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Stand der Technik
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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines Fahrzeugs. Zudem betrifft die Erfindung ein Steuergerät mit einer Recheneinheit zur Durchführung eines solchen Verfahrens sowie ein Fahrzeug mit einem solchen Steuergerät.
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Aquaplaning bzw. Wasserglätte bezeichnet das Aufschwimmen eines Fahrzeugrads auf einem Wasserfilm. Dabei schiebt sich ein Wasserkeil unter den Reifen des Fahrzeugrads. Die Reifen können das Wasser nicht mehr verdrängen und verlieren den direkten Kontakt zur Fahrbahn, was zu einer verringerten Beherrschbarkeit des Fahrzeugs und folglich zu sicherheitskritischen Fahrsituationen führen kann. Je nachdem, welches Fahrzeugrad bzw. welche Fahrzeugachse des Fahrzeugs zuerst aufschwimmt ändert sich dabei das Verhalten des Fahrzeugs. Ein Aufschwimmen einer als Vorderachse ausgebildeten Fahrzeugachse führt zu einem Untersteuern des Fahrzeugs, während ein Aufschwimmen einer als Hinterachse ausgebildeten Fahrzeugachse in einem Übersteuern des Fahrzeugs resultiert.
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Zur Unterstützung des Fahrers in derartigen Aquaplaning-Situationen sind verschiedene Verfahren bekannt, welche den Fahrer durch einen automatisierten Eingriff in die Lenkung beim Führen des Fahrzeugs unterstützen. In diesem Zusammenhang sei beispielsweise auf die
DE 10 2013 214 804 A1 sowie die
DE 10 2013 216 945 A1 verwiesen.
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Ausgehend davon besteht die Aufgabe der Erfindung insbesondere darin, ein Verfahren zum Betrieb eines Fahrzeugs mit verbesserten Eigenschaften hinsichtlich einer Betriebssicherheit bereitzustellen. Die Aufgabe wird durch die Merkmale der Ansprüche 1, 18 und 19 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, insbesondere ein computerimplementiertes Verfahren, zum Betrieb eines Fahrzeugs, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, vorgeschlagen, wobei das Fahrzeug ein Steer-by-Wire-Lenksystem mit wenigstens zwei Radlenkwinkelstellern aufweist, welche jeweils zur Änderung eines Radlenkwinkels wenigstens eines Fahrzeugrads vorgesehen sind, und wobei zur Verbesserung eines Fahrverhaltens des Fahrzeugs in einem Betriebszustand, in welchem im Bereich wenigstens eines Fahrzeugrads Aquaplaning auftritt, das Fahrzeugrad also aufschwimmt und einen direkten Kontakt zur Fahrbahn verliert, oder zumindest ein erhöhtes Risiko für Aquaplaning besteht, wie beispielsweise bei Nässe und/oder einer nassen Fahrbahn, die Radlenkwinkel der Fahrzeugräder durch Ansteuerung der Radlenkwinkelsteller zumindest teilweise unabhängig von einer Sollvorgabe für eine Fahrzeugtrajektorie verändert und derart gesteuert werden, dass das Fahrzeug in der Aquaplaning-Situation stabilisiert wird und/oder eine Zeitdauer der Aquaplaning-Situation verringert wird und/oder eine Aquaplaning-Situation vermieden wird. Insbesondere sind die Radlenkwinkelsteller dabei dazu vorgesehen, die Radlenkwinkel der Fahrzeugräder unabhängig voneinander zu verändern, sodass die Radlenkwinkel in dem Betriebszustand und/oder in der Aquaplaning-Situation unabhängig voneinander gesteuert und/oder eingestellt werden können. Die vorliegende Erfindung umfasst demnach wenigstens drei unterschiedliche Konzepte zur Reaktion auf Aquaplaning und/oder ein erhöhtes Risiko für Aquaplaning, wobei ein erstes Konzept darin besteht, das Fahrzeug durch eine geeignete und insbesondere individuelle Ansteuerung der Radlenkwinkelsteller und folglich der Radlenkwinkel zu stabilisieren, wobei ein zweites Konzept darin besteht, eine Zeitdauer der Aquaplaning-Situation und/oder des Aufschwimmens des wenigstens einen Fahrzeugrads durch eine geeignete Ansteuerung der Radlenkwinkelsteller und folglich der Radlenkwinkel zu verringern, und wobei ein drittes Konzept darin besteht, eine Aquaplaning-Situation und/oder ein Aufschwimmen des wenigstens einen Fahrzeugrads durch eine geeignete Ansteuerung der Radlenkwinkelsteller und folglich der Radlenkwinkel gänzlich zu vermeiden. Ziel ist dabei durch eine intelligente Ansteuerung der Radlenkwinkelsteller die Effekte von Aquaplaning zu verringern oder Aquaplaning zu vermeiden. Grundsätzlich können die einzelnen Konzepte einzeln eingesetzt oder beliebig miteinander kombiniert werden. Durch diese Ausgestaltung kann vorteilhaft eine Beherrschbarkeit des Fahrzeugs und folglich eine Betriebssicherheit erhöht werden. Zudem kann ein vorteilhaft flexibles Verfahren bereitgestellt werden, wobei eine angepasste und individuelle Reaktion auf Aquaplaning und/oder ein erhöhtes Risiko für Aquaplaning erreicht werden kann.
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Das Lenksystem ist vorliegend als Steer-by-Wire-Lenksystem ausgebildet und weist demnach keine mechanische Verbindung zwischen einer Lenkhandhabe und den gelenkten Fahrzeugrädern auf. Eine Lenkvorgabe, insbesondere eines Fahrers, wird demnach rein elektrisch an die Fahrzeugräder weitergeleitet. Ferner soll unter einem „Radlenkwinkelsteller“ insbesondere eine mit zumindest einem Fahrzeugrad in Wirkverbindung stehende Aktuatoreinheit verstanden werden, welche dazu vorgesehen ist, durch Änderung eines Radlenkwinkels wenigstens eines Fahrzeugrads eine Lenkvorgabe 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. Die Radlenkwinkelsteller können ferner einer als Vorderachse ausgebildeten Fahrzeugachse und/oder einer als Hinterachse ausgebildeten Fahrzeugachse des Fahrzeugs zugeordnet sein. Zudem kann das Steer-by-Wire-Lenksystem grundsätzlich auch mehr als zwei Radlenkwinkelsteller aufweisen, wie beispielsweise drei oder vier Radlenkwinkelsteller. Darunter, dass „die Radlenkwinkel der Fahrzeugräder zumindest teilweise unabhängig von einer Sollvorgabe für eine Fahrzeugtrajektorie verändert werden“, soll insbesondere verstanden werden, dass die Radlenkwinkel derart verändert werden, dass ein tatsächlich gestellter Radlenkwinkel im Vergleich zu einem mit der Sollvorgabe und/oder der Fahrzeugtrajektorie korrelierten Soll-Radlenkwinkel für das entsprechende Fahrzeugrad modifiziert wird. Insbesondere werden die Radlenkwinkel der Fahrzeugräder somit gegenüber dem jeweiligen Soll-Radlenkwinkel verändert und können in dem Betriebszustand beispielsweise gezielt ausgerichtet werden. Die Sollvorgabe für die Fahrzeugtrajektorie kann dabei von einem Fahrer und/oder einer Trajektorienregelungf-planung bereitgestellt und/oder vorgegeben werden.
