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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Führen eines Kraftfahrzeugs gemäß dem Patentanspruch 1. Ferner betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug gemäß dem Patentanspruch 7.
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Beim Fahren mit einem, insbesondere als Personenkraftwagen ausgebildeten, Kraftfahrzeug in unwegsamem Gelände werden bestimmte Fahrtechniken von geübten Fahrern angewandt. Dies erlaubt ein sicheres Navigieren abseits befestigter Wege.
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Wünschenswert wäre es, wenn unerfahrene Fahrer vorteilhafte Fahrtechniken geübter Fahrer zu Verfügung stehen würden.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zum Führen eines Kraftfahrzeugs sowie ein Kraftfahrzeug bereitzustellen, durch welches ein besonders vorteilhaftes Führen des Kraftfahrzeugs bei Spurrillen auf der Fahrbahn ermöglicht wird.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Gegenstände der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche, der Beschreibung sowie der Zeichnung.
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Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Führen eines Kraftfahrzeugs, das Räder, welche durch einen Aktor lenkbar beziehungsweise stellbar sind und dieser leitungsgebunden, das heißt mittels Steer-by-Wire, mittels einer Lenkhandhabe steuerbar sind, das heißt beispielsweise ein Lenkwinkel für die Räder vorgebbar ist, und eine Sensoreinrichtung aufweist, welche zum Erfassen einer Fahrbahn Sensordaten aufnimmt.
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Bei dem erfindungsgemäß Verfahren wird durch eine Steuereinheit anhand der Sensordaten ein Spurrillenwert ermittelt wird und in Abhängigkeit von dem Spurrillenwert, also der Art und Intensität von auf dem fahrbaren Untergrund beziehungsweise der Fahrbahn auftretenden Spurrillen, ein Entkopplungsgrad beziehungsweise Grad an Entkopplung von Lenkhandhabe und Aktor eingestellt und somit insbesondere zuvor ermittelt wird, sodass eine aufgrund von den Spurrillen auf die Räder, die durch den Aktor stellbar sind, bewirkte Bewegung, insbesondere aufgrund einer durch die Spurrillen auftretenden Kraft, nur eingeschränkt als Bewegung an die Lenkhandhabe übermittelt wird. Dabei kann die Bewegung so eingeschränkt übermittelt werden, dass sich die Lenkhandhabe gar nicht mehr beweget oder nur ganz leicht bewegt.
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Die Steuereinheit kann insbesondere eine elektronische Recheneinrichtung umfassen und wenigstens ein Fahrerassistenzsystem, beispielsweise das Verfahren, oder ein weiteres Fahrerassistenzsystem bereitstellen.
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Unter Steer-by-Wire versteht man ein Lenksystem, bei dem ein Lenkbefehl von einem Sensor beziehungsweise der Lenkhandhabe (insbesondere dem Lenkrad) über ein Steuergerät oder die Steuereinheit beispielsweise ausschließlich elektrisch und somit leitungsgebunden zum insbesondere elektromechanischen Aktor, der den Lenkbefehl ausführt, weitergeleitet wird. Es besteht bei einem solchen Lenksystem keine mechanische Verbindung zwischen Lenkrad und gelenkten Rädern. Das Vorhandensein von Steer-by-Wire erlaubt die Implementierung zusätzlicher Assistenzfunktionen beispielsweise für das Fahren in unwegsamem Gelände, was sich die Erfindung zu Nutze macht.
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Dabei liegt der Erfindung die Erkenntnis zugrunde, dass das Fahren durch starke Spurrillen oder ausgefahrene Wege eine besondere Herausforderung für den Fahrer darstellt. Dabei ist es aktuelle Praxis von geübten Fahrern, dass die Lenkhandhabe insbesondere in Form des Lenkrads nur sehr locker in der Hand geführt wird und die Räder sich ohne Lenkinput, also ohne ein Vorgeben eines Lenkwinkels mittels der Lenkhandhabe, selbständig einen Weg durch die Spurrillen suchen. Hierbei besteht die Möglichkeit, dass es zu erheblichen Lenkradbewegungen kommen kann, welche durch den geübten Fahrer aufgrund der lockeren Führung der Lenkhandhabe zugelassen werden. Um das Fahrzeug vorteilhaft zu führen und somit eine erhöhte Geländegängigkeit des Kraftfahrzeugs zu erreichen, ist es wichtig, diese Bewegung der Lenkhandhabe nicht zu blockieren, da man das Kraftfahrzeug sonst auf eine Spur zwingen würde, die schwieriger zu bewältigen ist, als das Kraftfahrzeug sich entlang des ausgefahrenen Weges mehr oder weniger selbst führen zu lassen.
