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Stand der Technik
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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Befreiung wenigstens eines Fahrzeugbauteils eines Fahrzeugs von Eis und/oder Schnee. Zudem betrifft die Erfindung ein Steuergerät mit einer Recheneinheit zur Durchführung eines solchen Verfahrens und ein Fahrzeug mit einem solchen Steuergerät.
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Außenliegende Fahrzeugbauteile sind grundsätzlich unterschiedlichen Witterungsverhältnissen ausgesetzt. Dies bedeutet, dass diese Fahrzeugbauteile sehr robust gefertigt werden müssen, damit diese über die gesamte Lebenszeit des Fahrzeugs intakt bleiben. Problematisch können hierbei insbesondere metallische Fahrzeugbauteile sein, welche besonders anfällig für Korrosionsbildung sind. Insbesondere bei sicherheitsrelevanten Bauteilen, wie beispielsweise einem Lenksystem, können Eis- und/oder Schneeablagerungen zu korrosionsbedingten, sicherheitskritischen Beeinträchtigungen führen. Zudem wird die Wirkung der Korrosion durch Salz, insbesondere in Form von Streusalz, weiter beschleunigt. Ferner kommt bei Elektrofahrzeugen hinzu, dass eine im Motorraum generierte Abwärme viel geringer als bei herkömmlichen Fahrzeugen mit Verbrennungsmotor ist, wodurch ein Entfernen von Eis und/oder Schnee beim Betrieb des Fahrzeugs zusätzlich erschwert wird.
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Die Aufgabe der Erfindung besteht insbesondere darin, ein Verfahren zur Befreiung wenigstens eines Fahrzeugbauteils eines Fahrzeugs von Eis und/oder Schnee mit verbesserten Eigenschaften hinsichtlich einer Betriebssicherheit bereitzustellen. Die Aufgabe wird durch die Merkmale der Ansprüche 1, 16 und 17 gelöst, während vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung den Unteransprüchen entnommen werden können.
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Offenbarung der Erfindung
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Es wird ein Verfahren zur Befreiung wenigstens eines Fahrzeugbauteils eines Fahrzeugs, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, von Eis und/oder Schnee, insbesondere in Form von Eis- und/oder Schneeablagerungen und/oder von Eis- und/oder Schneeverkrustungen, vorgeschlagen, wobei das Fahrzeug ein Lenksystem mit wenigstens einem Radlenkwinkelsteller aufweist, welcher zur Änderung eines Radlenkwinkels wenigstens eines Fahrzeugrads vorgesehen ist, und wobei in zumindest einem Betriebszustand, in welchem Eis und/oder Schnee im Bereich des Fahrzeugbauteils ermittelt oder vermutet wird, ein Befreiungsvorgang ausgelöst und insbesondere durchgeführt wird, bei welchem der Radlenkwinkelsteller zur, insbesondere gezielten, Befreiung des Fahrzeugbauteils von dem Eis und/oder Schnee derart angesteuert wird, dass das Eis und/oder der Schnee durch eine, insbesondere gezielte, Erhöhung einer Temperatur des Lenksystems, insbesondere zumindest des Radlenkwinkelstellers, und/oder einer mit dem Lenksystem zusammenwirkenden Fahrzeugbaugruppe, wie beispielsweise einer Spurstange, einer Fahrzeugachse und/oder eines Radträgers, zumindest teilweise, vorzugsweise zu wenigstens einem Großteil und besonders bevorzugt vollständig, entfernt wird und/oder sich das Eis und/oder der Schnee durch eine, insbesondere gezielte, Bewegung des Lenksystems und/oder einer mit dem Lenksystem zusammenwirkenden Fahrzeugbaugruppe, wie beispielsweise einer Spurstange, einer Fahrzeugachse, eines Radträgers und/oder eines Fahrzeugrads, zumindest teilweise, vorzugsweise zu wenigstens einem Großteil und besonders bevorzugt vollständig, löst. Das Fahrzeugbauteil könnte dabei beispielsweise ein Motorbauteil eines Traktionsmotors, ein Bremsenbauteil einer Betriebsbremse und/oder ein Karosseriebauteil des Fahrzeugs sein. Vorteilhaft ist das Fahrzeugbauteil jedoch ein Lenkungsbauteil des Lenksystems, bevorzugt ein Gehäusebauteil des Lenksystems und besonders bevorzugt ein Gehäusebauteil des Radlenkwinkelstellers. Zudem kann das Verfahren grundsätzlich auch zur, insbesondere gemeinsamen und/oder gleichzeitigen, Befreiung mehrerer Fahrzeugbauteile des Fahrzeugs von Eis und/oder Schnee dienen. Durch diese Ausgestaltung kann insbesondere ein besonders effizienter Korrosionsschutz erreicht und folglich eine Betriebssicherheit erhöht werden. Insbesondere kann dabei eine Fertigungseffizienz, eine Bauteileeffizienz und/oder eine Kosteneffizienz verbessert werden. Ferner kann durch diese gezielte Maßnahme Eis und/oder Schnee vorteilhaft einfach und gezielt von dem wenigstens einen Fahrzeugbauteil entfernt werden, wodurch Korrosionserscheinungen reduziert und eine Dauerfestigkeit und/oder eine Betriebszeit des wenigstens einen Fahrzeugbauteils, insbesondere auch bei Elektrofahrzeugen, erhöht werden kann.
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Das Lenksystem kann dabei insbesondere als konventionelles Lenksystem, insbesondere als elektrische Servolenkung, ausgebildet sein und einen mechanischen Durchgriff umfassen. Vorzugsweise ist das Lenksystem jedoch als Steer-by-Wire-Lenksystem ausgebildet, bei welchem eine Lenkvorgabe, insbesondere eines Fahrers, vorteilhaft rein elektrisch an die Fahrzeugräder weitergeleitet wird. Unter einem „Radlenkwinkelsteller“ soll insbesondere eine mit zumindest einem Fahrzeugrad in Wirkverbindung stehende und vorteilhaft mit dem Fahrzeugbauteil in thermischem Kontakt stehende Einheit, insbesondere Aktuatoreinheit, verstanden werden, welche dazu vorgesehen ist, durch Änderung eines Radlenkwinkels wenigstens eines Fahrzeugrads eine Lenkvorgabe, insbesondere eines Fahrers, an das Fahrzeugrad zu übertragen und hierdurch vorteilhaft zumindest eine Ausrichtung des Fahrzeugrads zu steuern und/oder eine Fahrtrichtung des Fahrzeugs zu beeinflussen. Dazu umfasst der Radlenkwinkelsteller vorteilhaft wenigstens ein Lenkungsstellelement, beispielsweise in Form einer Zahnstange, und wenigstens einen mit dem Lenkungsstellelement wirkverbundenen Lenkaktuator, beispielsweise in Form eines Elektromotors. Der Radlenkwinkelsteller kann dabei insbesondere als Zentralsteller ausgebildet sein und zumindest zwei, insbesondere lenkbaren und bevorzugt als Vorderrädern ausgebildeten, Fahrzeugrädern zugeordnet sein. Bevorzugt ist der Radlenkwinkelsteller jedoch als Einzelradsteller ausgebildet und genau einem, insbesondere lenkbaren und bevorzugt als Vorderrad ausgebildeten, Fahrzeugrad zugeordnet. Darunter, dass „das Eis und/oder der Schnee durch eine Erhöhung einer Temperatur des Lenksystems und/oder der Fahrzeugbaugruppe zumindest teilweise entfernt wird“ soll insbesondere verstanden werden, dass das Eis und/oder der Schnee durch die Erhöhung der Temperatur zumindest teilweise sublimiert, schmilzt und/oder taut und somit insbesondere eine temperaturinduzierte Entfernung des Eises und/oder des Schnees von dem Fahrzeugbauteil, insbesondere mittels eines Phasenübergangs von fest nach gasförmig und/oder flüssig, erreicht wird. Ferner soll darunter, dass „sich das Eis und/oder der Schnee durch eine Bewegung des Lenksystems und/oder der Fahrzeugbaugruppe zumindest teilweise löst“ insbesondere verstanden werden, dass das Eis und/oder der Schnee durch die Bewegung zumindest teilweise abgeschüttelt wird und somit insbesondere eine bewegungsinduzierte Entfernung des Eises und/oder des Schnees von dem Fahrzeugbauteil erreicht wird. Insbesondere kann im vorliegenden Fall auch eine temperaturinduzierte Entfernung des Eises und/oder des Schnees von dem Fahrzeugbauteil mit einer bewegungsinduzierten Entfernung des Eises und/oder des Schnees von dem Fahrzeugbauteil kombiniert werden. Darüber hinaus sollen unter dem Ausdruck „zu wenigstens einem Großteil“ insbesondere zumindest 55 %, vorteilhaft zumindest 75 % und besonders vorteilhaft zumindest 90 %, verstanden werden.
