EP4713240A1 - Verfahren zum betreiben eines kraftfahrzeugs, sowie kraftfahrzeug mit einer lenkeinheit - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs (10) mit einer Lenkeinheit (12), welche dazu ausgebildet ist, aufgrund eines Lenksignals einen Lenkwinkel eines Räderpaares (14) vorzugeben und ein einen Ist-Lenkwinkel des Räderpaares (14) charakterisierendes Winkelsignal bereitzustellen, wobei bei einem Ausbleiben eines Empfangen des Winkelsignals an einer Steuereinheit (16), welche dazu ausgebildet das Lenksignal bereitzustellen, anhand wenigstens eines von einer Sensoreinheit (18) bereitgestellten, eine Bewegung des Kraftfahrzeugs (10) charakterisierenden Sensorsignals, der Ist-Lenkwinkel abgeschätzt wird und anhand dieser Abschätzung wenigstens eine Aktoreinheit (20) derart gestellt wird, dass eine aufgrund des Lenksignals vorgegeben Soll-Trajektorie (22) und/oder ein Sicherheitsbetrieb des Kraftfahrzeugs (10) vorgegeben wird. Ferner betrifft die Erfidung ein Kraftfahrzeug (10).

Description

Verfahren zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs, sowie Kraftfahrzeug mit einer Lenkeinheit

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs mit einer Lenkeinheit gemäß dem Patentanspruch 1. Ferner betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug mit einer Lenkeinheit gemäß dem Patentanspruch 10.

Ein Kraftfahrzeug, wie beispielsweise ein Personenkraftwagen, verfügt über eine Lenkeinheit, welche zum Lenken und somit zum Steuern des Kraftfahrzeugs dient. Die Lenkeinheit ist häufig so ausgebildet, dass durch Betätigen eines Zahnrads eine Zahnstange bewegt wird, über die ein Lenkwinkel von Rädern, insbesondere der Vorderachse des Kraftfahrzeugs, eingestellt werden kann.

Heutzutage kann es vorkommen, dass das Lenkrad nicht mehr mechanisch mit beispielsweise dem Zahnrad verbunden ist, um den Lenkwinkel vorzugeben. So kann beispielsweise ein Servo der Lenkung rein durch ein elektrisches Signal, welches beispielsweise durch das Lenkrad und/oder ein Fahrerassistenzsystem vorgegeben wird, gesteuert werden. Um Feedback über die Lenkposition zu erhalten, ist in der Regel ein Sensor vorgesehen, weicher eine Position des Lenkwinkels zurück meldet, beispielsweise an das Fahrerassistenzsystem. Das Servo der Lenkeinheit bildet beispielsweise einen Lenkaktuator, welcher im Falle der Zahnstange ein Zahnstangenpositionssignal ausgeben kann beziehungsweise kann eine Sensoreinheit zum Ausgeben des Signals vorgegeben sein. Es kann vorgesehen sein, dass beispielsweise der Sensor ausfällt und das Signal nicht zurückgegeben wird.

Die DE 10 2017 223 295 A1 zeigt ein Verfahren zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs, mit dem nach einem Erstunfall des Kraftfahrzeugs, bei dem es zu einer Funktionseinschränkung der Bremsen und/oder der Lenkung der Vorderräder des Kraftfahrzeugs und/oder zu einer Kollision des Kraftfahrzeugs kam, ein Folgeunfall des Kraftfahrzeugs durch ein Ansteuern einer Hinterradlenkung verhindert werden soll.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs sowie ein Kraftfahrzeug bereitzustellen, durch welche es möglich ist, den Ausfall beziehungsweise das Ausbleiben eines Winkelsignals einer Lenkeinheit an einer Steuereinheit derart zu kompensieren, dass das Kraftfahrzeug vorteilhaft geführt beziehungsweise in einem Sicherheitsbetrieb bewegt werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Gegenstände der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen sowie in der Beschreibung und in der Zeichnung angegeben.

Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs mit einer Lenkeinheit, welche dazu ausgebildet ist, aufgrund eines Lenksignals beziehungsweise in Abhängigkeit von einem Lenksignal einen Lenkwinkel eines Räderpaares, insbesondere eines das an der Vorderachse montiert ist, vorzugeben und ein einen Ist-Lenkwinkel des Räderpaares charakterisierendes Winkelsignal, beispielsweise durch eine Sensoreinrichtung, bereitzustellen.

