EP3386839A1 - Verfahren zur aktiven lenkunterstützung bei festgefahrenem fahrzeug und steuergerät - Google Patents

Verfahren zur aktiven lenkunterstützung bei festgefahrenem fahrzeug und steuergerät

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EP3386839A1
EP3386839A1 EP16805453.4A EP16805453A EP3386839A1 EP 3386839 A1 EP3386839 A1 EP 3386839A1 EP 16805453 A EP16805453 A EP 16805453A EP 3386839 A1 EP3386839 A1 EP 3386839A1
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EP
European Patent Office
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steering angle
steering
control mode
special control
predetermined
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP16805453.4A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Frank Haller
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Continental Teves AG and Co OHG
Original Assignee
Continental Teves AG and Co OHG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Continental Teves AG and Co OHG filed Critical Continental Teves AG and Co OHG
Publication of EP3386839A1 publication Critical patent/EP3386839A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • B62D5/0457—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear characterised by control features of the drive means as such
    • B62D5/046—Controlling the motor
    • B62D5/0463—Controlling the motor calculating assisting torque from the motor based on driver input
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    • B62D6/002—Arrangements for automatically controlling steering depending on driving conditions sensed and responded to, e.g. control circuits computing target steering angles for front or rear wheels

Definitions

  • the invention relates to a method for controlling an electrically actuatable steering actuator for a motor vehicle, wherein a check is carried out with regard to the presence of a fixed ⁇ driven situation and a special control mode is activated in the presence of a predetermined condition.
  • a check is carried out with regard to the presence of a fixed ⁇ driven situation and a special control mode is activated in the presence of a predetermined condition.
  • the invention is based on the consideration that a suitable steering angle curve can cause a stuck vehicle to come free again.
  • the steering angle curve is a course of the steering angle as a function of time.
  • Such a suitable steering angle curve is therefore adjusted according to the invention in a special control mode by a steering actuator, which is designed for the driver-independent setting of a steering angle.
  • the special control mode is activated when a standstill is detected and the standstill lasts longer than a predetermined time limit.
  • a standstill is advantageously always determined when an evaluation of the measured wheel speeds of non-driven wheels reveals that these wheels are not turning. This is preferably determined when the measured wheel speeds are below a predetermined threshold.
  • a standstill is detected only when all non-driven wheels do not rotate.
  • An alternative method for standstill detection evaluates data from an environment detection of the vehicle to detect a standstill. For example, a stoppage can be detected if the environment does not change over a predetermined period of time, or if detected objects do not change their position relative to the vehicle over a predetermined period of time.
  • Further methods for standstill detection use, for example, data of a longitudinal acceleration sensor and / or data of a position determination system (for example GPS) and / or evaluate driver actions, such as e.g. Steering wheel movements, off.
  • the special control mode is activated when a standstill is detected and a determined drive torque is above a predetermined limit.
  • a stuck state is detected when over a predetermined period of time
  • Standstill is detected and a determined drive torque during the same period of time above a predetermined Torque limit is.
  • Such a state of the vehicle can detect a stuck situation with high reliability.
  • the special control mode is activated when all the following conditions are met:
  • the special control mode is activated when the said conditions are met during a predetermined period of time.
  • the special control mode is activated by an input of the driver.
  • Be ⁇ particularly preferably the input of the driver via an interface, such as a button.
  • the driver receives a message that the special control mode is activated.
  • this message is haptically characterized in that not only the steered wheels, but also the steering wheel are moved by the steering actuator, which adjusts the steering angle.
  • a message to the driver that the special control mode is activated by a visual and / or acoustic signal.
  • the steering angle curve corresponds to a back and forth about a reference value.
  • a steering angle curve in which initially a change in the angle is set in one direction and then a change in the other direction is set.
  • the steering angle curve is controlled such that a deflection of the steered wheels takes place at least once to one side relative to the neutral position (straight wheels) and then to the other side relative to the neutral position.
  • the steering angle curve corresponds to a periodic course with a predetermined period and amplitude.
  • the steering angle curve is described by a periodic function. Constantly differentiable functions prove to be particularly advantageous since they lead to steering movements which the driver perceives as uniform. For example, a sine function can be advantageously used.
  • a maximum steering angle and a minimum steering angle for the steering angle course are predetermined.
  • a maximum amount of the steering deflection is predetermined relative to a reference value.
  • the reference value corresponds to the neutral position.
  • the amplitude is selected such that the maxima and minima of the course correspond to the minimum, and respectively the maximum, predetermined steering angles.
  • the minimum and maximum steering angles are determined in accordance with a recognized background condition. For example, a smaller maximum (and larger minimum) steering angle is given when the vehicle is on sand to prevent the vehicle from further digging in by the movement of the wheels. A larger maximum (and smaller minimum) steering angle is given when the vehicle is on rocky ground, for example .
  • the surface texture can be determined by various ⁇ Dener methods, such as an evaluation of the environment recognition.
  • the predetermined minimum and the predetermined maximum steering angle are temporally variable and, while the special control mode is active, adapted. For example, a first
  • Steering angle course are selected with a relatively small maximum and large minimum steering angle and, if this does not lead to a termination of Festge ⁇ driven state over a predetermined period of time, then a course can be set with a larger maximum and smaller minimum steering angle.