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Des Weiteren umfasst das Fahrzeug wenigstens eine Recheneinheit, welche dazu vorgesehen ist, das Verfahren zum Betrieb des Fahrzeugs 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 Berechnungsroutine, zumindest eine Auswerteroutine und/oder zumindest eine Anpassungsroutine auf. Die Recheneinheit ist insbesondere dazu vorgesehen, die Radlenkwinkelsteller anzusteuern. Insbesondere ist die Recheneinheit dazu vorgesehen, in einem Betriebszustand, in welchem im Bereich wenigstens eines Fahrzeugrads Aquaplaning auftritt oder zumindest ein erhöhtes Risiko für Aquaplaning besteht, die Radlenkwinkel der Fahrzeugräder durch Ansteuerung der Radlenkwinkelsteller zumindest teilweise unabhängig von einer Sollvorgabe für eine Fahrzeugtrajektorie zu verändern und derart zu steuern, dass das Fahrzeug in der Aquaplaning-Situation stabilisiert wird und/oder eine Zeitdauer der Aquaplaning-Situation verringert wird und/oder eine Aquaplaning-Situation vermieden wird. Zudem kann die Recheneinheit dazu vorgesehen sein, Aquaplaning im Bereich wenigstens eines Fahrzeugrads und/oder ein Aufschwimmen wenigstens eines Fahrzeugrads oder zumindest ein erhöhtes Risiko für Aquaplaning und/oder ein damit korreliertes Erfassungssignal zu ermitteln und/oder zu überwachen. Ferner kann die Recheneinheit vorteilhaft auch die TrajektorienregelungJ-planung umfassen und dazu vorgesehen sein, die Sollvorgabe für die Fahrzeugtrajektorie zu ermitteln und/oder bereitzustellen. Vorzugsweise ist die Recheneinheit dabei in ein Steuergerät des Fahrzeugs, beispielsweise ein zentrales Fahrzeugsteuergerät, 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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Die Radlenkwinkelsteller können beispielsweise als Zentralsteller ausgebildet sein und jeweils zumindest zwei, insbesondere lenkbaren, Fahrzeugrädern zugeordnet sein. In diesem Fall sind die Radlenkwinkelsteller insbesondere unterschiedlichen Fahrzeugachsen, insbesondere einer Vorderachse und einer Hinterachse des Fahrzeugs, zugeordnet. Bevorzugt sind die Radlenkwinkelsteller jedoch als Einzelradsteller ausgebildet und jeweils genau einem, insbesondere lenkbaren, Fahrzeugrad zugeordnet. Insbesondere ist denkbar, die Radlenkwinkelsteller in diesem Fall unterschiedlichen Fahrzeugachsen, insbesondere einer Vorderachse und einer Hinterachse des Fahrzeugs, zuzuordnen. Bevorzugt wird jedoch vorgeschlagen, dass die Radlenkwinkelsteller derselben Fahrzeugachse, besonders vorteilhaft einer Vorderachse des Fahrzeugs, zugeordnet sind. Hierdurch kann eine vorteilhaft einfache und/oder unauffällige Anpassung der individuellen Radlenkwinkel erreicht werden.
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Gemäß einer Ausgestaltung wird vorgeschlagen, dass zur Verringerung der Zeitdauer der Aquaplaning-Situation und/oder zur Vermeidung der Aquaplaning-Situation die Radlenkwinkel derart gesteuert werden, dass eine, vorteilhaft hochfrequente und konstante, gegensinnige Schwingung und/oder gegensinnige sinusförmige Änderung der Radlenkwinkel erreicht wird. Insbesondere werden die Radlenkwinkel der Fahrzeugräder dabei mehrfach gegensinnig verstellt, um die gegensinnige Schwingung und/oder gegensinnige sinusförmige Änderung zu erreichen. Die Bewegung der Fahrzeugräder wird in diesem Fall der Sollvorgabe für die Fahrzeugtrajektorie überlagert. Eine derartige Ansteuerung bietet sich insbesondere an, falls im Bereich beider Fahrzeugräder, insbesondere der Fahrzeugräder, welche den Radlenkwinkelstellern zugeordnet sind, Aquaplaning auftritt oder zumindest ein erhöhtes Risiko für Aquaplaning besteht. Grundsätzlich könnten die Radlenkwinkel in diesem Fall jedoch auch einmalig, vorteilhaft ruckartig, variiert werden, sodass eine einmalige, ruckartige Bewegung der Fahrzeugräder erreicht wird. Durch die Bewegung der Fahrzeugräder kann vorteilhaft eine Wasserverdrängung und/oder Wasserabführung verbessert und hierdurch die Zeitdauer von Aquaplaning verringert oder Aquaplaningeffekte gänzlich vermieden werden. Zudem kann ein hoher Komfort erreicht werden, da die erzeugte Schwingung und/oder sinusförmige Änderung aufgrund der Entkopplung zwischen Lenkhandhabe und Fahrzeugrädern vom Fahrer nicht wahrgenommen wird.
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Vorteilhaft liegt eine Frequenz der Schwingung und/oder sinusförmigen Änderung der Radlenkwinkel oberhalb einer durch einen Fahrer und/oder durch eine Trajektorienregelung/-planung vorgegebenen Lenkgeschwindigkeit, insbesondere zur Spurführung. Hierdurch kann insbesondere ein Einfluss auf die Fahrzeugtrajektorie vermieden werden. Zudem führt die konstante Schwingung und/oder sinusförmige Änderung zu einem verringerten Wasserfilm unter dem betroffenen Fahrzeugrad und folglich einem optimierten Wasserabtransport, da die Wasseroberfläche durch die Schwingung und/oder sinusförmige Änderung hochfrequent aufgebrochen wird.