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Ferner umfasst das Fahrzeug insbesondere wenigstens eine Recheneinheit, welche dazu vorgesehen ist, das Verfahren zur Befreiung des Fahrzeugbauteils von Eis und/oder Schnee durchzuführen. Unter einer „Recheneinheit“ soll insbesondere eine elektrische und/oder elektronische Einheit verstanden werden, welche einen Informationseingang, eine Informationsverarbeitung und eine Informationsausgabe aufweist. Vorteilhaft weist die Recheneinheit ferner zumindest einen Prozessor, zumindest einen Betriebsspeicher, zumindest ein Ein- und/oder Ausgabemittel, zumindest ein Betriebsprogramm, zumindest eine Steuerroutine, zumindest eine Regelroutine, zumindest eine Berechnungsroutine, zumindest eine Auswerteroutine und/oder zumindest eine Befreiungsroutine auf. Insbesondere ist die Recheneinheit zumindest dazu vorgesehen, den Befreiungsvorgang auszulösen und/oder durchzuführen und insbesondere den Radlenkwinkelsteller zur, insbesondere gezielten, Befreiung des Fahrzeugbauteils von dem Eis und/oder Schnee derart anzusteuern, dass das Eis und/oder der Schnee durch eine Erhöhung der Temperatur des Lenksystems, insbesondere zumindest des Radlenkwinkelstellers, und/oder einer mit dem Lenksystem zusammenwirkenden Fahrzeugbaugruppe, wie beispielsweise einer Spurstange, einer Fahrzeugachse und/oder eines Radträgers, zumindest teilweise, vorzugsweise zu wenigstens einem Großteil und besonders bevorzugt vollständig, entfernt wird und/oder sich das Eis und/oder der Schnee durch eine Bewegung des Lenksystems und/oder einer mit dem Lenksystem zusammenwirkenden Fahrzeugbaugruppe, wie beispielsweise einer Spurstange, einer Fahrzeugachse, eines Radträgers und/oder eines Fahrzeugrads, zumindest teilweise, vorzugsweise zu wenigstens einem Großteil und besonders bevorzugt vollständig, löst. Zudem kann die Recheneinheit dazu vorgesehen sein, Eis und/oder Schnee im Bereich des Fahrzeugbauteils und/oder eine damit korrelierte Erfassungskenngröße zu ermitteln und/oder zu überwachen. Vorzugsweise ist die Recheneinheit dabei in ein Steuergerät des Fahrzeugs und/oder ein Steuergerät des Lenksystems, insbesondere in Form eines Lenkungssteuergeräts, integriert. Unter „vorgesehen“ soll insbesondere speziell programmiert, ausgelegt und/oder ausgestattet verstanden werden. Darunter, dass ein Objekt zu einer bestimmten Funktion vorgesehen ist, soll insbesondere verstanden werden, dass das Objekt diese bestimmte Funktion in zumindest einem Anwendungs- und/oder Betriebszustand erfüllt und/oder ausführt.
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Gemäß einer Ausführungsform wird vorgeschlagen, dass zur, insbesondere gezielten, Befreiung des Fahrzeugbauteils von dem Eis und/oder Schnee eine Betriebstemperatur des Radlenkwinkelstellers erhöht wird, indem ein Betriebsstrom des Radlenkwinkelstellers in Form eines Längsstroms des Radlenkwinkelstellers modifiziert und insbesondere erhöht wird. Insbesondere wird der Lenkaktuator des Radlenkwinkelstellers in diesem Fall mittels einer feldorientierten Regelung betrieben, wobei ein Längsstrom einen feldbildenden Stromanteil und ein Querstrom einen drehmomentbildenden Stromanteil des Lenkaktuators darstellt. In diesem Fall wird der Radlenkwinkelsteller bei dem Befreiungsvorgang somit insbesondere mittels eines modifizierten Betriebsstroms, insbesondere eines modifizierten Längsstroms, betrieben, wodurch insbesondere eine Betriebstemperatur des Radlenkwinkelstellers und folglich eine Temperatur des Lenksystems erhöht werden kann, ohne den Radlenkwinkel mittels des Radlenkwinkelstellers zu verändern, sodass vorteilhaft auch bei einem konventionellen Lenksystem und/oder einem Steer-by-Wire-Lenksystem mit einem als Zentralsteller ausgebildeten Radlenkwinkelsteller eine vorteilhafte Befreiung des Fahrzeugbauteils von Eis und/oder Schnee, insbesondere auch bei einer Geradeausfahrt, erreicht werden kann. In diesem Zusammenhang kann insbesondere eine vorteilhafte temperaturinduzierte Entfernung des Eises und/oder des Schnees von dem Fahrzeugbauteil erreicht werden. Alternativ oder zusätzlich kann durch die Erhöhung der Betriebstemperatur des Radlenkwinkelstellers und ein zumindest teilweises Schmelzen und/oder Tauen des Eises und/oder des Schnees ein Wasserfilm erzeugt werden, wodurch insbesondere eine bewegungsinduzierte Entfernung des Eises und/oder des Schnees von dem Fahrzeugbauteil erleichtert und/oder begünstigt werden kann.
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Alternativ oder zusätzlich wird vorgeschlagen, dass zur, insbesondere gezielten, Befreiung des Fahrzeugbauteils von dem Eis und/oder Schnee eine Betriebstemperatur des Radlenkwinkelstellers erhöht wird, indem der Radlenk-winkel des Fahrzeugrads variiert wird. Insbesondere wird der Radlenkwinkelsteller bei dem Befreiungsvorgang derart angesteuert, dass sich der Radlenkwinkel des Fahrzeugrads ändert und eine Bewegung des Fahrzeugrads erreicht wird. Die Bewegung des Fahrzeugrads wird dabei vorteilhaft einer Lenkvorgabe, insbesondere des Fahrers, überlagert. Besonders vorteilhaft wird der Radlenkwinkel des Fahrzeugrads ferner mehrfach verstellt, wodurch sich eine Betriebstemperatur des Radlenkwinkelstellers weiter erhöht. Zudem wird der Radlenkwinkel vorteilhaft derart variiert, dass eine sinusförmige Änderung des Radlenkwinkels erreicht wird. Durch die wiederholte Ansteuerung des Radlenkwinkelstellers kann dabei vorteilhaft eine Temperatur des Radlenkwinkelstellers erhöht werden. Hierdurch kann insbesondere eine vorteilhafte temperaturinduzierte Entfernung des Eises und/oder des Schnees von dem Fahrzeugbauteil erreicht werden. Alternativ oder zusätzlich kann durch die Erhöhung der Betriebstemperatur des Radlenkwinkelstellers und ein zumindest teilweises Schmelzen und/oder Tauen des Eises und/oder des Schnees ein Wasserfilm erzeugt werden, wodurch insbesondere eine bewegungsinduzierte Entfernung des Eises und/oder des Schnees von dem Fahrzeugbauteil erleichtert und/oder begünstigt werden kann.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform, welche insbesondere mit der zuvor genannten Ausführungsform kombiniert werden kann, wird vorgeschlagen, dass zur, insbesondere gezielten, Befreiung des Fahrzeugbauteils von dem Eis und/oder Schnee der Radlenkwinkel des Fahrzeugrads ruckartig variiert wird, bevorzugt derart, dass sich das Eis und/oder der Schnee zumindest teilweise, vorzugsweise zu wenigstens einem Großteil und besonders bevorzugt vollständig, löst. Insbesondere wird der Radlenkwinkelsteller in diesem Fall derart angesteuert, dass sich der Radlenkwinkel des Fahrzeugrads ruckartig ändert und eine Bewegung des Fahrzeugrads erreicht wird. Die Bewegung des Fahrzeugrads kann dabei insbesondere einer Lenkvorgabe, insbesondere des Fahrers, überlagert werden. Alternativ kann die Bewegung des Fahrzeugrads jedoch auch in einem abgestellten Zustand des Fahrzeugs ausgelöst und/oder durchgeführt werden. Besonders vorteilhaft wird der Radlenkwinkel des Fahrzeugrads ferner mehrfach ruckartig verstellt. Zudem wird der Radlenkwinkel vorteilhaft derart variiert, dass eine sinusförmige und/oder rechteckförmige Änderung des Radlenkwinkels erreicht wird. Hierdurch kann insbesondere eine vorteilhafte bewegungsinduzierte Entfernung des Eises und/oder des Schnees von dem Fahrzeugbauteil erreicht werden.