  • the maximum steering angle and the minimum steering angle are each calculated by means of a predetermined mathematical function as a function of time.
  • the special control mode is terminated when a movement of the vehicle in the longitudinal direction is detected.
  • a movement of the vehicle in the longitudinal direction is advantageously determined by means of the same method or the same methods, by means of which a stoppage of the vehicle has been detected.
  • the special control mode is terminated by an input of the driver, wherein such input via an interface (button) or by setting a brake pressure that is greater than a brake ⁇ pressure limit, or via a movement of the steering wheel or via a Hold the steering wheel against the adjustment by the steering actuator during a predetermined period of time can take place.
  • the driver can advantageously terminate the Sondersteu ⁇ ermodus at any time.
  • a termination of the special control mode is provided when the driver engages against the driver-independent control. This is the case, for example, if the driver holds the steering wheel for a predetermined time so that automatic control can not take place or if he actively steers against the control.
  • a braking intervention of the driver preferably likewise represents a termination condition.
  • a drive torque is predetermined by a control unit, which abuts on ⁇ driving torque on at least one driven axle.
  • a drive torque is needed to propel the vehicle as soon as the wheels grip again.
  • the drive torque is constant over the duration of the activation of the special control mode.
  • a specification of a drive torque by a control unit during the special control mode has the advantage that at any time a drive of the wheels is present should they attack again. It is difficult and uncomfortable for the driver to control an even torque himself by means of an accelerator pedal.
  • the drive torque at the beginning of the special control mode is continuously increased to a predetermined value and / or lowered continuously to zero at the end of the special control mode.
  • the drive torque is particularly preferably defined by a ⁇ assisting assistance system, in particular an automatic speed control system. Is such an assistance system too Beginning of the special control mode active, so it is advantageous to use the predetermined by the assistance system torque.
  • FIG. 1 an apparatus for performing a method according to Invention ⁇ ;
  • FIG. 2 shows an exemplary course of several variables during the execution of an example method.
  • FIG. 1 shows a device for carrying out a method according to the invention.
  • the device is contained in a motor vehicle.
  • la, lb, lc, ld denote the wheels of the motor vehicle.
  • the steerable wheels of the vehicle la and lb can be adjusted in a wheel angle 10a, 10b relative to the longitudinal axis of the vehicle.
  • the device includes a steering wheel 4, on which in a steering wheel angle 11 can be adjusted.
  • a sensor ⁇ arrangement 2 of the steering wheel angle 11 and / or the wheel angle 10 a, 10 b are measured.
  • the sensor arrangement 2 is connected to a control unit 6 and transmits the measured steering wheel angle 11 and / or wheel angle 10 a, 10 b to the control unit 6.
  • a steering angle LW can be adjusted independently of the driver.
  • the wheel angle are adjusted 10a, 10b, and preferably the
  • the steering actuator 3 is connected to the control unit 6. If a special ⁇ control mode is active, the control unit 6 transmits steering angle requirements which correspond to a steering angle curve LW (t) to the steering actuator 3 Steering angle requirements are converted by the steering actuator 3 by adjusting the steering angle curve.
  • the device has, for example, a drive unit 5, for example a vehicle drive motor, which is connected to one or more vehicle axles and drives the wheels of the driven axles.
  • the drive unit 5 is connected to the control unit 6.
  • a Antriebsmo ⁇ torque request is transmitted to the drive unit 5 such as by the controller, which is implemented by the drive unit 5 as a driving torque.
  • the drive unit 6 is, for example according connected to an input interface 7 ⁇ (eg. Key).
  • the driver can activate and exit the special control mode via this input interface 7.
  • the drive unit 6 is also connected according to the example with means 8, which can detect a brake operation of the driver, such as a brake light switch.
  • the drive unit 6 is connected according to the example with means 9 for detecting a stoppage of the vehicle.
  • a duration of the standstill is determined either by the means for
  • Stand detection 9 measured and transmitted to the control unit 6 or detected by the control unit 6 itself.
  • the special control mode is activated, for example, when a standstill is detected by the means for standstill detection 9 and the duration of the standstill is longer than a predetermined time limit.
  • the special mode is then activated, for example pursuant to, when a standstill by means of level detection Still ⁇ 9 is detected and the detected engine torque of the Drive unit 5 is above a predetermined torque limit.
  • the special control mode is activated only when these conditions are present during a predetermined period of time.
  • the rotational speeds of the driven wheels are detected and transmitted to the control unit 6. The special control mode is then activated, for example, if all the following conditions are met:
  • All driven wheels of the vehicle have speeds greater than zero.
  • FIG. 2 shows an exemplary course of several variables during the execution of an example method.
  • a steering actuator eg steering actuator 3 in Fig. 1 set, steering angle curves 25, 26, 35 and 36 shown (time courses LW (t)) and in the figure parts 2c and 2f a status indicator 27 of a standstill detection.
  • the time is plotted on the x-axes 21, 22, a steering angle is plotted on the y-axes 20 in the figure parts 2a, 2b, 2d and 2e, and the value on the y-axis 32 in the figure parts 2c and 2f
  • the status indicator of the standstill detection is applied.