Damit das Kraftfahrzeug, welches insbesondere als Personenkraftwagen oder Lastkraftwagen ausgebildet ist, vorteilhaft betrieben werden kann, wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren bei einem Ausbleiben eines Empfangens des Winkelsignals an einer Steuereinheit, welche dazu ausgebildet ist, das Lenksignal bereitzustellen, anhand wenigstens eines von einer Sensoreinheit bereitgestellten, eine Bewegung des Kraftfahrzeugs charakterisierenden Sensorsignals, der Ist-Lenkwinkel abgeschätzt und anhand dieser Abschätzung des Ist-Lenkwinkels wenigstens eine Aktoreinheit derart gestellt beziehungsweise eingestellt wird, dass eine aufgrund des Lenksignals vorgegeben Soll-Trajektorie und/oder ein Sicherheitsbetrieb des Kraftfahrzeugs vorgegeben oder angesteuert wird.

Die Steuereinheit umfasst beispielsweise eine elektronische Recheneinheit und kann dazu ausgebildet sein, eine Fahrerassistenz beziehungsweise ein Fahrerassistenzsystem bereitzustellen. Ferner kann die Steuereinheit dazu ausgebildet sein, die Bewegung an einem Lenkrad in das Lenksignal umzusetzen. Das Lenksignal gibt somit einen Soll-Lenkwinkel vor, durch welchen zusätzlich beispielsweise in Abhängigkeit von einer Fahrzeuggeschwindigkeit eine Soll-Trajektorie, auf welcher sich das Fahrzeug aufgrund eines Fahrerwunsches beziehungsweise durch Vorgabe des Fahrerassistenzsystems bewegen soll.

Die Sensoreinheit, welche das die Bewegung des Kraftfahrzeugs charakterisierende Sensorsignal bereitstellt, kann beispielsweise ein Beschleunigungssensor sein, sodass als das wenigstens eine Sensorsignal beispielsweise eine Gierrate des Fahrzeugs bereitgestellt werden kann. Die Sensoreinheit kann ferner beispielsweise ein Gyroskop und/oder einen Drehzahlmesser oder dergleichen aufweisen, sodass beispielsweise über das Sensorsignal beziehungsweise anhand des Sensorsignals, beispielsweise durch Odometrie, die Bewegung des Kraftfahrzeugs abgeschätzt werden kann. Aufgrund dieser Abschätzung beziehungsweise dem Ermitteln der Bewegung anhand des Sensorsignals insbesondere durch die Steuereinheit, kann der Ist-Lenkwinkel abgeschätzt werden. Ist der Ist-Lenkwinkel bekannt, kann aufgrund des durch das Lenksignal vorgegebenen Soll-Winkels eine Differenz und somit eine Abweichung von der Soll-Trajektorie abgeschätzt werden.

Nun wird bei dem Verfahren je nach Differenz die wenigstens eine Aktoreinheit gestellt, bei welcher es sich beispielsweise um eine Bremsanlage des Kraftfahrzeugs handeln kann, welche insbesondere einzelne Reifen des Kraftfahrzeugs individuell abbremsen kann. So kann durch Betätigen der Aktoreinheit die Differenz zwischen Ist- und Soll- Trajektorie verkleinert werden, sodass insbesondere durch das Verfahren versucht wird, die Soll-Trajektorie zu erreichen, ohne dabei auf die Lenkeinheit zurückgreifen zu müssen. Ist die Differenz zu groß oder insbesondere wenn die Differenz eine Schwelle übersteigt, kann der Sicherheitsbetrieb des Kraftfahrzeugs vorgegeben beziehungsweise eingeleitet werden, bei welchem es sich beispielsweise um ein Abbremsen beziehungsweise ein Notbremsen handeln kann.

Mit anderen Worten wird verarbeitet, ob ein Winkelsignal, welches insbesondere ein Sensorsignalstatus der Lenkeinheit umfasst, von der Sensoreinheit weitergegeben wird beziehungsweise am Empfangsort, der Steuereinheit, empfangen wird. Ist dies nicht der Fall, werden fahrzeugbezogene Sensoren verwendet, welche insbesondere mit Aktuatoren beziehungsweise der wenigstens einen Aktoreinheit beziehungsweise mehrere Aktoreinheiten des Kraftfahrzeugs korrespondieren, um das fehlende Winkelsignal zu schätzen. Auf Grundlage dieser Abschätzung werden die verfügbaren Aktoren beziehungsweise Aktuatoren verwenden um eine Referenztrajektorie beziehungsweise die Soll-Trajektorie des Kraftfahrzeugs aufrechtzuerhalten, beispielsweise durch Hinterradlenkung und/oder asymmetrisches Bremsen.