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In diesem Zusammenhang wird ferner vorgeschlagen, dass das Lenksystem wenigstens einen weiteren Radlenkwinkelsteller aufweist, welcher zur Änderung eines weiteren Radlenkwinkels wenigstens eines weiteren Fahrzeugrads vorgesehen ist, wobei zur, insbesondere gezielten, Befreiung des Fahrzeugbauteils von dem Eis und/oder Schnee der Radlenkwinkel des Fahrzeugrads und der weitere Radlenkwinkel des weiteren Fahrzeugrads aufeinander abgestimmt und bevorzugt mehrfach und in gleichem Maß gegensinnig verstellt werden. Der Radlenkwinkelsteller und der weitere Radlenkwinkelsteller könnten beispielsweise unterschiedlichen Fahrzeugachsen des Fahrzeugs zugeordnet sein und/oder als Zentralsteller ausgebildet sein. Vorteilhaft sind der Radlenkwinkelsteller und der weitere Radlenkwinkelsteller jedoch jeweils als Einzelradsteller ausgebildet und derselben Fahrzeugachse, vorteilhaft einer Vorderachse des Fahrzeugs, zugeordnet. Insbesondere werden die Radlenkwinkelsteller in diesem Fall derart aufeinander abgestimmt und/oder angesteuert, dass der Radlenkwinkel und der weitere Radlenkwinkel in gleichem Maß gegensinnig verändert und vorteilhaft mehrfach gegensinnig verstellt werden, bevorzugt derart, dass eine sinusförmige Änderung der Radlenkwinkel erreicht wird. Besonders vorteilhaft werden die Radlenkwinkelsteller zudem derart aufeinander abgestimmt und/oder angesteuert, dass eine, insbesondere von einem Fahrer, vorgegebene Fahrzeugtrajektorie unverändert bleibt. Hierdurch sind insbesondere auch kleine gegensinnige Lenkbewegungen möglich, wodurch das Verfahren bei unveränderter Fahrzeugtrajektorie und beispielsweise bei einer Geradeausfahrt anwendbar ist.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform, welche insbesondere mit den zuvor genannten Ausführungsformen kombiniert werden kann, wird vorgeschlagen, zur, insbesondere gezielten, Befreiung des Fahrzeugbauteils von dem Eis und/oder Schnee eine Dämpfungseigenschaft wenigstens eines Fahrwerksdämpfers des Fahrzeugs, insbesondere in Form eines Stoßdämpfers, verändert und insbesondere erhöht wird. Vorzugsweise erfolgt die Veränderung der Dämpfungseigenschaft des Fahrwerksdämpfers dabei in einem Fahrbetrieb des Fahrzeugs. Besonders bevorzugt erfolgt in diesem Zusammenhang ein zumindest temporäres Verhärten des Fahrwerksdämpfers, wodurch insbesondere eine Entfernung des Eises und/oder des Schnees von dem Fahrzeugbauteil begünstigt, beispielsweise aufgrund von Fahrbahnunebenheiten in einem Fahrbetrieb des Fahrzeugs, und/oder unterstützt werden kann, beispielsweise in Kombination mit einer Erhöhung der Betriebstemperatur des Radlenkwinkelstellers und/oder einer ruckartigen Änderung des Radlenkwinkels des Fahrzeugrads.
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Weiter wird vorgeschlagen, dass eine Temperaturinformation des Lenksystems, insbesondere zumindest des Radlenkwinkelstellers, und/oder der Fahrzeugbaugruppe ermittelt oder abgeschätzt wird und bei der Auslösung des Befreiungsvorgangs und/oder bei dem Befreiungsvorgang berücksichtigt wird. Zur Ermittlung der Temperaturinformation könnte in diesem Fall insbesondere ein Temperatursensor des Fahrzeugs und/oder des Lenksystems verwendet werden, während eine Abschätzung der Temperaturinformation beispielsweise durch Auswertung wenigstens einer Betriebsgröße des Radlenkwinkelstellers erfolgen kann. Die Temperaturinformation kann beispielsweise einer Temperaturveränderung des Lenksystems, insbesondere zumindest des Radlenkwinkelstellers, und/oder der Fahrzeugbaugruppe entsprechen. Ferner kann die Temperaturinformation insbesondere auch direkt der Temperatur des Lenksystems, insbesondere zumindest des Radlenkwinkelstellers, und/oder der Fahrzeugbaugruppe entsprechen. Durch die Ermittlung der Temperatur des Lenksystems und/oder der Fahrzeugbaugruppe kann eine Auslösung, eine Beendigung und/oder eine Intensität des Befreiungsvorgangs vorteilhaft angepasst werden. Zudem kann eine besonders hohe Flexibilität erreicht werden. Zusätzlich kann vorteilhaft und insbesondere im Fall einer temperaturinduzierten Entfernung des Eises und/oder des Schnees von dem Fahrzeugbauteil eine mit der Erwärmung verknüpfte Zieltemperatur des Lenksystems und/oder der Fahrzeugbaugruppe überwacht werden. Ferner kann beispielsweise bei hoher Temperatur des Lenksystems und/oder der Fahrzeugbaugruppe und/oder bei einer Temperatur des Lenksystems und/oder der Fahrzeugbaugruppe im Bereich der Zieltemperatur auf das Auslösen des Befreiungsvorgangs verzichtet werden.
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Darüber hinaus könnte zur Erfassung von Eis und/oder Schnee im Bereich des Fahrzeugbauteils insbesondere ein spezieller, im Bereich des Fahrzeugbauteils angeordneter Sensor, wie beispielsweise ein Feuchtigkeitssensor in Kombination mit einem Temperatursensor und/oder ein Kamerasensor, verwendet werden. Bevorzugt wird jedoch vorgeschlagen, dass in dem Betriebszustand der Radlenkwinkelsteller derart angesteuert wird, dass sich eine Temperatur des Lenksystems und/oder einer mit dem Lenksystem zusammenwirkenden Fahrzeugbaugruppe, wie beispielsweise einer Spurstange, einer Fahrzeugachse und/oder eines Radträgers, erhöht und eine mit der Erhöhung der Temperatur korrelierte Temperaturveränderung überwacht wird, wobei zumindest anhand der Temperaturveränderung, insbesondere einer Aufwärmkurve und/oder einer maximal erreichten Temperatur, das Vorhandensein von Eis und/oder Schnee im Bereich des Fahrzeugbauteils ermittelt oder auf das Vorhandensein von Eis und/oder Schnee im Bereich des Fahrzeugbauteils geschlossen wird. Mittels einer derartigen Testerwärmung kann das Vorhandensein von Eis und/oder Schnee im Bereich des Fahrzeugbauteils vorteilhaft kostengünstig ermittelt oder abgeschätzt werden, da vorteilhaft auf eine zusätzliche Sensorik verzichtet werden kann.
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Eine besonders effiziente Ausführung und/oder Planung des Befreiungsvorgangs kann insbesondere erreicht werden, wenn anhand der Temperaturveränderung und bevorzugt unter Verwendung eines Kennfelds und/oder eines selbstlernenden Algorithmus eine Schichtdicke des Eises und/oder des Schnees abgeschätzt wird. Insbesondere kann dabei zumindest im Fall einer temperaturinduzierten Entfernung des Eises und/oder des Schnees von dem Fahrzeugbauteil anhand der Schichtdicke eine mit der Erwärmung verknüpfte Zieltemperatur, eine Erwärmungszeit und/oder ein benötigter Erwärmungsgrad abgeschätzt werden.
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Alternativ oder zusätzlich wird vorgeschlagen, dass wenigstens ein Erfassungssignal einer Umfeldsensorik des Fahrzeugs ausgewertet und/oder wenigstens eine Wetterinformation von einem externen Rechnersystem, wie beispielsweise von einem anderen Fahrzeug, einem Servernetzwerk und/oder einem Cloudnetzwerk, abgerufen wird, wobei zumindest anhand des Erfassungssignals und/oder der Wetterinformation das Vorhandensein von Eis und/oder Schnee im Bereich des Fahrzeugbauteils ermittelt oder auf das Vorhandensein von Eis und/oder Schnee im Bereich des Fahrzeugbauteils geschlossen wird. Die Umfeldsensorik kann in diesem Zusammenhang insbesondere einen Feuchtigkeitssensor, einen Kamerasensor und/oder einen Umgebungstemperatursensor umfassen. Hierdurch kann insbesondere das Vorhandensein von Eis und/oder Schnee im Bereich des Fahrzeugbauteils vorteilhaft einfach und/oder kostengünstig abgeschätzt oder in Kombination mit der Testerwärmung vorteilhaft exakt ermittelt werden.
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Zudem wird vorgeschlagen, dass anhand des Erfassungssignals und/oder der Wetterinformation eine, insbesondere aktuelle und/oder zukünftige, Umgebungstemperatur und/oder eine, aktuelle und/oder zukünftige, Luftfeuchtigkeit ermittelt und bei der Auslösung des Befreiungsvorgangs und/oder bei dem Befreiungsvorgang berücksichtigt wird. Hierdurch kann insbesondere eine Auslösung, eine Beendigung und/oder eine Intensität des Befreiungsvorgangs mit einer aktuellen Wetterlage und/oder Wetterprognose abgestimmt werden, wodurch vorteilhaft eine Flexibilität weiter erhöht werden kann. Ferner kann beispielsweise bei ausreichend hoher Umgebungstemperatur auf das Auslösen des Befreiungsvorgangs verzichtet werden.
