Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Ansteuern einer Lenkvorrichtung eines Fahrzeugs, dessen Räder sich zumindest einer Achse auf Bereichen einer Fahrbahn mit je einem unterschiedlichen Reibwert bewegen, gemäß dem Oberbegriff der unabhängigen Ansprüche.

Für den Fall, dass ein Fahrzeug auf Fahrbahnbereichen fährt, bei denen die Räder der unterschiedlichen Fahrzeugseiten sich auf Bereichen mit unterschiedlichen Reibwerten bewegen, sollten Vorkehrungen gegen kritische Fahrzustände getroffen werden. Diese resultieren daraus, dass beispielsweise bei einer Beschleunigung oder einer Bremsung die Räder auf den unterschiedlichen Fahrzeugseiten eine unterschiedliche Traktion zur Fahrbahn haben, was zu einem starken Gieren und somit zu sicherheitskritischen Fahrzuständen bei der Fahrt des Fahrzeugs führen kann. Beim Eingriff mit Bremsregelsystemen wird das Beschleunigen des Fahrzeugs signifikant verlangsamt. Ein Eingriff an der Vorderachse ist im Allgemeinen nicht vorgesehen, da dies zu einem Verstellen des Lenkrades führt.

Vor diesem Hintergrund schafft die vorliegende Erfindung ein verbessertes Verfahren und eine verbesserte Vorrichtung zum Ansteuern einer Lenkvorrichtung eines Fahrzeugs, dessen Räder sich zumindest einer Achse auf Bereichen einer Fahrbahn mit je einem unterschiedlichen Reibwert bewegen, gemäß den Hauptansprüchen. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung.

Der hier vorgestellte Ansatz schafft ein Verfahren zum Ansteuern einer Lenkvorrichtung eines Fahrzeugs, dessen Räder zumindest einer Achse sich auf Bereichen einer Fahrbahn mit unterschiedlichen Reibwerten bewegen, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist:

- Einlesen eines Fahrzeuggierwertes, der eine Gierbewegung des Fahrzeugs um eine Hochachse repräsentiert; - Bestimmen eines Kompensationslenkwinkels, um eine Minimierung und/oder eine Verringerung der Gierbewegung des Fahrzeugs zu bewirken; und

- Ansteuern einer Auslenkung der Räder der zumindest einen Achse des Fahrzeugs durch die Lenkvorrichtung mittels des Kompensationslenkwinkels.

Die Lenkvorrichtung ist bevorzugt eine Steer-by-wire-Lenkung, welche vorzugsweise zumindest an der Hinterachse des Fahrzeugs als von der Vorderachslenkung unabhängige zusätzliche Hinterachslenkung zum Einsatz kommt. Eine Steer-by-wire-Len- kung ist eine von einer mechanischen Lenkhandhabe, z.B. einem Lenkrad entkoppelte, zumeist elektromechanische Einheit. Aufgrund von Lenksignalen und einem oder mehreren Parametern wie z.B. einer Fahrzeuggeschwindigkeit, Lenkradwinkel, aktuell vorliegenden Lenkwinkeln an Vorder- und/oder Hinterachse, einer Gierbeschleunigung und/oder Querbeschleunigung des Fahrzeugs etc., werden in einem Steuergerät Lenksignale generiert. Die Lenkbewegung erfolgt mittels zumindest eines Aktuators der Steer-by-wire-Lenkung, welcher vom Steuergerät Lenksignale erhält. Bspw. kann in dem Aktuator mittels eines Spindeltriebs eine Spindel oder Lenkstange linear verlagert werden, welche unmittelbar oder mittelbar mit Radträgem gelenkig gekoppelt ist. Durch die Verlagerung der Spindel können die Radträger um ihre Hochachse geschwenkt werden, so dass die drehbar an den Radträgern gelagerten Räder mit einer Änderung der Radlenkwinkel des jeweiligen Radträgers beaufschlagt werden können. Der Kompensationslenkwinkel kann als Signal ausgehend von einem Steuergerät der Steer-by-wire-Lenkung zugeleitet werden, welche die Änderung der Radlenkwinkel mittels Auslenkung der Räder der zumindest einen Achse des Fahrzeugs durchführt.