Das heißt, es wird der Ausfall einer Sensoreinheit der Lenkeinheit kompensiert, indem Sensorsignale anderer Aktoren ausgelesen und zur Bestimmung der Trajektorie beziehungsweise des Soll-Lenkwinkels verwendet werden. Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass das Kraftfahrzeug zumindest bedingt auf Spur gehalten werden kann, beziehungsweise weiter entlang seiner Soll-Trajektorie fahren kann, indem wenigstens eine Aktoreinheit derart gestellt beziehungsweise betrieben wird, dass eine Einflussnahme auf die Soll-Trajektorie erreicht wird, welche das Ausbleiben des Stellens eines neuen Lenksignals kompensieren kann. Dadurch ergibt sich ferner der Vorteil, dass das Kraftfahrzeug besonders sicher betrieben werden kann, indem ein Abweichen von der Soll-Trajektorie vermieden werden kann, beziehungsweise falls die Abweichung zu groß wird, der Sicherheitsbetrieb veranlasst wird.

In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung umfasst das wenigstens eine Sensorsignal, welches die Bewegung des Kraftfahrzeugs charakterisiert, eine Gierrate und/oder einen Schräglaufwinkel und/oder eine Raddrehzahl und/oder eine Hinterradlenkstangenposition. Mit anderen Worten kann aufgrund der Gierrate, des Schräglaufwinkels, der Raddrehzahl oder der Hinterradlenkstangenposition die Abschätzung des Ist-Lenkwinkels erfolgen. So beschreibt ein Gieren eine Drehbewegung des Kraftfahrzeugs und seiner Hochachse, wodurch sich der Lenkwinkel ableiten lässt. Der Schräglaufwinkel beschreibt einen Winkel zwischen einem Geschwindigkeitsvektor des Kraftfahrzeugs und einer Schnittlinie zwischen Radmittenebene und Fahrbahnebene. Über den Schräglaufwinkel lassen sich beispielsweise Seitenführungskräfte bestimmen und/oder ein Rückstellmoment bestimmen, woraus der Ist-Lenkwinkel abgeschätzt werden kann. Aufgrund der Hinterradlenkstangenposition ist ein Lenkwinkel der Hinterräder bekannt, insbesondere wenn das Räderpaar der Lenkeinheit an der Vorderachse montiert ist, sodass daraus der Ist-Lenkwinkel des Kraftfahrzeugs abgeschätzt werden kann. Durch die genannten Beispiele der Sensorsignale, welche keinesfalls als abschließend zu betrachten sind, ergibt sich der Vorteil, dass auf besonders einfache und/oder präzise Weise der Lenkwinkel abgeschätzt werden kann, wodurch das Kraftfahrzeug besonders vorteilhaft betrieben werden kann.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung beschreibt das Winkelsignal eine Position einer Koppelstange, beispielsweise eine Zahnstange, der Lenkeinheit und/oder ist das Räderpaar an einer Vorderachse des Kraftfahrzeugs angeordnet. Mit anderen Worten ist die Lenkeinheit derart ausgebildet, dass der Lenkwinkel des Räderpaars durch das Bewegen einer Koppelstange beziehungsweise einer Zahnstange beispielsweise mittels einer Servoeinheit der Lenkeinheit vorgegeben wird, sodass durch die Position der Koppelstange beziehungsweise der Zahnstange das Winkelsignal ermittelbar beziehungsweise vorgebbar ist. Zusätzlich oder alternativ ist das Räderpaar, welches den Lenkwinkel vorgibt beziehungsweise welches durch das Lenksignal gestellt werden soll, das Räderpaar der Vorderachse des Kraftfahrzeugs, sodass es sich bei der Lenkeinheit insbesondere um eine konventionelle Lenkeinheit handelt. Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass das Verfahren mit einer konventionellen Lenkeinheit durchgeführt werden kann, sodass keine spezielle Lenkeinheit an dem Kraftfahrzeug ausgebildet sein muss. Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass das Verfahren beispielsweise besonders kostengünstig durchgeführt werden kann.

Unter einer Zahnstange wird eine Koppelstange verstanden, die einen Verzahnungsabschnitt mit einer Verzahnung aufweist.