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Wird zudem wenigstens eine, insbesondere aktuelle und/oder zukünftige, Standortinformation des Fahrzeugs ermittelt und bei der Auslösung des Befreiungsvorgangs und/oder bei dem Befreiungsvorgang berücksichtigt, kann vorteilhaft ein aktueller Standort und/oder ein geplanter Streckenverlauf bei einer Auslösung, einer Beendigung und/oder einer Einstellung einer Intensität des Befreiungsvorgangs berücksichtigt werden. Die Standortinformation kann dabei insbesondere mittels eines GPS-Sensors des Fahrzeugs und/oder des Lenksystems ermittelt und/oder von einem Navigationsgerät des Fahrzeugs und/oder von einem externen Rechnersystem, wie beispielsweise einem Servernetzwerk und/oder Cloudnetzwerk, abgerufen werden. Besonders vorteilhaft wird dabei anhand von Streckenverlaufsdaten des Navigationsgeräts eine Restfahrstrecke ermittelt und bei der Auslösung des Befreiungsvorgangs und/oder bei dem Befreiungsvorgang berücksichtigt, wodurch beispielsweise kurz vor dem Abstellen des Fahrzeugs die Temperatur des Lenksystems und/oder der Fahrzeugbaugruppe gezielt erhöht werden kann.
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Darüber hinaus wird vorgeschlagen, dass wenigstens eine, insbesondere fahrerindividuelle, Nutzungsinformation des Fahrzeugs ermittelt wird und bei der Auslösung des Befreiungsvorgangs und/oder bei dem Befreiungsvorgang berücksichtigt wird. Die Nutzungsinformation kann insbesondere mit einer Nutzung des Fahrzeugs korrelierte Kalender- und/oder Termindaten eines Fahrzeugnutzers umfassen und beispielsweise von einem externen Rechnersystem, wie beispielsweise einem Servernetzwerk und/oder Cloudnetzwerk, und/oder von einem mit dem Fahrzeug gekoppelten externen Gerät, wie beispielsweise einem Smartphone, des Fahrzeugnutzers abgerufen werden. Anhand der Nutzungsinformation kann insbesondere eine Auslösung und/oder eine Beendigung des Befreiungsvorgangs geplant werden. Zudem kann vorteilhaft eine Priorität zur Durchführung des Befreiungsvorgangs angepasst werden, wobei beispielsweise im Fall, dass das Fahrzeug über einen längeren Zeitraum nicht bewegt wird, eine entsprechende Priorität erhöht wird. Hierdurch kann insbesondere eine besonders flexible und/oder individuelle Befreiungsfunktionalität bereitgestellt werden.
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Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass der Befreiungsvorgang in zumindest einem Anwendungsfall in einem Fahrbetrieb des Fahrzeugs und vorteilhaft während einer Geradeausfahrt des Fahrzeugs ausgelöst und/oder durchgeführt wird. Hierdurch kann insbesondere eine vorteilhafte Energieeffizienz erreicht werden.
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Alternativ oder zusätzlich wird vorgeschlagen, dass der Befreiungsvorgang in zumindest einem weiteren Anwendungsfall in einem abgestellten, insbesondere einem geparkten, Zustand des Fahrzeugs ausgelöst und/oder durchgeführt wird. Hierdurch kann insbesondere ein besonders effektiver Korrosionsschutz erreicht werden, insbesondere auch im Fall, dass das Fahrzeug über einen längeren Zeitraum nicht bewegt wird.
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Das Verfahren zur Befreiung des Fahrzeugbauteils von Eis und/oder Schnee soll hierbei nicht auf die oben beschriebene Anwendung und Ausführungsform beschränkt sein. Insbesondere kann das Verfahren zur Befreiung des Fahrzeugbauteils von Eis und/oder Schnee zu einer Erfüllung einer hierin beschriebenen Funktionsweise eine von einer hierin genannten Anzahl von einzelnen Elementen, Bauteilen und Einheiten abweichende Anzahl aufweisen.
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Zeichnungen
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Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.
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Es zeigen:
- 1a-b ein Fahrzeug mit einem beispielhaft als Steer-by-Wire-Lenksystem ausgebildeten Lenksystem in einer vereinfachten Darstellung,
- 2a-c eine schematische Darstellung des Fahrzeugs während eines beispielhaften Befreiungsvorgangs zur Befreiung wenigstens eines Fahrzeugbauteils von Eis und/oder Schnee in verschiedenen Zuständen und
- 3 eine schematische Darstellung eines vereinfachten Signalflussdiagramms zur Befreiung des Fahrzeugbauteils von Eis und/oder Schnee.
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Beschreibung des Ausführungsbeispiels
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Die 1a und 1b zeigen ein beispielhaft als Personenkraftfahrzeug ausgebildetes Fahrzeug 12 mit mehreren Fahrzeugrädern 20, 22 und mit einem Lenksystem 14 in einer vereinfachten Darstellung. Das Fahrzeug 12 ist im vorliegenden Fall beispielhaft als Elektrofahrzeug ausgebildet. Das Lenksystem 14 weist eine Wirkverbindung mit den Fahrzeugrädern 20, 22 auf und ist zur Beeinflussung einer Fahrtrichtung des Fahrzeugs 12 vorgesehen. Ferner ist das Lenksystem 14 vorliegend als Steer-by-Wire-Lenksystem ausgebildet, bei welchem eine Lenkvorgabe in zumindest einem Betriebszustand elektrisch an die Fahrzeugräder 20, 22 weitergeleitet wird. Grundsätzlich könne ein Fahrzeug natürlich auch als konventionelles Fahrzeug mit einem Verbrennungsmotor ausgebildet sein. Ferner kann ein Lenksystem auch als konventionelles Lenksystem, insbesondere als elektrische Servolenkung, ausgebildet sein.
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Das Lenksystem 14 weist eine an sich bekannte Lenkeingabeeinheit 42 auf. Die Lenkeingabeeinheit 42 umfasst eine Lenkhandhabe 44, beispielsweise in Form eines Lenkrads, sowie einen, insbesondere mechanisch mit der Lenkhandhabe 44 gekoppelten, Feedback-Aktuator 46. Im vorliegenden Fall ist der Feedback-Aktuator 46 zumindest zur Erzeugung eines Lenkwiderstands und/oder eines Rückstellmoments auf die Lenkhandhabe 44 vorgesehen. Alternativ könnte eine Lenkhandhabe auch als Joystick, als Lenkhebel und/oder als Lenkkugel oder dergleichen ausgebildet sein. Ferner könnte grundsätzlich auch auf einen Feedback-Aktuator verzichtet werden.
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Darüber hinaus weist das Lenksystem 14 wenigstens einen Radlenkwinkelsteller 16, 18 auf. Im vorliegenden Fall umfasst das Lenksystem 14 beispielhaft zwei als Einzelradsteller ausgebildete Radlenkwinkelsteller 16, 18, insbesondere einen Radlenkwinkelsteller 16 und einen weiteren Radlenkwinkelsteller 18. Die Radlenkwinkelsteller 16, 18 sind zumindest im Wesentlichen baugleich ausgebildet. Die Radlenkwinkelsteller 16, 18 sind unabhängig voneinander ansteuerbar. Ferner sind die Radlenkwinkelsteller 16, 18 rein elektrisch mit der Lenkeingabeeinheit 42 und folglich der Lenkhandhabe 44 verbunden. Jeder der Radlenkwinkelsteller 16, 18 weist eine Wirkverbindung mit genau einem der Fahrzeugräder 20, 22, insbesondere einem Vorderrad, auf. Die Radlenkwinkelsteller 16, 18 sind dazu vorgesehen, in Abhängigkeit einer Lenkvorgabe an der Lenkhandhabe 44 einen jeweiligen Radlenkwinkel des entsprechenden Fahrzeugrads 20, 22 zu ändern. Dazu umfasst jeder der Radlenkwinkelsteller 16, 18 ein beispielhaft als Zahnstange ausgebildetes Lenkungsstellelement 48, 50 und einen mit dem Lenkungsstellelement 48, 50 zusammenwirkenden und als Elektromotor ausgebildeten Lenkaktuator 52, 54. Grundsätzlich könnte ein Lenksystem natürlich auch einen als Zentralsteller ausgebildeten Radlenkwinkelsteller umfassen. Ferner kann ein Lenksystem auch wenigstens vier als Einzelradsteller ausgebildete Radlenkwinkelsteller umfassen. Prinzipiell könnte ein Lenksystem auch eine Kombination aus einem als Einzelradsteller ausgebildeten Radlenkwinkelsteller und einem als Zentralsteller ausgebildeten Radlenkwinkelsteller umfassen. Darüber hinaus könnte insbesondere auch wenigstens ein Radlenkwinkelsteller einem als Hinterrad ausgebildeten Fahrzeugrad zugeordnet sein.
