DE102021205110A1

DE102021205110A1 - Device and method for controlling a vehicle during aquaplaning and vehicle

Info

Publication number: DE102021205110A1
Application number: DE102021205110.3A
Authority: DE
Inventors: Christoph Müller
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2021-05-19
Filing date: 2021-05-19
Publication date: 2022-11-24
Anticipated expiration: 2041-05-20
Also published as: DE102021205110B4

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung (105) zum Steuern eines Fahrzeugs (100) bei Aquaplaning, wobei das Fahrzeug (100) eine Vorderachslenkung (110) zum Lenken von Vorderrädern (112) einer Vorderachse (115) und eine Hinterachslenkung (120) zum Lenken von Hinterrädern (122) einer Hinterachse (125) umfasst, wobei die Vorrichtung (105) ausgebildet ist, um ansprechend auf ein einen Aquaplaningzustand an der Vorderachse (115) des Fahrzeugs (100) repräsentierendes Erkennungssignal (135), entkoppelt zu einem eine gewünschte Fahrtrichtungsänderung (142) des Fahrzeugs (100) repräsentierenden Richtungssignal (145), ein Vorderachssignal (150) zum Bewirken eines an den Aquaplaningzustand angepassten vorderen Lenkwinkels (155) bereitzustellen.The invention relates to a device (105) for controlling a vehicle (100) in the event of aquaplaning, the vehicle (100) having a front-axle steering (110) for steering front wheels (112) of a front axle (115) and a rear-axle steering (120) for steering Rear wheels (122) of a rear axle (125), wherein the device (105) is designed to respond to a detection signal (135) representing an aquaplaning state on the front axle (115) of the vehicle (100), decoupled from a desired change in direction of travel ( 142) of the vehicle (100) representing the direction signal (145) to provide a front axle signal (150) for effecting a front steering angle (155) adapted to the aquaplaning state.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Steuern eines Fahrzeugs bei Aquaplaning sowie auf ein Fahrzeug mit einer entsprechenden Vorrichtung.The present invention relates to a device and a method for controlling a vehicle in the event of aquaplaning, and to a vehicle with a corresponding device.

Aquaplaning tritt bei geschlossener Wasseroberfläche auf, da der Reifen eines Stra-ßenfahrzeugs ab einer bestimmten Wassermenge diese nicht mehr über das Reifenprofil abführen kann und dann aufschwimmt. Das Nutzen immer breiterer Reifen bei Serienfahrzeugen begünstigt dieses Phänomen noch, da die dabei entstehende Reifenkontaktfläche größer und zunehmend quadratischer wird. Es gibt mehrere Ansätze, Aquaplaning zu verhindern oder zumindest zu reduzieren, die meist auf Freiblasen der Fläche vor den Reifen abzielen, beispielsweise aerodynamisch über Spoiler oder geschickte Luftführungen, Freiblasen durch Druckluft oder Wasser etc.Aquaplaning occurs when the water surface is closed because the tires of a road vehicle can no longer drain the water above a certain amount of water via the tire profile and then float. The use of ever wider tires on production vehicles further promotes this phenomenon, as the resulting tire contact area becomes larger and increasingly square. There are several approaches to prevent or at least reduce aquaplaning, which mostly aim at clearing the area in front of the tires, for example aerodynamically via spoilers or clever air ducts, clearing with compressed air or water, etc.

Die DE4115367A1 offenbart entsprechende Mittel zum mechanischen Verdrängen einer Wasserschicht. Die DE102013214804A1 stellt ein Verfahren zur Fahrstabilität vor, bei dem nach einem Vergleich eines Soll-Verhaltens des Fahrzeugs mit einem Ist-Verhalten des Fahrzeugs ein zusätzliches Drehmoment auf einen Lenkstrang des Fahrzeugs aufgeprägt wird.the DE4115367A1 discloses corresponding means for mechanically displacing a layer of water. the DE102013214804A1 presents a method for driving stability in which an additional torque is applied to a steering train of the vehicle after a comparison of a target behavior of the vehicle with an actual behavior of the vehicle.

Vor diesem Hintergrund schafft die vorliegende Erfindung eine verbesserte Vorrichtung zum Steuern eines Fahrzeugs bei Aquaplaning, ein verbessertes Fahrzeug mit einer Vorrichtung und ein verbessertes Verfahren zum Steuern eines Fahrzeugs gemäß den Hauptansprüchen. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung.Against this background, the present invention provides an improved device for controlling a vehicle during aquaplaning, an improved vehicle with a device and an improved method for controlling a vehicle according to the independent claims. Advantageous configurations result from the dependent claims and the following description.

Die mit dem vorgestellten Ansatz erreichbaren Vorteile bestehen neben einer erhöhten Stabilität eines Fahrzeugs bei Aquaplaning in einer verbesserten Lenkbarkeit des Fahrzeugs und somit in einer Vermeidung von Unfällen. Der Ansatz nutzt den Umstand, dass häufig zunächst die Vorderachse von Aquaplaning betroffen ist. Der beschriebene Ansatz kann beispielsweise zusätzlich oder alternativ zu aktiven Spur- oder Sturzänderungssystemen im Fahrwerk, z.B. einer Hinterachslenkung, eingesetzt werden.The advantages that can be achieved with the presented approach consist not only in increased vehicle stability in the event of aquaplaning, but also in improved steerability of the vehicle and thus in avoiding accidents. The approach uses the fact that the front axle is often the first to be affected by aquaplaning. The approach described can, for example, be used in addition to or as an alternative to active toe or camber change systems in the chassis, e.g. rear-axle steering.

Es wird eine Vorrichtung zum Steuern eines Fahrzeugs bei Aquaplaning vorgestellt, wobei das Fahrzeug eine Vorderachslenkung zum Lenken von Vorderrädern einer Vorderachse und eine Hinterachslenkung zum Lenken von Hinterrädern einer Hinterachse umfasst. Dabei ist die Vorrichtung ausgebildet, um ansprechend auf ein einen Aquaplaningzustand an der Vorderachse des Fahrzeugs repräsentierendes Erkennungssignal, entkoppelt zu einem eine gewünschte Fahrtrichtungsänderung des Fahrzeugs repräsentierenden Richtungssignal, ein Vorderachssignal zum Bewirken eines an den Aquaplaningzustand angepassten vorderen Lenkwinkels bereitzustellen.A device for controlling a vehicle in the event of aquaplaning is presented, the vehicle comprising a front-axle steering for steering front wheels of a front axle and a rear-axle steering for steering rear wheels of a rear axle. The device is designed to respond to a detection signal representing an aquaplaning state on the front axle of the vehicle, decoupled from a directional signal representing a desired change in the direction of travel of the vehicle, to provide a front axle signal for effecting a front steering angle adapted to the aquaplaning state.

Aquaplaning kann eine große Gefahr für Autofahrer sein, wobei diese durch die inzwischen serienmäßigen, immer breiteren Reifen begünstigt werden kann. Bei Nässe könnte ein schmaler Reifen wünschenswert sein, da dieser durch seine deutlich geringere und längliche, statt quadratische Form einfach durch die geschlossene Wasseroberfläche schneiden und somit deutlich später aufschwimmen könnte. Die Rückkehr zu schmaleren Reifen gilt trotzdem als nicht praktikabel, da die breiteren Reifen bei trockener Fahrbahn deutliche Vorteile, wie Haftung, Abrollkomfort und Fahrsicherheit, bieten können. Beim Auftreten von Aquaplaning können häufig die Räder der Vorderachse als erstes ihre Haftung verlieren. Der Fahrer kann dann versucht sein, instinktiv zu stark gegenzulenken, wodurch die Wasserabfuhrfähigkeit sowie Haftung des Reifens noch zusätzlich gestört werden kann. Die bei sehr geringem Haft- oder Reibwert (µ) des Reifens noch möglichen und sinnvollen minimalen Lenkausschläge sind durch einen Normalfahrer, besonders in einer Stresssituation nicht aufbringbar. Durch die hier vorgestellte Vorrichtung kann die Vorderachslenkung bei auftretendem Aquaplaning einen Fahrerwunsch beziehungsweise eine Lenkeingabe eines Fahrers überstimmen, zum Beispiel durch eine Steer-by-wire-Lenkung und/oder eine Überlagerungslenkung. Durch ein Entkoppeln des Vorderachssignals von einem Richtungssignal, das einer Lenkbewegungen des Fahrers und somit eine von dem Fahrer gewünschte Fahrtrichtungsänderung entspricht, kann vorteilhafterweise eine Stabilisierung der Vorderräder unabhängig von den Lenkbewegungen des Fahrers durchgeführt und das Risiko eines Unfalls vermindert werden.Aquaplaning can be a major hazard for motorists, and this can be promoted by the fact that tires are now becoming standard and wider. In the wet, a narrow tire could be desirable, as its significantly smaller and elongated instead of square shape could simply cut through the closed water surface and thus float up much later. However, the return to narrower tires is not considered practicable, since the wider tires can offer clear advantages on dry roads, such as grip, ride comfort and driving safety. When aquaplaning occurs, the wheels on the front axle are often the first to lose grip. The driver can then instinctively be tempted to countersteer too much, which can further impair the water drainage and adhesion of the tire. The minimum steering deflections that are still possible and reasonable with a very low adhesion or friction value (µ) of the tire cannot be applied by a normal driver, especially in a stressful situation. With the device presented here, the front-axle steering can overrule a driver's request or a driver's steering input when aquaplaning occurs, for example through steer-by-wire steering and/or superimposed steering. By decoupling the front axle signal from a direction signal, which corresponds to a steering movement by the driver and thus a change in direction desired by the driver, the front wheels can advantageously be stabilized independently of the steering movements of the driver and the risk of an accident can be reduced.