  • Figs. 2a, 2b and 2c respectively show a beginning of a special control mode
  • Figs. 2d, 2e and 2f respectively show a termination of a special control mode.
  • standstill is detected and the status indicator 27 is set from zero ("no standstill") to one ("standstill detected”).
  • a special tax mode is then ⁇ example according to the time 29 after a standstill during a time period 31 that is longer than a predetermined time limit value, through recognized as valid activated.
  • a maximum steering angle value 23 and a minimum steering angle value 24 for the steering angle curve LW (t) are specified.
  • the current steering angle at the beginning of the special control mode (input steering angle) 33, 34 is determined and compared with the minimum and maximum steering angle values 23, 24.
  • FIG. 2a shows the steering angle curve LW (t) set in the special control mode by the steering actuator in the case that the input steering angle 33 is greater than the maximum steering angle value 23.
  • a course mirrored in accordance with the x axis is used, for example, if the Input steering ⁇ angle is smaller than the minimum steering angle value 24 and all subsequent considerations apply analogously.
  • the steering angle is linearly reduced by the actuator according to the example until it lies below the maximum steering angle value 23.
  • a value for the slope of the linear course is specified.
  • the course 25 is, for example, in a course described by a sine function on.
  • the transition between the linear course and the sinusoidal curve takes place in such a way that the course is continuously differentiable at each point, since this is perceived by the driver as being particularly uniform.
  • FIG. 2b shows the steering angle curve LW (t) set in the special control mode by the steering actuator in the event that the input steering angle is smaller than the maximum steering angle. value 23, but greater than zero.
  • a correspondingly mirrored on the x-axis course is used, for example, when the input steering angle 34 is less than zero but greater than the minimum steering angle value 24.
  • a point of the sine curve is determined as the starting point at which the
  • the special control mode is ended when no standstill is more than recognized.
  • the special control mode is not terminated abruptly, but a return portion of the steering angle through the steering actuator to a neutral position (straight ahead) takes place after completion of the standstill.
  • a completion of the special tax mode is performed by linearly from the value at the time 30 to zero (neutral ⁇ position / straight-ahead position) is provided to the set by the steering actuator steering angle, as shown by the steering angle curve 36 of Figure 2e.
  • the special control mode is terminated by reducing the amplitude over time, as illustrated, for example, in the course 35 of FIG. 2d.
  • the special control mode can be ended.

Abstract

Verfahren zur Ansteuerung eines elektrisch betätigbaren Lenkaktuators (3) für ein Kraftfahrzeug, wobei eine Prüfung hinsichtlich eines Vorliegens einer festgefahrenen Situation durchgeführt wird und bei Vorliegen einer vorgegebenen Bedingung ein Sondersteuermodus des Lenkaktuators (3) aktiviert wird, wobei der Lenkaktuator (3) zum fahrerunabhängigen Einstellen eines Lenkwinkels (LW) ausgebildet ist und im Sondersteuermodus der Lenkaktuator (3) einen Lenkwinkelverlauf (LW(t)) einstellt.

Description

Verfahren zur aktiven Lenkunterstützung bei festgefahrenem Fahrzeug und Steuergerät
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ansteuerung eines elektrisch betätigbaren Lenkaktuators für ein Kraftfahrzeug, wobei eine Prüfung hinsichtlich eines Vorliegens einer fest¬ gefahrenen Situation durchgeführt wird und bei Vorliegen einer vorgegebenen Bedingung ein Sondersteuermodus aktiviert wird. Beim Fahren im Gelände mit einem Kraftfahrzeug können Situationen auftreten, in denen sich das Fahrzeug festfährt, beispielsweise bei sehr unebenem Terrain oder nachgebendem Untergrund mit schlechter Haftung der Räder, beispielsweise Sand. Üblicherweise werden in einer solchen Situation vom Fahrer Maßnahmen ergriffen, wie z.B. ein Freischaukeln des Fahrzeugs oder ein Bewegen des Lenkrads, damit die Vorderräder wieder bessere Haftung auf dem Untergrund finden. Dies ist oft unkomfortabel für den Fahrer.
Aus der DE 10 2008 036 048 AI ist ein Verfahren bekannt, bei dem Festfahrsituationen eines Kraftfahrzeugs oder mögliche be¬ vorstehende Festfahrsituationen erkannt werden und ein Betriebsmodus (Freischaukelmodus) aktiviert wird, in dem auto¬ matisiert ein periodisch schwankendes Antriebsmoment an den Antriebsrädern des Fahrzeugs bereit gestellt wird, wodurch ein sogenanntes Freischaukeln des Fahrzeugs in der Längsrichtung bewirkt wird. Eine Ausrichtung der Fahrzeugräder entlang der Längsachse durch eine unterstützende Lenkaktuatorik vor Ak¬ tivierung des Freischaukelmodus wird beschrieben. Auch in der DE 10 2013 218 664 AI ist ein Verfahren beschrieben, in dem eine Freischaukelsituation erkannt wird und ein Freischaukelmodus aktiviert wird, wobei der Freischaukelmodus durch den Fahrer gestartet, blockiert, beendet oder beeinflusst wird. Solche Verfahren haben den Nachteil, dass sie nicht in allen Situationen effektiv zu einer Befreiung des Fahrzeugs aus dem festgefahrenen Zustand führen. In gewissen Situationen kann ein solches Manöver den Zustand sogar verschlechtern. Besonders in Situationen mit einem heterogenen oder sehr unebenen Untergrund, wie beispielsweise im Gelände, ist oft ein zusätzlicher Eingriff des Fahrers am Lenkrad nötig, um das Fahrzeug zu befreien.