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Des Weiteren umfasst das Fahrzeug 12 vorliegend wenigstens einen Fahrwerksdämpfer 58, 60. Im vorliegenden Fall umfasst das Fahrzeug 12 beispielhaft zwei als Stoßdämpfer ausgebildete Fahrwerksdämpfer 58, 60, insbesondere einen Fahrwerksdämpfer 58 und einen weiteren Fahrwerksdämpfer 60. Die Fahrwerksdämpfer 58, 60 sind zumindest im Wesentlichen baugleich ausgebildet. Die Fahrwerksdämpfer 58, 60 sind unabhängig voneinander ansteuerbar. Die Fahrwerksdämpfer 58, 60 sind dabei derart ansteuerbar ausgebildet, dass eine Dämpfungseigenschaft der Fahrwerksdämpfer 58, 60 veränderbar ist. Die Fahrwerksdämpfer 58, 60 sind einer lenkbaren Fahrzeugachse des Fahrzeugs 12 zugeordnet. Der Fahrwerksdämpfer 58 ist im Bereich des Radlenkwinkelstellers 16 angeordnet und insbesondere dem, insbesondere dem Radlenkwinkelsteller 16 zugeordneten, Fahrzeugrad 20 zugeordnet. Der weitere Fahrwerksdämpfer 60 ist im Bereich des weiteren Radlenkwinkelstellers 18 angeordnet und insbesondere dem, insbesondere dem weiteren Radlenkwinkelsteller 18 zugeordneten, weiteren Fahrzeugrad 22 zugeordnet. Grundsätzlich könnte ein Fahrzeug jedoch auch eine andere Anzahl an Fahrwerksdämpfern aufweisen.
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Ferner umfasst das Fahrzeug 12 eine Umfeldsensorik 28. Die Umfeldsensorik 28 ist zur Erfassung wenigstens eines mit einem Fahrzeugumfeld korrelierten Erfassungssignals 26 vorgesehen. Dazu umfasst die Umfeldsensorik 28 wenigstens einen Sensor. Im vorliegenden Fall umfasst die Umfeldsensorik 28 beispielhaft eine Mehrzahl an Sensoren, wie beispielsweise einen Feuchtigkeitssensor, einen Kamerasensor und/oder einen Umgebungstemperatursensor. Prinzipiell könnte auf eine Umfeldsensorik jedoch auch verzichtet werden.
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Zudem weist das Fahrzeug 12 im vorliegenden Fall ein Kommunikationsmodul 31 auf. Das Kommunikationsmodul 31 ist beispielhaft als Funkmodul ausgebildet und zur drahtlosen Kommunikation mit einem externen Rechnersystem 32, beispielsweise in Form eines Cloudnetzwerks, vorgesehen. Grundsätzlich könnte auf ein Kommunikationsmodul jedoch auch verzichtet werden.
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Des Weiteren weist das Fahrzeug 12 ein Steuergerät 38 auf. Das Steuergerät 38 ist im vorliegenden Fall als Lenkungssteuergerät ausgebildet und folglich Teil des Lenksystems 14. Das Steuergerät 38 weist eine elektrische Verbindung mit den Radlenkwinkelstellern 16, 18 auf. Das Steuergerät 38 weist ferner eine elektrische Verbindung mit der Lenkeingabeeinheit 42 auf. Zudem weist das Steuergerät 38 eine elektrische Verbindung mit den Fahrwerksdämpfern 58, 60, der Umfeldsensorik 28 und dem Kommunikationsmodul 31 auf. Das Steuergerät 38 ist zumindest zur Steuerung eines Betriebs des Lenksystems 14 vorgesehen. Das Steuergerät 38 ist dabei zumindest dazu vorgesehen, die Lenkaktuatoren 52, 54 in Abhängigkeit von einem Signal der Lenkeingabeeinheit 42, insbesondere in Abhängigkeit einer Lenkvorgabe an der Lenkhandhabe 44, anzusteuern.
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Dazu umfasst das Steuergerät 38 eine Recheneinheit 40. Die Recheneinheit 40 umfasst zumindest einen Prozessor (nicht dargestellt), beispielsweise in Form eines Mikroprozessors, und zumindest einen Betriebsspeicher (nicht dargestellt). Zudem umfasst die Recheneinheit 40 zumindest ein im Betriebsspeicher hinterlegtes Betriebsprogramm mit zumindest einer Steuerroutine, zumindest einer Berechnungsroutine, zumindest einer Auswerteroutine und zumindest einer Befreiungsroutine 56. Prinzipiell ist jedoch auch denkbar, ein Steuergerät getrennt von einem Lenksystem auszubilden. In diesem Fall könnte ein Fahrzeug beispielsweise ein einzelnes zentrales Steuergerät mit einer zentralen Recheneinheit aufweisen.
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Darüber hinaus kann das Fahrzeug 12 und/oder das Lenksystem 14 weitere, nicht dargestellte, Bauteile und/oder Baugruppen umfassen, wie beispielsweise einen an sich bekannten Bordcomputer und/oder ein an sich bekanntes Navigationsgerät. Vorzugsweise weist das Steuergerät 38 dabei eine elektrische Verbindung mit dem Bordcomputer und/oder dem Navigationsgerät auf. Grundsätzlich ist jedoch auch denkbar, auf einen Bordcomputer und/oder ein Navigationsgerät zu verzichten.
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Außenliegende Fahrzeugbauteile sind grundsätzlich unterschiedlichen Witterungsverhältnissen ausgesetzt, wobei insbesondere metallische Fahrzeugbauteile besonders anfällig für Korrosionsbildung sind. Bei der Korrosionsbildung dient insbesondere Wasser, beispielsweise in Form von Eis und/oder Schnee, als Elektrolyt, wobei in Kombination mit Salz, insbesondere in Form von Streusalz, die Wirkung der Korrosion nochmals beschleunigt wird.
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Zur Erhöhung einer Betriebssicherheit und/oder zur Verbesserung eines Korrosionsschutzes wird deshalb im Folgenden ein Verfahren zur Befreiung wenigstens eines Fahrzeugbauteils 10 des Fahrzeugs 12 vorgeschlagen. Das Fahrzeugbauteil 10 entspricht dabei insbesondere einem Lenkungsbauteil des Lenksystems 14 und zwar beispielhaft einem Gehäusebauteil des Radlenkwinkelstellers 16. Ferner ist vorliegend die Recheneinheit 40 dazu vorgesehen, das Verfahren auszuführen und weist dazu insbesondere ein Computerprogramm mit entsprechenden Programmcodemitteln auf.
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Im vorliegenden Fall wird in zumindest einem Betriebszustand, in welchem Eis und/oder Schnee im Bereich des Fahrzeugbauteils 10, also vorliegend insbesondere im Bereich des Gehäusebauteils des Radlenkwinkelstellers 16, ermittelt oder vermutet wird, ein Befreiungsvorgang ausgelöst und durchgeführt, um das Fahrzeugbauteil 10 von dem Eis und/oder dem Schnee zu befreien. Die Befreiung des Fahrzeugbauteils 10 von dem Eis und/oder dem Schnee kann dabei einerseits mittels einer temperaturinduzierten Entfernung des Eises und/oder des Schnees und andererseits mittels einer bewegungsinduzierten Entfernung des Eises und/oder des Schnees erreicht werden. Zudem kann auch eine temperaturinduzierte Entfernung mit einer bewegungsinduzierten Entfernung kombiniert werden.
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Grundsätzlich könnte ein Fahrzeugbauteil auch ein Motorbauteil eines Traktionsmotors, ein Bremsenbauteil einer Betriebsbremse und/oder ein Karosseriebauteil eines Fahrzeugs sein. Relevant ist in diesem Zusammenhang nur, dass ein angesteuerter Radlenkwinkelsteller mit einem zu befreienden Fahrzeugbauteil eine Wirkverbindung aufweist, insbesondere in Form einer thermischen Verbindung und/oder einer mechanischen Verbindung. Darüber hinaus könnte natürlich auch auf eine temperaturinduzierte Entfernung des Eises und/oder des Schnees oder eine bewegungsinduzierte Entfernung des Eises und/oder des Schnees verzichtet werden.
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Bei der temperaturinduzierten Entfernung des Eises und/oder des Schnees von dem Fahrzeugbauteil 10 wird der Radlenkwinkelsteller 16 bei dem Befreiungsvorgang zur Befreiung des Fahrzeugbauteils 10 von dem Eis und/oder Schnee derart angesteuert, dass sich eine Temperatur des Lenksystems 14 gezielt erhöht und das Eis und/oder der Schnee durch die gezielte Erhöhung der Temperatur des Lenksystems 14 sublimiert, schmilzt und/oder taut und somit insbesondere entfernt wird. Vorzugsweise wird dabei durch die Ansteuerung des Radlenkwinkelstellers 16 eine Betriebstemperatur des Radlenkwinkelstellers 16 erhöht, was zu einer Erhöhung der Temperatur des Lenksystems 14 führt. Alternativ oder zusätzlich könnte eine Ansteuerung eines Radlenkwinkelstellers jedoch auch derart erfolgen, dass sich eine Temperatur einer mit einem Lenksystem zusammenwirkenden Fahrzeugbaugruppe, wie beispielsweise einer Spurstange, einer Fahrzeugachse und/oder eines Radträgers, erhöht.