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Ein besonders unauffälliges Verfahren kann insbesondere bereitgestellt werden, wenn die Radlenkwinkel derart aufeinander abgestimmt werden, dass eine, insbesondere durch den Fahrer und/oder die Trajektorienregelungf-planung, vorgegebene Fahrzeugtrajektorie unverändert bleibt. In diesem Fall sind insbesondere auch kleine gegensinnige Lenkbewegungen möglich, wodurch das Verfahren bei unveränderter Fahrzeugtrajektorie und beispielsweise bei einer Geradeausfahrt anwendbar ist. Zudem können die gegensinnigen und/oder sinusförmigen Schwingungen bei Kurvenfahrten derart ausgestaltet werden, dass diese eine Kraftübertragung zur Kurvenfahrt begünstigen.
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Bevorzugt wird ferner vorgeschlagen, dass die Radlenkwinkel derart gesteuert werden, dass eine Wasserabführung seitlich und entlang eines jeweiligen Reifenprofils der Fahrzeugräder verbessert wird. Insbesondere wird die Schwingung und/oder sinusförmige Änderung der Radlenkwinkel dabei derart aufeinander abgestimmt, dass die Wasserabführung optimiert wird. Hierdurch kann insbesondere eine Funktionalität des Verfahrens weiter verbessert werden.
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Gemäß einer weiteren Ausgestaltung wird vorgeschlagen, dass im Fall, dass im Bereich eines der Fahrzeugräder kein Aquaplaning auftritt oder zumindest kein erhöhtes Risiko für Aquaplaning besteht, zur Stabilisierung des Fahrzeugs und/oder zur Vermeidung der Aquaplaning-Situation die Radlenkwinkel derart gesteuert werden, dass der Radlenkwinkel des Fahrzeugrads, bei welchem Aquaplaning auftritt oder zumindest ein erhöhtes Risiko für Aquaplaning besteht, reduziert und zumindest teilweise in Richtung einer Bewegungsrichtung des Fahrzeugs ausgerichtet wird und der weitere Radlenkwinkel des weiteren Fahrzeugrads, bei welchem kein Aquaplaning auftritt oder zumindest kein erhöhtes Risiko für Aquaplaning besteht, derart angepasst wird, dass der reduzierte Radlenkwinkel des Fahrzeugrads zumindest teilweise und bevorzugt vollständig kompensiert wird. Vorliegend handelt es sich bei dem Fahrzeugrad, bei welchem Aquaplaning auftritt oder zumindest ein erhöhtes Risiko für Aquaplaning besteht, insbesondere um das spurfolgende Fahrzeugrad, während es sich bei dem weiteren Fahrzeugrad, bei welchem kein Aquaplaning auftritt oder zumindest kein erhöhtes Risiko für Aquaplaning besteht, um das spurführende Fahrzeugrad handelt. Besonders vorteilhaft wird der Radlenkwinkel des Fahrzeugrads, also des spurfolgenden Fahrzeugrads, dabei derart ausgerichtet, dass bei erneutem Bodenkontakt bzw. Kontakt mit der Fahrbahn kein destabilisierendes Giermoment und/oder kein destabilisierender Impuls oder ein reduziertes destabilisierendes Giermoment und/oder ein reduzierter destabilisierender Impuls erzeugt wird. Besonders bevorzugt werden somit in diesem Fall Fahrzeugräder oder wenigstens ein Fahrzeugrad mit Bodenkontakt bzw. mit Kontakt mit der Fahrbahn stabilisierend angesteuert und Fahrzeugräder oder wenigstens ein Fahrzeugrad ohne Bodenkontakt bzw. ohne Kontakt mit der Fahrbahn derart, dass diese/dieses kein destabilisierendes Giermoment und/oder keinen destabilisierenden Impuls bei einem Bodentontakt bzw. Kontakt mit der Fahrbahn nach der Aquaplaning Phase erzeugen/erzeugt. Eine derartige Ansteuerung bietet sich insbesondere an, falls nicht bei allen Fahrzeugrädern Aquaplaning auftritt oder ein erhöhtes Risiko für Aquaplaning besteht und das Fahrzeug abgebremst wird. Hierdurch kann eine Flexibilität erhöht werden. Insbesondere kann eine besonders vorteilhafte Stabilisierung des Fahrzeugs in der Aquaplaning-Situation erreicht werden. Alternativ oder zusätzlich kann durch eine entsprechende Ansteuerung der Radlenkwinkelsteller eine Aquaplaning-Situation auch vermieden werden.
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Bevorzugt wird vorgeschlagen, dass der weitere Radlenkwinkel des weiteren Fahrzeugrads, bei welchem insbesondere kein Aquaplaning auftritt oder zumindest kein erhöhtes Risiko für Aquaplaning besteht, derart an den Radlenkwinkel des Fahrzeugrads, bei welchem insbesondere Aquaplaning auftritt oder zumindest ein erhöhtes Risiko für Aquaplaning besteht, angepasst wird, dass eine, insbesondere durch den Fahrer und/oder die Trajektorienregelung/-planung, vorgegebene Fahrzeugtrajektorie unverändert bleibt. Hierdurch kann ein vorteilhaft unauffälliges Verfahren bereitgestellt werden.
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Alternativ wird vorgeschlagen, dass der weitere Radlenkwinkel des weiteren Fahrzeugrads, bei welchem insbesondere kein Aquaplaning auftritt oder zumindest kein erhöhtes Risiko für Aquaplaning besteht, derart an den Radlenkwinkel des Fahrzeugrads, bei welchem insbesondere Aquaplaning auftritt oder zumindest ein erhöhtes Risiko für Aquaplaning besteht, angepasst wird, dass das Fahrzeug quer zur Bewegungsrichtung des Fahrzeugs versetzt wird. Bevorzugt wird das Fahrzeug dabei derart versetzt, dass eine Fahrzeugtrajektorie geändert wird und die geänderte bzw. neue Fahrzeugtrajektorie zumindest im Wesentlichen parallel zu einer vorgegebenen bzw. alten Fahrzeugtrajektorie verläuft. Grundsätzlich erfolgt der Querversatz jedoch nur innerhalb der gegebenen Fahrbahngrenzen und insbesondere in Abhängigkeit einer aktuellen Verkehrssituation. Durch den automatisierten Querversatz bzw. das Herauslenken des Fahrzeugs aus der Aquaplaning-Situation können vorteilhaft mit der Aquaplaning-Situation verknüpfte, ungünstige Fahrbahnabschnitte, wie beispielsweise Spurrillen, vermieden werden.