Gemäß einer besonders günstigen Ausführungsform kann im Schritt des Einlesens ein eine Fahrzeuggeschwindigkeit repräsentierender Geschwindigkeitswert, ein Lenkwinkel, mit welchem die Lenkvorrichtung das Fahrzeug bezüglich einer Geradeausfahrt steuert und eine Reibwertgröße eingelesen werden, die die unterschiedlichen Reibwerte in den Bereichen der Fahrbahn repräsentieren oder abbilden, wobei der Fahrzeuggierwert unter Verwendung des Geschwindigkeitswertes, des Lenkwinkels und der Reibwertgröße bestimmt wird. Unter einem Fahrzeug kann vorliegend beispielsweise ein Kraftfahrzeug, wie z.B. ein Personenkraftwagen, ein Lastkraftwagen, ein Omnibus oder dergleichen verstanden werden. Hierbei sollte das Fahrzeug zumindest zweispurig sein, wobei die Räder einer Achse sich auf unterschiedlichen Bereichen der Fahrbahn bewegen können sollten, die unterschiedliche Reibwerte aufweist. Unter einer Reibwertgröße kann allgemein ein Parameter verstanden werden, der unterschiedliche Reibwerte in den Bereichen der Fahrbahn repräsentiert, auf dem die Räder auf einer Achse sich bewegen. Beispielsweise kann die Reibwertgröße ein zweidimensionaler Parameter sein, der die einzelnen Reibwerte in den jeweiligen Bereichen der Fahrbahn repräsentiert. Alternativ oder zusätzlich kann die Reibwertgröße jedoch auch eine Differenz zwischen den beiden betreffenden Reibwerten darstellen oder als Parameter bezüglich einer Drehzahl des Rades/der Räder und/oder als Parameter über einen Bremsdruck einer Bremse - in Kombination beispielsweise mit der Drehzahl oder Beschleunigung des betreffenden Rades - an dem oder den Rädern einen indirekten Hinweis darauf geben, welcher Reibwert an dem betreffenden Rad bezüglich der Fahrbahn gerade anliegt. Unter einem Fahrzeuggierwert kann ein Parameter verstanden werden, der eine Information über ein Gierverhalten und/oder eine aktuelle Gierbewegung des Fahrzeugs repräsentiert.

Der hier vorgestellte Ansatz basiert auf der Erkenntnis, dass es durch eine Ansteuerung der Auslenkung der Räder zumindest einer Achse des Fahrzeugs beispielsweise unter Berücksichtigung der Fahrzeuggeschwindigkeit, des Lenkwinkels und den Reibwerten der Fahrbahnbereiche, auf denen die Räder der Achse sich bewegen, sehr effizient und einfach möglich ist, eine Erhöhung der Fahrtsicherheit des Fahrzeugs zu bewirken. Hierbei wird ausgenutzt, das meist bereits aktive Lenkvorrichtungen oder Fahrerassistenzsysteme im Fahrzeug vorhanden sind, welche einerseits bereits eine Vielzahl von Fahrzeug- und/oder Fahrtparametern erheben und/oder verarbeiten können und andererseits auch physische Eingriffe in Fahrzeugkomponenten, z.B. eine Lenkbewegung, vornehmen können, die die Fahrt des Fahrzeugs beeinflussen. Auf diese Weise lässt sich mit den oftmals bereits vorhandenen Sensoren bzw. Aktoren durch die hier vorgeschlagene neue Verknüpfung von Parametern ein Zusatznutzen der meist vorhandenen Fahrzeugkomponenten mit technisch einfachen Mitteln erreichen. Besonders vorteilhaft ist eine Ausführungsform des hier vorgeschlagenen Verfahrens, bei der im Schritt des Ansteuerns eine Auslenkung der Räder einer Hinterachse des Fahrzeugs durch die Lenkvorrichtung angesteuert wird. Eine solche Ausführungsform bietet den Vorteil, dass speziell die Ansteuerung der Auslenkung der Räder einer Hinterachse des Fahrzeugs sehr schnell und effizient auf die Fahrzeugbewegung wirkt, so dass sicherheitskritische Fahrzustände möglichst schnell beendet werden können. Zugleich kann eine Rückwirkung der Lenkung auf eine auf die Räder der Vorderachse wirkende manuelle Lenkeingabe vermieden werden, die beispielsweise zu Irritationen des Fahrers führen könnte.