Vorteilhaft für das Verfahren ist eine Ausgestaltung bei der die Aktoreinheit beziehungsweise wenigstens eine Aktoreinheit eine Bremseinrichtung und/oder eine Hinterradlenkeinrichtung und/oder ein Spoilerelement und/oder Antriebsstrang umfasst, wodurch das Stellen der Aktoreinheit ein insbesondere asymmetrisches Bremsen wenigstens eines Vorderrads und/oder eines Hinterrads, ein Lenkwinkel eines hinteren Räderpaares beziehungsweise der Hinterradlenkung und/oder das Ein- und/oder Ausfahren eines Spoilerelements beschreibt und/oder das Verzögern beziehungsweise Beschleunigen wenigstens eines Vorderrads und/oder Hinterrads. Mit anderen Worten wird durch eine Bremseinrichtung beziehungsweise einen Antriebsstrang in Form einer Motorbremse, wenigstens ein Rad des Kraftfahrzeugs, ein Vorderrad und/oder ein Hinterrad gebremst, sodass durch ein insbesondere asymmetrisches Bremsen der einzelnen Räder ein Einfluss auf die Ist-Trajektorie des Kraftfahrzeugs genommen werden kann. Zusätzlich oder alternativ ist zu der Lenkeinrichtung, welche das Räderpaar der Vorderachse lenkt, eine Hinterradlenkeinrichtung vorgesehen, welche einen Lenkwinkel an dem Räderpaar der Hinterachse vorgibt, wodurch ebenfalls Einfluss auf die Ist-Trajektorie genommen werden kann. Darüber hinaus ist es denkbar, dass wenigstens ein ausfahrbares Spoilerelement, wie beispielsweise ein Flügelelement, insbesondere ebenfalls asymmetrisch verfahren werden kann beziehungsweise für eine linke und/oder rechte Seite des Fahrzeugs verschiedene Spoilerelemente vorgesehen sind, sodass durch gezieltes Verfahren der Spoilerelemente ebenfalls ein Einfluss auf die Ist-Trajektorie erzielt werden kann. Dadurch erzielt sich der Vorteil, dass auf besonders vorteilhafte weise die Soll-Trajektorie erreicht werden kann.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung umfasst der Sicherheitsbetrieb ein Verlangsamen des gesamten Kraftfahrzeugs, insbesondere bis zum Stillstand. Mit anderen Worten wird durch den Sicherheitsbetrieb eine, insbesondere gleichmäßige Verzögerung und somit ein Bremsen des Kraftfahrzeugs initiiert, durch welches das Kraftfahrzeug insbesondere kontrolliert zum Stillstand gebracht werden soll. So kann der Sicherheitsbetrieb beispielsweise durch ein Notbremsassistenzsystem bereitgestellt werden. Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass das Kraftfahrzeug besonders sicher betrieben werden kann.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung wird mittels eines Umgebungssensors eine Fahrsituation des Kraftfahrzeugs erfasst und das Stellen der Aktoreinheit wird in Abhängigkeit von der erfassten Fahrsituation angepasst. Mit anderen Worten weist das Kraftfahrzeug einen Umgebungssensor, wie beispielsweise eine Kamera, welche insbesondere als Panoramakamera beziehungsweise über zwei Kameraeinheiten verfügt, auf, sodass die Umgebung des Kraftfahrzeugs erfasst und beispielsweise mittels Computervision die Fahrsituation ermittelt oder ausgewertet werden kann. Dabei kann zum Bestimmen beziehungsweise Erfassen der Fahrsituation zusätzlich zu den Daten des Umgebungssensors, wie einem Kamerabild, die Sensorsignale der wenigstens einen Sensoreinheit verwendet werden. Je nach Fahrsituation kann nun das Stellen der Aktoreinheit angepasst werden. Befindet sich das Kraftfahrzeug beispielsweise auf einer mehrspurigen Straße, welche gut einsehbar und nicht von fremden Kraftfahrzeugen beziehungsweise Verkehrsteilnehmern belegt ist, kann versucht werden, die Soll-Trajektorie möglichst genau durch das Stellen der Aktoreinheit zu erreichen, auch wenn die Differenz zur Ist-Trajektorie groß ist. Ist die Straße beispielsweise schmal und/oder es sind viele andere Verkehrsteilnehmer unterwegs, kann stattdessen der Sicherheitsbetrieb eingeleitet werden. Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass das Kraftfahrzeug besonders sicher betrieben werden kann.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens zum Betreiben des Kraftfahrzeugs wird vor dem Stellen der Aktoreinheit ein angepasstes Lenksignal vorgegeben und daraufhin die Abschätzung des Ist-Lenkwinkels wiederholt. Mit anderen Worten wird nach dem Ausfall beziehungsweise Fernbleiben des Winkelsignals überprüft, ob die Lenkeinheit auf eine Korrektur beziehungsweise auf ein Bestätigen des Lenkwinkels reagiert, nachdem bereits eine erste Abschätzung des Ist-Lenkwinkels erfolgt ist. Wird dabei ermittelt, dass die Lenkeinheit auf das Lenksignal reagiert, obwohl das Winkelsignal ausbleibt, kann anstelle der einen Aktoreinheit durch die Lenkeinheit, welche ebenfalls einen Aktor umfasst, die Soll-Trajektorie eingehalten werden. Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass auf besonders vorteilhafte Weise die Soll-Trajektorie erreichbar ist.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung des Verfahrens wird das Kraftfahrzeug während der Durchführung des Verfahrens in einem manuellen Betriebszustand und/oder in einem autonomen Betriebszustand betrieben. Mit anderen Worten wird das Kraftfahrzeug während des Betriebs manuell von einem Fahrer gesteuert beziehungsweise insbesondere gelenkt. Zusätzlich oder alternativ ist ein Fahrerassistenzsystem dazu befähigt, das Kraftfahrzeug zumindest teilautonom zu betreiben, sodass beispielsweise insbesondere eine Querführung des Kraftfahrzeugs dem Fahrerassistenzsystem obliegt. Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass das vorgestellte Verfahren besonders flexibel zum Betreiben des Kraftfahrzeugs verwendet werden kann, da es für das Verfahren keine Rolle spielt, ob das Kraftfahrzeug manuell oder autonom betrieben wird.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens erfolgt das Vorgeben des Sicherheitsbetriebs aufgrund eines Differenzwerts zwischen einer Ist-Trajektorie beziehungsweise der Ist-Trajektorie und der Soll-Trajektorie. Mit anderen Worten werden die durch das Stellen der Aktoreinheit erreichbare Ist-Trajektorie, welche aufgrund des wenigstens einen Sensorsignals abgeschätzt werden kann, und die tatsächlich gewünschte Soll-Trajektorie, welche beispielsweise aufgrund einer Verkehrssituation eingehalten werden sollte, verglichen und anhand des Vergleichs eine Differenz beziehungsweise der Differenzwert ermittelt. Nimmt letzterer eine insbesondere bestimmte vorgebbare Größe an beziehungsweise übersteigt diese Größe, wird das Durchführen des Sicherheitsbetriebs eingeleitet. So kann, wenn die Ist-Trajektorie deutlich von der Soll-Trajektorie abweicht, beispielsweise ein Notbremsen des Kraftfahrzeugs veranlasst werden. Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass das Kraftfahrzeug besonders sicher betrieben werden kann.

Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug. Das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung umfasst eine Lenkeinheit, welche dazu ausgebildet ist, aufgrund eines Lenksignals einen Lenkwinkel eines Räderpaares vorzugeben und ein einen Ist-Lenkwinkel des Räderpaares charakterisierendes Winkelsignal bereitzustellen. Ferner umfasst das Kraftfahrzeug eine Steuereinheit, welche dazu ausgebildet ist, das Lenksignal bereitzustellen, beziehungsweise einen Soll-Lenkwinkel vorzugeben, und eine Sensoreinheit, durch welche ein eine Bewegung des Kraftfahrzeugs charakterisierenden Sensorsignals bereitstellbar ist, und eine Aktoreinheit, durch welchen die Bewegung des Kraftfahrzeugs vorgebbar ist.

Das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug ist dazu ausgebildet, bei einem Ausbleiben eines Empfangen des Winkelsignals an der Steuereinheit anhand des wenigstens einen Sensorsignals den Ist-Lenkwinkel abzuschätzen und anhand dieser Abschätzung die Aktoreinheit derart zu stellen, dass eine insbesondere aufgrund des Lenksignals vorgegeben Soll-Trajektorie und/oder ein Sicherheitsbetrieb des Kraftfahrzeugs vorgebbar ist.

Dabei sind vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sowie Vorteile des ersten Aspekts der Erfindung als vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sowie Vorteile des zweiten Aspekts der Erfindung anzusehen und umgekehrt.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren 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.

Dabei zeigt:

Fig. 1 eine schematische Draufsicht eines Kraftfahrzeugs mit einer Lenkeinheit; und

Fig. 2 ein schematisches Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Betreiben des Kraftfahrzeugs gemäß Fig. 1.

Fig. 1 zeigt eine schematische Draufsicht eines Kraftfahrzeugs 10 mit einer Lenkeinheit 12, welche dazu ausgebildet ist, aufgrund eines Lenksignals, welches beispielsweise von einer Steuereinheit 16 ausgegeben wird, einen Lenkwinkels eines Räderpaares 14 vorzugeben, das heißt, der Lenkwinkel des Räderpaars 14 wird insbesondere als Ist- Lenkwinkel gestellt. Die Lenkeinheit 12 ist ferner dazu ausgebildet ist, ein Winkelsignal, welches den Ist-Lenkwinkel des Räderpaars 14 charakterisiert, bereitzustellen beziehungsweise auszugeben. Das Kraftfahrzeug 10 umfasst ferner die Steuereinheit 16, welche dazu ausgebildet ist, dass Lenksignal, welches einen Soll-Lenkwinkel vorgibt beziehungsweise vorgeben soll, bereitzustellen. Ferner umfasst das Kraftfahrzeug 10 eine Sensoreinheit 18, durch welche ein eine Bewegung des Kraftfahrzeugs 10 charakterisierendes Sensorsignal bereitstellbar ist.