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Gemäß einer weiteren Ausgestaltung wird vorgeschlagen, dass zur Stabilisierung des Fahrzeugs in der Aquaplaning-Situation und/oder zur Vermeidung der Aquaplaning-Situation die Radlenkwinkel derart gesteuert werden, dass ein jeweiliger Spurwinkel, insbesondere ein jeweiliger Vorspurwinkel, der Fahrzeugräder verändert wird. Die Spurwinkel der Fahrzeugräder können in diesem Zusammenhang sowohl in Richtung Vorspur als auch in Richtung Nachspur verstellt werden. Insbesondere werden die Spurwinkel der Fahrzeugräder dabei derart verändert, dass das Fahrzeug in der Aquaplaning-Situation stabilisiert wird und/oder die Aquaplaning-Situation vermieden wird. Hierdurch kann eine Flexibilität vorteilhaft weiter erhöht werden. Insbesondere kann eine vorteilhafte Stabilisierung des Fahrzeugs in der Aquaplaning-Situation erreicht werden. Alternativ oder zusätzlich kann durch eine entsprechende Ansteuerung der Radlenkwinkelsteller eine Aquaplaning-Situation vermieden werden.
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Werden die Spurwinkel, insbesondere zur Stabilisierung des Fahrzeugs in der Aquaplaning-Situation und/oder zur Vermeidung der Aquaplaning-Situation, symmetrisch verstellt und insbesondere keilförmig eingestellt, kann ferner eine vorteilhaft gleichmäßige Veränderung erreicht werden. Vorteilhaft kann durch die Verstellung der Spurwinkel zudem gleichzeitig eine Fahrzeuggeschwindigkeit verringert, das Fahrzeug also abgebremst werden, und folglich eine Beherrschbarkeit des Fahrzeugs verbessert werden.
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Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass die Spurwinkel, insbesondere zur Stabilisierung des Fahrzeugs in der Aquaplaning-Situation und/oder zur Vermeidung der Aquaplaning-Situation, derart aufeinander abgestimmt werden, dass eine, insbesondere durch den Fahrer und/oder die Trajektorienregelung/-planung, vorgegebene Fahrzeugtrajektorie unverändert bleibt. Hierdurch kann ein besonders unauffälliges Verfahren bereitgestellt und ein Fahrkomfort vorteilhaft erhöht werden.
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Weiter wird vorgeschlagen, dass die Spurwinkel, insbesondere zur Stabilisierung des Fahrzeugs in der Aquaplaning-Situation und/oder zur Vermeidung der Aquaplaning-Situation, derart verändert werden, dass eine Wasserverdrängung durch die Fahrzeugräder verbessert und/oder überschüssiges Wasser gezielt an den Fahrzeugrädern vorbeigeleitet wird. Insbesondere werden die Spurwinkel dabei derart aufeinander abgestimmt, dass die Wasserverdrängung und/oder Wasserabführung optimiert wird. Hierdurch kann eine Wasserverdrängung und/oder Wasserabführung weiter verbessert werden.
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Vorteilhaft wird ferner vorgeschlagen, dass die Radlenkwinkelsteller einer als Vorderachse ausgebildeten Fahrzeugachse zugeordnet sind und die Spurwinkel derart verändert werden, dass Aquaplaning und/oder ein Risiko für Aquaplaning an wenigstens einem als Hinterrad ausgebildeten Fahrzeugrad, vorteilhaft allen bzw. beiden als Hinterrad ausgebildeten Fahrzeugrädern, verringert wird. Hierdurch kann eine Wahrscheinlichkeit für Aquaplaning an den Hinterrädern, was dem deutlich kritischeren Fall, insbesondere einem möglichen Übersteuern des Fahrzeugs, entspricht, reduziert werden, da diese in einer zumindest teilweise von Wasser befreiten Spur nachlaufen.
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Gemäß einer weiteren Ausgestaltung wird vorgeschlagen, dass wenigstens eines der Fahrzeugräder zur Stabilisierung des Fahrzeugs und/oder zur Verringerung der Zeitdauer der Aquaplaning-Situation mit einem zusätzlichen Antriebs- und/oder Bremsmoment beaufschlagt wird. Das Bremsmoment könnte dabei beispielsweise von einem Bremssystem des Fahrzeugs, insbesondere einer Betriebsbremse und/oder einem ESP-System, bereitgestellt werden. Ferner könnte das Antriebsmoment von einem Antriebssystem des Fahrzeugs, beispielsweise einem zusätzlichen Elektromotor, bereitgestellt werden. Bevorzugt wird das Antriebs- und/oder Bremsmoment jedoch durch ein Torque-Vectoring-System des Fahrzeugs erzeugt und/oder bereitgestellt. Das Torque-Vectoring-System ist vorzugsweise zur, insbesondere gezielten und bevorzugt radindividuellen, Verteilung von Antriebs- und/oder Bremsmomenten zwischen mehreren Fahrzeugrädern vorgesehen. In diesem Zusammenhang kann ein aufgeschwommenes Fahrzeugrad beispielsweise kurzfristig durch ein Antriebsmoment zum Durchdrehen gebracht werden, wodurch ein Wasserkeil abgetragen und das Aquaplaning beendet wird. Hierdurch kann eine Flexibilität weiter erhöht werden.
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In einer weiteren Ausgestaltung 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 auf eine Wassermenge im Bereich des wenigstens einen Fahrzeugrads geschlossen wird und die Wassermenge zur Ermittlung von Aquaplaning und/oder eines Risikos für Aquaplaning im Bereich des Fahrzeugrads verwendet wird. Die Umfeldsensorik kann in diesem Zusammenhang beispielsweise wenigstens einen Feuchtigkeitssensor, wenigstens einen Regensensor und/oder wenigstens einen Kamerasensor umfassen. Zudem kann die Umfeldsensorik in diesem Zusammenhang auch zur Erkennung von Spurrillen vorgesehen sein. Das Erfassungssignal der Umfeldsensorik und/oder die Wetterinformation wird dabei insbesondere in dem Betriebszustand und bei Ansteuerung der Radlenkwinkelsteller berücksichtigt. Hierdurch kann insbesondere das Vorhandensein von Wasser bzw. eine Wassermenge im Bereich des Fahrzeugrads abgeschätzt oder ermittelt werden, wodurch vorteilhaft einfach eine Aquaplaning-Situation oder zumindest ein erhöhtes Risiko für Aquaplaning ermittelt werden kann.
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Darüber hinaus wird vorgeschlagen, dass mittels der Radlenkwinkelsteller eine auf die Fahrzeugräder wirkende Kraft und/oder ein auf die Fahrzeugräder wirkendes Moment ermittelt wird und zur Ermittlung von Aquaplaning und/oder eines Risikos für Aquaplaning im Bereich des jeweiligen Fahrzeugrads verwendet wird. Hierdurch kann die Ermittlung einer Aquaplaning-Situation oder zumindest eines erhöhten Risikos für Aquaplaning weiter verbessert werden.