Es sind an sich Methoden bekannt, um dem vom Fahrer vorgegebenen Lenkwinkel mittels eines Aktuators einen zusätzlichen Lenkwinkel nach Vorgabe eines Regelsystems zu überlagern (Überlage¬ rungslenkung) . Es werden üblicherweise elektrische Aktuatoren verwendet, die auf ein Überlagerungsgetriebe wirken und den Zusatzlenkwinkel unabhängig vom Fahrer einstellen.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Verfahren zur Unterstützung des Fahrers in der Situation eines festgefahrenen Fahrzeugs anzugeben. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1 und ein Steuergerät gemäß Anspruch 14 gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche .
Die Erfindung geht von der Überlegung aus, dass ein geeigneter Lenkwinkelverlauf bewirken kann, dass ein festgefahrenes Fahrzeug wieder frei kommt. Der Lenkwinkelverlauf ist dabei ein Verlauf des Lenkwinkels als Funktion der Zeit. Ein solcher geeigneter Lenkwinkelverlauf wird daher erfindungsgemäß in einem Sondersteuermodus durch einen Lenkaktuator, der zum fahrerunabhängigen Einstellen eines Lenkwinkels ausgebildet ist, eingestellt . In einer bevorzugten Ausführungsform wird der Sondersteuermodus dann aktiviert, wenn ein Stillstand festgestellt wird und der Stillstand länger dauert als ein vorgegebener Zeitgrenzwert.
Ein Stillstand wird vorteilhafterweise immer dann festgestellt, wenn eine Auswertung der gemessenen Raddrehzahlen nicht angetriebener Räder erkennen lässt, dass diese Räder sich nicht drehen. Bevorzugt wird dies festgestellt, wenn die gemessenen Raddrehzahlen unterhalb eines vorgegebenen Schwellenwerts liegen. Vorteilhafterweise wird nur dann ein Stillstand erkannt, wenn alle nicht angetriebenen Räder sich nicht drehen.
Gibt es keine nicht-angetriebenen Räder des Fahrzeugs (Allrad-Fahrzeug) , so werden bevorzugt alternative Methoden zur Erkennung eines Stillstands verwendet.
Eine alternative Methode zur Stillstandserkennung wertet Daten aus einer Umfelderfassung des Fahrzeugs aus, um einen Stillstand zu erkennen. So kann zum Beispiel ein Stillstand erkannt werden, wenn sich das Umfeld über eine vorgegebene Zeitspanne nicht ändert oder wenn erkannte Objekte ihre Position relativ zum Fahrzeug über eine vorgegebene Zeitspanne nicht ändern. Weitere Methoden zur Stillstandserkennung verwenden beispielsweise Daten eines Längsbeschleunigungssensors und/oder Daten eines Positionsbestimmungssystems (z.B. GPS) und/oder werten Fahreraktionen, wie z.B. Lenkradbewegungen, aus.
In einer bevorzugten Ausführungsform wird der Sondersteuermodus dann aktiviert, wenn ein Stillstand festgestellt wird und ein ermitteltes Antriebsmoment über einem vorgegebenen Grenzwert liegt. Besonders bevorzugt wird ein festgefahrener Zustand festgestellt, wenn über eine vorgegebene Zeitspanne ein
Stillstand festgestellt wird und ein ermitteltes Antriebsmoment während der gleichen Zeitspanne über einem vorgegebenen Momentengrenzwert liegt. Ein solcher Zustand des Fahrzeugs lässt mit hoher Zuverlässigkeit eine festgefahrene Situation erkennen.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform wird der Sondersteuermodus dann aktiviert, wenn alle folgenden Bedingungen erfüllt sind:
-ein Stillstand ist festgestellt,
-ein ermitteltes Antriebsmoment liegt über einem vorgegebenen Grenzwert,
-ermittelt ist, dass alle angetriebenen Räder des Fahrzeugs sich drehen.
Bevorzugt wird der Sondersteuermodus dann aktiviert, wenn die genannten Bedingungen während einer vorgegebenen Zeitspanne erfüllt sind.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird der Son- dersteuermodus durch eine Eingabe des Fahrers aktiviert. Be¬ sonders bevorzugt erfolgt die Eingabe des Fahrers über eine Schnittstelle, beispielsweise einen Taster.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung erhält der Fahrer eine Meldung, dass der Sondersteuermodus aktiviert ist. Besonders bevorzugt erfolgt diese Meldung haptisch dadurch, dass durch den Lenkaktuator, der den Lenkwinkel einstellt, nicht nur die gelenkten Räder, sondern auch das Lenkrad bewegt werden.
Alternativ erfolgt eine Meldung an den Fahrer, dass der Sondersteuermodus aktiviert ist, durch ein visuelles und/oder akustisches Signal.