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Mit anderen Worten wird durch eine Steer-by-Wire-Lenkung ermöglicht, dass sich Lenkradwinkel und Radwinkel unabhängig voneinander einstellen lassen können, das sogenannte Decoupling beziehungsweise Entkoppeln, welches mit dem Entkopplungswert vorgegeben werden kann, welcher ein Grad für die Entkopplung ist, sodass beispielsweise das Lenkrad noch zu 50% nachgeführt werden kann oder vollständig entkoppelt sein kann. Durch geeignete Sensorik in Form von der Sensoreinrichtung, welche wenigstens eine Umgebungssensor erfassen kann, werden eine relevante Fahrsituation beziehungsweise Fahrbahnoberfläche und somit die Spurrillen erkannt. Basierend auf dem sensierten Untergrund wird die Funktion aktiviert beziehungsweise deaktiviert beziehungsweise kontrolliert, wobei der Spurrillenwert eine Größe und/oder Intensität der Spurrillen ermittelt und somit das Entkoppeln mehr oder weniger eingestellt werden kann.
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Durch das vorgestellte Verfahren ergibt sich nun der Vorteil, dass ungeübte Fahrer, welche das Lenkrad in einer beschriebenen Fahrsituation zu stark festhalten würden, da bei einem konventionellen Fahrzeug die Bewegung nicht der eigenen Erwartung entspricht und als unsicher wahrgenommen wird, diese tatsächlich vorteilhaft und sichere Fahrt in Spurrillen nicht zu stark beeinflussen oder verhindern. Durch das vorgestellte Verfahren können auch unerfahrene Fahrer die Vorteile der Spurrillenfahrt der geübten Fahrer anwenden, wodurch Fahrsicherheit und/oder Fahrvergnügen gesteigert werden können.
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In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung werden als die Sensoreinrichtung ein Lidar und/oder eine Kamera und/oder ein Ultraschallsensor und/oder ein Radar verwendet.
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In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung wird der Entkopplungsgrad in Abhängigkeit von einem Fahrzeugzustand, insbesondere beispielsweise einer Fahrzeuggeschwindigkeit, eingestellt.
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In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung wird der Entkopplungsgrad in Abhängigkeit von einem Fahrerzustand, insbesondere einer durch den Fahrer vorgegebenen Lenkvorgabe, eingestellt.
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In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung erfolgt eine Verarbeitung eines Motorkräftesignals aus der Radstelleinheit beziehungsweise dem Aktor, wobei auf die Räder wirkende Kräfte, welche die Räder in der Spurrille halten wollen, abgeschätzt werden. Dadurch lässt sich ebenfalls ein Entkopplungsgrad beziehungsweise ein Spurrillenwert ermitteln.
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In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung beträgt bei einem Spurrillenwert von Null der Entkopplungsgrad den Wert Null.
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Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug, welches dazu ausgebildet ist, ein Verfahren gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung durchzuführen.
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Dabei sind vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen des ersten Aspekts der Erfindung als vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen des zweiten Aspekts der Erfindung anzusehen und umgekehrt.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in der einzigen Figur alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
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Es zeigt:
- Fig. eine schematische Seitenansicht eines Kraftfahrzeugs auf einer Spurrillen aufweisenden Fahrbahn, welches dazu ausgebildet ist, ein Verfahren zum Führen durchzuführen.
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Die einzige Figur zeigt ein Kraftfahrzeug 10, welches dazu ausgebildet ist, ein hier vorgestelltes Verfahren durchzuführen. Das Verfahren dient dem Führen des Kraftfahrzeugs 10, welches Räder 12, die durch einen Aktor 14 lenkbar sind, aufweist, wobei der Aktor 14 leitungsgebunden mittels einer Lenkhandhabe 16 steuerbar ist und das Kraftfahrzeug 10 ferner eine Sensoreinrichtung 18 aufweist, welche zum Erfassen einer Fahrbahn 20 Sensordaten aufnimmt.