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Das Verfahren zum Betrieb des Fahrzeugs und das Fahrzeug sollen hierbei nicht auf die oben beschriebene Anwendung und Ausführungsform beschränkt sein. Insbesondere können das Verfahren zum Betrieb des Fahrzeugs und das Fahrzeug 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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Figurenliste
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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:
- Fig. la-b ein Fahrzeug mit einem Steer-by-Wire-Lenksystem in einer vereinfachten Darstellung,
- 2 das Fahrzeug mit dem Steer-by-Wire-Lenksystem in einem ersten beispielhaften Betriebszustand,
- 3 das Fahrzeug mit dem Steer-by-Wire-Lenksystem in einem zweiten beispielhaften Betriebszustand,
- 4 das Fahrzeug mit dem Steer-by-Wire-Lenksystem in einem dritten beispielhaften Betriebszustand,
- 5 ein beispielhaftes Ablaufdiagramm mit Hauptverfahrensschritten eines Verfahrens zum Betrieb des Fahrzeugs.
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Beschreibung des Ausführungsbeispiels
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Die 1a und 1b zeigen ein beispielhaft als Personenkraftfahrzeug ausgebildetes Fahrzeug 10 mit mehreren Fahrzeugrädern 18, 20 und mit einem Steer-by-Wire-Lenksystem 12 in einer vereinfachten Darstellung. Das Steer-by-Wire-Lenksystem 12 weist eine Wirkverbindung mit den lenkbaren Fahrzeugrädern 18, 20 auf und ist zur elektrischen Ansteuerung der Fahrzeugräder 18, 20 und insbesondere zur Beeinflussung einer Fahrtrichtung des Fahrzeugs 10 vorgesehen.
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Das Steer-by-Wire-Lenksystem 12 weist eine an sich bekannte Bedieneinheit 30 auf. Die Bedieneinheit 30 umfasst eine Lenkhandhabe 32, beispielsweise in Form eines Lenkrads, sowie einen, insbesondere mechanisch mit der Lenkhandhabe 32 gekoppelten, Feedback-Aktuator 34. Im vorliegenden Fall ist der Feedback-Aktuator 34 zumindest zur Erzeugung eines Lenkwiderstands und/oder eines Rückstellmoments auf die Lenkhandhabe 32 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. Zudem ist denkbar, auf eine Bedieneinheit vollständig zu verzichten, beispielsweise bei einem rein autonom fahrenden Fahrzeug.
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Darüber hinaus weist das Steer-by-Wire-Lenksystem 12 wenigstens einen Radlenkwinkelsteller 14, 16 auf. Im vorliegenden Fall umfasst das Steer-by-Wire-Lenksystem 12 beispielhaft zwei als Einzelradsteller ausgebildete Radlenkwinkelsteller 14, 16, insbesondere einen Radlenkwinkelsteller 14 und einen weiteren Radlenkwinkelsteller 16. Die Radlenkwinkelsteller 14, 16 sind zumindest im Wesentlichen baugleich ausgebildet. Die Radlenkwinkelsteller 14, 16 sind getrennt voneinander ausgebildet und im vorliegenden Fall frei von einer mechanischen Verbindung. Die Radlenkwinkelsteller 14, 16 sind unabhängig voneinander ansteuerbar. Ferner sind die Radlenkwinkelsteller 14, 16 rein elektrisch mit der Bedieneinheit 30, insbesondere zur Kommunikation, und folglich der Lenkhandhabe 32 verbunden. Zudem sind die Radlenkwinkelsteller 14, 16 derselben Fahrzeugachse, insbesondere einer Vorderachse des Fahrzeugs 10, zugeordnet. Jeder der Radlenkwinkelsteller 14, 16 weist eine Wirkverbindung mit genau einem der Fahrzeugräder 18, 20, insbesondere einem Vorderrad, auf. Die Radlenkwinkelsteller 14, 16 sind zumindest dazu vorgesehen, in Abhängigkeit einer Lenkvorgabe einen jeweiligen Radlenkwinkel des entsprechenden Fahrzeugrads 18, 20 zu ändern. Dazu umfasst jeder der Radlenkwinkelsteller 14, 16 ein beispielhaft als Zahnstange ausgebildetes Lenkungsstellelement 36, 38 und einen mit dem Lenkungsstellelement 36, 38 zusammenwirkenden und als Elektromotor ausgebildeten Lenkaktuator 40, 42. Grundsätzlich könnte ein Steer-by-Wire-Lenksystem auch einen als Zentralsteller ausgebildeten Radlenkwinkelsteller umfassen. Ferner kann ein Steer-by-Wire-Lenksystem auch wenigstens vier als Einzelradsteller ausgebildete Radlenkwinkelsteller umfassen. Prinzipiell könnte ein Steer-by-Wire-Lenksystem auch eine Kombination aus einem als Einzelradsteller ausgebildeten Radlenkwinkelsteller und einem als Zentralsteller ausgebildeten Radlenkwinkelsteller umfassen. Darüber hinaus könnte wenigstens ein Radlenkwinkelsteller einem als Hinterrad ausgebildeten Fahrzeugrad zugeordnet sein. Darüber hinaus könnte ein Lenkaktuator auch als eine von einem Elektromotor verschiedene Stellereinheit ausgebildet sein
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Ferner umfasst das Fahrzeug 10 eine Umfeldsensorik 24. Die Umfeldsensorik 24 ist zur Erfassung wenigstens eines mit einem Fahrzeugumfeld korrelierten Erfassungssignals vorgesehen. Dazu umfasst die Umfeldsensorik 24 wenigstens einen Sensor 44. Im vorliegenden Fall umfasst die Umfeldsensorik 24 beispielhaft eine Mehrzahl an Sensoren 44, wie beispielsweise einen Feuchtigkeitssensor, einen Regensensor und/oder einen Kamerasensor. Prinzipiell könnte auf eine Umfeldsensorik jedoch auch verzichtet werden.
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Darüber hinaus weist das Fahrzeug 10 ein Steuergerät 26 auf. Das Steuergerät 26 ist im vorliegenden Fall als Lenkungssteuergerät ausgebildet und folglich Teil des Steer-by-Wire-Lenksystems 12. Das Steuergerät 26 weist eine elektrische Verbindung mit den Radlenkwinkelstellern 14, 16 auf. Das Steuergerät 26 weist ferner eine elektrische Verbindung mit der Bedieneinheit 30 auf. Zudem weist das Steuergerät 26 eine elektrische Verbindung mit der Umfeldsensorik 24 auf. Das Steuergerät 26 ist zumindest zur Steuerung eines Betriebs des Steer-by-Wire-Lenksystems 12 vorgesehen.