Bevorzugt entspricht der Lenkwinkelverlauf einem Hin- und Herlenken um einen Referenzwert. Unter Hin- und Herlenken wird dabei ein Lenkwinkelverlauf verstanden, bei dem zunächst eine Änderung des Winkels in eine Richtung eingestellt wird und anschließend eine Änderung in die andere Richtung eingestellt wird . n
5
Besonders bevorzugt wird der Lenkwinkelverlauf so gesteuert, dass ein Ausschlag der gelenkten Räder zumindest ein Mal zu einer Seite relativ zur Neutralstellung (gerade Räder) und anschließend zur anderen Seite relativ zur Neutralstellung er- folgt.
In einer bevorzugten Ausführungsform entspricht der Lenkwinkelverlauf einem periodischen Verlauf mit vorgegebener Periode und Amplitude. Vorteilhafterweise wird der Lenkwinkelverlauf durch eine periodische Funktion beschrieben. Als besonders vorteilhaft erweisen sich stetig differenzierbare Funktionen, da diese zu vom Fahrer als gleichmäßig empfundenen Lenkbewegungen führen. Beispielsweise kann eine Sinus-Funktion vorteilhaft eingesetzt werden.
Bevorzugt werden ein maximaler Lenkwinkel und ein minimaler Lenkwinkel für den Lenkwinkelverlauf vorgegeben. Besonders bevorzugt wird ein maximaler Betrag des Lenkausschlags relativ zu einem Referenzwert vorgegeben. Ganz besonders bevorzugt entspricht der Referenzwert der Neutralstellung.
Im Falle eines durch einen periodischen Verlauf mit vorgegebener Periode und Amplitude beschriebenen Lenkwinkelverlaufs wird die Amplitude so gewählt, dass die Maxima und Minima des Verlaufs den minimalen, und respektive maximalen, vorgegebenen Lenkwinkeln entsprechen .
Besonders bevorzugt werden die minimalen und maximalen Lenk- winkel nach Maßgabe einer erkannten Untergrundbeschaffenheit bestimmt. So wird beispielsweise ein kleinerer maximaler (und größerer minimaler) Lenkwinkel vorgegeben, wenn das Fahrzeug sich auf Sand befindet, um zu vermeiden, dass sich das Fahrzeug durch die Bewegung der Räder weiter eingräbt. Ein größerer maximaler (und kleinerer minimaler) Lenkwinkel wird vorgegeben, wenn sich das Fahrzeug beispielsweise auf felsigem Untergrund ,
b befindet. Die Untergrundbeschaffenheit kann anhand verschie¬ dener Methoden, beispielsweise einer Auswertung der Umfelderkennung bestimmt werden.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform sind der vor- gegebene minimale und der vorgegebene maximale Lenkwinkel zeitlich veränderlich und werden, während der Sondersteuermodus aktiv ist, angepasst. So kann zum Beispiel zunächst ein
Lenkwinkelverlauf mit relativ kleinem maximalen und großem minimalen Lenkwinkel gewählt werden und, wenn dies über ein vorgegebene Zeitspanne nicht zu einer Beendung des festge¬ fahrenen Zustands führt, anschließend ein Verlauf mit größerem maximalen und kleinerem minimalen Lenkwinkel eingestellt werden. In einer bevorzugten Ausführungsform werden der maximale Lenkwinkel und der minimale Lenkwinkel jeweils mittels einer vorgegebenen mathematischen Funktion in Abhängigkeit der Zeit berechnet .
Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird der Sondersteuermodus beendet, wenn eine Bewegung des Fahrzeugs in Längsrichtung festgestellt wird. Eine Bewegung des Fahrzeugs in Längsrichtung wird dabei vorteilhafterweise mittels der gleichen Methode oder den gleichen Methoden festgestellt, mittels derer ein Stillstand des Fahrzeugs festgestellt wurde.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird der Sondersteuermodus durch eine Eingabe des Fahrers beendet, wobei eine solche Eingabe über eine Schnittstelle (Taster) oder über ein Einstellen eines Bremsdrucks, der größer als ein Brems¬ druckgrenzwert ist, oder über eine Bewegung des Lenkrads oder über ein Festhalten des Lenkrads entgegen der Einstellung durch den Lenkaktuator während einer vorgegebenen Zeitspanne erfolgen kann. Der Fahrer kann vorteilhafterweise jederzeit den Sondersteu¬ ermodus beenden. Ein Beenden des Sondersteuermodus ist dabei vorgesehen, wenn der Fahrer entgegen der fahrerunabhängigen Ansteuerung eingreift. Dies ist zum Beispiel der Fall, wenn der Fahrer das Lenkrad über eine vorgegebene Zeit so festhält, dass eine automatische Ansteuerung nicht erfolgen kann, oder wenn er aktiv gegen die Ansteuerung lenkt. Ein Bremseingriff des Fahrers (z.B. entsprechend einem Druck im Hauptzylinder über einen vorgegebenen Druckgrenzwert bzw. Treten eines Bremspedals über einen vorgegebenen Pedalweg) stellt bevorzugt ebenfalls eine Abbruchbedingung dar.