Damit das Kraftfahrzeug 10 ein Ausbleiben des Winkelsignals an der Steuereinheit 16 beispielsweise aufgrund eines Defekts eines Sensors der Lenkeinheit 12 kompensieren kann, ist das Kraftfahrzeug 10 dazu ausgebildet, bei dem Ausbleiben eines Empfangs des Winkelsignals an der Steuereinheit 16 anhand des wenigstens einen Sensorsignals der Sensoreinheit 18 den Ist-Lenkwinkel abzuschätzen und anhand dieser Abschätzung die wenigstens eine Aktoreinheit 20 derart zu stellen, dass eine aufgrund des Lenksignals beziehungsweise grundsätzlich vorgegebene Soll-Trajektorie 22 und/oder ein Sicherheitsbetrieb des Kraftfahrzeugs 10 vorgebbar ist beziehungswies angesteuert wird.

Somit kann anhand des in Fig. 1 gezeigten Kraftfahrzeugs das in Fig. 2 anhand eines Ablaufdiagramms beschriebene Verfahren vorgestellt werden. Dieses Verfahren dient zum Betreiben des Kraftfahrzeugs 10, welches die Lenkeinheit 12 umfasst, welche dazu ausgebildet ist, aufgrund eines Lenksignals einen Lenkwinkel des Räderpaars 14 vorzugeben und das den Ist-Lenkwinkel des Räderpaars 14 charakterisierende Winkelsignal bereitzustellen. Bei dem Verfahren wird bei einem Ausbleiben des Empfangs des Winkelsignals an der Steuereinheit 16, welche dazu ausgebildet ist, dass Lenksignal bereitzustellen, anhand wenigstens des einen von der Sensoreinheit 18 bereitgestellten, ein Bewegen des Kraftfahrzeugs charakterisierenden Sensorsignals der Ist-Lenkwinkel abgeschätzt und anhand dieser Abschätzung die wenigstens eine Aktoreinheit 20 derart gestellt wird, das ein aufgrund des Lenksignals vorgegebene Soll- Trajektorie 22 beziehungsweise die vorgegebene Soll-Trajektorie und/oder ein Sicherheitsbetrieb des Kraftfahrzeugs 10 vorgegeben beziehungsweise eingestellt wird.

Das Ablaufdiagramm zeigt dafür die drei Schritte S1 , S2 und S3, wobei beim Schritt S1 überprüft wird, ob das Winkelsignal an der Steuereinheit 16 empfangen wird und bei einem Ausbleiben des Empfangens mittels dem Schritt S2 anhand des die Bewegung des Kraftfahrzeugs 10 charakterisierenden wenigstens einen Sensorsignals der Ist- Lenkwinkel abgeschätzt wird. Daraufhin wird im Schritt S3 anhand der Abschätzung die wenigstens eine Aktoreinheit 20 derart gestellt, dass das Kraftfahrzeug 10 derart bewegt beziehungsweise gesteuert wird, dass die vorgegebene Soll-Trajektorie 22 erreicht wird beziehungsweise falls diese insbesondere nicht erreicht werden kann, der Sicherheitsbetrieb vorgegeben beziehungsweise eingeleitet wird.

Vorteilhaft kann es sein, wenn als Zwischenschritt des vorgestellten Verfahrens vor dem Stellen der Aktoreinheit im Schritt 3 ein angepasstes Lenksignal durch die Steuereinheit 16 vorgegeben wird und daraufhin die Abschätzung wiederholt wird, so kann überprüft werden, ob die Lenkeinheit 12 trotz Ausbleibens des Winkelsignals auf das Lenksignal reagiert, sodass die Lenkeinheit 12 zum Erreichen der Soll-Trajektorie 22 verwendet werden kann.

Ebenso vorteilhaft ist es, wenn das die Bewegung des Kraftfahrzeugs 10 charakterisierende Sensorsignal eine Gierrate und/oder einen Schräglaufwinkel und/oder eine Raddrehzahl und/oder eine Hinterradlenkstangenposition umfasst. So kann die wenigstens eine Sensoreinheit 18 beispielsweise als Beschleunigungssensor und/oder Gyroskop, als ein Drehzahlmesser, als ein Lenkwinkelsensor oder dergleichen ausgestaltet sein. Die Gierrate beschreibt beispielsweise ein Gieren 28 des Kraftfahrzeugs 10 dargestellt durch einen Pfeil, der eine Drehung des Kraftfahrzeugs 10 um dessen Hochachse beschreibt, woraus sich beispielsweise der Ist-Lenkwinkel ableiten lässt. Über die Raddrehzahl, insbesondere eine individuelle Raddrehzahl je Rad 30 sowohl des vorderen Räderpaares 14 als auch des hinteren Räderpaares 32, kann ebenfalls auf den Ist-Lenkwinkel geschlossen werden.