Sehr effizient lässt sich eine Ausführungsform des hier vorgeschlagenen Ansatzes realisieren, bei der im Schritt des Einlesens als Reibwertgröße je ein Reibwert derjenigen Bereiche der Fahrbahn eingelesen wird, auf denen die Räder des Fahrzeugs sich bewegen und/oder wobei als Reibwertgröße eine Differenz zwischen zwei Reibwerten derjenigen Bereiche der Fahrbahn eingelesen werden, auf denen die Räder des Fahrzeugs sich bewegen. Alternativ oder zusätzlich kann auch als Reibwertgröße zumindest eine Drehzahlinformation über eine Drehzahl zumindest eines der Räder des Fahrzeugs und/oder zumindest ein Bremsdruck einer Bremseinheit an einem der Räder eingelesen werden, um aus der Drehzahlinformation und/oder dem Bremsdruck den Reibwert zu bestimmen. Eine solche Ausführungsform bietet den Vorteil, mit meist bereits im Fahrzeug erfassten Parametern den hier vorgeschlagenen Ansatz umsetzen zu können. Zusätzlich können auch diese Parameter technisch sehr einfach erfasst oder verarbeitet werden.

Besonders effizient und vorteilhaft lässt sich das hier vorgeschlagene Verfahren anwenden, wenn im Schritt des Ansteuerns die Lenkvorrichtung des Fahrzeugs dann angesteuert wird, wenn das Fahrzeug beschleunigt und/oder eine Steigung hinauffährt, insbesondere wobei im Schritt des Ansteuerns die Lenkvorrichtung des Fahrzeugs dann nicht angesteuert wird, wenn das Fahrzeug abbremst und/oder auf einer Fahrbahn mit einem Gefälle fährt. Eine solche Ausführungsform bietet den Vorteil, dass gerade bei Fahrzeugaktionen, in denen die Fahrt auf Fahrbahnbereichen mit unterschiedlichen Reibwerten besonders problematisch für die Fahrzeugsicherheit ist, eine effiziente Kompensation dieser Fahrbahnungleichheiten erfolgen kann. Beispielsweise kann dann in anderen Bereichen, in denen bei unterschiedlichen Fahrbahneigenschaften keine besondere sicherheitskritische Relevanz auftritt, ein entsprechender numerischer und/oder schaltungstechnischer Aufwand vermieden werden.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform des hier vorgestellten Ansatzes kann im Schritt des Ansteuerns eine Ausgabe eines größeren Drehmoments auf die Räder an dasjenige Rad der Räder angesteuert werden, welches sich auf einem Bereich der Fahrbahn befindet, der einen höheren Reibwert der Reibwerte aufweist. Alternativ oder zusätzlich können im Schritt des Ansteuerns die Räder in Richtung desjenigen Bereichs der Fahrbahn ausgelenkt werden, der einen niedrigeren Reibwert der Reibwerte aufweist. Eine solche Ausführungsform bietet den Vorteil, das Fahrzeug besonders schnell in einen sehr sicheren Fahrzustand bringen zu können.

Um einen möglichst effizienten Algorithmus umzusetzen und einen unnötigen Aufwand zu vermeiden, kann gemäß einer weiteren Ausführungsform des hier vorgeschlagenen Ansatzes im Schritt des Bestimmens der Fahrzeuggierwert und/oder im Schritt des Ansteuerns das Lenksignal dann nicht ausgegeben werden, wenn erkannt wird, dass die Räder des Fahrzeugs sich je in einem Bereich der Fahrbahn bewegen, deren Reibwerte innerhalb eines Toleranzbereichs gleich sind.

Denkbar ist weiterhin eine Ausführungsform des hier vorgeschlagenen Ansatzes, bei dem im Schritt des Ansteuerns der Kompensationslenkwinkel ausgegeben wird, wenn der Fahrzeuggierwert größer als ein vorgegebener Gierschwellwert ist und/oder wenn der Geschwindigkeitswert eine Fahrzeuggeschwindigkeit repräsentiert, die größer als ein Geschwindigskeitsschwellwert ist und/oder wenn der Kompensationslenkwinkel größer als ein Kompensationswinkelschwellwert ist. Insbesondere kann beispielsweise auch im Schritt des Ansteuerns das Lenksignal nicht ausgegeben werden, wenn der Fahrzeuggierwert nicht größer als ein vorgegebener Gierschwellwert ist und/oder wenn der Geschwindigkeitswert eine Fahrzeuggeschwindigkeit repräsentiert, die nicht größer als ein Geschwindigskeitsschwellwert ist und/oder wenn der Kompensationslenkwinkel nicht größer als ein Kompensationswinkelschwellwert ist. Eine solche Ausführungsform bietet den Vorteil, geringfügige Abweichungen der Fahrzeuggierrate, der Fahrzeuggeschwindigkeit und/oder eines entsprechenden Kompensationslenkwinkels zu tolerieren, ohne dass beispielsweise ein aktiver Eingriff durch eine Ausführungsform des hier vorgeschlagenen Ansatzes erforderlich ist. Auf diese Weise kann die zur Verfügung stehende numerische oder schaltungstechnische Kapazität effizient genutzt werden, ohne dass eventuell nur sehr geringfügige Vorteile mit einem hohen Aufwand erreicht würden.