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Grundsätzlich existieren in diesem Zusammenhang zwei unterschiedliche Möglichkeiten, wie durch eine Ansteuerung des Radlenkwinkelstellers 16 die Temperatur des Lenksystems 14 erhöht werden kann. Insbesondere können die beiden Ausführungsformen dabei sowohl in Kombination als auch einzeln zur Befreiung des Fahrzeugbauteils 10 verwendet werden und insbesondere auch mit einer bewegungsinduzierten Entfernung des Eises und/oder des Schnees von dem Fahrzeugbauteil 10 kombiniert werden.
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Gemäß einer ersten Ausführungsform wird zur Befreiung des Fahrzeugbauteils 10 von dem Eis und/oder Schnee eine Betriebstemperatur des Radlenkwinkelstellers 16 erhöht, indem ein Betriebsstrom in Form eines Längsstroms des Radlenkwinkelstellers 16 modifiziert und insbesondere erhöht wird. In diesem Fall muss der Lenkaktuator 52 des Radlenkwinkelstellers 16 jedoch mittels einer feldorientierten Regelung betrieben werden. Bei der feldorientierten Regelung kann mittels Änderung eines Querstroms ein Drehmoment des Lenkaktuators 52 und folglich ein Radlenkwinkel des Radlenkwinkelsellers 16 gesteuert werden, während mittels Änderung eines Längsstroms ein Magnetfeld des Lenkaktuators 52 und folglich eine Verlustleistung und/oder Verlustwärme des Radlenkwinkelstellers 16 gesteuert werden kann. Vorzugsweise wird der Radlenkwinkelsteller 16 dabei durch eine Modifikation des Längsstroms derart angesteuert, dass eine Verlustleistung und/oder Verlustwärme des Radlenkwinkelstellers 16 erhöht wird, wobei die Verlustleistung und/oder Verlustwärme zu einer Erhöhung einer Betriebstemperatur des Radlenkwinkelstellers 16 und folglich zu einer Erhöhung der Temperatur des Lenksystems 14 führt.
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Mittels eines derartigen Verfahrens kann insbesondere auch bei einem konventionellen Lenksystem und/oder einem Steer-by-Wire-Lenksystem mit einem als Zentralsteller ausgebildeten Radlenkwinkelsteller eine vorteilhafte Befreiung des Fahrzeugbauteils 10 von Eis und/oder Schnee, insbesondere auch bei einer Geradeausfahrt, erreicht werden. Ferner kann eine vorteilhafte temperaturinduzierte Entfernung des Eises und/oder des Schnees von dem Fahrzeugbauteil 10 erreicht werden. Alternativ oder zusätzlich kann durch die Erhöhung der Betriebstemperatur des Radlenkwinkelstellers 16 und ein zumindest teilweises Schmelzen und/oder Tauen des Eises und/oder des Schnees ein Wasserfilm erzeugt werden, wodurch eine bewegungsinduzierte Entfernung des Eises und/oder des Schnees von dem Fahrzeugbauteil 10 erleichtert und/oder begünstigt werden kann.
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Gemäß einer zweiten Ausführungsform wird zur Befreiung des Fahrzeugbauteils 10 von dem Eis und/oder Schnee eine Betriebstemperatur des Radlenkwinkelstellers 16 erhöht, indem der Radlenkwinkel des, insbesondere dem Radlenkwinkelsteller 16 zugeordneten, Fahrzeugrads 20 variiert wird (vgl. hierzu insbesondere 2a-2c). Dabei wird der Radlenkwinkelsteller 16 derart angesteuert, dass sich der Radlenkwinkel des Fahrzeugrads 20 ändert und eine Bewegung des Fahrzeugrads 20 erreicht wird. Zudem wird der Radlenkwinkel des Fahrzeugrads 20 mehrfach verstellt, sodass sich eine Betriebstemperatur des Radlenkwinkelstellers 16 und folglich des Lenksystems 14 erhöht. Vorzugsweise wird in diesem Zusammenhang ferner der weitere Radlenkwinkel des, insbesondere dem weiteren Radlenkwinkelsteller 18 zugeordneten, weiteren Fahrzeugrads 22 variiert. Der weitere Radlenkwinkelsteller 18 wird dabei derart angesteuert, dass sich der weitere Radlenkwinkel des weiteren Fahrzeugrads 22 ändert und eine Bewegung des weiteren Fahrzeugrads 22 erreicht wird. Zudem werden der Radlenkwinkelsteller 16 und der weitere Radlenkwinkelsteller 18 vorteilhaft aufeinander abgestimmt und derart angesteuert, dass der Radlenkwinkel und der weitere Radlenkwinkel in gleichem Maß gegensinnig verändert und jeweils mehrfach gegensinnig verstellt werden. Darüber hinaus werden der Radlenkwinkel und der weitere Radlenkwinkel in diesem Fall derart variiert, dass eine sinusförmige Änderung der Radlenkwinkel erreicht und eine vorgegebene Fahrzeugtrajektorie unverändert bleibt.
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Mittels eines derartigen Verfahrens und insbesondere des aufgeprägten Bewegungsmusters kann das Lenksystem 14 möglichst verschleißarm erwärmt und eine entsprechende Befreiung des Fahrzeugbauteils 10 von Eis und/oder Schnee erreicht werden. Zudem können die Vorteile von als Einzelradstellern ausgebildeten Radlenkwinkelstellern 16, 18 voll ausgenutzt werden. Insbesondere sind in diesem Fall auch kleine gegensinnige Lenkbewegungen möglich, wodurch das Verfahren bei unveränderter Fahrzeugtrajektorie anwendbar ist. Da die beschriebene Lenkbewegung sowohl zur Erwärmung des Lenksystems 14 genutzt, als auch Aufschluss über einen Reibwert eines Untergrunds (vgl. hierzu beispielsweise die
DE 10 2018 205 904 A1 ) liefern kann, kann in diesem Fall vorteilhaft ein mehrfacher Mehrwert generiert werden. Ferner kann die zweite Ausführungsform auch verwendet werden, im Fall, dass auf eine feldorientierte Regelung verzichtet wird. Folglich kann eine vorteilhafte temperaturinduzierte Entfernung des Eises und/oder des Schnees von dem Fahrzeugbauteil 10 erreicht werden. Alternativ oder zusätzlich kann durch die Erhöhung der Betriebstemperatur des Radlenkwinkelstellers 16 und ein zumindest teilweises Schmelzen und/oder Tauen des Eises und/oder des Schnees auch in diesem Fall ein Wasserfilm erzeugt werden, wodurch eine bewegungsinduzierte Entfernung des Eises und/oder des Schnees von dem Fahrzeugbauteil 10 erleichtert und/oder begünstigt werden kann.
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Bei der bewegungsinduzierten Entfernung des Eises und/oder des Schnees von dem Fahrzeugbauteil 10 wird der Radlenkwinkelsteller 16 bei dem Befreiungsvorgang zur Befreiung des Fahrzeugbauteils 10 von dem Eis und/oder Schnee derart angesteuert, dass sich das Eis und/oder der Schnee durch eine gezielte Bewegung des Lenksystems 14 löst und/oder abgeschüttelt wird. Alternativ oder zusätzlich könnte eine Ansteuerung eines Radlenkwinkelstellers auch derart erfolgen, dass sich Eis und/oder Schnee durch eine gezielte Bewegung einer mit einem Lenksystem zusammenwirkenden Fahrzeugbaugruppe, wie beispielsweise einer Spurstange, einer Fahrzeugachse, eines Radträgers und/oder eines Fahrzeugrads, löst.