Eine Aktoreinheit 20, welche vorteilhaft Einfluss auf die Bewegung des Kraftfahrzeugs 10 beziehungsweise eine Trajektorie des Kraftfahrzeugs 10 nehmen kann, ist beispielsweise eine Bremseinrichtung 24 und/oder eine Hinterradlenkreinrichtung 26 und/oder ein Spoilerelement und/oder ein Antriebsstrang. So kann durch das Stellen der wenigstens einen Aktoreinheit 20 die Bewegung des Kraftfahrzeugs 10 derart beinflussbar sein, dass das Kraftfahrzeug 10 entlang der Soll-Trajektorie 22 bewegt werden kann.

Um nun Einfluss auf die Bewegung des Kraftfahrzeugs 10 und somit dessen Ist- Trajektorie zu nehmen um die Soll-Trajektorie 22 zu erreichen, kann das Stellen der Aktoreinheit insbesondere ein asymmetrisches Bremsen beziehungsweise Beschleunigen der einzelnen Räder 30 des Kraftfahrzeugs 10 sein, welches durch die Pfeile 34 dargestellt ist, wobei die Länge der Pfeile die Stärke einer jeweiligen Verzögerung und somit des jeweiligen Bremsens des jeweiligen Rads 30 darstellt.

Für eine vorteilhafte Ausgestaltung der Lenkeinheit 12 ist es vorgesehen, dass der Lenkwinkel mittels einer als Zahnstange ausgebildeten Koppelstange 36 vorgegeben wird, wobei somit das Winkelsignal eine Position der Zahnstange beschreibt. Dabei ist das Räderpaar 14 vorteilhafter weise an einer Vorderachse 38 des Kraftfahrzeugs 10 angeordnet, sodass die Lenkeinheit 12 als konventionelle Vorderachsenlenkung des Kraftfahrzeugs 10 ausgebildet ist.

Der Sicherheitsbetrieb kann insbesondere ein Verlangsamen bis hin zum Stillstand des Kraftfahrzeugs 10 umfassen und beispielsweise durch einen Notbremsassistenten, welcher die mindestens eine elektronische Recheneinheit umfasst mit der Steuereinheit 16 durchgeführt werden kann. Zusätzlich kann ein Umgebungssensor 40 vorgesehen sein, durch welchen, insbesondere beispielsweise in Kombination mit dem Sensorsignal der wenigstens einen Sensoreinheit 18 eine Fahrsituation des Kraftfahrzeugs 10 abgeschätzt werden kann und in Abhängigkeit von der erfassten Fahrsituation ein Stellen der wenigstens einen Aktoreinheit 20 angepasst wird, beziehungsweise zwischen dem Stellen der Aktoreinheit 20 und dem Vorgeben des Sicherheitsbetriebs unterschieden werden kann. Dabei hat es sich ferner als vorteilhaft gezeigt, wenn ein Differenzwert zwischen der Ist-Trajektorie und der Soll-Trajektorie 22 bestimmt wird und anhand der Größe des Differenzwerts entschieden wird, ob die wenigstens eine Aktoreinheit 20 gestellt und/oder der Sicherheitsbetrieb aktiviert wird.

Das Kraftfahrzeug 10 kann sowohl in einem manuellen Betriebszustand, in welchem ein Fahrer das Kraftfahrzeug 10 führt und/oder in einem zumindest teilweise autonomen Betriebszustand, in welchem das Kraftfahrzeug 10 von einem Fahrerassistenzsystem gesteuert wird, betrieben werden, sodass das Verfahren ebenfalls für einen manuellen als auch einen autonomen Betrieb des Kraftfahrzeugs 10 geeignet ist.

Durch das Kraftfahrzeug 10 sowie das Verfahren kann erreicht werden, dass bei einer unbekannten Position des Lenkungsaktuators, welcher beispielsweise ein Servo der Lenkeinheit 12 darstellt, das Kraftfahrzeug 10, welches insbesondere als Personenkraftwagen ausgebildet ist, nicht unkontrollierbar wird. So werden Informationen wenigstens einer Sensoreinheit 18 in Form des wenigstens einen Sensorsignals gesammelt und anhand dieser ein Ist-Lenkwinkel ermittelt, sodass durch Stellen des wenigstens einen Aktors beziehungsweise der Aktoreinheit 20 oder dem Durchführen des Sicherheitsbetriebs Gegenmaßnahmen ergriffen werden können, um die Beherrschbarkeit und/oder Stabilität des Kraftfahrzeugs 10 zu gewährleisten.

