer auf das Kraftfahrzeug (1) wirkenden Seitenkraft (13), insbesondere bei einer Kurvenfahrt, in Abhängigkeit der erfassten Veränderung des Antriebsmoments ein Solllenkwinkel (15) als Istlenkwinkel (11) des Kraftfahrzeugs (1) eingestellt wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs mit wenigstens einer durch wenigstens eine Antriebseinrichtung wenigstens eines Antriebsstrangs angetriebenen oder antreibbaren Achse, wobei eine Veränderung eines durch den Antriebsstrang auf die Achse bewirkten Antriebsmoments erfasst wird.
Verfahren zum Betreiben von Kraftfahrzeugen, bei denen Antriebsmomente, die auf eine oder mehrere Achsen des Kraftfahrzeugs bewirkt werden, erfasst werden, sind grundsätzlich aus dem Stand der Technik bekannt. Beispielsweise kann durch derartige Verfahren erfasst werden, ob sich eine Momentenkonstellation der auf die wenigstens eine Achse wirkenden Antriebsmomente verändert. Somit kann beispielsweise erfasst werden, ob der Fahrer das Kraftfahrzeug beschleunigt oder ob, beispielsweise bei einem Schaltvorgang, das Antriebsmoment an der Achse reduziert wird.
Des Weiteren ist aus dem Stand der Technik bekannt, dass Änderungen der Momentenkonstellation bei einer auf das Kraftfahrzeug wirkenden Seitenkraft, beispielsweise bei einer Kurvenfahrt, eine Veränderung der Fahrtrichtung bewirken können, die von dem Benutzer des Kraftfahrzeugs als unangenehm wahrgenommen werden kann.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs anzugeben, das den Fahrkomfort verbessert.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist bei einem Verfahren der eingangs genannten Art erfindungsgemäß vorgesehen, dass bei einer auf das Kraftfahrzeug wirkenden Seitenkraft, insbesondere bei einer Kurvenfahrt, in Abhängigkeit der erfassten Veränderung des Antriebsmoments ein Solllenkwinkel zur Korrektur einer durch die Veränderung des Antriebsmoments bewirkten Änderung der Fahrtrichtung als Istlenkwinkel des Kraftfahrzeugs eingestellt wird.
Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass die Kurvenfahrt, insbesondere der effektive Fahrwinkel, des Kraftfahrzeugs in Abhängigkeit einer Veränderung des Antriebsmoments bei einer auf das Kraftfahrzeug wirkenden Seitenkraft verändert wird. Dazu wird die Veränderung des durch den Antriebsstrang auf die Achse (Antriebsachse) bewirkten Antriebsmoments erfasst und in dessen Abhängigkeit ein Solllenkwinkel definiert, auf den der Istlenkwinkel, also der in der aktuellen Fahrsituation gegebene momentane Lenkwinkel des Kraftfahrzeugs, eingestellt wird. Als Istlenkwinkel wird hierin der Lenkwinkel des Kraftfahrzeugs bezeichnet, der momentan, also bei Auftreten der erfassten Veränderung des Antriebsmoments vorliegt. Der Istlenkwinkel beschreibt somit eine bzw. die momentane Stellung der lenkbaren Räder, beispielsweise eine Auslenkung aus einer Neutralstellung. Demnach wird als Solllenkwinkel derjenige Lenkwinkel definiert, der in Abhängigkeit der Seitenkraft bzw. der Veränderung des Antriebsmoments bestimmt wird.
Mit anderen Worten wird der Istlenkwinkel des Kraftfahrzeugs zur Korrektur einer durch die Veränderung des Antriebsmoments bewirkten Änderung der Fahrtrichtung auf den Solllenkwinkel eingestellt bzw. gesteuert (geregelt). Der Sollwinkel beinhaltet als den (Ist-)Lenkwinkel, der sich in Abhängigkeit mehrerer Größen ergeben kann, sowie einen Korrekturlenkwinkel zur Korrektur einer durch die Veränderung des Antriebsmoments bewirkten Änderung der Fahrtrichtung. Dies heißt gleichzeitig, dass im Istlenkwinkel nach der Einstellung auf den Solllenkwinkel auch eine durch eine Veränderung des Antriebsmoments bewirkte Änderung der Fahrtrichtung berücksichtigt ist. Durch die Anpassung des Istlenkwinkels können Änderungen der Fahrtrichtung ausgeglichen werden, die durch die Veränderung des Antriebsmoments und die auf das Kraftfahrzeug wirkende Seitenkraft erzeugt werden. Bei einer Änderung der Momentenkonstellation, beispielsweise in einer Kurvenfahrt, wird der Istlenkwinkel des Kraftfahrzeugs auf den ermittelten Solllenkwinkel eingestellt, sodass beispielsweise der Kurvenradius bzw. andere die Fahrtrichtung mittelbar oder unmittelbar beschreibende Parameter (Querbeschleunigung, Gierrate, etc.) konstant gehalten werden können.