Um möglichst starke Eingriffe einer Assistenzfunktion in das Fahrverhalten abzufedern, die möglicherweise ein Schreckverhalten von Fahrzeuginsassen auslöst oder den Komfort der Fahrzeuginsassen deutlich reduziert, kann gemäß einer weiteren Ausführungsform des hier vorgeschlagenen Ansatzes im Schritt des Einlesens ein über mehrere Zeitintervalle gemittelte Fahrzeuggeschwindigkeiten repräsentierender Geschwindigkeitswert, ein über mehrere Zeitintervalle gemittelter Lenkwinkel, mit welchem die Lenkvorrichtung das Fahrzeug bezüglich einer Geradeausfahrt steuert und/oder eine über mehrere Zeitintervalle gemittelte Reibwertgröße, die die unterschiedlichen Reibwerte in den Bereichen der Fahrbahn repräsentieren, eingelesen werden. Alternativ oder zusätzlich kann im Schritt des Bestimmens der Kompensationslenkwinkel unter Verwendung einer Regelungseinheit, insbesondere unter Verwendung von P-, I- und/oder D-Reglereinheiten bestimmt werden.

Der hier vorgestellte Ansatz schafft ferner eine Vorrichtung, die ausgebildet ist, um die Schritte einer Variante eines hier vorgestellten Verfahrens in entsprechenden Einrichtungen durchzuführen, anzusteuern bzw. umzusetzen. Auch durch diese Ausführungsvariante der Erfindung in Form einer Vorrichtung kann die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe schnell und effizient gelöst werden.

Eine solche Vorrichtung kann ein elektrisches Gerät sein, das elektrische Signale, beispielsweise Sensorsignale verarbeitet und in Abhängigkeit davon Steuersignale ausgibt. Eine solche Vorrichtung kann als ein Steuergerät ausgebildet sein. Die Vorrichtung kann eine oder mehrere geeignete Schnittstellen aufweisen, die hard- und/oder softwaremäßig ausgebildet sein können. Bei einer hardwaremäßigen Ausbildung können die Schnittstellen beispielsweise Teil einer integrierten Schaltung sein, in der Funktionen der Vorrichtung umgesetzt sind. Die Schnittstellen können auch eigene, integrierte Schaltkreise sein oder zumindest teilweise aus diskreten Bauelementen bestehen. Bei einer softwaremäßigen Ausbildung können die Schnittstellen Softwaremodule sein, die beispielsweise auf einem Mikrocontroller neben anderen Softwaremodulen vorhanden sind.

Von Vorteil ist auch ein Computerprogrammprodukt mit Programmcode, der auf einem maschinenlesbaren Träger wie einem Halbleiterspeicher, einem Festplattenspeicher oder einem optischen Speicher gespeichert sein kann und zur Durchführung des Verfahrens nach einer der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen verwendet wird, wenn das Programm auf einem Computer oder einer Vorrichtung ausgeführt wird.

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

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs mit einer Vorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel, wobei das Fahrzeug auf einer Fahrbahn fährt;

Fig. 2 eine Blockdarstellung eines Ausführungsbeispiels einer Vorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel;

Fig. 3 eine Blockdarstellung zur Erläuterung eines Teils der hier vorgeschlagenen Vorgehensweise zur Ermittlung des Kompensationslenkwinkels unter Verwendung von Raddrehzahlen als Richtgrößen für die Reibwertgröße;

Fig. 4 eine schematische Darstellung zur Erläuterung einer Vorgehensweise zur Ermittlung des Kompensationslenkwinkels;

Fig. 5 ein Blockschaltbild zur Erläuterung einer Vorgehensweise zur Bestimmung der Aktivierung einer Überlagerung des Kompensationswinkelsignals über den Lenkwinkel;