Bei dem Fahrzeug kann es sich um ein Straßenfahrzeug, wie beispielsweise einen PKW, handeln. Das Fahrzeug verfügt zusätzlich zu einer Vorderachslenkung (VAL) über eine Hinterachslenkung (HAL). Das Richtungssignal kann zum Ändern oder Beibehalten einer gewünschten Fahrtrichtung beispielsweise von einem Fahrer des Fahrzeugs, zum Beispiel mittels des Lenkrads, bereitgestellt werden. Wird bei nasser Fahrbahn ein Aquaplaningzustand erfasst, beispielsweise durch einen geeigneten Sensor, so kann dies über das Erkennungssignal angezeigt werden. Dabei kann das Erkennungssignal beispielsweise elektrisch, analog oder auch digital umgesetzt werden. Beispielsweise kann das Erkennungssignal bei einem erfassten Aquaplaningzustand auf einen erfolgten oder bevorstehenden Haftungsverlust der Räder des Fahrzeugs an der Vorderachse hinweisen. Ansprechend auf das einen Aquaplaningzustand anzeigende Erkennungssignal kann das Vorderachssignal zum Stabilisieren der Vorderräder an die Vorderachsensteuerung bereitgestellt werden, wodurch beispielsweise ein Haftungsverlust der Vorderräder vermieden oder eine Haftung wieder herbeigeführt werden kann. Indem das Vorderachssignal entkoppelt zu dem Richtungssignal bereitgestellt wird, kann vermieden werden, dass ein Lenkeingriff des Fahrers zu einer ungewollten Verstärkung des Aquaplaningzustands führt. Somit kann das Vorderachssignal ansprechend auf das den Aquaplaningzustand anzeigende Erkennungssignal unabhängig von dem Richtungssignal bereitgestellt werden.The vehicle can be a road vehicle, such as a car. In addition to front-axle steering (VAL), the vehicle also has rear-axle steering (HAL). The direction signal can be provided for changing or maintaining a desired travel direction, for example by a driver of the vehicle, for example by means of the steering wheel. If an aquaplaning condition is detected on a wet road surface, for example by a suitable sensor, then this can be displayed via the detection signal. In this case, the detection signal can be converted, for example, electrically, analogously or also digitally. For example, the detection signal in a detected state of aquaplaning to a completed or impending loss of grip of the wheels of the vehicle at the indicate front axle. In response to the detection signal indicative of a state of aquaplaning, the front axle signal can be provided to the front axle controller for stabilizing the front wheels, as a result of which, for example, a loss of adhesion of the front wheels can be avoided or adhesion restored. By providing the front axle signal decoupled from the direction signal, it can be avoided that a steering intervention by the driver leads to an unwanted increase in the state of aquaplaning. Thus, the front axle signal can be provided independently of the direction signal in response to the detection signal indicative of the aquaplaning state.

Wenn kein Aquaplaning vorliegt, können die Vorderachslenkung und die Hinterachslenkung entsprechend bekannter Fahrzeuge mit Vorderachslenkung und Hinterachslenkung verwendet werden. Beispielsweise können in diesem Fall das Vorderachssignal und ein entsprechendes Hinterachssignal zum Steuern der Hinterachslenkung unter Verwendung des Richtungssignals bestimmt und bereitgestellt werden, um eine durch das Richtungssignal angezeigte gewünschte Fahrtrichtungsänderung zu bewirken.In the absence of aquaplaning, front-axle steering and rear-axle steering can be used in accordance with known vehicles with front-axle steering and rear-axle steering. In this case, for example, the front axle signal and a corresponding rear axle signal for controlling the rear axle steering can be determined and provided using the direction signal in order to bring about a desired change in travel direction indicated by the direction signal.

Entsprechend kann die Vorrichtung gemäß einer Ausführungsform ausgebildet sein, um das Vorderachssignal zum Einstellen eines zumindest einen Anteil der Fahrtrichtungsänderung bewirkenden vorderen Lenkwinkels an die Vorderachslenkung bereitzustellen, wenn das Erkennungssignal einen Nicht-Aquaplaningzustand an der Vorderachse des Fahrzeugs repräsentiert. Beispielsweise kann bei trockenen Fahrbahnverhältnissen, auf denen die Reifen des Fahrzeugs ausreichend Haftung aufweisen, die Änderung der Fahrtrichtung, beispielsweise beim Einfahren in eine Kurve, zumindest teilweise mittels der Vorderachslenkung umgesetzt werden. Vorteilhafterweise kann dadurch das Fahrzeug während eines Zustands Nicht-Aquaplaning mittels der Vorderachslenkung gelenkt werden. Zusätzlich oder alternativ kann die Vorrichtung ausgebildet sein, um ansprechend auf das Richtungssignal das Hinterachssignal zum Einstellen des zumindest einen zweiten Anteil der Fahrtrichtungsänderung bewirkenden hinteren Lenkwinkels an die Hinterachslenkung bereitzustellen, wenn das Erkennungssignal den Zustand Nicht-Aquaplaning repräsentiert. Somit kann eine Änderung der Fahrtrichtung bei trockener Fahrbahn beziehungsweise bei einer Fahrbahn, auf der kein Aquaplaning besteht, sowohl von der Vorderachslenkung als auch von der Hinterachslenkung umgesetzt werden. Dabei kann die Hinterachslenkung zum Beispiel eine unterstützende Ergänzung zur Vorderachslenkung bieten. Vorteilhafterweise kann dadurch ein Spurverhalten des Fahrzeugs bei Richtungsänderungen verbessert und somit die Fahrsicherheit erhöht werden. Gleichzeitig kann mittels der zusätzlichen Hinterachslenkung eine Steigerung der Agilität des Fahrzeugs bewirkt werden.Accordingly, according to one embodiment, the device can be designed to provide the front axle signal to the front axle steering system for setting a front steering angle that causes at least a portion of the change in direction of travel if the detection signal represents a non-aquaplaning state on the front axle of the vehicle. For example, in dry road conditions on which the tires of the vehicle have sufficient grip, the change in direction of travel, for example when entering a curve, can be implemented at least partially by means of the front-axle steering. Advantageously, the vehicle can thereby be steered by means of the front-axle steering during a non-aquaplaning state. Additionally or alternatively, the device can be designed to provide the rear axle signal to the rear axle steering in response to the direction signal for adjusting the rear steering angle that causes at least a second portion of the change in direction of travel if the detection signal represents the non-aquaplaning state. Thus, a change in the direction of travel on a dry road or on a road on which there is no aquaplaning can be implemented both by the front-axle steering and by the rear-axle steering. The rear-axle steering can, for example, offer a supportive supplement to the front-axle steering. Advantageously, this can improve lane behavior of the vehicle when changing direction and thus increase driving safety. At the same time, the additional rear-axle steering can increase the agility of the vehicle.

Wenn Aquaplaning oder die Gefahr des Aquaplanings besteht, kann vorteilhafterweise unabhängig von dem Richtungssignal automatisiert durch geeignete Lenkmaßnahmen auf den Aquaplaningzustand reagiert werden. Optional kann das Hinterachssignal dazu ebenfalls vollständig oder teilweise entkoppelt von dem Richtungssignal bereitgestellt werden.If there is aquaplaning or there is a risk of aquaplaning, the aquaplaning state can be reacted to in an automated manner by suitable steering measures, advantageously independently of the direction signal. Optionally, the rear axle signal can also be provided completely or partially decoupled from the direction signal.