Der Begriff „Seitenkraft“ kann jedwede auf das Kraftfahrzeug in seitlicher Richtung, d. h. typischerweise quer zu einer Längs(mittel)achse des Kraftfahrzeugs, wirkende Kraft bezeichnen, beispielsweise eine Hangabtriebskraft, eine seitlich auf das Kraftfahrzeug wirkende Windkraft oder eine durch eine Kurvenfahrt auf das Kraftfahrzeug wirkende Kraft (Zentriptalkraft).
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung des Verfahrens kann vorgesehen sein, dass der Solllenkwinkel bei einem Fahrzustand des Kraftfahrzeugs als Istlenkwinkel eingestellt wird, welcher Fahrzustand eine Kurvenfahrt und/oder eine Fahrt auf einer schrägen Fahrbahn und/oder eine Seitenwindbeaufschlagung umfasst. Der Fahrzustand des Kraftfahrzeugs bei dem nach dem Verfahren eine Seitenkraft auf das Kraftfahrzeug wirkt, kann sonach eine Kurvenfahrt und/oder die Fahrt auf einer schrägen Fahrbahn und/oder den Einfluss von Seitenwind auf das Kraftfahrzeug beinhalten. Somit ist es möglich, derartige Einflüsse im Betrieb des Kraftfahrzeugs zu berücksichtigen und bei einer in einem solchen Fahrzustand auftretenden Veränderung der Momentenkonstellation den Solllenkwinkel entsprechend auszugeben / einzustellen bzw. den Istlenkwinkel auf den ermittelten Solllenkwinkel zu steuern.
Ferner kann bei dem Verfahren vorgesehen sein, dass ein Istlenkradwinkel erfasst bzw. ermittelt wird und der Solllenkwinkel in Abhängigkeit des Istlenkradwinkels ausgegeben und/oder eingestellt wird. Der Istlenkradwinkel beschreibt den momentanen Ausschlag des Lenkrads bzw. gibt die momentane Lenkradposition an, d.h. die momentane Position des Lenkrads, beispielsweise in Bezug auf eine Neutralstellung des Lenkrads. Durch das Abgreifen bzw. Erfassen bzw. Ermitteln des Istlenkradwinkels kann bestimmt werden, in welche Fahrtrichtung das Kraftfahrzeug momentan bewegt wird bzw. durch den Benutzer momentan bewegt werden soll. Die Ermittlung bzw. Erfassung des Istlenkradwinkels kann durch eine Ermittlungs- bzw. Erfassungseinrichtung, welche z. B. die aktuelle Winkelauslenkung des Lenkrads, insbesondere relativ zu einer Neutralstellung des Lenkrads, ermittelt bzw. erfasst, erfolgen.
Anschließend kann der Solllenkwinkel in Abhängigkeit des Istlenkradwinkels ausgegeben und/oder eingestellt werden, da durch die Veränderung der Momentenkonstellation, wie zuvor beschrieben, eine Veränderung der Fahrtrichtung des Kraftfahrzeugs bewirkt wird, die durch die Einstellung des Solllenkwinkels bzw. die Einstellung des Istlenkwinkels auf den Solllenkwinkel, ausgeglichen wird. Dadurch, dass der Istlenkradwinkel in die Einstellung des Istlenkwinkels, also die Bestimmung des Solllenkwinkels, einbezogen wird, kann sichergestellt werden, dass die momentan (fahrerseitig) gewünschte Fahrtrichtung des Kraftfahrzeugs beibehalten wird. Mit anderen Worten wird durch das Ermitteln des Istlenkradwinkels der Fahrerwunsch umgesetzt, das Kraftfahrzeug in eine bestimmte durch die Lenkradstellung, also den Istlenkradwinkel vorgegebene Fahrtrichtung zu bewegen.
Somit kann aus dem Istlenkradwinkel und/oder einer auf das Kraftfahrzeug wirkenden Istquerbeschleunigung und/oder einer Istgierrate des Kraftfahrzeugs vor der Veränderung des Antriebsmoments eine Fahrerwunschgröße ermittelt werden, wobei die Fahrerwunschgröße durch das Einstellen des Solllenkwinkels als Istlenkwinkel nach Veränderung des Antriebsmoments konstant gehalten wird. Wie zuvor beschrieben, kann durch verschiedene Parameter eine Fahrerwunschgröße ermittelt werden, die den von dem Fahrer bzw. Benutzer des Kraftfahrzeugs bzw. einer, z. B. einen Bestandteil eines einen teil- oder vollautonomen Fahrbetrieb des Kraftfahrzeugs ermöglichenden Assistenz- bzw. Fahrsystems bildenden, Steuereinrichtung des Kraftfahrzeugs eingestellten Fahrzustand des Kraftfahrzeugs beschreibt. Dabei kann der Istlenkradwinkel herangezogen werden, um beispielsweise eine z. B. durch den Fahrer vorgegebene Fahrtrichtung, Querbeschleunigung oder Gierrate des Kraftfahrzeugs zu ermitteln.