Bevorzugt wird, während der Sondersteuermodus aktiv ist, ein Antriebsmoment durch ein Steuergerät vorgegeben, welches An¬ triebsmoment an mindestens einer angetriebenen Achse anliegt. Ein Antriebsmoment ist nötig, um dem Fahrzeug Vortrieb zu geben, sobald die Räder wieder greifen. Besonders bevorzugt ist das Antriebsmoment über die Dauer der Aktivierung des Sondersteuermodus konstant.
Eine Vorgabe eines Antriebsmoments durch ein Steuergerät während des Sondersteuermodus hat den Vorteil, dass zu jedem Zeitpunkt ein Antrieb der Räder vorhanden ist, sollten sie wieder greifen. Für den Fahrer ist es schwierig und unkomfortabel, ein gleichmäßiges Moment selbst über ein Gaspedal einzusteuern.
In einer bevorzugten Ausführungsform wird das Antriebsmoment zu Beginn des Sondersteuermodus kontinuierlich bis auf einen vorgegebenen Wert erhöht und/oder zu Ende des Sondersteuermodus kontinuierlich auf null abgesenkt.
Besonders bevorzugt wird das Antriebsmoment durch ein Assis¬ tenzsystem, insbesondere einem automatischen Geschwindigkeitsregelsystem, vorgegeben. Ist ein solches Assistenzsystem zu Beginn des Sondersteuermodus aktiv, so ist es vorteilhaft, das durch das Assistenzsystem vorgegebene Moment zu verwenden.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand zweier Zeichnungen näher erläutert. Darin zeigen in stark schemati- sierter Darstellung:
FIG. 1 eine Vorrichtung zur Ausführung eines erfindungs¬ gemäßen Verfahrens; und
FIG. 2 einen beispielhaften Verlauf mehrerer Größen während der Ausführung eines beispielgemäßen Verfahrens. In Figur 1 ist eine Vorrichtung zur Ausführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens gezeigt. Die Vorrichtung ist in einem Kraftfahrzeug enthalten. Dabei bezeichnen la, lb, lc, ld die Räder des Kraftfahrzeugs. Die lenkbaren Räder des Fahrzeugs la und lb können in einem Radwinkel 10a, 10b relativ zur Längsachse des Fahrzeugs eingestellt werden.
Die Vorrichtung enthält ein Lenkrad 4, an welchem in einem Lenkradwinkel 11 eingestellt werden kann. Durch eine Sensor¬ anordnung 2 werden der Lenkradwinkel 11 und/oder die Radwinkel 10a, 10b gemessen. Die Sensoranordnung 2 ist mit einem Steu- ergerät 6 verbunden und übermittelt die gemessenen Lenkradwinkel 11 und/oder Radwinkel 10a, 10b an das Steuergerät 6.
Durch einen elektrisch betätigbaren Lenkaktuator 3 kann ein Lenkwinkel LW fahrerunabhängig eingestellt werden. Durch das Einstellen eines Lenkwinkels LW durch den Lenkaktuator 3 werden die Radwinkel 10a, 10b eingestellt, sowie vorzugsweise der
Lenkradwinkel 11. Der Lenkaktuator 3 ist mit dem Steuergerät 6 verbunden. Das Steuergerät 6 übermittelt, wenn ein Sonder¬ steuermodus aktiv ist, Lenkwinkelanforderungen, die einem Lenkwinkelverlauf LW(t) entsprechen, an den Lenkaktuator 3. Die Lenkwinkelanforderungen werden von dem Lenkaktuator 3 durch Einstellen des Lenkwinkelverlaufs umgesetzt.
Die Vorrichtung verfügt beispielsgemäß über eine Antriebseinheit 5, zum Beispiel einen Fahrzeug-Antriebsmotor, welcher mit einer oder mehreren Fahrzeugachsen verbunden ist und die Räder der angetriebenen Achsen antreibt. Die Antriebseinheit 5 ist mit dem Steuergerät 6 verbunden. Bei Vorliegen des Sondersteuermodus wird beispielsgemäß durch das Steuergerät eine Antriebsmo¬ mentanforderung an die Antriebseinheit 5 übermittelt, welche durch die Antriebseinheit 5 als Antriebsmoment umgesetzt wird.
Die Antriebseinheit 6 ist beispielsgemäß mit einer Eingabe¬ schnittstelle 7 (bspw. Taster) verbunden. Der Fahrer kann über diese Eingabeschnittstelle 7 den Sondersteuermodus aktivieren und beenden. Die Antriebseinheit 6 ist beispielsgemäß ebenfalls mit Mitteln 8 verbunden, die eine Bremsbetätigung des Fahrers erkennen lassen, beispielsweise einem Bremslichtschalter.
Die Antriebseinheit 6 ist beispielsgemäß mit Mitteln 9 zur Erkennung eines Stillstands des Fahrzeugs verbunden. Eine Dauer des Stillstands wird entweder von den Mitteln zur Still—
Standerkennung 9 gemessen und an das Steuergerät 6 übermittelt oder vom Steuergerät 6 selbst erfasst. Der Sondersteuermodus wird beispielsgemäß aktiviert, wenn ein Stillstand durch die Mittel zur Stillstanderkennung 9 erkannt wird und die Dauer des Stillstands länger ist als ein vorgegebener Zeitgrenzwert.