Beispielsweise kann die Vorrichtung ausgebildet sein das Vorderachssignal bereitzustellen, um einen aktuellen vorderen Lenkwinkel beizubehalten, wenn das Erkennungssignal den Aquaplaningzustand repräsentiert. Vorteilhafterweise können dadurch ruckartige, plötzliche Lenkbewegungen des Fahrers herausgefiltert werden. Mit anderen Worten werden ruckartige oder plötzliche Lenkeingaben seitens des Fahrers bei Aquaplaning nicht in eine Radlenkwinkeländerung an der Vorderachse umgesetzt. Der vordere Lenkwinkel entspricht dem Radlenkwinkel an den Rädern der Vorderachse.For example, the device can be designed to provide the front axle signal in order to maintain a current front steering angle when the detection signal represents the aquaplaning state. This advantageously allows jerky, sudden steering movements by the driver to be filtered out. In other words, in the event of aquaplaning, jerky or sudden steering inputs by the driver are not converted into a change in the wheel steering angle on the front axle. The front steering angle corresponds to the wheel steering angle on the wheels on the front axle.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann die Vorrichtung ausgebildet sein, das Vorderachssignal bereitzustellen, um einen eine Geradestellung der Räder an der Vorderachse bewirkenden Lenkwinkel einzustellen, wenn das Erkennungssignal den Aquaplaningzustand repräsentiert. Dadurch kann die Haftung der Räder an der Vorderachse verbessert werden. Bei der Geradestellung der Räder an der Vorderachse weisen diese einen Lenkwinkel von 0° auf. Mit anderen Worten stehen die Räder an der Vorderachse bei der Geradestellung parallel zur Längsachse des Fahrzeuges.According to a further embodiment, the device can be designed to provide the front axle signal in order to set a steering angle that causes the wheels on the front axle to be straightened if the detection signal represents the aquaplaning state. This can improve the grip of the wheels on the front axle. When the wheels on the front axle are straight, they have a steering angle of 0°. In other words, when the vehicle is in the straight position, the wheels on the front axle are parallel to the longitudinal axis of the vehicle.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann die Vorrichtung ausgebildet sein, das Vorderachssignal bereitzustellen, um den Lenkwinkel an der Vorderachse an einen Schwimmwinkel des Fahrzeugs anzupassen, wenn das Erkennungssignal den Aquaplaningzustand repräsentiert. Unter dem Schwimmwinkel kann ein Winkel zwischen der Bewegungsrichtung des Fahrzeugs im Schwerpunkt und einer Fahrzeuglängsachse verstanden werden. Durch ein Anpassen des vorderen Lenkwinkels an den Schwimmwinkel können zum Beispiel die Vorderräder in Bezug auf die Bewegungsrichtung gerade gehalten werden, damit weiterhin die Längsrillen der Reifen passend zur Bewegungsrichtung stehen und optimal Wasser abführen können. Das hat den Vorteil, dass das Fahrzeug während eines Aquaplaningzustands optimal stabilisiert werden kann.According to a further embodiment, the device can be designed to provide the front axle signal in order to adapt the steering angle on the front axle to a sideslip angle of the vehicle when the detection signal represents the aquaplaning state. The sideslip angle can be understood as meaning an angle between the direction of movement of the vehicle in the center of gravity and a longitudinal axis of the vehicle. By adapting the front steering angle to the sideslip angle, for example, the front wheels can be kept straight in relation to the direction of movement so that the longitudinal grooves of the tires continue to match the direction of movement and can optimally drain water. This has the advantage that the vehicle can be optimally stabilized during a state of aquaplaning.

Die Räder bzw. Reifen der Räder an der Hinterachse können bei auftretendem Aquaplaning erst deutlich nach der Vorderachse mit einem Aufschwimmen beginnen, aufgrund ihres Abstands zur Vorderachse und eventuellen Wasserverdrängungseffekten nach Passieren der wasserbehafteten Fahrbahn durch die Räder der Vorderachse. Daher kann mittels der Hinterachslenkung in vorteilhafter Weise ein benötigter Lenkwinkel eingestellt werden, um das Fahrzeug zu stabilisieren. Jegliche Änderung der Radlenkwinkel kann bevorzugt immer nur mit kleinen Winkeln und mit angepasster Lenkgeschwindigkeit erfolgen, damit eben nicht, wie bei ruckartigen Lenkbewegungen des Fahrers, die Haftung der Reifen zur Fahrbahn abreißt. So kann vorteilhafterweise ein Richtungswunsch des Fahrers umgesetzt werden, wobei gleichzeitig eine größtmögliche Stabilität des Fahrzeugs beibehalten werden kann.The wheels or tires of the wheels on the rear axle can only be damaged if aquaplaning occurs begin to float clearly after the front axle, due to their distance from the front axle and possible water displacement effects after the wheels on the front axle have passed the waterlogged road. Therefore, a required steering angle can be set in an advantageous manner by means of the rear-axle steering in order to stabilize the vehicle. Any change in the wheel steering angle can preferably only take place with small angles and with an adapted steering speed, so that the adhesion of the tires to the road surface does not break off, as in the case of jerky steering movements by the driver. A desired direction by the driver can thus advantageously be implemented, while at the same time the greatest possible stability of the vehicle can be maintained.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann die Vorrichtung somit ausgebildet sein, ein Hinterachssignal zum Einstellen eines ein Verlassen einer Spurrinne bewirkenden hinteren Lenkwinkels an die Hinterachslenkung bereitzustellen, wenn das Erkennungssignal den Aquaplaningzustand repräsentiert. Dazu kann das Hinterachssignal entkoppelt zu dem Richtungssignal bereitgestellt werden. Beispielsweise kann im Fall von Aquaplaning induzierenden Spurrinnen und Erreichen des Zustands des Aquaplanings mithilfe der noch Haftung beziehungsweise Seitenführungskraft besitzenden Räder an der Hinterachse mittels der Hinterachslenkung, bevorzugt mittels kleinen Lenkausschlägen mit geringen Lenkwinkelgeschwindigkeiten das Fahrzeug mit der Vorderachse aus eben diesen Spurrinnen gesteuert werden. Dabei kann die Hinterachslenkung zum Beispiel einen auf die Situation bezogen maximal möglichen Lenkwinkel für die jeweils erkannte Situation stellen, um die Vorderräder aus der Aquaplaningzone herauszuleiten, damit diese vorteilhafterweise wieder Haftung erhalten bzw. Seitenführungskräfte übertragen können und Lenkarbeit übernehmen können. Der maximal mögliche Lenkwinkel an den Rädern der Hinterachse ist abhängig von den Umgebungsbedingungen, wie z.B. Fahrbahnbeschaffenheit, Temperatur der Umgebung und der Reifen, der Geschwindigkeit des Fahrzeugs sowie der Stellgeschwindigkeit der Hinterachslenkung.According to a further embodiment, the device can thus be designed to provide a rear-axle signal to the rear-axle steering system for setting a rear steering angle that causes departure from a rut when the detection signal represents the aquaplaning state. For this purpose, the rear axle signal can be provided decoupled from the direction signal. For example, in the case of ruts that induce aquaplaning and the state of aquaplaning is reached with the help of the wheels on the rear axle that still have grip or cornering power, the vehicle can be steered with the front axle from these ruts by means of rear-axle steering, preferably by means of small steering deflections with low steering angle speeds. The rear-axle steering can, for example, set a maximum possible steering angle based on the situation for each detected situation in order to guide the front wheels out of the aquaplaning zone so that they can advantageously regain adhesion or transfer cornering forces and take over steering work. The maximum possible steering angle on the wheels of the rear axle depends on the environmental conditions, such as the nature of the road, the temperature of the surroundings and the tires, the speed of the vehicle and the actuating speed of the rear-axle steering.