Ferner können daher weitere den Fahrzustand beschreibende Größen, wie beispielsweise die Istquerbeschleunigung und/oder die Istgierrate des Kraftfahrzeugs ermittelt werden, um daraus die Fahrerwunschgröße zu bestimmen. Mit anderen Worten gibt die Fahrerwunschgröße demnach an, in welchem Fahrzustand das Kraftfahrzeug vor der Veränderung der Momentenkonstellation bewegt wird, wobei die Fahrerwunschgröße gemäß dieser Ausgestaltung der Erfindung konstant gehalten wird. Das bedeutet, dass nach der Veränderung der Momentenkonstellation, also der Veränderung des durch den Antriebsstrang auf die Achse bewirkten Antriebsmoments derselbe Fahrzustand des Kraftfahrzeugs vorliegen soll, wie dieser durch die Fahrerwunschgröße beschrieben wird. Somit kann beispielsweise die Fahrtrichtung und/oder die Gierrate und/oder die Querbeschleunigung des Kraftfahrzeugs durch die Veränderung des Istlenkradwinkels, insbesondere das Einstellen des Solllenkwinkels als Istlenkwinkel, konstant gehalten werden. Dies verbessert den Fahrkomfort, da der Fahrer letztlich die Veränderung der Momentenkonstellation nicht bemerkt bzw. sich diese nicht negativ auf den Fahrzustand des Kraftfahrzeugs, beispielweise in einer Veränderung der Fahrtrichtung, niederschlägt.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann vorgesehen sein, dass die erfasste Veränderung des Antriebsmoments, insbesondere mittels einer zweiten Antriebseinrichtung, bevorzugt einer auf eine weitere angetriebene oder antreibbaren Achse wirkenden Antriebseinrichtung, ausgeglichen wird, wobei der Solllenkwinkel in Abhängigkeit einer durch den Ausgleich herbeigeführten Veränderung der Fahrtrichtung und/oder der Gierrate des Kraftfahrzeugs ausgegeben und/oder eingestellt wird. Wie zuvor beschrieben, kann jedwede Momentenkonstellation bzw. eine Änderung der Momentenkonstellation bei einem Fahrzustand, bei dem eine Seitenkraft auf das Kraftfahrzeug wirkt, eine Veränderung der Fahrtrichtung herbeiführen. Entsprechende Änderungen der Momentenkonstellation sind beispielsweise eine Allradzuschaltung oder -abschaltung, bei der zusätzlich zu einer ersten angetriebenen Achse eine weitere Achse angetrieben wird oder der Antrieb der zusätzlichen Achse beendet wird. Ferner kann durch eine zweite Antriebseinrichtung eine Veränderung des Antriebsmoments einer ersten Antriebseinrichtung ausgeglichen werden, wobei durch die Einstellung des Solllenkwinkels bzw. die Veränderung des Istlenkwinkels auf den Solllenkwinkel die dadurch herbeigeführte Veränderung der Fahrtrichtung und/oder der Gierrate des Kraftfahrzeugs kompensieren.
Mit anderen Worten kann der Antriebsstrang eines derartigen Kraftfahrzeugs wenigstens zwei Antriebseinrichtungen vorsehen, wobei jede Antriebseinrichtung auf eine antreibbaren Achse wirkt. Beispielweise ist eine erste Antriebseinrichtung vorgesehen, die auf eine Vorderachse wirkt, wobei eine zweite Antriebseinrichtung vorgesehen sein kann, die auf eine Hinterachse des Kraftfahrzeugs wirkt. Somit kann auf die Vorderachse und auf die Hinterachse jeweils durch eine der wenigstens zwei Antriebseinrichtungen ein Antriebsmoment bewirkt werden.
Wird beispielsweise das Kraftfahrzeug in einem Fahrzustand betrieben, bei dem die erste Antriebseinrichtung auf die Vorderachse ein Antriebsmoment bewirkt und das Kraftfahrzeug befindet sich in einem Fahrzustand, in dem das Kraftfahrzeug eine Seitenkraft erfährt, kann eine Veränderung des durch die erste Antriebseinrichtung bewirkten Antriebsmoments durch die zweite Antriebseinrichtung ausgeglichen werden. Beispielsweise bei einem Schaltvorgang einer der ersten Antriebseinrichtung zugeordneten Getriebeeinrichtung, bei dem das durch die erste Antriebseinrichtung bewirkte Antriebsmoment reduziert wird, kann durch die zweite Antriebseinrichtung ein entsprechendes Antriebsmoment bereitgestellt werden, sodass das gesamte auf das Kraftfahrzeug bzw. den Antriebsstrang bewirkte Antriebsmoment konstant gehalten werden kann. Durch die gezielte Veränderung der Momentenkonstellation, also der Veränderung des auf die Vorderachse und die Hinterachse bewirkten Antriebsmoments wird eine Veränderung der Fahrrichtung bzw. der Gierrate bzw. der Querbeschleunigung des Kraftfahrzeugs herbeigeführt. Dies kann entsprechend der Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ausgeglichen werden, indem der Solllenkwinkel in Abhängigkeit der durch den Ausgleich der Momentenkonstellation herbeigeführten Veränderung der Fahrtrichtung bzw. Gierrate des Kraftfahrzeugs eingestellt wird.