In einer beispielsgemäßen Ausführungsform der Erfindung wird ein Motormoment der Antriebseinheit 5, welches auf die angetriebenen Achsen übertragen wird, erfasst und an das Steuergerät 6 übertragen. Der Sondersteuermodus wird dann beispielsgemäß aktiviert, wenn ein Stillstand durch die Mittel zur Still¬ standerkennung 9 erkannt wird und das erfasste Motormoment der Antriebseinheit 5 über einem vorgegebenen Momentengrenzwert liegt. Vorteilhafterweise wird der Sondersteuermodus nur dann aktiviert, wenn diese Bedingungen während einer vorgegebenen Zeitspanne vorliegen. In einer weiteren beispielsgemäßen Ausführungsform der Erfindung werden die Drehzahlen der angetriebenen Räder erfasst und an das Steuergerät 6 übertragen. Der Sondersteuermodus wird dann beispielsgemäß aktiviert, wenn alle folgenden Bedingungen erfüllt sind:
-ein Stillstand wurde durch die Mittel zur Stillstanderkennung 9 festgestellt,
-ein ermitteltes Antriebsmoment der Antriebseinheit 5 liegt über einem vorgegebenen Grenzwert,
-alle angetriebenen Räder des Fahrzeugs haben Drehzahlen größer Null.
Figur 2 zeigt einen beispielhaften Verlauf mehrerer Größen während der Ausführung eines beispielgemäßen Verfahrens. Dabei sind in den Figurteilen 2a, 2b, 2d und 2e beispielhafte, durch einen Lenkaktuator (z.B. Lenkaktuator 3 in Fig. 1) eingestellte, Lenkwinkelverläufe 25, 26, 35 und 36 gezeigt (zeitliche Verläufe LW(t)) und in den Figurteilen 2c und 2f ein Statusindikator 27 einer Stillstandserkennung.
Auf den x-Achsen 21, 22 ist jeweils die Zeit aufgetragen, auf den y-Achsen 20 in den Figurteilen 2a, 2b, 2d und 2e ist ein Lenkwinkel aufgetragen und auf der y-Achse 32 in den Figurteilen 2c und 2f ist der Wert des Statusindikators der Stillstandserkennung aufgetragen .
Figuren 2a, 2b und 2c zeigen jeweils einen Beginn eines Sondersteuermodus und 2d, 2e und 2f jeweils eine Beendigung eines Sondersteuermodus. Zu einem ersten Zeitpunkt 28 wird Stillstand erkannt und der Statusindikator 27 wird von Null („kein Stillstand") auf Eins („Stillstand erkannt") gesetzt. Anschließend wird beispiels¬ gemäß zum Zeitpunkt 29, nachdem ein Stillstand während einer Zeitdauer 31, die länger als ein vorgegebener Zeitgrenzwert ist, durchgehend als erkannt gilt, ein Sondersteuermodus aktiviert.
Beispielgemäß werden ein maximaler Lenkwinkelwert 23 und ein minimaler Lenkwinkelwert 24 für den Lenkwinkelverlauf LW(t) vorgegeben. Der aktuelle Lenkwinkel zu Beginn des Sonder- steuermodus (Eingangslenkwinkel) 33, 34 wird bestimmt und mit dem minimalen und maximalen Lenkwinkelwerten 23, 24 verglichen.
Verlauf 25 der Figur 2a zeigt den im Sondersteuermodus durch den Lenkaktuator eingestellten Lenkwinkelverlauf LW (t) im Fall, dass der Eingangslenkwinkel 33 größer ist als der maximale Lenk- winkelwert 23. Ein entsprechend an der x-Achse gespiegelter Verlauf wird beispielsgemäß verwendet, wenn der Eingangs¬ lenkwinkel kleiner ist als der minimale Lenkwinkelwert 24 und alle nachfolgenden Betrachtungen gelten analog. Zunächst wird der Lenkwinkel durch den Aktuator beispielsgemäß so lange linear reduziert, bis er unterhalb des maximalen Lenkwinkelwerts 23 liegt. In einer bevorzugten Ausführungsform wird ein Wert für die Steigung des linearen Verlaufs vorgegeben.
Anschließend geht der Verlauf 25 beispielsgemäß in einen durch eine Sinus-Funktion beschriebenen Verlauf über. Vorteilhaft- erweise erfolgt der Übergang zwischen dem linearen Verlauf und der Sinuskurve dabei derart, dass der Verlauf an jedem Punkt stetig differenzierbar ist, da dies vom Fahrer als besonders gleichmäßig empfunden wird.
Verlauf 26 der Figur 2b zeigt den im Sondersteuermodus durch den Lenkaktuator eingestellten Lenkwinkelverlauf LW (t) im Fall, dass der Eingangslenkwinkel kleiner ist als der maximale Lenkwin- kelwert 23, aber größer als Null. Ein entsprechend an der x-Achse gespiegelter Verlauf wird beispielsgemäß verwendet, wenn der Eingangslenkwinkel 34 kleiner als Null ist aber größer als der minimale Lenkwinkelwert 24. In diesem Fall wird vorzugsweise ein Punkt der Sinuskurve als Anfangspunkt bestimmt, an dem die
Sinusfunktion einen Wert gleich dem Eingangslenkwinkel ergibt. Der Lenkwinkelverlauf LW(t) beginnt nun mit dem bestimmten Anfangspunkt und folgt dem Verlauf 26.