Zusätzlich oder alternativ kann die Vorrichtung ausgebildet sein, um das Hinterachssignal zum Einstellen eines zumindest einen Anteils der Fahrtrichtungsänderung bewirkenden hinteren Lenkwinkels an die Hinterachslenkung bereitzustellen, wenn das Erkennungssignal einen Aquaplaningzustand an der Vorderachse des Fahrzeugs repräsentiert. Beispielsweise kann ansprechend auf das einen Aquaplaningzustand repräsentierende Erkennungssignal der für die Fahrtrichtungsänderung benötigte Lenkwinkel ausschließlich mittels der Hinterachslenkung umgesetzt werden. Dabei kann die Hinterachslenkung bevorzugt gegensinnig zu der vom Fahrer gewünschten Richtung an den Vorderrädern lenken, um das Fahrzeug mit einem Giermoment in die vom Fahrer gewünschte Richtung zu beaufschlagen. Durch die Verlagerung der Lenkarbeit auf die Hinterachse kann vorteilhafterweise die in diesem Zustand zumeist noch verfügbare Haftung beziehungsweise Seitenführungskraft und somit das Potential zum Vorgeben einer Spur optimal ausgenutzt werden.Additionally or alternatively, the device can be designed to provide the rear axle signal to the rear axle steering system for setting a rear steering angle that causes at least a portion of the change in direction of travel if the detection signal represents an aquaplaning condition on the front axle of the vehicle. For example, in response to the detection signal representing an aquaplaning state, the steering angle required for changing the direction of travel can be implemented exclusively by means of the rear-axle steering. The rear-axle steering can preferably steer the front wheels in the opposite direction to the direction desired by the driver, in order to apply a yaw moment to the vehicle in the direction desired by the driver. By shifting the steering work to the rear axle, the grip or cornering force that is usually still available in this state and thus the potential for setting a lane can be optimally utilized.

Dabei kann die Vorrichtung ausgebildet sein, um das Hinterachssignal zum Einstellen des den zumindest einen Anteils der Fahrtrichtungsänderung bewirkenden hinteren Lenkwinkel verzögert bereitzustellen, wenn das Erkennungssignal den Aquaplaningzustand repräsentiert. Dadurch können starke Lenkbewegungen vermieden werden. Mit Verzögerung ist hier gemeint, dass eine allmähliche Verstellung bzw. Änderung der hinteren Lenkwinkel (Lenkwinkeländerung an den hinteren Rädern) vorgenommen wird. Es wird der Lenkwinkel nicht abrupt geändert, da dieses zu einem Abriss der Haftung der Reifen gegenüber der Fahrbahn führen könnte, wie zuvor zur Änderung des Lenkwinkels durch den Fahrer bereits gesagt.In this case, the device can be designed to provide the rear axle signal for setting the rear steering angle that causes at least a portion of the change in direction of travel with a delay, if the detection signal represents the aquaplaning state. As a result, strong steering movements can be avoided. Delay here means that a gradual adjustment or change in the rear steering angle (steering angle change on the rear wheels) is carried out. The steering angle is not changed abruptly, as this could lead to a loss of grip of the tires on the road, as mentioned above for changing the steering angle by the driver.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann die Vorrichtung eine Erkennungseinrichtung zum Erkennen eines Aquaplanings an der Vorderachse umfassen. Dabei kann die Erkennungseinrichtung ausgebildet sein, um das Erkennungssignal bereitzustellen, das den Aquaplaningzustand repräsentiert, wenn das bestehende oder bevorstehende Aquaplaning erkannt wird. Zudem kann die Erkennungseinrichtung ausgebildet sein, um das Erkennungssignal bereitzustellen, das einen Nicht-Aquaplaningzustand repräsentiert, wenn kein Aquaplaning erkannt wird. Das Erkennen von Aquaplaning beziehungsweise einer Gefahr von drohendem Aquaplaning kann beispielsweise durch sogenannte akustische Sensorik, bevorzugt wasserhörende Mikrofone in den Radhäusern umgesetzt werden. Zusätzlich oder alternativ kann die Wasseroberfläche durch Ultraschall sensiert werden oder es können optische, bevorzugt kamerabasierte Systeme eingesetzt werden. Auch kann ein Haftungsverlust der Vorderräder durch spontane Drehzahländerungen an den Vorderrädern sensiert werden. Vorteilhafterweise kann die Erkennungseinrichtung ein das den entsprechenden Zustand der Fahrbahn repräsentierendes Erkennungssignal bereitstellen, wodurch vorteilhafterweise situationsspezifische Maßnahmen zum Stabilisieren des Fahrzeugs optimal umgesetzt werden können. Hierbei können bevorzugt einzelne Räder gebremst oder beschleunigt werden.According to a further embodiment, the device can include a detection device for detecting aquaplaning on the front axle. In this case, the detection device can be designed to provide the detection signal that represents the aquaplaning state when existing or imminent aquaplaning is detected. In addition, the detection device can be designed to provide the detection signal that represents a non-aquaplaning state when no aquaplaning is detected. The detection of aquaplaning or a risk of imminent aquaplaning can be implemented, for example, by so-called acoustic sensors, preferably water-detecting microphones in the wheel arches. Additionally or alternatively, the water surface can be sensed by ultrasound or optical, preferably camera-based systems can be used. A loss of grip of the front wheels can also be sensed by spontaneous speed changes on the front wheels. Advantageously, the detection device can provide a detection signal that represents the corresponding state of the roadway, as a result of which situation-specific measures for stabilizing the vehicle can advantageously be optimally implemented. Here, individual wheels can preferably be braked or accelerated.

Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Fahrzeug mit zumindest einer Ausführung der zuvor vorgestellten Vorrichtung vorgestellt. Die Kombination eines eine Vorderachslenkung und eine Hinterachslenkung umfassenden Fahrzeugs mit einer Vorrichtung zum Steuern des Fahrzeugs bei Aquaplaning hat den Vorteil, dass alle zuvor genannten Vorteile optimal für einen sicheren Betrieb des Fahrzeuges auf der jeweiligen Fahrbahn umgesetzt werden können.According to a further aspect of the invention, a vehicle is presented with at least one embodiment of the device presented above. the Combining a vehicle with a front-axle steering system and a rear-axle steering system with a device for controlling the vehicle in the event of aquaplaning has the advantage that all of the aforementioned advantages can be optimally implemented for safe operation of the vehicle on the respective roadway.

Zudem wird ein Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeugs bei Aquaplaning vorgestellt, wobei das Fahrzeug eine Vorderachslenkung zum Lenken einer Vorderachse und eine Hinterachslenkung zum Lenken einer Hinterachse umfasst. Das Verfahren kann vorteilhaft mittels einer Vorrichtung, wie zuvor beschrieben, ausgeführt werden. Dabei umfasst das Verfahren einen Schritt des Bereitstellens eines Vorderachssignals zum Einstellen eines zumindest einen ersten Anteil einer gewünschten Fahrtrichtungsänderung des Fahrzeugs bewirkenden vorderen Lenkwinkels an die Vorderachslenkung, ansprechend auf ein die Fahrtrichtungsänderung repräsentierendes Richtungssignal, wenn ein Erkennungssignal einen Nicht-Aquaplaningzustand an der Vorderachse des Fahrzeugs repräsentiert. Des Weiteren umfasst das Verfahren einen Schritt des Bereitstellens eines Hinterachssignals zum Einstellen eines die Fahrtrichtungsänderung bewirkenden hinteren Lenkwinkels an die Hinterachslenkung, ansprechend auf das die Fahrtrichtungsänderung repräsentierende Richtungssignal, wenn das Erkennungssignal einen Aquaplaningzustand an der Vorderachse des Fahrzeugs repräsentiert.In addition, a method for operating a vehicle during aquaplaning is presented, the vehicle comprising a front-axle steering for steering a front axle and a rear-axle steering for steering a rear axle. The method can advantageously be carried out by means of a device as previously described. The method includes a step of providing a front axle signal for setting a front steering angle that causes at least a first portion of a desired change in the direction of travel of the vehicle to the front axle steering system, in response to a direction signal representing the change in direction of travel, if a detection signal represents a non-aquaplaning state on the front axle of the vehicle . The method also includes a step of providing a rear axle signal for setting a rear steering angle causing the change in direction of travel to the rear axle steering, in response to the direction signal representing the change in direction of travel, if the detection signal represents an aquaplaning condition on the front axle of the vehicle.