Wird somit eine zweite Antriebseinrichtung vorgesehen, die eine Veränderung des Antriebsmoments, beispielsweise eine Reduzierung des Antriebsmoments, der ersten Antriebseinrichtung ausgleicht, kann der Solllenkwinkel derart eingestellt werden, dass eine durch diesen Ausgleich herbeigeführte Fahrtrichtungsänderung oder Gierratenänderung ausgeglichen wird. Vorteilhafterweise wird der Fahrer bzw. der Benutzer dadurch unterstützt, da ein Lenkeingriff bzw. eine Veränderung des Istlenkradwinkels durch den Fahrer nicht erforderlich ist. Stattdessen wird der Solllenkwinkel durch das erfindungsgemäße Verfahren bzw. die vorliegende Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens (automatisiert) eingestellt. Demnach wird der Fahrkomfort erhöht, da das Ausgleichen der Veränderung des Antriebsmoments nicht zu einer Änderung der Fahrtrichtung führt bzw. diese durch das Einstellen des Istlenkwinkels auf den Solllenkwinkel kompensiert werden kann.
Besonders bevorzugt kann dabei vorgesehen sein, dass durch das Einstellen des Solllenkwinkels als Istlenkwinkel eine Querbeschleunigung des Kraftfahrzeugs, insbesondere die Zentripetalbeschleunigung, bei Veränderung des Antriebsmoments konstant gehalten wird. Dadurch wird vorteilhafterweise erreicht, dass ein Fahrzustand, den z. B. der Fahrer durch den momentan vorliegenden Lenkradwinkel, also den Istlenkradwinkel, eingestellt hat, bei einer zuvor beschriebenen Veränderung des Antriebsmoments konstant gehalten werden kann. Beispielweise in Fahrzuständen, in denen der Fahrer eine Kurve mit einer von ihm durch den Lenkradwinkel eingestellten Querbeschleunigung durchfahren möchte, wird der Solllenkwinkel derart bestimmt, dass die Querbeschleunigung, insbesondere die Zentripetalbeschleunigung, bei Veränderung des Antriebsmoments konstant gehalten wird. Erfolgt in der Kurvenfahrt sonach eine Veränderung des Antriebsmoments, kann der Solllenkwinkel derart festgelegt werden und der Istlenkwinkel somit definiert auf den Solllenkwinkel gesteuert werden, dass die vor der Veränderung des Antriebsmoments vorliegende Querbeschleunigung, insbesondere die Zentripetalbeschleunigung (oder die Zentrifugalbeschleunigung), konstant gehalten wird.
Dadurch wird die z. B. von dem Fahrer eingestellte Fahrsituationen bzw. der eingestellte Fahrzustand durch die Veränderung des Antriebsmoments nicht verändert. Das Kraftfahrzeug kann somit weiter mit der eingestellten Querbeschleunigung bewegt werden. Insbesondere bei einer automatisierten Veränderung des Antriebsmoments, beispielsweise einem Ausgleich einer Reduzierung des Antriebsmoments einer ersten Antriebseinrichtung durch eine zweite Antriebseinrichtung, also einer Verlagerung der Verteilung des gesamten Antriebsmoments, kann eine dadurch potentielle auftretende Veränderung der Querbeschleunigung, die auf das Kraftfahrzeug wirkt, verhindert werden, sodass der eingestellte Fahrzustand aufrechterhalten bleibt.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens kann vorgesehen sein, dass bei einer Veränderung des Istlenkwinkels, insbesondere bei einer Steuerung auf den Solllenkwinkel, der Istlenkradwinkel verändert wird oder konstant gehalten wird. Gemäß der ersten Alternative dieser Ausgestaltung ist vorgesehen, dass wenn der Istlenkwinkel, also letztlich die Radstellung bzw. -ausrichtung des Kraftfahrzeugs, beispielsweise relativ zu der Längs(mittel)achse bzw. der Karosserie des Kraftfahrzeugs, verändert wird, auch der Istlenkradwinkel, also die Lenkradstellung, verändert wird. Dadurch kann dem Fahrer aktiv vermittelt werden, dass ein Eingriff in den Lenkwinkel des Kraftfahrzeugs erfolgt. Ferner wird vorteilhafterweise erreicht, dass der Istlenkwinkel stets mit dem Istlenkradwinkel übereinstimmt. Dem Fahrer wird sonach vermittelt, dass eine Veränderung des Lenkwinkels vorgenommen wurde, wodurch der Fahrer eine direkte Rückmeldung über den momentan eingestellten Lenkwinkel erhält.