Sobald das Kraftfahrzeug zum Zeitpunkt 30 wieder Vortrieb hat und eine Bewegung in Längsrichtung erfolgt, so wird dies durch die Stillstandserkennung festgestellt und der Statusindikator der Stillstandserkennung 27 wird auf Null gesetzt. Beispielsgemäß wird der Sondersteuermodus beendet, wenn kein Stillstand mehr als erkannt gilt. Bevorzugt wird der Sondersteuermodus nicht abrupt beendet, sondern ein Rücksteilen des Lenkwinkels durch den Lenkaktuator bis zu einer Neutralstellung (Geradeausstellung) erfolgt nach Beendung des Stillstands.
In einer bevorzugten Ausführungsform erfolgt eine Beendung des Sondersteuermodus, indem der durch den Lenkaktuator eingestellte Lenkwinkel, wie durch den Lenkwinkelverlauf 36 der Figur 2e gezeigt, linear vom Wert zum Zeitpunkt 30 bis Null (Neutral¬ stellung/ Geradeausstellung) gestellt wird.
In einer zweiten bevorzugten Ausführungsform erfolgt eine Beendung des Sondersteuermodus, indem die Amplitude mit der Zeit reduziert wird, wie beispielsgemäß im Verlauf 35 der Figur 2d dargestellt .
Wenn der Lenkwinkel LW durch den Lenkaktuator in die Neutralstellung gebracht wurde, so kann der Sondersteuermodus beendet werden.

Claims

Patentansprüche
Verfahren zur Ansteuerung eines elektrisch betätigbaren Lenkaktuators (3) für ein Kraftfahrzeug, wobei eine Prüfung hinsichtlich eines Vorliegens einer festgefahrenen Situation durchgeführt wird und bei Vorliegen einer vorgegebenen Bedingung ein Sondersteuermodus des Lenkaktuators (3) aktiviert wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Lenkak- tuator (3) zum fahrerunabhängigen Einstellen eines Lenkwinkels (LW) ausgebildet ist und im Sondersteuermodus der Lenkaktuator (3) einen Lenkwinkelverlauf (LW(t)) einstellt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Lenkwinkelverlauf (LW(t)) einem Hin- und Herlenken um einen vorgegebenen Referenzwert, insbesondere um eine Neutral¬ stellung, entspricht.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Lenkwinkelverlauf (LW(t)) einem periodischen Verlauf mit vorgegebener Periode und Amplitude, insbesondere einem durch eine Sinus-Funktion beschriebenen Verlauf, entspricht .
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein maximaler und ein minimaler Lenkwinkel (23,24) für den Lenkwinkelverlauf (LW(t)) vorgegeben werden.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der minimale und der maximale Lenkwinkel (23,24) nach Maßgabe einer erkannten Untergrundbeschaffenheit bestimmt werden.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der vorgegebene minimale und der vor¬ gegebene maximale Lenkwinkel (23,24) zeitlich veränderlich sind und, während der Sondersteuermodus aktiv ist, angepasst werden.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Sondersteuermodus dann aktiviert wird, wenn ein Stillstand des Kraftfahrzeugs festgestellt wird und der Stillstand länger dauert als ein vorgegebener
Zeitgrenzwert (31) .
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Sondersteuermodus dann aktiviert wird, wenn ein Stillstand des Kraftfahrzeugs festgestellt wird und ein ermitteltes Antriebsmoment des Kraftfahrzeugs über einem vorgegebenen Grenzwert liegt.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Sondersteuermodus durch eine
Eingabe des Fahrers aktiviert wird.
10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Sondersteuermodus beendet wird, wenn eine Bewegung des Fahrzeugs in Längsrichtung festgestellt wird.
11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Sondersteuermodus durch eine Eingabe des Fahrers beendet wird, wobei eine solche Eingabe insbesondere über
-einen Taster (7) oder
-über ein Einstellen eines Bremsdrucks, der größer als ein Bremsdruckgrenzwert ist, oder -über eine Bewegung des Lenkrads (4) oder
-über ein Festhalten des Lenkrads (4) während einer vorgegebenen Zeitspanne entgegen der Einstellung durch den Lenkaktuator
erfolgt .
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass während des Sondersteuermodus ein Antriebsmoment durch ein Steuergerät (6) vorgegeben wird und das Antriebsmoment an mindestens einer angetriebenen Achse anliegt .
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebsmoment durch ein Assistenzsystem, insbesondere ein automatisches Geschwindigkeitsregelsystem, vorgegeben wird .
Steuergerät (6) eines Kraftfahrzeugs, welches Mittel zur Erkennung einer festgefahrenen Situation umfasst und zur Ansteuerung eines elektrisch betätigbaren Lenkaktuators (3) des Kraftfahrzeugs ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass ein Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche durch das Steuergerät (6) durchgeführt wird.
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