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In diesem Fall wird zur Befreiung des Fahrzeugbauteils 10 von dem Eis und/oder Schnee der Radlenkwinkel des, insbesondere dem Radlenkwinkelsteller 16 zugeordneten, Fahrzeugrads 20 ruckartig variiert. Dabei wird der Radlenkwinkelsteller 16 derart angesteuert, dass sich der Radlenkwinkel des Fahrzeugrads 20 ruckartig ändert und eine Bewegung des Fahrzeugrads 20 erreicht wird. Dazu wird der Radlenkwinkel des Fahrzeugrads 20 kurzzeitig ausgelenkt und zwar insbesondere mit hoher Intensität, mit sehr geringem Lenkwinkel und mit direkter Gegenlenkbewegung. Bevorzugt wird die ruckartige Bewegung des Fahrzeugrads 20 dabei in einem abgestellten Zustand des Fahrzeugs 12 ausgelöst und/oder durchgeführt, um kein verschlechtertes Fahrgefühl zu erzeugen. Grundsätzlich kann die ruckartige Bewegung des Fahrzeugrads 20 jedoch auch in einem Fahrbetrieb des Fahrzeugs 12 erfolgen. In diesem Fall wird der Radlenkwinkel des Fahrzeugrads 20 bevorzugt mehrfach verstellt. Ferner wird der weitere Radlenkwinkel des, insbesondere dem weiteren Radlenkwinkelsteller 18 zugeordneten, weiteren Fahrzeugrads 22 variiert, wobei der weitere Radlenkwinkelsteller 18 derart angesteuert wird, dass sich der weitere Radlenkwinkel des weiteren Fahrzeugrads 22 ändert und eine Bewegung des weiteren Fahrzeugrads 22 erreicht wird. Zudem werden der Radlenkwinkelsteller 16 und der weitere Radlenkwinkelsteller 18 in diesem Fall vorteilhaft aufeinander abgestimmt, um einen Einfluss auf ein Fahrgefühl zu reduzieren.
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Darüber hinaus kann die zuvor erwähnte temperaturinduzierte Entfernung des Eises und/oder des Schnees von dem Fahrzeugbauteil 10 und/oder die zuvor erwähnte bewegungsinduzierte Entfernung des Eises und/oder des Schnees von dem Fahrzeugbauteil 10 mit einer Veränderung, vorteilhaft einer Verhärtung, einer Fahrwerksdämpfung kombiniert werden. Dabei wird zur Befreiung des Fahrzeugbauteils 10 von dem Eis und/oder Schnee eine Dämpfungseigenschaft wenigstens eines Fahrwerksdämpfers 58, 60, im vorliegenden Fall beispielhaft beider Fahrwerksdämpfer 58, 60, verändert und insbesondere erhöht, um ein zumindest temporäres Verhärten der Fahrwerksdämpfung zu erreichen. Hierdurch kann insbesondere eine Entfernung des Eises und/oder des Schnees von dem Fahrzeugbauteil 10 weiter verbessert werden. Besonders vorteilhaft kann in diesem Zusammenhang in einem ersten Schritt die temperaturinduzierte Entfernung des Eises und/oder des Schnees von dem Fahrzeugbauteil 10 mit einer Veränderung, insbesondere einer Verhärtung, der Fahrwerksdämpfung kombiniert werden. Sollte das Eis und/oder der Schnee hierdurch nicht entfernt werden können, so kann in einem zweiten Schritt die bewegungsinduzierte Entfernung des Eises und/oder des Schnees von dem Fahrzeugbauteil 10 mit einer Veränderung, insbesondere einer Verhärtung, der Fahrwerksdämpfung kombiniert werden. Sollte das Eis und/oder der Schnee hierdurch ebenfalls nicht entfernt werden können, so können in einem dritten Schritt die temperaturinduzierte Entfernung des Eises und/oder des Schnees von dem Fahrzeugbauteil 10, die bewegungsinduzierte Entfernung des Eises und/oder des Schnees von dem Fahrzeugbauteil 10 und die Veränderung, insbesondere Verhärtung, der Fahrwerksdämpfung miteinander kombiniert werden. Grundsätzlich kann auf eine Veränderung einer Fahrwerksdämpfung jedoch auch verzichtet werden.
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Ferner erfolgt die Ermittlung von Eis und/oder Schnee im Bereich des Fahrzeugbauteils 10 in dem Betriebszustand vorliegend mittels einer Testerwärmung. Dazu wird in dem Betriebszustand der Radlenkwinkelsteller 16 derart angesteuert, dass sich eine Temperatur des Lenksystems 14 erhöht und eine mit der Erhöhung der Temperatur korrelierte Temperaturveränderung überwacht. Anhand der Temperaturveränderung und insbesondere eines charakteristischen Verlaufs der Temperaturveränderung kann dann das Vorhandensein von Eis und/oder Schnee im Bereich des Fahrzeugbauteils 10 ermittelt oder auf das Vorhandensein von Eis und/oder Schnee im Bereich des Fahrzeugbauteils 10 geschlossen werden. Darüber hinaus kann anhand der Temperaturveränderung eine Schichtdicke des Eises und/oder des Schnees im Bereich des Fahrzeugbauteils 10 abgeschätzt werden. Hierzu wird vorzugsweise ein zusätzliches Kennfelds und/oder ein selbstlernender Algorithmus eingesetzt. Zumindest im Fall einer temperaturinduzierten Entfernung des Eises und/oder des Schnees von dem Fahrzeugbauteil 10 kann hierdurch vorteilhaft eine mit der Erwärmung verknüpfte Zieltemperatur, eine Erwärmungszeit und/oder ein benötigter Erwärmungsgrad abgeschätzt werden. Alternativ oder zusätzlich könnte eine Ansteuerung eines Radlenkwinkelstellers bei einer Testerwärmung auch derart erfolgen, dass sich eine Temperatur einer mit einem Lenksystem zusammenwirkenden Fahrzeugbaugruppe, wie beispielsweise einer Spurstange, einer Fahrzeugachse und/oder eines Radträgers, erhöht und eine mit der Erhöhung dieser Temperatur korrelierte Temperaturveränderung überwacht wird.
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Darüber hinaus kann alternativ oder zusätzlich in dem Betriebszustand zur Ermittlung von Eis und/oder Schnee im Bereich des Fahrzeugbauteils 10 wenigstens ein Erfassungssignal 26 der Umfeldsensorik 28 ausgewertet werden. Hierfür können beispielsweise Daten des Feuchtigkeitssensors der Umfeldsensorik 28 verwendet werden. Darüber hinaus können Daten des Kamerasensors der Umfeldsensorik 28 verwendet werden, anhand derer beispielsweise Eis und/oder Schnee auf einer Fahrbahn erfasst werden kann. Darüber hinaus kann, insbesondere mittels des Kommunikationsmoduls 31, eine Wetterinformation 30 in Form von Wetterdaten von dem externen Rechnersystem 32 abgerufen und ebenfalls zur Ermittlung von Eis und/oder Schnee im Bereich des Fahrzeugbauteils 10 ausgewertet werden. Zudem könnten Daten von einem ESP-System zur Ermittlung von Eis und/oder Schnee im Bereich des Fahrzeugbauteils 10 abgerufen und ausgewertet werden. Vorteilhaft werden dabei sämtliche erfasste Daten miteinander verknüpft, um Eis und/oder Schnee im Bereich des Fahrzeugbauteils 10 zu ermitteln. Zudem kann anhand der erfassten Daten, insbesondere anhand des Erfassungssignals 26 und/oder der Wetterinformation 30, beispielsweise ein Feuchtigkeitsgrad des Fahrzeugbauteils 10 abgeschätzt werden.
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Weitere Vorteile können erreicht werden, wenn bei der Auslösung des Befreiungsvorgangs und/oder bei dem Befreiungsvorgang verschiedene Betriebs- und/oder Umgebungsinformationen berücksichtigt werden.
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In diesem Zusammenhang kann beispielsweise eine Temperaturinformation 24 des Lenksystems 14 und insbesondere zumindest des Radlenkwinkelstellers 16 ermittelt oder abgeschätzt und bei der Auslösung des Befreiungsvorgangs und/oder bei dem Befreiungsvorgang berücksichtigt werden. Durch die Berücksichtigung der Temperaturinformation 24 kann beispielsweise bei ausreichend hoher Temperatur des Lenksystems 14 auf das Auslösen des Befreiungsvorgangs verzichtet werden. Grundsätzlich könnte auf eine Temperaturinformation jedoch auch verzichtet werden.
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Zudem kann anhand des Erfassungssignals 26 und/oder der Wetterinformation 30 eine aktuelle und/oder zukünftige Umgebungstemperatur und/oder eine aktuelle und/oder zukünftige Luftfeuchtigkeit ermittelt und bei der Auslösung des Befreiungsvorgangs und/oder bei dem Befreiungsvorgang berücksichtigt werden. Durch die Berücksichtigung des Erfassungssignals 26 und/oder der Wetterinformation 30 kann der Befreiungsvorgang einerseits an eine aktuelle Wetterlage und/oder Wetterprognose angepasst werden und andererseits kann beispielsweise bei hoher Umgebungstemperatur auf das Auslösen des Befreiungsvorgangs verzichtet werden. Grundsätzlich könnte auf ein entsprechendes Erfassungssignal und/oder eine Wetterinformation jedoch auch verzichtet werden.