Daneben ist es ebenso möglich, dass bei einer Veränderung des Istlenkwinkels, also bei dem Einstellen auf den Solllenkwinkel, der Istlenkradwinkel unverändert bleibt, also konstant gehalten wird. Dadurch kann die Steuerung des Solllenkwinkels, also eine Veränderung des Istlenkwinkels für den Fahrer unbemerkt durchgeführt werden, sodass dieser das Kraftfahrzeug weiter in dem eingestellten Fahrzustand bewegen kann, ohne von der vorgenommenen Veränderung des Istlenkwinkels „behelligt“ zu werden. Dies bietet den Vorteil, dass die Steuerung des Istlenkwinkels automatisch durchgeführt werden kann, ohne den Fahrer beim Betrieb des Kraftfahrzeugs zu stören.
Bei der zuvor beschriebenen Ausgestaltung kann ferner vorgesehen sein, dass eine Veränderung des Istlenkwinkels in Abhängigkeit einer Rückstellbedingung, insbesondere überblendet oder aktiv, zurückgestellt wird. Das Einstellen des Solllenkwinkels, also eine Veränderung des Istlenkwinkels, wie diese zuvor beschrieben wurde, kann gemäß dieser Ausgestaltung in Abhängigkeit einer Rückstellbedingung bzw. des Erfüllens einer solchen zurückgestellt werden. Beispielsweise kann der Solllenkwinkel in Abhängigkeit der Veränderung der Momentenkonstellation wieder zurückgestellt werden, wenn die Veränderung des Antriebsmoments wieder ausgeglichen wird. Dies kann überblendet erfolgen, d.h. dass der Fahrer letztlich die Veränderung des Istlenkwinkels nicht wahrnimmt, da diese beispielsweise ohne eine Einflussnahme auf den Istlenkradwinkel, durchgeführt wird. Ebenso ist es möglich, die Veränderung des Istlenkwinkels aktiv zurückzustellen, beispielsweise dann, wenn der Istlenkradwinkel entsprechend der Veränderung des Istlenkwinkels auf den Solllenkwinkel eingestellt wurde. In diesem Fall bietet es sich an, den Istlenkradwinkel und den Istlenkwinkel aktiv zurückzustellen, sodass der Lenkradwinkel stets mit dem Lenkwinkel übereinstimmt.
Die Rückstellbedingung kann dabei z. B. einen Wegfall der Seitenkraft und/oder der Antriebsmomentänderung beschreiben. Wie zuvor beschrieben, kann das Einstellen des Istlenkwinkels bzw. das Einstellen des Solllenkwinkels als Istlenkwinkel in Abhängigkeit der Seitenkraft und/oder der Änderung des Antriebsmoments erfolgen. Fällt die Seitenkraft und/oder die Veränderung des Antriebsmoments weg, ist eine Veränderung des ursprünglichen Istlenkwinkels nicht mehr nötig. In diesem Fall kann der ursprüngliche Istlenkwinkel wiederhergestellt werden, sodass die Fahrtrichtung, die der Fahrer ursprünglich eingestellt hat, beibehalten wird.
Daneben betrifft die Erfindung eine Steuerungseinrichtung für ein Kraftfahrzeug, wobei die Steuerungseinrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ausgebildet ist.
Ferner betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug, umfassend einen Antriebsstrang und eine erfindungsgemäße Steuerungseinrichtung. Der Antriebsstrang des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs ist dabei bevorzugt in P4-Hybridkonfiguration ausgebildet. Dabei ist bevorzugt eine erste Antriebseinrichtung, beispielsweise ein Verbrennungsmotor, derart mit einer ersten antreibbaren Achse verbunden, dass ein erstes Antriebsmoment durch die erste Antriebseinrichtung auf die erste antreibbare Achse bewirkt werden kann. Ferner ist eine zweite Antriebseinrichtung, beispielsweise ein Elektromotor, derart mit einer zweiten antreibbaren Achse verbunden, dass ein zweites Antriebsmoment durch die zweite Antriebseinrichtung auf die zweite antreibbare Achse bewirkt werden kann. Somit kann eine Veränderung des durch die erste Antriebseinrichtung bewirkten Antriebsmoments, beispielsweise eine Reduzierung des Antriebsmoments der ersten Antriebseinrichtung, durch ein entsprechendes durch die zweite Antriebseinrichtung bewirktes zweites Antriebsmoment ausgeglichen werden. Vorteilhafterweise kann eine dadurch auftretende Veränderung des Fahrzustands, bzw. eine Veränderung der Fahrtrichtung, der Gierrate oder der Querbeschleunigung durch das Einstellen des Istlenkwinkels auf den Solllenkwinkel, also eine entsprechende Veränderung des Istlenkwinkels, ausgeglichen werden.