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Dazu umfasst das Steuergerät 26 eine Recheneinheit 28. Die Recheneinheit 28 umfasst zumindest einen Prozessor (nicht dargestellt), beispielsweise in Form eines Mikroprozessors, und zumindest einen Betriebsspeicher (nicht dargestellt). Zudem umfasst die Recheneinheit 28 zumindest ein im Betriebsspeicher hinterlegtes Betriebsprogramm mit zumindest einer Steuerroutine, zumindest einer Berechnungsroutine, zumindest einer Auswerteroutine und/oder zumindest einer Anpassungsroutine. Darüber hinaus kann die Recheneinheit 28 im vorliegenden Fall eine Trajektorienregelung (nicht dargestellt) umfassen. Prinzipiell könnte ein Steuergerät auch von einem Lenkungssteuergerät verschieden und beispielsweise als einzelnes, zentrales Fahrzeugsteuergerät mit einer zentralen Recheneinheit ausgebildet sein. Zudem ist denkbar, für jeden Radlenkwinkelsteller sowie für die Bedieneinheit separate Steuergeräte vorzusehen und diese kommunizierend miteinander zu verbinden.
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Darüber hinaus kann das Fahrzeug 10 weitere Bauteile und/oder Baugruppen umfassen, wie beispielsweise eine interne Fahrzeugsensorik (nicht dargestellt) zur Erfassung wenigstens eines Betriebssignals der Radlenkwinkelsteller 14, 16. Zudem kann das Fahrzeug 10 ein Torque-Vectoring-System (nicht dargestellt) zur gezielten und radindividuellen Verteilung von Antriebs- und/oder Bremsmomenten zwischen mehreren Fahrzeugrädern 18, 20 umfassen. Vorzugsweise weist das Steuergerät 26 dabei eine elektrische Verbindung mit der internen Fahrzeugsensorik und/oder dem Torque-Vectoring-System auf. Grundsätzlich ist jedoch auch denkbar, auf eine interne Fahrzeugsensorik und/oder ein Torque-Vectoring-System zu verzichten.
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Aquaplaning birgt grundsätzlich ein hohes Unfallrisiko, da hierbei die Fahrzeugräder 18, 20 den direkten Kontakt zur Fahrbahn verlieren, wodurch eine Beherrschbarkeit des Fahrzeugs 10 stark reduziert wird.
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Zur Erhöhung einer Betriebssicherheit wird deshalb ein entsprechendes Verfahren zum Betrieb des Fahrzeugs 10 vorgeschlagen. Vorliegend ist dabei die Recheneinheit 28 dazu vorgesehen, das Verfahren auszuführen und weist dazu insbesondere ein Computerprogramm mit entsprechenden Programmcodemitteln auf.
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Erfindungsgemäß werden zur Verbesserung eines Fahrverhaltens des Fahrzeugs 10 in einem Betriebszustand, in welchem im Bereich wenigstens eines Fahrzeugrads 18, 20 Aquaplaning auftritt oder zumindest ein erhöhtes Risiko für Aquaplaning besteht, die Radlenkwinkel der Fahrzeugräder 18, 20 durch Ansteuerung der Radlenkwinkelsteller 14, 16 zumindest teilweise unabhängig von einer Sollvorgabe für eine Fahrzeugtrajektorie verändert und derart gesteuert, dass das Fahrzeug 10 in der Aquaplaning-Situation stabilisiert wird und/oder eine Zeitdauer der Aquaplaning-Situation verringert wird und/oder eine Aquaplaning-Situation vermieden wird.
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Die vorliegende Erfindung umfasst demnach mehrere Konzepte zur Reaktion auf Aquaplaning und/oder ein erhöhtes Risiko für Aquaplaning. Ziel ist dabei durch eine intelligente Ansteuerung der Radlenkwinkelsteller 14, 16 die Effekte von Aquaplaning zu verringern oder Aquaplaning zu vermeiden.
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In 2 ist eine Umsetzung der erfindungsgemäßen Idee dargestellt, wobei im Bereich beider Fahrzeugräder 18, 20 Aquaplaning auftritt oder zumindest ein erhöhtes Risiko für Aquaplaning besteht. In 2 ist hierzu beispielhaft ein Wasserfilm 46 im Bereich der Fahrzeugräder 18, 20 dargestellt. In diesem Fall wird einer Sollvorgabe für eine Fahrzeugtrajektorie eine Lenkschwingung überlagert, um eine Wasserabführung zu verbessern. Dabei werden zur Verringerung der Zeitdauer der Aquaplaning-Situation und/oder zur Vermeidung der Aquaplaning-Situation die Radlenkwinkel durch die Radlenkwinkelsteller 14, 16 derart gesteuert, dass eine hochfrequente und konstante, gegensinnige Schwingung und/oder gegensinnige sinusförmige Änderung der Radlenkwinkel, also eine Lenkschwingung, erreicht wird. Eine Frequenz der Schwingung und/oder sinusförmigen Änderung der Radlenkwinkel liegt oberhalb einer durch einen Fahrer und/oder durch die Trajektorienregelung vorgegebenen Lenkgeschwindigkeit zur Spurführung. Die Radlenkwinkel werden in diesem Fall derart gesteuert, dass eine Wasserabführung seitlich und entlang eines jeweiligen Reifenprofils der Fahrzeugräder 18, 20 verbessert wird. Zudem werden die Radlenkwinkel derart aufeinander abgestimmt, dass eine durch den Fahrer und/oder die Trajektorienregelung vorgegebene Fahrzeugtrajektorie unverändert bleibt. Die konstante Schwingung und/oder sinusförmige Änderung führt zu einer Verringerung des Wasserfilms 46 unter den betroffenen Fahrzeugrädern 18, 20 und folglich einem optimierten Wasserabtransport, da die Wasseroberfläche durch die Schwingung und/oder sinusförmige Änderung hochfrequent aufgebrochen wird. Folglich durchschwimmen die Fahrzeugräder 18, 20 den Wasserfilm 46 und es kann sich kein Wasserkeil bilden, der sich unter das entsprechende Fahrzeugrad 18, 20 schiebt. Grundsätzlich könnten die Radlenkwinkel in diesem Fall jedoch auch einmalig, vorteilhaft ruckartig, variiert werden, sodass eine einmalige, ruckartige Bewegung der Fahrzeugräder 18, 20 erreicht wird. Auch hier wird die ruckartige Bewegung vorteilhaft derart abgestimmt, dass eine durch den Fahrer und/oder die Trajektorienregelung vorgegebene Fahrzeugtrajektorie unverändert bleibt.