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Bei dem Verfahren wird durch eine Steuereinheit 22 anhand der Sensordaten ein Spurrillenwert ermittelt wird, welcher eine Art und Häufigkeit von Spurrillen 24 auf der Fahrbahn 20 beziehungsweise einer fahrbaren Oberfläche charakterisiert, und in Abhängigkeit von diesem ermittelten Spurrillenwert wird ein Entkopplungsgrad insbesondere bestimmt, wobei der Entkopplungsgrad einen Grad an Entkopplung zwischen Lenkhandhabe 16 und Aktor 14 vorgibt, und dieser Entkopplungsgrad wird eingestellt, sodass eine aufgrund von den Spurrillen 24 auf die Räder bewirkte Bewegung nur gar nicht beziehungsweise zumindest eingeschränkt als Bewegung an die Lenkhandhabe 16 übermittelt beziehungsweise weitergegeben wird.
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Durch das Verfahren wird bei dem insbesondere als Personenkraftwagen ausgebildeten Kraftfahrzeug 10 die leitungsgebundene Lenkung, welche einer Steer-by-Wire-Lenkung entspricht, welches somit keine mechanische Kopplung zwischen Aktor 14 und Lenkhandhabe 16 aufweist, so betrieben, dass sich Lenkradwinkel beziehungsweise vorgegebener Lenkwinkel und Radwinkel unabhängig voneinander mittels Decoupling beziehungsweise Entkopplung bewegen lassen.
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Durch die Sensoreinrichtung 18 beziehungsweise geeignete Sensorik können nun Spurrillen 24 der Fahrbahn 20 erkannt werden, welche somit eine relevante beziehungsweise aktuelle Fahrsituation beschreiben. Dabei kann die Sensoreinrichtung 18 Sensoren umfassen, welche für andere Fahrzeugbereiche beziehungsweise Fahrzeugfunktionen verwendet werden, beispielsweise Lidar und/oder Kamera, insbesondere Frontkamera, Ultraschallsensoren, Radar und/oder eine Kombination dieser Sensoren.
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Basierend auf der sensierten Fahrbahn 20 beziehungsweise dem Untergrund kann nun das Entkoppeln aktiviert, deaktiviert beziehungsweise kontrolliert und in seinem Wert bestimmt werden.
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Darüber hinaus können weitere Fahrzeuginformationen beziehungsweise der Fahrzeugzustand, wie eine Geschwindigkeit und/oder ein Fahrerzustand, beispielsweise als Fahrerinput in Form eines vorgegebenen Lenkwinkels genutzt werden, um Einfluss auf das Verhalten des Verfahrens beziehungsweise den Entkopplungsgrad zu nehmen.
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Weiter vorteilhaft für das Verfahren beziehungsweise das Führen des Kraftfahrzeugs 10 kann eine Verarbeitung von Motorkräftesignalen aus der Radstelleinheit und somit dem Aktor 14 sein, um abschätzen zu können, wie stark die Kräfte sind, welche die Räder 12 in der Spurrille 24 halten wollen, beziehungsweise wie groß die Bewegung der Räder 12 aufgrund des Einflusses der Spurrillen 24 ist und somit, ob keine beziehungsweise welche Art von Kräften anliegen. So kann beim Erkennen einer relevanten Fahrsituation, insbesondere in Abhängigkeit von dem Fahruntergrund beziehungsweise der auf die Räder 12 wirkenden Kräfte, das Entkoppeln der Lenkradbewegung beziehungsweise der Bewegung der Lenkhandhabe 16 von den Rädern 12 zugelassen werden.
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So ergibt sich durch das Verfahren der Vorteil, dass die Räder 12 der Spurrille 24 beziehungsweise den Spurrillen 24 folgen können, während die Lenkhandhabe 16 dieser Bewegung gar nicht oder nur reduziert folgt. So wird durch das Verfahren ermöglicht, dass die Räder 12 den Spurrillen 24 in einer Geländesituation folgen können, ohne dass dies von einem ungeübten Fahrer durch starkes Fixieren des Lenkrads blockiert wird.
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Die Sensorik beziehungsweise Sensoreinrichtung 18 ermöglicht ein Triggern dieser Funktion beziehungsweise des Verfahrens basierend darauf, ob Spurrillen 24 erkannt werden, beziehungsweise wie stark diese ausgeprägt sind. Wenn die Fahrsituation, welche solch eine Fahrtechnik erfordert, als beendet erkannt wird, kann die Funktion beziehungsweise das Verfahren deaktiviert werden und eine normale Kopplung zwischen Aktor 14 und Lenkhandhabe 16 und somit zwischen Lenkradwinkel und Radwinkel wieder hergestellt werden. Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass das Kraftfahrzeug 10 besonders vorteilhaft betrieben werden kann.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102009053748 A1 [0003]