In einem Fahrzustand, in dem der Fahrkomfort des Benutzers dadurch erhöht werden soll, dass die Reduzierung des Antriebsmoments der ersten Antriebseinrichtung, beispielweise in einem Schaltvorgang, durch eine zweite Antriebseinrichtung ausgeglichen wird, wird der Fahrkomfort ferner dadurch erhöht, dass ein derartiger Ausgleich nicht zu einer Veränderung des Fahrzustands hinsichtlich der Fahrtrichtung, der Querbeschleunigung oder der Gierrate führt. Dadurch wird vorteilhafterweise erreicht, dass der Fahrzustand insgesamt konstant gehalten werden kann, der Fahrer somit nicht durch störende Einflüsse, die durch die Veränderung des Antriebsmoments verursacht werden, gestört wird.
Selbstverständlich sind sämtliche Vorteile, Einzelheiten und Merkmale, die in Bezug auf das Verfahren beschrieben wurden, auf die Steuerungseinrichtung, das Kraftfahrzeug und den erfindungsgemäßen Antriebsstrang übertragbar.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Fig. näher erläutert. Die einzige Fig. ist eine schematische Darstellung und zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Kraftfahrzeugs.
Die einzige Figur zeigt ein Kraftfahrzeug 1 mit einem Antriebsstrang 2 und einer Steuerungseinrichtung 3. Das Kraftfahrzeug 1 weist eine erste Antriebseinrichtung 4 und eine zweite Antriebseinrichtung 5 auf, wobei die erste Antriebseinrichtung 4 beispielsweise als Verbrennungsmotor und die zweite Antriebseinrichtung 5 beispielsweise als Elektromotor ausgebildet ist. Die erste Antriebseinrichtung 4 ist einer ersten antreibbaren Achse 6 zugeordnet, die als Vorderachse des Kraftfahrzeugs 1 bezeichnet bzw. erachtet werden kann. Die zweite Antriebseinrichtung 5 ist einer zweiten antreibbaren Achse 7, die entsprechend als Hinterachse bezeichnet bzw. erachtet werden kann, zugeordnet. Mit anderen Worten können mittels der ersten Antriebseinrichtung 4 Antriebsmomente auf die erste Achse 6 und mittels der zweiten Antriebseinrichtung 5 Antriebsmomente auf die zweite Achse 7 bewirkt werden. Die Konfiguration des Antriebsstrangs 2 bzw. der ersten Antriebseinrichtung 4 und der zweiten Antriebseinrichtung 5 kann auch als P4-Hybridanordnung bezeichnet werden.
Die hardware- und/oder softwaremäßig implementierte Steuerungseinrichtung 3 kann beispielsweise als zentrale Steuerungseinrichtung des Kraftfahrzeugs 1 verstanden werden. Die Steuereinrichtung 3 kann beispielsweise Antriebsmomente, die auf die antreibbaren Achsen 6, 7 bewirkt werden, erfassen. Entsprechend kann die Steuerungseinrichtung 3 auch Veränderungen der Antriebsmomente auf die Achsen 6, 7 erfassen. Selbstverständlich ist es möglich, der Steuerungseinrichtung 3 entsprechende Sensoren zuzuweisen bzw. diese in dem Kraftfahrzeug 1 vorzusehen, wobei die Steuerungseinrichtung 3 die für die Erfassung bzw. Ermittlung der Antriebsmomente notwendigen Werte empfangen bzw. verarbeiten kann.
Das Kraftfahrzeug 1 weist ferner vier Räder 8 auf, wobei die Räder 8 der Achse 6 lenkbar sind, d.h., dass Lenkwinkel der vorderen Räder 8 eingestellt bzw. verändert werden können. Bei der Achse 6 handelt es sich demnach um eine lenkbare Achse des Kraftfahrzeugs 1. Zur Veränderung der Lenkwinkel ist ein mit der lenkbaren Achse 6 koppelbares oder gekoppeltes Lenkrad 9 vorgesehen, dessen Lenkradwinkel 10 die momentane Fahrtrichtung des Kraftfahrzeugs 1 bestimmt. In der in der Fig. dargestellten Fahrsituation ist durch den Lenkradwinkel 10 ein Istlenkwinkel 11 eingestellt, wodurch das Kraftfahrzeug 1 einem durch den Pfeil 12 angedeuteten Fahrweg folgt, also eine Kurvenfahrt ausführt. Durch die Kurvenfahrt wirkt eine Seitenkraft 13 auf das Kraftfahrzeug 1, wodurch das Kraftfahrzeug 1 sonach durch eine Querbeschleunigung beaufschlagt ist.