Dieses Verfahren kann beispielsweise in Software oder Hardware oder in einer Mischform aus Software und Hardware beispielsweise in einem Steuergerät implementiert sein. Unter einem Steuergerät kann vorliegend ein elektrisches Gerät verstanden werden, das Sensorsignale verarbeitet und in Abhängigkeit davon Steuer- und/oder Datensignale ausgibt. Das Steuergerät kann eine Schnittstelle aufweisen, die hard- und/oder softwaremäßig ausgebildet sein kann. Bei einer hardwaremäßigen Ausbildung können die Schnittstellen beispielsweise Teil eines sogenannten System-ASICs sein, der verschiedenste Funktionen des Steuergeräts beinhaltet. Es ist jedoch auch möglich, dass die Schnittstellen eigene, integrierte Schaltkreise sind oder zumindest teilweise aus diskreten Bauelementen bestehen. Bei einer softwaremäßigen Ausbildung können die Schnittstellen Softwaremodule sein, die beispielsweise auf einem Mikrocontroller neben anderen Softwaremodulen vorhanden sind.This method can be implemented, for example, in software or hardware or in a mixed form of software and hardware, for example in a control unit. In the present case, a control device can be understood to mean an electrical device that processes sensor signals and outputs control and/or data signals as a function thereof. The control unit can have an interface that can be designed in terms of hardware and/or software. In the case of a hardware design, the interfaces can be part of what is known as a system ASIC, for example, which contains a wide variety of functions of the control device. However, it is also possible for the interfaces to be separate integrated circuits or to consist at least partially of discrete components. In the case of a software design, the interfaces can be software modules which are present, for example, on a microcontroller alongside other software modules.

Die Erfassung und Änderung der Lenkwinkel an Vorder- und Hinterachslenkung kann insbesondere bei einem teil- oder vollautomatisierten Fahrzeug vorteilhaft genutzt werden, um ein teil- oder vollautonomes Fahren des Fahrzeugs zu ermöglichen.The detection and change of the steering angles on the front and rear axle steering can be used advantageously in particular in a partially or fully automated vehicle in order to enable partially or fully autonomous driving of the vehicle.

Von Vorteil ist auch ein Computerprogrammprodukt oder Computerprogramm mit Programmcode, der auf einem maschinenlesbaren Träger oder Speichermedium wie einem Halbleiterspeicher, einem Festplattenspeicher oder einem optischen Speicher gespeichert sein kann und zur Durchführung, Umsetzung und/oder Ansteuerung der Schritte des Verfahrens nach einer der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen verwendet wird, insbesondere wenn das Computerprogrammprodukt oder Programm auf einem Computer oder einer Vorrichtung ausgeführt wird.A computer program product or computer program with program code, which can be stored on a machine-readable carrier or storage medium such as a semiconductor memory, a hard disk memory or an optical memory and for carrying out, implementing and/or controlling the steps of the method according to one of the embodiments described above, is also advantageous used, particularly when the computer program product or program is run on a computer or device.

Die Erfindung wird anhand der beigefügten Zeichnungen beispielhaft näher erläutert. Es zeigen:

1 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines Fahrzeugs; und
2 ein Ablaufdiagramm eines Ausführungsbeispiels eines Verfahrens zum Steuern eines Fahrzeugs bei Aquaplaning.

The invention is explained in more detail by way of example with reference to the attached drawings. Show it:

1 a schematic representation of an embodiment of a vehicle; and
2 a flow chart of an exemplary embodiment of a method for controlling a vehicle in the event of aquaplaning.

In der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden für die in den verschiedenen Figuren dargestellten und ähnlich wirkenden Elemente gleiche oder ähnliche Bezugszeichen verwendet, wobei auf eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente verzichtet wird.In the following description of preferred exemplary embodiments of the present invention, the same or similar reference symbols are used for the elements which are shown in the various figures and have a similar effect, with a repeated description of these elements being dispensed with.

1 zeigt eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines Fahrzeugs 100 mit einer Vorrichtung 105 zum Steuern des Fahrzeugs 100 bei Aquaplaning. Hierfür umfasst das Fahrzeug 100 eine Vorderachslenkung 110 zum Lenken von Vorderrädern 112 einer Vorderachse 115 und eine Hinterachslenkung 120 zum Lenken von Hinterrädern 122 einer Hinterachse 125 des Fahrzeugs 100. 1 shows a schematic representation of an exemplary embodiment of a vehicle 100 with a device 105 for controlling the vehicle 100 in the event of aquaplaning. For this purpose, vehicle 100 includes a front-axle steering system 110 for steering front wheels 112 of a front axle 115 and a rear-axle steering system 120 for steering rear wheels 122 of a rear axle 125 of vehicle 100.

Das Fahrzeug 100 weist gemäß einem Ausführungsbeispiel eine Erkennungseinrichtung 130 auf, die ausgebildet ist, um Aquaplaning an der Vorderachse 115 zu erfassen. Beispielhaft umfasst die Erkennungseinrichtung 130 einen Ultraschallsensor zum Sensieren einer Wasseroberfläche. Die Erkennungseinrichtung 130 ist in diesem Ausführungsbeispiel ausgebildet, um bei erkanntem oder bevorstehendem Aquaplaning ein den Aquaplaningzustand repräsentierendes Erkennungssignal 135 an die Vorrichtung 105 bereitzustellen. Wenn kein Aquaplaning oder keine Gefahr des Aquaplanings erkannt wird, ist die Erkennungseinrichtung 130 ausgebildet, um das einen Nicht-Aquaplaningzustand repräsentierende Erkennungssignal 135 an die Vorrichtung 105 bereitzustellenAccording to one exemplary embodiment, vehicle 100 has a detection device 130 that is designed to detect aquaplaning on front axle 115 . By way of example, the detection device 130 includes an ultrasonic sensor for sensing a water surface. In this exemplary embodiment, detection device 130 is designed to provide a detection signal 135 representing the state of aquaplaning to device 105 when aquaplaning is detected or is imminent. If no aquaplaning or no risk of aquaplaning is detected, the detection device 130 is designed to provide the detection signal 135 representing a non-aquaplaning state to the device 105

Zusätzlich ist die Vorrichtung 105 ausgebildet, um lediglich beispielhaft von einer Lenkeinrichtung 140, die lediglich beispielhaft ein von einem Fahrer des Fahrzeugs 100 lenkbares Lenkrad umfasst, ein eine gewünschte Fahrtrichtungsänderung 142 des Fahrzeugs 100 repräsentierendes Richtungssignal 145 zu empfangen. Wenn der Fahrer das Fahrzeug 100 beispielsweise in eine Kurve lenkt oder einen ruckartigen Lenkeingriff vornimmt, wird dies unter Verwendung des Richtungssignals 145 übertragen.In addition, the device 105 is designed to be, only by way of example, a steering device 140 which, by way of example, is one of a The driver of vehicle 100 includes a steerable steering wheel to receive a direction signal 145 representing a desired change in direction of travel 142 of vehicle 100 . If the driver steers vehicle 100 into a curve, for example, or makes a jerky steering intervention, this is transmitted using direction signal 145 .

Wenn kein Aquaplaning besteht, also das Erkennungssignal 135 einen Nicht-Aquaplaningzustand an der Vorderachse 115 des Fahrzeugs 100 anzeigt, ist die Vorrichtung 105 gemäß einem Ausführungsbeispiel ausgebildet, um unter Verwendung des Richtungssignals 145 das Vorderachssignal 150 zum Einstellen eines zumindest einen Anteil der Fahrtrichtungsänderung 142 bewirkenden vorderen Lenkwinkels 155 an die Vorderachslenkung 110 bereitzustellen und zusätzlich oder alternativ ein Hinterachssignal 160 zum Einstellen eines zumindest einen zweiten Anteil der Fahrtrichtungsänderung 142 bewirkenden hinteren Lenkwinkels 165 an die Hinterachslenkung 120 bereitzustellen. Dadurch kann ein Ausführen der Fahrtrichtungsänderung 142 sowohl mittels der Hinterachslenkung 120 als auch mittels der Vorderachslenkung 110 umsetzbar sein.If there is no aquaplaning, i.e. detection signal 135 indicates a non-aquaplaning state on front axle 115 of vehicle 100, device 105 is designed according to one exemplary embodiment to use direction signal 145 to adjust front-axle signal 150 to set at least a portion of change in direction of travel 142 provide a front steering angle 155 to the front-axle steering system 110 and additionally or alternatively provide a rear-axle signal 160 for setting a rear steering angle 165 that causes at least a second portion of the change in direction of travel 142 to the rear-axle steering system 120. As a result, the change in direction of travel 142 can be implemented both by means of the rear-axle steering system 120 and by means of the front-axle steering system 110 .