Bezugszeichenliste

10 Kraftfahrzeug

12 Lenkeinheit

14 Räderpaar

16 Steuereinheit

18 Sensoreinheit

20 Aktoreinheit

22 Soll-Trajektorie

24 Bremseinrichtung

26 Hinterradlenkeinrichtung

28 Gieren

30 Rad

32 hinteres Räderpaar

34 Pfeil

36 Koppelstange

38 Vorderachse

40 Umgebungssensor

S1 erster Schritt

S2 zweiter Schritt

S3 dritter Schritt

Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs (10) mit einer Lenkeinheit (12), welche dazu ausgebildet ist, aufgrund eines Lenksignals einen Lenkwinkel eines Räderpaares (14) vorzugeben und ein einen Ist-Lenkwinkel des Räderpaares (14) charakterisierendes Winkelsignal bereitzustellen, wobei bei einem Ausbleiben eines Empfangen des Winkelsignals an einer Steuereinheit (16), welche dazu ausgebildet ist das Lenksignal bereitzustellen, anhand wenigstens eines von einer Sensoreinheit (18) bereitgestellten, eine Bewegung des Kraftfahrzeugs (10) charakterisierenden Sensorsignals, der Ist- Lenkwinkel abgeschätzt wird, und anhand dieser Abschätzung wenigstens eine Aktoreinheit (20) derart gestellt wird, dass eine aufgrund des Lenksignals vorgegeben Soll-Trajektorie (22) und/oder ein Sicherheitsbetrieb des Kraftfahrzeugs (10) vorgegeben wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Sensorsignal eine Gierrate und/oder einen Schräglaufwinkel und/oder eine Raddrehzahl und/oder ein Hinterradlenkstangenposition umfasst.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Winkelsignal eine Position einer Koppelstange (36) der Lenkeinheit (12) beschreibt und/oder das Räderpaar an einer Vorderachse (38) des Kraftfahrzeugs (10) angeordnet ist.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Aktoreinheit (20) eine Bremseinrichtung (24) und/oder eine Hinterradlenkeinrichtung (26) und/oder ein Spoilerelement und/oder Antriebsstrang umfasst und das Stellen der Aktoreinheit ein Bremsen und/oder Beschleunigen wenigstens eines Vorderrads und/oder Hinterrads, einen Lenkwinkel eines hinteren Räderpaares (32) und/oder das Ein- und Ausfahren des Spoilerelements beschreibt.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Sicherheitsbetrieb eine Verlangsamen des gesamten Kraftfahrzeugs (10) umfasst.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mittels eines Umgebungssensors eine Fahrsituation des Kraftfahrzeugs (10) erfasst wird und das Stellen der wenigstens einen Aktoreinheit (20) in Abhängigkeit von der erfassten Fahrsituation angepasst wird.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Stellen der wenigstens einen Aktoreinheit (20) ein angepasstes Lenksignal vorgegeben wird und daraufhin die Abschätzung wiederholt wird.

8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kraftfahrzeug (10) in einem manuellen Betriebszustand und/oder in einem autonomen Betriebszustand betrieben wird.

9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Vorgeben des Sicherheitsbetriebs aufgrund eines Differenzwerts zwischen einer Ist-Trajektorie und der Soll-Trajektorie (22) erfolgt.

0. Kraftfahrzeug (10) mit einer Lenkeinheit (12), welche dazu ausgebildet ist, aufgrund eines Lenksignals einen Lenkwinkel eines Räderpaares (14) vorzugeben und ein einen Ist-Lenkwinkel des Räderpaares (14) charakterisierendes Winkelsignal bereitzustellen, mit einer Steuereinheit (16), welche dazu ausgebildet ist das Lenksignal bereitzustellen, mit einer Sensoreinheit (18), durch welche ein eine Bewegung des Kraftfahrzeugs (10) charakterisierenden Sensorsignals bereitstellbar ist, und mit wenigstens einer Aktoreinheit (20), durch welchen die Bewegung des Kraftfahrzeugs (10) vorgebbar ist, wobei das Kraftfahrzeug (10) dazu ausgebildet ist, bei einem Ausbleiben eines Empfangen des Winkelsignals an der Steuereinheit (16) anhand des wenigstens Sensorsignals den Ist-Lenkwinkel abzuschätzen und anhand dieser Abschätzung die wenigstens eine Aktoreinheit (20) derart zu stellen, dass eine aufgrund des Lenksignals vorgegeben Soll-Trajektorie (22) und/oder ein Sicherheitsbetrieb des Kraftfahrzeugs (10) vorgebbar ist.