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Darüber hinaus kann wenigstens eine aktuelle und/oder zukünftige Standortinformation 34 des Fahrzeugs 12 ermittelt und bei der Auslösung des Befreiungsvorgangs und/oder bei dem Befreiungsvorgang berücksichtigt werden. In diesem Zusammenhang kann beispielsweise anhand von Streckenverlaufsdaten eines Navigationsgeräts des Fahrzeugs 12 eine Restfahrstrecke ermittelt und bei der Auslösung des Befreiungsvorgangs und/oder bei dem Befreiungsvorgang berücksichtigt werden, wodurch beispielsweise kurz vor dem Abstellen des Fahrzeugs 12 die Temperatur des Lenksystems 14 gezielt erhöht und/oder eine Fahrwerksdämpfung gezielt verändert, insbesondere verhärtet, werden kann, um eine möglichst schnelle und/oder vollständige Entfernung des Eises und/oder des Schnees von dem Fahrzeugbauteil 10 zu erreichen. In diesem Zusammenhang ist insbesondere auch denkbar, den Radlenkwinkelsteller 16 gegen Fahrtende bewusst in einem ungünstigen Wirkungsgradbereich zu betreiben, um eine entsprechende Erwärmung zu erreichen. Grundsätzlich könnte auf eine Standortinformation jedoch auch verzichtet werden.
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Des Weiteren kann wenigstens eine fahrerindividuelle Nutzungsinformation 36 des Fahrzeugs 12 ermittelt und bei der Auslösung des Befreiungsvorgangs und/oder bei dem Befreiungsvorgang berücksichtigt werden. Die Nutzungsinformation 36 kann insbesondere mit einer Nutzung des Fahrzeugs 12 korrelierte Kalender- und/oder Termindaten eines Fahrzeugnutzers umfassen und beispielsweise von einem mit dem Fahrzeug 12 gekoppelten externen Gerät, wie beispielsweise einem Smartphone, des Fahrzeugnutzers abgerufen oder eingelesen werden. Durch die Berücksichtigung der Nutzungsinformation 36 kann einerseits eine Auslösung und/oder eine Beendigung des Befreiungsvorgangs geplant und andererseits eine Priorität zur Durchführung des Befreiungsvorgangs angepasst werden, wobei beispielsweise im Fall, dass das Fahrzeug 12 über einen längeren Zeitraum nicht bewegt wird, eine entsprechende Priorität erhöht wird. Grundsätzlich könnte auf eine Nutzungsinformation jedoch auch verzichtet werden.
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Ferner wird der Befreiungsvorgang vorzugsweise in einem Fahrbetrieb des Fahrzeugs 12 und insbesondere während einer Geradeausfahrt des Fahrzeugs 12 ausgelöst und durchgeführt. Grundsätzlich kann der Befreiungsvorgang jedoch alternativ oder zusätzlich auch in einem abgestellten und/oder geparkten Zustand des Fahrzeugs 12 ausgelöst und durchgeführt werden, wodurch ein besonders effektiver Korrosionsschutz erreicht werden kann und zwar auch im Fall, dass das Fahrzeug 12 über einen längeren Zeitraum nicht bewegt wird. Bevorzugt wird dabei zumindest die ruckartige Bewegung des Fahrzeugrads 20 im abgestellten Zustand des Fahrzeugs 12 ausgelöst und/oder durchgeführt, um kein verschlechtertes Fahrgefühl zu erzeugen. Ferner ist denkbar, dass der entsprechende Radlenkwinkelsteller 16, 18 im abgestellten Zustand des Fahrzeugs 12 derart angesteuert wird, dass allein durch das Aufbringen eines Gegenmoments und ohne Bewegung der Fahrzeugräder 20, 22 eine entsprechende Erwärmung des Lenksystems 14 erreicht wird. Grundsätzlich ist in diesem Fall jedoch auch denkbar, das Fahrzeug 12 automatisiert in Längsrichtung leicht zu bewegen und der Längsbewegung entsprechende Lenkbewegungen zu überlagern, um einen unnötigen Reifenverschleiß zu minimieren.
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3 zeigt eine schematische Darstellung eines vereinfachten, beispielhaften Signalflussdiagramms zur Befreiung des Fahrzeugbauteils 10 von Eis und/oder Schnee.
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Dabei werden sämtliche erfasste Daten, im vorliegenden Fall zumindest die Temperaturinformation 24, das Erfassungssignal 26 der Umfeldsensorik 28, die, insbesondere von dem externen Rechnersystem 32 abgerufene, Wetterinformation 30, die Standortinformation 34 und die Nutzungsinformation 36, der Befreiungsroutine 56 der Recheneinheit 40 zugeführt. Zudem kann eine Testerwärmung durchgeführt werden, indem der entsprechende Radlenkwinkelsteller 16, 18 derart angesteuert wird, dass sich eine Temperatur des Lenksystems 14 erhöht, wobei eine mit der Erhöhung der Temperatur korrelierte Temperaturveränderung überwacht wird. Die Temperaturveränderung fließt dabei ebenfalls in die Temperaturinformation 24 mit ein.
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Die Befreiungsroutine 56 wertet dann zunächst die Temperaturinformation 24, das Erfassungssignal 26 der Umfeldsensorik 28 und/oder die Wetterinformation 30 aus, um zu ermitteln, ob sich Eis und/oder Schnee im Bereich des Fahrzeugbauteils 10 befindet. Zudem kann anhand der Temperaturinformation 24 bzw. der mittels der Testerwärmung ermittelten Temperaturveränderung eine Schichtdicke des Eises und/oder des Schnees und eine mit der Schichtdicke korrelierte Zieltemperatur, Erwärmungszeit und/oder ein benötigter Erwärmungsgrad abgeschätzt werden.
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Wird dabei Eis und/oder Schnee im Bereich des Fahrzeugbauteils 10 erkannt, so wird mittels der Befreiungsroutine 56 ein Befreiungsvorgang ausgelöst und der Radlenkwinkelsteller 16, 18 derart angesteuert, dass sich eine Temperatur des Lenksystems 14 erhöht und eine temperaturinduzierte Entfernung des Eises und/oder des Schnees von dem Fahrzeugbauteil 10 erreicht wird und/oder sich das Eis und/oder der Schnee durch eine Bewegung löst und eine bewegungsinduzierte Entfernung des Eises und/oder des Schnees von dem Fahrzeugbauteil 10 erreicht wird.
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Zudem wird die Temperaturinformation 24 vorteilhaft an die Befreiungsroutine 56 zurückgeführt, sodass anhand einer mit der Temperatur des Lenksystems 14 korrelierten Temperaturveränderung und insbesondere eines charakteristischen Verlaufs der Temperaturveränderung eine Menge an Eis und/oder Schnee und/oder eine entsprechende Schichtdicke des Eises und/oder des Schnees überwacht werden kann und ggfls. der Befreiungsvorgang beendet werden kann.
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Das beispielhafte Signalflussdiagramm in 3 soll dabei insbesondere lediglich beispielhaft ein Verfahren zur Befreiung des Fahrzeugbauteils 10 von Eis und/oder Schnee beschreiben. Insbesondere ist dabei beispielsweise denkbar, bei der Auslösung des Befreiungsvorgangs und/oder bei dem Befreiungsvorgang auf einzelne Betriebs- und/oder Umgebungsinformationen zu verzichten. Ferner könnte eine temperaturinduzierte Entfernung des Eises und/oder des Schnees von dem Fahrzeugbauteil 10 und/oder eine bewegungsinduzierte Entfernung des Eises und/oder des Schnees von dem Fahrzeugbauteil 10 mit einer Veränderung, vorteilhaft einer Verhärtung, einer Fahrwerksdämpfung kombiniert werden.
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Darüber hinaus kann an das Verfahren zur Befreiung des Fahrzeugbauteils 10 von Eis und/oder Schnee vorteilhaft ein Trocknungsverfahren zur Trocknung des Fahrzeugbauteils 10 angeschlossen werden. Dabei kann beispielsweise in zumindest einem weiteren Betriebszustand, in welchem eine erhöhte Feuchtigkeit im Bereich des Fahrzeugbauteils 10 ermittelt oder vermutet wird, wie beispielsweise nach dem Entfernen von Eis und/oder Schnee, ein Trocknungsvorgang ausgelöst und insbesondere durchgeführt werden, bei welchem der entsprechende Radlenkwinkelsteller 16, 18 zur, insbesondere gezielten, Trocknung des Fahrzeugbauteils 10 derart angesteuert wird, dass sich eine Temperatur des Lenksystems 14 und/oder einer mit dem Lenksystem 14 zusammenwirkenden Fahrzeugbaugruppe, wie beispielsweise einer Spurstange, einer Fahrzeugachse und/oder eines Radträgers, erhöht und insbesondere eine temperaturinduzierte Trocknung des Fahrzeugbauteils 10 erreicht wird. Dazu können beispielsweise die zuvor genannten Ausführungsformen zur temperaturinduzierten Entfernung des Eises und/oder des Schnees von dem Fahrzeugbauteil 10 entsprechend angepasst oder direkt verwendet werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102018205904 A1 [0042]