Wenn Aquaplaning oder die Gefahr des Aquaplanings besteht ist die Vorrichtung 105 gemäß einem Ausführungsbeispiel ausgebildet, um ansprechend auf das Erkennungssignal 135 das Vorderachssignal 150 zum Bewirken eines an den Aquaplaningzustand angepassten vorderen Lenkwinkels 155 bereitzustellen. Dabei ist die Vorrichtung 105 ausgebildet, um das Vorderachssignal 150 entkoppelt von dem Richtungssignal 145 bereitzustellen. Dadurch kann die Vorrichtung 105 zur Ansteuerung der Vorderachslenkung 110 den Fahrer, beziehungsweise dessen Fahrerwunsch und somit eine entsprechende Lenkeingabe an der Lenkeinrichtung 140 überstimmen. Dadurch ist ein Haftungsverlust oder eine Haftungsverschlechterung der Vorderräder aufgrund von ruckartigen, plötzlichen und ggfs. starken Lenkbewegungen des Fahrers vermeidbar und das Fahrzeug 100 auch während des Zustands des Aquaplanings beherrschbar und stabilisierbar.If there is aquaplaning or there is a risk of aquaplaning, device 105 is designed according to one exemplary embodiment, in response to detection signal 135, to provide front axle signal 150 for effecting a front steering angle 155 that is adapted to the aquaplaning state. In this case, device 105 is designed to provide front-axle signal 150 decoupled from direction signal 145 . As a result, device 105 for controlling front-axle steering 110 can overrule the driver or his driver's request and thus a corresponding steering input at steering device 140 . As a result, a loss of adhesion or a deterioration in adhesion of the front wheels due to jerky, sudden and possibly strong steering movements by the driver can be avoided and the vehicle 100 can be controlled and stabilized even during the state of aquaplaning.

Resultiert die gewünschte Fahrtrichtungsänderung 142 beispielsweise aus einem aufgrund des Aquaplanings ruckartigen Lenkeingriffs des Fahrers, so ist die Vorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel ausgebildet, um das Vorderachssignal 150 zum Einstellen des vorderen Lenkwinkels 155 bereitzustellen, der nicht zu der über das Richtungssignal 145 angezeigte gewünschten Fahrtrichtungsänderung 142 sondern zu einer Stabilisierung des Fahrzeugs 100 führt.If the desired change in direction of travel 142 results, for example, from a jerky steering intervention by the driver due to the aquaplaning, the device according to one exemplary embodiment is designed to provide front-axle signal 150 for setting front steering angle 155, which does not correspond to desired change in direction of travel 142 displayed via direction signal 145, but instead leads to stabilization of the vehicle 100 .

Somit kann mit der Vorderachslenkung 110 zum einen der Fahrer überstimmt werden und die Vorderachslenkung 110 kann beispielsweise so angesteuert werden, dass die Vorderräder 112 für optimale Wasserabfuhr durch die Reifenlängsrillen gerade gestellt werden oder gerade gestellt bleiben (Lenkwinkel 0°). Der Fahrer beginnt bei Haftungsverlust an der Vorderachse 115 oftmals ruckartig und stark zu lenken und stört die Wasserabfuhrfähigkeit sowie Haftung des Reifens noch zusätzlich. Die bei sehr geringem Haft- und Reibwert µ des Reifens noch möglichen und sinnvollen geringen Lenkausschläge sind durch einen ungeübten Normalfahrer besonders unter Stress in einer Notsituation bei auftretendem Aquaplaning nicht umsetzbar bzw. aufbringbar. Die Hinterachse 125 beginnt in der Regel erst zeitlich nach der Vorderachse 115 mit dem Aufschwimmen. Dies resultiert bei üblicher Vorwärtsfahrt ab ca. 80km/h durch den Abstand zur Vorderachse 115 und eventuell durch Wasserverdrängungseffekte der Vorderräder 112 nach Passieren der Wasseroberfläche bzw. wasserbehafteten Fahrbahn. Daher kann die Hinterachslenkung 120 gemäß einem Ausführungsbeispiel einen zum Stabilisieren des Fahrzeugs 100 benötigten Lenkwinkel über die Änderung der hinteren Lenkwinkel 165 bewirken.Thus, with the front-axle steering 110, the driver can be overruled and the front-axle steering 110 can be controlled, for example, in such a way that the front wheels 112 are straightened or remain straight (steering angle 0°) through the longitudinal tire grooves for optimal water drainage. When there is a loss of grip on the front axle 115, the driver often begins to steer jerkily and severely, and this further impairs the ability of the tire to drain water and grip. The small steering deflections that are still possible and sensible given the very low coefficient of adhesion and friction μ of the tire cannot be implemented or applied by an inexperienced normal driver, particularly under stress in an emergency situation where aquaplaning occurs. The rear axle 125 generally only begins to float after the front axle 115 . This results from normal forward travel from about 80 km/h due to the distance from the front axle 115 and possibly due to the water displacement effects of the front wheels 112 after passing the water surface or water-laden road. Therefore, according to one exemplary embodiment, the rear-axle steering system 120 can bring about a steering angle required to stabilize the vehicle 100 via the change in the rear steering angle 165 .

Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist die Vorrichtung 105 ausgebildet, um das Vorderachssignal 150 bereitzustellen, um den vorderen Lenkwinkel 155 nicht zu verändern, also einen aktuellen vorderen Lenkwinkel beizubehalten, wenn das Erkennungssignal den Aquaplaningzustand repräsentiert. Alternativ ist die Vorrichtung 105 ausgebildet, um das Vorderachssignal 150 ansprechend auf den Aquaplaningzustand bereitzustellen, um die Vorderräder 112 gerade zu stellen. Anders ausgedrückt kann zum Beispiel bei Geradehalten des Lenkrades durch den Fahrer das Fahrzeug 100 bei Aquaplaning erstmal nur stabilisiert werden, damit der Fahrer sich nicht komplett entmündigt fühlt. In einem solchen Ausführungsbeispiel kann eine Entkopplung der Vorderachslenkung 110 beispielsweise erst dann durchführbar sein, wenn der Fahrer in eine bestimmte Richtung lenkt.According to one exemplary embodiment, device 105 is designed to provide front axle signal 150 in order not to change front steering angle 155, ie to maintain a current front steering angle, when the detection signal represents the aquaplaning state. Alternatively, the device 105 is designed to provide the front axle signal 150 in response to the aquaplaning condition in order to straighten the front wheels 112 . In other words, when the driver keeps the steering wheel straight, for example, the vehicle 100 can initially only be stabilized in the event of aquaplaning, so that the driver does not feel completely incapacitated. In such an exemplary embodiment, a decoupling of the front-axle steering system 110 can only be carried out, for example, when the driver steers in a specific direction.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist die Vorrichtung 105 ausgebildet, um ansprechend auf das den Aquaplaningzustand repräsentierende Erkennungssignal 135 das Vorderachssignal 150 bereitzustellen, um den vorderen Lenkwinkel 155 an einen Schwimmwinkel des Fahrzeugs 100 anzupassen. Der Schwimmwinkel ist der Winkel zwischen der Bewegungsrichtung des Fahrzeugs im Schwerpunkt und der Fahrzeuglängsachse. Die Vorderachslenkung 110 wird also in diesem Ausführungsbeispiel an den momentanen Schwimmwinkel angepasst eingestellt, damit weiterhin die Längsrillen der Vorderräder 112 beziehungsweise der Vorderreifen passend zur Fahrtrichtung stehen und optimal Wasser abführen können. Dadurch kann ein fahrerseitiges zu starkes Lenken bei Haftungsverlust an der Vorderachse 115 überstimmt und die Wasserabfuhrfähigkeit sowie Haftung der Vorderreifen optimiert werden. Beispielsweise weist das Fahrzeug 100 zum Erfassen des Schwimmwinkels eine geeignete Sensorik auf.According to one exemplary embodiment, device 105 is designed to provide front-axle signal 150 in response to detection signal 135 representing the aquaplaning state, in order to adapt front steering angle 155 to a sideslip angle of vehicle 100 . The sideslip angle is the angle between the direction of movement of the vehicle at the center of gravity and the longitudinal axis of the vehicle. In this exemplary embodiment, the front-axle steering system 110 is adjusted to the current side slip angle, so that the longitudinal grooves of the front wheels 112 or the front tires continue to pass are facing the direction of travel and can optimally drain off water. As a result, excessive steering by the driver in the event of loss of grip on the front axle 115 can be overruled and the water drainage capability and grip of the front tires can be optimized. For example, vehicle 100 has a suitable sensor system for detecting the sideslip angle.