Tritt in der vorliegenden Situation eine Veränderung der Momentenkonstellation der Antriebsmomente, die durch die Antriebseinrichtungen 4, 5 auf die antreibbaren Achsen 6, 7 bewirkt wird, auf, führt dies zu einer Veränderung der Fahrtrichtung des Kraftfahrzeugs 1, beispielsweise eine Veränderung dahingehend, dass das Kraftfahrzeug 1 nicht mehr dem Fahrweg 12 folgen würde, sondern einem (gestrichelt dargestellten) Fahrweg 14. Eine derartige Abweichung zwischen den Fahrwegen 12, 14 ist für die Benutzer des Kraftfahrzeugs 1, insbesondere den Fahrer des Kraftfahrzeugs 1 nicht komfortabel, da in diesem Fall der Lenkradwinkel 10 verändert werden müsste, um das Kraftfahrzeug 1 auf dem Fahrweg 12 zu halten bzw. die durch den Lenkradwinkel 10 eingestellte Fahrtrichtung, Gierrate und Querbeschleunigung des Kraftfahrzeugs 1 konstant zu halten.
Die Steuerungseinrichtung 3 ist daher dazu ausgebildet, bei einer Veränderung der auf die antreibbaren Achsen 6, 7 bzw. wenigstens eine der antreibbaren Achsen 6, 7 bewirkten Antriebsmomente, einen Solllenkwinkel 15 festzulegen und den Istlenkwinkel 11 auf den Solllenkwinkel 15 zu steuern bzw. zu regeln. Mit anderen Worten wird der Solllenkwinkel 15 als Istlenkwinkel 11 eingestellt, um die Veränderung der Antriebsmomente auszugleichen, sodass das Kraftfahrzeug 1 dem (gewünschten) Fahrweg 12 folgt, ohne dass der Fahrer eine Veränderung des Lenkradwinkels 10 vornehmen muss. Somit können durch eine Änderung der Momentenkonstellation auftretende Veränderungen der Fahrsituation bzw. des Fahrzustands, insbesondere im Hinblick auf die Fahrrichtung, die Querbeschleunigung und die Gierrate, kompensiert werden.
Beispielsweise liegt in der dargestellten Fahrsituation ein Schaltvorgang der ersten Antriebseinrichtung 4 vor, sodass z. B. das durch die Antriebseinrichtung 4 auf die Achse 6 übertragene Antriebsmoment reduziert wird. Da dies mit einem Verlust an Fahrkomfort für den Fahrer des Kraftfahrzeugs 1 verbunden sein kann, wird die zweite Antriebseinrichtung 5 angesteuert, um ein auch als Kompensationsmoment zu bezeichnendes bzw. zu erachtendes entsprechendes Antriebsmoment auf die zweite Achse 7 zu bewirken, sodass das gesamte Antriebsmoment trotz des Verlustes des Antriebsmoments der ersten Antriebseinrichtung 4 konstant gehalten werden kann. Durch die Veränderung dieser Momentenkonstellation, also der Veränderung des Antriebsmoments an der ersten Achse 6 und der Veränderung des Antriebsmoments an der zweiten Achse 7 würde eine Veränderung der Fahrtrichtung des Kraftfahrzeugs 1 folgen. Entsprechend legt die Steuerungseinrichtung 3 den Solllenkwinkel 15 fest, auf den der Istlenkwinkel 11 eingestellt wird. Der Fahrweg 12 kann sonach beibehalten werden, wobei der Fahrkomfort erhöht werden kann, da durch das gezielte Erhöhen des Antriebsmoments durch die zweite Antriebseinrichtung 5 das Antriebsmoment des Kraftfahrzeugs 1 konstant gehalten werden kann und die Fahrtrichtung bzw. die Gierrate bzw. die Querbeschleunigung des Kraftfahrzeugs 1 ebenfalls konstant gehalten werden kann
Dazu kann die Steuerungseinrichtung 3 bevorzugt den Istlenkradwinkel 10 erfassen, wodurch eine Fahrerwunschgröße definiert werden kann. In die Fahrerwunschgröße können ferner weitere Sensordaten einfließen, wie beispielsweise die aktuelle Gierrate bzw. die aktuelle Querbeschleunigung, die auf das Kraftfahrzeug 1 wirkt. Die somit definierte Fahrerwunschgröße kann bevorzugt vor einer Veränderung des Antriebsmoments, die auf eine der beiden Achsen 6, 7 wirkt, erfasst werden. Bei einer erfassten Veränderung des Antriebsmoments auf die Achsen 6, 7 kann der Solllenkwinkel 15 demnach derart eingestellt werden, so dass die Fahrerwunschgröße, die sich beispielsweise aus der Fahrtrichtung, der Querbeschleunigung und der Gierrate zusammensetzt, konstant gehalten werden kann.