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3 zeigt eine weitere Umsetzung der erfindungsgemäßen Idee, wobei lediglich im Bereich eines der Fahrzeugräder 18, 20, insbesondere einem dem Radlenkwinkelsteller 14 zugeordneten Fahrzeugrad 18, Aquaplaning auftritt oder zumindest ein erhöhtes Risiko für Aquaplaning besteht. In 3 ist hierzu beispielhaft ein Wasserfilm 46` im Bereich des Fahrzeugrads 18 dargestellt. In diesem Fall werden Fahrzeugräder 18, 20 mit Bodenkontakt bzw. mit Kontakt mit der Fahrbahn stabilisierend angesteuert und Fahrzeugräder 18, 20 ohne Bodenkontakt bzw. ohne Kontakt mit der Fahrbahn derart, dass diese kein destabilisierendes Giermoment und/oder keinen destabilisierenden Impuls bei einem erneuten Bodentontakt bzw. Kontakt mit der Fahrbahn nach der Aquaplaning Phase erzeugen. Dabei werden zur Stabilisierung des Fahrzeugs 10 und/oder zur Vermeidung der Aquaplaning-Situation die Radlenkwinkel durch die Radlenkwinkelsteller 14, 16 derart gesteuert, dass der Radlenkwinkel des Fahrzeugrads 18, bei welchem Aquaplaning auftritt oder zumindest ein erhöhtes Risiko für Aquaplaning besteht, reduziert und in Richtung einer Bewegungsrichtung 22 des Fahrzeugs 10 ausgerichtet wird und der weitere Radlenkwinkel des weiteren Fahrzeugrads 20, bei welchem kein Aquaplaning auftritt oder zumindest kein erhöhtes Risiko für Aquaplaning besteht, derart angepasst, dass der reduzierte Radlenkwinkel des Fahrzeugrads 18 kompensiert wird. Das weitere Fahrzeugrad 20 bzw. das spurführende Fahrzeugrad wird demnach stärker eingelenkt, während das Fahrzeugrad 18 bzw. das spurfolgende Fahrzeugrad weniger eingelenkt wird. Eine derartige Ansteuerung bietet sich an, falls nicht bei allen Fahrzeugrädern 18, 20 Aquaplaning auftritt oder ein erhöhtes Risiko für Aquaplaning besteht und das Fahrzeug 10 abgebremst wird.
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Bevorzugt werden die Radlenkwinkel der Fahrzeugräder 18, 20 dabei derart aneinander angepasst, dass eine vorgegebene Fahrzeugtrajektorie unverändert bleibt. In diesem Fall wird somit das weitere Fahrzeugrad 20 abhängig vom Fahrerwunsch oder einer überlagerten Trajektorienplanung so angesteuert, dass der vorgegebenen Fahrzeugtrajektorie gefolgt werden kann, während das Fahrzeugrad 18, welches insbesondere auf dem Wasserfilm 46` aufschwimmt, so gestellt wird, dass es bei erneutem Bodenkontakt bzw. Kontakt mit der Fahrbahn kein destabilisierendes Giermoment und/oder keinen destabilisierenden Impuls erzeugt. In diesem Fall entspricht ein resultierender, mittlerer Lenkwinkel aus beiden Fahrzeugrädern 18, 20 einem mit der vorgegebenen Fahrzeugtrajektorie verknüpften Lenkwinkel.
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Alternativ können die Radlenkwinkel der Fahrzeugräder 18, 20 jedoch auch derart aneinander angepasst werden, dass das Fahrzeug 10 quer zur Bewegungsrichtung 22 des Fahrzeugs 10 versetzt wird, und zwar derart, dass eine Fahrzeugtrajektorie geändert wird und die geänderte Fahrzeugtrajektorie parallel zur vorgegebenen Fahrzeugtrajektorie verläuft. Durch den automatisierten Querversatz bzw. das Herauslenken des Fahrzeugs 10 aus der Aquaplaning-Situation können vorteilhaft mit der Aquaplaning-Situation verknüpfte, ungünstige Fahrbahnabschnitte, wie beispielsweise Spurrillen, vermieden werden. Der Querversatz erfolgt dabei grundsätzlich innerhalb der gegebenen Fahrbahngrenzen.
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In 4 ist eine weitere Umsetzung der erfindungsgemäßen Idee dargestellt, wobei wiederum im Bereich beider Fahrzeugräder 18, 20 Aquaplaning auftritt oder zumindest ein erhöhtes Risiko für Aquaplaning besteht. In 4 ist hierzu beispielhaft ein Wasserfilm 46" im Bereich der Fahrzeugräder 18, 20 dargestellt. In diesem Fall wird durch eine Anpassung der Spurwinkel der Fahrzeugräder 18, 20 eine Wasserverdrängung verbessert. Dabei werden zur Stabilisierung des Fahrzeugs 10 in der Aquaplaning-Situation und/oder zur Vermeidung der Aquaplaning-Situation die Radlenkwinkel durch die Radlenkwinkelsteller 14, 16 derart gesteuert, dass die Spurwinkel, insbesondere die Vorspurwinkel, der Fahrzeugräder 18, 20 symmetrisch verstellt und keilförmig eingestellt werden. Die Spurwinkel werden dabei derart verändert, dass eine Wasserverdrängung durch die Fahrzeugräder 18, 20 verbessert und überschüssiges Wasser gezielt an den Fahrzeugrädern 18 ,20 vorbeigeleitet wird. Besonders vorteilhaft wird das überschüssige Wasser derart an den Fahrzeugrädern 18, 20 vorbeigeleitet, dass die als Hinterrad ausgebildeten Fahrzeugräder in einer zumindest teilweise von Wasser befreiten Spur nachlaufen und Aquaplaning und/oder ein Risiko für Aquaplaning an den als Hinterrad ausgebildeten Fahrzeugrädern verringert wird. Durch die Verstellung der Spurwinkel kann zudem gleichzeitig eine Fahrzeuggeschwindigkeit verringert und folglich eine Beherrschbarkeit des Fahrzeugs 10 verbessert werden. Darüber hinaus werden die Radlenkwinkel derart aufeinander abgestimmt, dass eine durch den Fahrer und/oder die Trajektorienregelung vorgegebene Fahrzeugtrajektorie unverändert bleibt.