Die Hinterachse 125 beginnt durch ihren Abstand zur Vorderachse 115 und durch Wasserverdrängungseffekte nach deren Passieren der Wasseroberfläche erst deutlich nach der Vorderachse 115 mit einem Aufschwimmen. Daher wird die Hinterachslenkung 120 gemäß einem Ausführungsbeispiel verwendet, um benötigte Lenkwinkel zum Stabilisieren des Fahrzeugs 100 bereitzustellen. Jegliches Stellen erfolgt dabei nur mit kleinen Winkeln und mit angepasster Lenkgeschwindigkeit, damit nicht, wie bei ruckartigen Lenkbewegungen des Fahrers, sofort die Haftung der Reifen zur Fahrbahn abreißt.Due to its distance from the front axle 115 and due to water displacement effects after it has passed the water surface, the rear axle 125 begins to float well after the front axle 115 . Therefore, according to one embodiment, rear axle steering 120 is used to provide needed steering angles to stabilize vehicle 100 . Any adjustments are made only at small angles and with an adapted steering speed, so that the grip of the tires on the road does not immediately break off, as in the case of jerky steering movements by the driver.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist die Vorrichtung 105 ausgebildet, um das Hinterachssignal 160 zum Einstellen des hinteren Lenkwinkels 165 an die Hinterachslenkung 120 bereitzustellen, der ein Verlassen einer Spurrinne bewirkt, wenn das Erkennungssignal 135 den Aquaplaningzustand repräsentiert. Auf diese Weise können die noch lenkbaren Hinterräder 122 verwendet werden, um das Fahrzeug 100 aus dem Aquaplaningzustand herauszuführen. Das Hinterachssignal 160 wird dazu, soweit erforderlich, entkoppelt oder zumindest teilweise entkoppelt von dem Richtungssignal 145 bereitgestellt.According to one exemplary embodiment, device 105 is designed to provide rear-axle signal 160 for setting rear steering angle 165 to rear-axle steering 120, which causes a rut to be left when detection signal 135 represents the aquaplaning state. In this way, the still-steerable rear wheels 122 can be used to guide the vehicle 100 out of aquaplaning. For this purpose, the rear axle signal 160 is provided, if necessary, decoupled or at least partially decoupled from the direction signal 145 .

Somit sind die Hinterräder 122 des Fahrzeugs 100 unabhängig vom Fahrerwunsch in Fahrtrichtung beziehungsweise minimal in eine Richtung zum Verlassen der Spurrinne verstellbar, um eine optimale Wasserabfuhr durch das Profil der Reifen zu gewährleisten. Dadurch ist es möglich, mittels der Hinterachslenkung 120 einen maximal möglichen hinteren Lenkwinkel 165 für die jeweilige erkannte Situation zu stellen, um die Vorderräder 112 aus der Aquaplaning-Zone heraus zu bekommen.Thus, the rear wheels 122 of the vehicle 100 can be adjusted in the direction of travel or minimally in a direction to leave the rut, independently of the driver's request, in order to ensure optimal water drainage through the profile of the tires. This makes it possible to use the rear-axle steering system 120 to set a maximum possible rear steering angle 165 for the situation identified in each case, in order to get the front wheels 112 out of the aquaplaning zone.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist die Vorrichtung 105 in dem Aquaplaningzustand ausgebildet, um das Hinterachssignal 160 bereitzustellen, um eine an der Lenkeinrichtung 140 eingegebene Radlenkwinkeländerung mittels der Hinterachslenkung 120 direkt oder verzögert umzusetzen, um das Fahrzeug 100 in die ursprünglich vom Fahrer gewünschte Richtung zu lenken, die über das Richtungssignal 145 angezeigt wird. Beispielsweise ist die Vorrichtung 105 ausgebildet, um das Hinterachssignal 160 zum Einstellen des den zumindest einen Anteil der Fahrtrichtungsänderung 142 bewirkenden hinteren Lenkwinkels 165 verzögert bereitzustellen, wenn das Erkennungssignal 135 den Aquaplaningzustand repräsentiert. Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird die Hinterachslenkung 120 verwendet, um das Fahrzeug 100 gegensinnig zur vom Fahrer gewünschten Richtung zu lenken, um das Fahrzeug 100 mit einem Giermoment in die vom Fahrer gewünschten Richtung zu beaufschlagen. Der Fahrerwunsch ist also über die Hinterachslenkung 120 im Rahmen des physikalisch noch Möglichen umsetzbar.According to one exemplary embodiment, device 105 is designed in the aquaplaning state to provide rear-axle signal 160 in order to implement a wheel steering angle change input to steering device 140 by means of rear-axle steering 120 directly or with a delay, in order to steer vehicle 100 in the direction originally desired by the driver, which is displayed via the direction signal 145. Device 105 is designed, for example, to provide rear axle signal 160 for setting rear steering angle 165, which causes at least a portion of change in direction of travel 142, with a delay, if detection signal 135 represents the aquaplaning state. According to one exemplary embodiment, the rear axle steering 120 is used to steer the vehicle 100 in the opposite direction to the direction desired by the driver in order to apply a yaw moment to the vehicle 100 in the direction desired by the driver. The driver's request can therefore be implemented via the rear-axle steering 120 within the scope of what is still physically possible.

2 zeigt ein Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels eines Verfahrens 200 zum Steuern eines Fahrzeugs bei Aquaplaning. Dabei umfasst das Fahrzeug eine Vorderachslenkung zum Lenken einer Vorderachse und eine Hinterachslenkung zum Lenken einer Hinterachse, wie es beispielsweise in 1 gezeigt ist. Das Verfahren 200 wird beispielsweise unter Verwendung einer Vorrichtung umgesetzt, wie sie zu 1 beschrieben ist. 2 1 shows a block diagram of an embodiment of a method 200 for controlling a vehicle in the event of aquaplaning. The vehicle includes a front-axle steering system for steering a front axle and a rear-axle steering system for steering a rear axle, as is the case, for example, in 1 is shown. The method 200 is implemented, for example, using an apparatus such as that shown in FIG 1 is described.

In diesem Ausführungsbeispiel weist das Verfahren 200 einen Schritt 205 des Erkennens einer Aquaplaningsituation und Bereitstellens eines entsprechenden Erkennungssignals auf. Das Erkennen von Aquaplaning wird lediglich beispielhaft mittels akustischer Erfassung z.B. mittels Mikrofonen in den Radhäusern erledigt. In einem anderen Ausführungsbeispiel können Wasseroberflächen auch durch emittierten Ultraschall sensiert werden oder optische, wie z.B. kamerabasierte Systeme eingesetzt werden. Auch können durch Erfassung spontaner Drehzahländerungen an den Rädern einer Achse etwaige Haftungsverluste der Räder sensiert werden. Wenn das im Schritt 205 des Erkennens bereitgestellte Erkennungssignal einen Aquaplaningzustand an der Vorderachse des Fahrzeugs repräsentiert, dann folgt ein Schritt 210 des Bereitstellens eines Vorderachssignals zum Bewirken eines an den Aquaplaningzustand angepassten vorderen Lenkwinkels. Dabei wird das Vorderachssignal entkoppelt zu einem eine gewünschte Fahrtrichtungsänderung des Fahrzeugs repräsentierenden Richtungssignal bereitgestellt.In this exemplary embodiment, the method 200 has a step 205 of detecting an aquaplaning situation and providing a corresponding detection signal. The detection of aquaplaning is only done by way of example using acoustic detection, e.g. using microphones in the wheel arches. In another embodiment, water surfaces can also be sensed by emitted ultrasound or optical systems such as camera-based systems can be used. Any loss of grip of the wheels can also be sensed by detecting spontaneous speed changes on the wheels of an axle. If the detection signal provided in step 205 of detection represents a state of aquaplaning on the front axle of the vehicle, then a step 210 of providing a front-axle signal to bring about a front steering angle adapted to the state of aquaplaning follows. In this case, the front-axle signal is provided decoupled from a direction signal representing a desired change in the direction of travel of the vehicle.