Die dargestellte Fahrsituation ist lediglich exemplarisch, wobei die Richtungen, insbesondere die Richtung der Seitenkraft 13, die Richtung der Fahrwege 12, 14 sowie die Richtungen der Lenkwinkel auch beliebig anderweitig gewählt werden kann. Ferner ist es selbstverständlich ebenso möglich, dass die Querbeschleunigung bzw. die Seitenkraft 13, die auf das Kraftfahrzeug 1 wirkt, nicht notwendigerweise durch eine Kurvenfahrt erzeugt werden muss, sondern es ist ebenso möglich, dass die Seitenkraft 13 durch die Fahrt auf einer schrägen Fahrbahn, Seitenwind oder anderweitig erzeugt wird.
Bezugszeichenliste

1: Kraftfahrzeug
2: Antriebsstrang
3: Steuerungseinrichtung
4: Erste Antriebseinrichtung
5: Zweite Antriebseinrichtung
6: erste Achse
7: zweite Achse
8: Rad
9: Lenkrad
10: Lenkradwinkel
11: Istlenkwinkel
12: Fahrweg
13: Seitenkraft
14: Fahrweg
15: Solllenkwinkel

Claims

Verfahren zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs (1) mit wenigstens einer durch wenigstens eine Antriebseinrichtung (4, 5) wenigstens eines Antriebsstrang (2) angetriebenen oder antreibbaren Achse (6, 7), wobei eine Veränderung eines durch den Antriebsstrang (2) auf die Achse (6, 7) bewirkten Antriebsmoments erfasst wird, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer auf das Kraftfahrzeug (1) wirkenden Seitenkraft (13), insbesondere bei einer Kurvenfahrt, in Abhängigkeit der erfassten Veränderung des Antriebsmoments ein Solllenkwinkel (15) zur Korrektur einer durch die Veränderung des Antriebsmoments bewirkten Änderung der Fahrtrichtung als Istlenkwinkel (11) des Kraftfahrzeugs (1) eingestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Solllenkwinkel (15) bei einem Fahrzustand des Kraftfahrzeugs (1) als Istlenkwinkel (11) eingestellt wird, der eine Kurvenfahrt und/oder eine Fahrt auf einer schrägen Fahrbahn und/oder eine Seitenwindbeaufschlagung umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Istlenkradwinkel ermittelt wird und der Solllenkwinkel (15) in Abhängigkeit des Istlenkradwinkels ausgegeben und/oder eingestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass aus dem Istlenkradwinkel und/oder einer auf das Kraftfahrzeug (1) wirkenden Istquerbeschleunigung und/oder einer Istgierrate des Kraftfahrzeugs (1) vor der Veränderung des Antriebsmoments eine Fahrerwunschgröße ermittelt wird, wobei die Fahrerwunschgröße durch das Einstellen des Solllenkwinkels (15) als Istlenkwinkel (11) nach Veränderung des Antriebsmoments konstant gehalten wird.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erfasste Veränderung des Antriebsmoments, insbesondere mittels einer zweiten Antriebseinrichtung (4, 5), bevorzugt eine auf eine weitere angetriebene oder antreibbare Achse (6, 7) wirkende Antriebseinrichtung (4, 5), ausgeglichen wird, wobei der Solllenkwinkel (15) in Abhängigkeit einer durch den Ausgleich herbeigeführten Veränderung der Fahrtrichtung und/oder der Gierrate des Kraftfahrzeugs (1) ausgegeben und/oder eingestellt wird.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass durch das Einstellen des Solllenkwinkels (15) als Istlenkwinkel (11) eine Querbeschleunigung des Kraftfahrzeugs (1), insbesondere die Zentripetalbeschleunigung, bei Veränderung des Antriebsmoments konstant gehalten wird.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Solllenkwinkel (15) in Abhängigkeit des Betrags der Seitenkraft (13) und/oder in Abhängigkeit des Betrags der Veränderung des Antriebsmoments ausgegeben und/oder eingestellt wird.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Veränderung des Istlenkwinkels (11), insbesondere bei einer Steuerung auf den Solllenkwinkel (15), der Istlenkradwinkel verändert wird oder konstant gehalten wird.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Veränderung des Istlenkwinkels (11), in Abhängigkeit einer Rückstellbedingung, insbesondere überblendet oder aktiv, zurückgestellt wird.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückstellbedingung einen Wegfall der Seitenkraft (13) und/oder der Antriebsmomentänderung beschreibt.
Steuerungseinrichtung (3) für ein Kraftfahrzeug (1), dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungseinrichtung (3) zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorangehenden Ansprüche ausgebildet ist.
Kraftfahrzeug (1), umfassend wenigstens einen Antriebsstrang (2) und eine Steuerungseinrichtung (3) nach Anspruch 11.
Kraftfahrzeug (1) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Antriebsstrang (2) in P4-Hybridkonfiguration ausgebildet ist.
Antriebsstrang (2) für ein Kraftfahrzeug (1) nach Anspruch 12 oder 13.