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In den zuvor genannten Fällen kann zudem vorgesehen sein, wenigstens eines der Fahrzeugräder 18, 20 zur Stabilisierung des Fahrzeugs 10 und/oder zur Verringerung der Zeitdauer der Aquaplaning-Situation mit einem zusätzlichen Antriebs- und/oder Bremsmoment zu beaufschlagen. Beispielsweise kann ein aufgeschwommenes Fahrzeugrad 18, 20 durch ein zusätzliches Antriebsmoment zum Durchdrehen gebracht werden, wodurch ein Wasserkeil abgetragen und das Aquaplaning beendet werden kann. Ein derartiges Vorgehen bietet sich beispielsweise bei der in 3 dargestellten Umsetzung an, wobei neben der Orientierung des, insbesondere aufgeschwommenen, Fahrzeugrads 18 in Bewegungsrichtung 22 entsprechende Antriebs- und/oder Bremsmomente so angepasst werden können, dass das Fahrzeugrad 18 die Aquaplaning-Situation bzw. den aufgeschwommen Zustand schneller verlässt und anschließend keine abrupten Giermomente und/oder destabilisierenden Impulse erzeugt werden. Bevorzugt wird das Antriebs- und/oder Bremsmoment dabei durch das zuvor genannte Torque-Vectoring-System erzeugt und/oder bereitgestellt. Grundsätzlich kann ein Antriebs- und/oder Bremsmoment jedoch auch durch ein separates Antriebssystem des Fahrzeugs 10 und/oder ein separates Bremssystem des Fahrzeugs 10 erzeugt werden.
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Zur Ermittlung von Aquaplaning und/oder eines Risikos für Aquaplaning im Bereich wenigstens eines Fahrzeugrads 18, 20 kann vorliegend ein Erfassungssignal der Umfeldsensorik 24 ausgewertet werden. Hierfür können beispielsweise Daten des Regensensors der Umfeldsensorik 24, beispielsweise eines Regensensors für eine Scheibenwischanlage, verwendet werden. Darüber hinaus können Daten des Kamerasensors der Umfeldsensorik 24 verwendet werden, anhand derer beispielsweise eine Wassermenge im Bereich des wenigstens einen Fahrzeugrads 18, 20 und/oder auf der Fahrbahn erfasst werden kann. Zudem kann die Umfeldsensorik 24, insbesondere der Kamerasensor, in diesem Zusammenhang auch zur Erkennung von Spurrillen vorgesehen sein. Ferner kann, beispielsweise mittels eines Funkmoduls, eine Wetterinformation in Form von Wetterdaten von einem externen Rechnersystem abgerufen und ebenfalls zur Ermittlung von Aquaplaning und/oder eines Risikos für Aquaplaning im Bereich des wenigstens eines Fahrzeugrads 18, 20 ausgewertet werden. Weiter ist denkbar, mittels der Radlenkwinkelsteller 14, 16 eine auf die Fahrzeugräder 18, 20 wirkende Kraft und/oder ein auf die Fahrzeugräder 18, 20 wirkendes Moment zu ermitteln und zur Ermittlung von Aquaplaning und/oder eines Risikos für Aquaplaning im Bereich des jeweiligen Fahrzeugrads 18, 20 zu verwenden. Hierbei wird ausgenutzt, dass sehr kleine Kräfte auf die Radlenkwinkelsteller 14, 16 bzw. das Steer-by-Wire-Lenksystem 12 wirken, sofern eines der Fahrzeugräder 18, 20 auf einem Wasserfilm aufgeschwommen ist. Darüber hinaus kann grundsätzlich durch Anpassung der Spurwinkel der Fahrzeugräder 18, 20 ein Reibwert zwischen den Fahrzeugrädern 18, 20 und der Fahrbahn abgeschätzt und zur Ermittlung von Aquaplaning und/oder eines Risikos für Aquaplaning im Bereich des jeweiligen Fahrzeugrads 18, 20 verwendet werden. Vorteilhaft werden dabei sämtliche erfasste Daten miteinander verknüpft, um Aquaplaning und/oder ein Risiko für Aquaplaning im Bereich des wenigstens einen Fahrzeugrads 18, 20 zu ermitteln.
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5 zeigt abschließend ein beispielhaftes Ablaufdiagramms mit Hauptverfahrensschritten eines Verfahrens zum Betrieb des Fahrzeugs 10.
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Ein Verfahrensschritt 50 entspricht einem Ermittlungsschritt. Dabei werden sämtliche erfasste Daten miteinander verknüpft, um Aquaplaning und/oder ein Risiko für Aquaplaning im Bereich wenigstens eines Fahrzeugrads 18, 20 zu ermitteln.
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Ein Verfahrensschritt 52 entspricht einem Betriebszustand, in welchem im Bereich des wenigstens einen Fahrzeugrads 18, 20 Aquaplaning auftritt oder zumindest ein erhöhtes Risiko für Aquaplaning besteht. In diesem Fall werden die Radlenkwinkel der Fahrzeugräder 18, 20 durch Ansteuerung der Radlenkwinkelsteller 14, 16 zumindest teilweise unabhängig von einer Sollvorgabe für eine Fahrzeugtrajektorie verändert und derart gesteuert, dass das Fahrzeug 10 in der Aquaplaning-Situation stabilisiert wird und/oder eine Zeitdauer der Aquaplaning-Situation verringert wird und/oder eine Aquaplaning-Situation vermieden wird. Hierzu können die Radlenkwinkel beispielsweise derart gesteuert werden, dass eine gegensinnige Schwingung und/oder gegensinnige sinusförmige Änderung der Radlenkwinkel erreicht wird. Alternativ oder zusätzlich können im Fall, dass im Bereich eines der Fahrzeugräder 18, 20 kein Aquaplaning auftritt oder zumindest kein erhöhtes Risiko für Aquaplaning besteht, die Radlenkwinkel derart gesteuert werden, dass der Radlenkwinkel des Fahrzeugrads 18, bei welchem Aquaplaning auftritt oder zumindest ein erhöhtes Risiko für Aquaplaning besteht, reduziert und zumindest teilweise in Richtung einer Bewegungsrichtung 22 des Fahrzeugs 10 ausgerichtet wird und der weitere Radlenkwinkel des weiteren Fahrzeugrads 20, bei welchem kein Aquaplaning auftritt oder zumindest kein erhöhtes Risiko für Aquaplaning besteht, derart angepasst wird, dass der reduzierte Radlenkwinkel des Fahrzeugrads 18, 20 zumindest teilweise kompensiert wird. Alternativ oder zusätzlich können die Radlenkwinkel derart gesteuert werden, dass ein Spurwinkel, insbesondere ein Vorspurwinkel, der Fahrzeugräder 18, 20 verändert wird. Alternativ oder zusätzlich kann wenigstens eines der Fahrzeugräder 18, 20 mit einem Antriebs- und/oder Bremsmoment beaufschlagt werden.
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Das beispielhafte Ablaufdiagramm in 5 soll lediglich beispielhaft ein Verfahren zum Betrieb des Fahrzeugs 10 beschreiben. Insbesondere können einzelne Verfahrensschritte auch variieren oder zusätzliche Verfahrensschritte hinzukommen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102013214804 A1 [0003]
- DE 102013216945 A1 [0003]