Optional wird beispielsweise zeitgleich in einem weiteren Schritt 212 des Bereitstellens ein Hinterachssignal zum Einstellen eines hinteren Lenkwinkels an die Hinterachslenkung bereitgestellt. Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird das Hinterachssignal dazu entkoppelt zu dem Richtungssignal bereitgestellt. Beispielsweise kann dadurch das Fahrzeug aus einer Spurrille herausgelenkt werden. Alternativ kann über den hinteren Lenkwinkel zumindest ein Anteil einer von dem Fahrer gewünschten Fahrtrichtungsänderung bewirkt werden. Auf diese Weise kann die Hinterachslenkung alleinig zum Bewirken der von dem Fahrer gewünschten Fahrtrichtungsänderung verwendet werden. In diesem Fall wird das Hinterachssignal beispielsweise gar nicht oder lediglich teilweise entkoppelt von dem Richtungssignal bereitgestellt, beispielsweise um die von dem Fahrer gewünschten Fahrtrichtungsänderung verzögert umzusetzen. Optional geht dem weiteren Schritt 112 des Bereitstellens des Hinterachssignals ein Schritt des Entkoppelns der Vorderachslenkung von einem Fahrerwunsch, also von dem Richtungssignal voraus, sodass während eines Aquaplaningzustands die Steuerimpulse des Gesamtfahrzeugs durch die Hinterachslenkung umgesetzt werden. Somit können ansprechend auf den Aquaplaningzustand Werte für den vorderen Lenkwinkel entkoppelt von dem Richtungssignal und Werte für den hinteren Lenkwinkel je nach Ausführungsbeispiel vollständig, teilweise oder gar nicht entkoppelt von dem Richtungssignal eingestellt werden.Optionally, a rear-axle signal for setting a rear steering angle is provided to the rear-axle steering at the same time, for example, in a further step 212 of providing. According to one embodiment, the rear axle signal is provided decoupled from the direction signal. For example, the vehicle can be steered out of a rut in this way. Alternatively, at least a portion of a change in direction desired by the driver can be effected via the rear steering angle. In this way, the rear-axle steering can be used solely to bring about the change in direction desired by the driver. In this In this case, the rear axle signal is provided, for example, not at all or only partially decoupled from the direction signal, for example in order to implement the change in direction desired by the driver with a delay. Optionally, the further step 112 of providing the rear-axle signal is preceded by a step of decoupling the front-axle steering from a driver's request, ie from the direction signal, so that the control impulses of the entire vehicle are implemented by the rear-axle steering during an aquaplaning state. Thus, in response to the aquaplaning state, values for the front steering angle can be set decoupled from the direction signal and values for the rear steering angle can be set completely, partially or not decoupled from the direction signal, depending on the exemplary embodiment.

Wenn das im Schritt 205 des Erkennens bereitgestellte Erkennungssignal hingegen einen Nicht-Aquaplaningzustand an der Vorderachse des Fahrzeugs repräsentiert, dann folgt ein Schritt 215 des Bereitstellens eines Vorderachssignals zum Einstellen eines zumindest einen ersten Anteil der Fahrtrichtungsänderung bewirkenden vorderen Lenkwinkels an die Vorderachslenkung. Beispielsweise zeitgleich wird in einem weiteren Schritt 217 des Bereitstellens ein Hinterachssignal zum Einstellen eines zumindest einen zweiten Anteil der Fahrtrichtungsänderung bewirkenden hinteren Lenkwinkels an die Hinterachslenkung bereitgestellt. Auf diese Weise kann die gewünschte Fahrtrichtungsänderung über die Vorderachslenkung und die Hinterachslenkung umgesetzt werden. Dabei ergänzen sich die von der Vorderachslenkung und der Hinterachslenkung bereitgestellten Anteile der Fahrtrichtungsänderung zu der über das Richtungssignal angezeigten von dem Fahrer gewünschten Fahrtrichtungsänderung.If, on the other hand, the detection signal provided in step 205 of detection represents a non-aquaplaning state on the front axle of the vehicle, then a step 215 of providing a front-axle signal for setting a front steering angle causing at least a first portion of the change in direction of travel to the front-axle steering follows. For example, at the same time, in a further step 217 of providing, a rear-axle signal is provided to the rear-axle steering system for setting a rear steering angle that causes at least a second portion of the change in direction of travel. In this way, the desired change in direction of travel can be implemented via the front-axle steering and the rear-axle steering. The components of the change in direction provided by the front-axle steering and the rear-axle steering add up to the change in direction indicated by the driver via the direction signal.

Bezugszeichenlistereference list

100100: Fahrzeugvehicle
105105: Vorrichtungcontraption
110110: Vorderachslenkungfront axle steering
112112: Vorderräderfront wheels
115115: Vorderachsefront axle
120120: Hinterachslenkungrear axle steering
122122: Hinterräderrear wheels
125125: Hinterachserear axle
130130: Erkennungseinrichtungrecognition device
135135: Erkennungssignaldetection signal
140140: Lenkeinrichtungsteering device
142142: Fahrtrichtungsänderungchange of direction
145145: Richtungssignaldirection signal
150150: Vorderachssignalfront axle signal
155155: Vorderer LenkwinkelFront steering angle
160160: Hinterachssignalrear axle signal
165165: Hinterer Lenkwinkel Rear steering angle
200200: Verfahrenprocedure
205205: Schritt des Erkennensstep of recognition
210210: Schritt des Bereitstellens eines VorderachssignalsStep of providing a front axle signal
212212: weitere Schritt des Bereitstellens eines Hinterachssignalsfurther step of providing a rear axle signal
215215: Schritt des Bereitstellens eines VorderachssignalsStep of providing a front axle signal
217217: weiterer Schritt des Bereitstellens eines Hinterachssignalsfurther step of providing a rear axle signal

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited

DE 4115367 A1 [0003]
DE 102013214804 A1 [0003]

Claims

Device (105) for controlling a vehicle (100) in the event of aquaplaning, the vehicle (100) having a front-axle steering (110) for steering front wheels (112) of a front axle (115) and a rear-axle steering (120) for steering rear wheels (122) a rear axle (125), wherein the device (105) is designed to react to a detection signal (135) representing an aquaplaning state on the front axle (115) of the vehicle (100) to decouple a desired change in direction of travel (142) of the vehicle (100) representing direction signal (145) to provide a front axle signal (150) for effecting a front steering angle (155) adapted to the aquaplaning state.

Device (105) according to claim 1 , wherein the device (105) is designed to provide the front axle signal (150) for setting at least a portion of the change in direction of travel (142) effecting front steering angle (155) to the front axle steering (110) if the detection signal (135) is a non- Aquaplaning condition on the front axle (115) of the vehicle (100) represents.

Device (105) according to one of the preceding claims, wherein the device (105) is designed to provide the front axle signal (150) in order to maintain a current front steering angle (155) when the detection signal (135) represents the aquaplaning state.

Device (105) according to one of the preceding claims, wherein the device (105) is designed to provide the front axle signal (150) in order to set a front steering angle (155) which causes the front wheels to be straightened if the detection signal (135) represents the aquaplaning state.

Device (105) according to one of the preceding claims, wherein the device (105) is designed to provide the front axle signal (150) in order to adapt the front steering angle (155) to a sideslip angle of the vehicle (100) when the detection signal (135) represents the state of aquaplaning.

Device (105) according to one of the preceding claims, wherein the device (105) is designed to provide a rear axle signal (160) for setting a rear steering angle (165) causing departure from a rut to the rear axle steering (120) if the detection signal ( 135) represents the aquaplaning condition.

Device (105) according to one of the preceding claims, wherein the device (105) is designed to provide a rear axle signal (160) for adjusting a rear steering angle (165) which causes at least a portion of the change in direction of travel (142) to the rear axle steering (120), if the detection signal (135) represents an aquaplaning condition on the front axle (115) of the vehicle (100).

Device (105) according to claim 7 , wherein the device (105) is designed to provide the rear axle signal (160) for setting the rear steering angle (165) causing at least a portion of the change in direction of travel (142) with a delay if the detection signal (135) represents the aquaplaning state.

Device (105) according to one of the preceding claims, with a detection device (130) for detecting aquaplaning on the front axle (115), wherein the detection device (130) is designed to provide the detection signal (135) which represents a state of aquaplaning if the aquaplaning is detected and is designed to provide the detection signal (135) that represents a non-aquaplaning state when no aquaplaning is detected.

Vehicle (100) with a front axle steering (110) for steering front wheels (112) of a front axle (115) and a rear axle steering (120) for steering rear wheels (122) of a rear axle (125) and with a device (105) according to one of previous claims.

Method (200) for operating a vehicle (100) during aquaplaning, the vehicle (100) having a front axle steering (110) for steering front wheels (112) of a front axle (115) and a rear axle steering (120) for steering rear wheels (122) a rear axle (125) and wherein the method (200) has the following step (210, 215): Providing (210) a front axle signal (150) to bring about a front steering angle (155) adapted to the aquaplaning condition to the front axle steering (110), in response to a detection signal (135) representing an aquaplaning condition on the front axle (115) of the vehicle (100), decoupled from a direction signal (145) representing a desired change in the direction of travel (142) of the vehicle (100).

control unit to carry out the procedure claim 11 .

Computer program that is set up according to the steps (210, 215) of the method (200). claim 12 execute and/or control.

Machine-readable storage medium on which the computer program Claim 13 is saved.