Fig. 6 eine Darstellung zur Erläuterung einer Vorgehensweise, wie ein Steuersignal zur Ansteuerung des Steuereingangs des Schalters bestimmt werden kann; und

Fig. 7 ein Ablaufdiagramm eines Ausführungsbeispiels eines Verfahrens zum Ansteuern einer Lenkvorrichtung eines Fahrzeugs. Beim Beschleunigen eines Fahrzeugs mit einem in Bezug zu einer linken und rechten Seite des Fahrzeugs abweichenden Fahrbahnreibwert, genannt p-Split-Situation entsteht ein Fahrzeuggiermoment, welches durch den Fahrer kompensiert werden sollte, um ein Verlassen der Fahrspur oder einen sicherheitskritischen Fahrzustand zu vermeiden. Dies beeinträchtigt die Sicherheit. Ebenso wird meist über ein aktives Traktionskontrollsystem das Antriebsmoment auf einer Hochreibwertseite reduziert. Hierdurch kommt es zu einer verzögerten bzw. verlangsamten Beschleunigung. Dieses tritt unter anderem auch verstärkt beim Anfahren am Hang auf. Hier ist gegebenenfalls das Anfahren nicht ohne weiteres möglich.

In der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden für die in den verschiedenen Figuren dargestellten und ähnlich wirkenden Elemente gleiche oder ähnliche Bezugszeichen verwendet, wobei auf eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente verzichtet wird.

Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs 100, welches auf einer Fahrbahn 105 fährt. Die Fahrbahn 105 weist dabei einen ersten Bereich 110 und einem zweiten Bereich 115 auf, die unterschiedliche Reibwerte der haben. Beispielsweise ist im zweiten Bereich 115 die Fahrbahn vereist, so dass hier eine Haftung zwischen Rädern 117 des Fahrzeugs 100 nicht so hoch ist, wie bei den Rädern 117 im ersten Bereich 110. Weiterhin ist in der Fig. 1 dargestellt, dass das Fahrzeug 100 im Bereich einer Kurve 119 der Fahrbahn 105 mit der Geschwindigkeit v fährt. Um die Fahrt des Fahrzeugs 100 in der Kurve 119 steuern zu können, sind beispielsweise die Räder 117 der Vorderachse mit einem Lenkwinkel 120 nach links eingeschlagen, so dass das Fahrzeug 100 bei der Durchfahrt durch die Kurve 119 auf der Fahrbahn 100 bleibt und der Fahrtrichtung, hier der Kurve 119, folgen kann. In der Fig. 1 sind hierbei die Lenkwinkel 120 aus Gründen der besseren Übersichtlichkeit übertrieben dargestellt.

Würde das Fahrzeug 100 auf der Fahrbahn 105 in der Kurve 119 fahren und keine Kompensation der unterschiedlichen Reibwerte in den Bereichen 110 bzw. 1 15 der Fahrbahn 105 vorgesehen sein, könnte dies dazu führen, dass es durch das unterschiedliche Haftverhalten der Räder 1 17 in den Bereichen 110 bzw. 115 dazu führt, dass das Fahrzeug 100 in eine unkontrollierte Gierbewegung gerät und ggfs. ins Schleudern gerät. Um dies zu vermeiden, wird nun der nachfolgende Ansatz vorgestellt, der einerseits bereits bekannte Fahrzeugparameter verwendet und der zugleich auch meist in modernen Fahrzeugen 100 bereits implementierte Aktoren verwendet und somit einen zusätzlichen Nutzen dieser Komponenten ermöglicht.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel des hier vorgestellten Ansatzes wird nämlich eine Vorrichtung 125 zum Ansteuern einer Lenkvorrichtung 127 des Fahrzeugs 100 vorgeschlagen, dessen Räder 117 zumindest einer Achse, beispielsweise der Vorderachse 129 und/oder der Hinterachse 130, sich auf Bereichen 110 bzw. 115 der Fahrbahn 105 mit unterschiedlichen Reibwerten bewegen, z.B. rollen. Die Vorrichtung 125 umfasst eine Einleseschnittstelle 132, eine Bestimmungseinheit 135 und eine Ansteuereinheit 137. Die Lenkvorrichtungen 126, 127 sind hier aus Gründen der Übersichtlichkeit lediglich vereinfacht als Lenkvorrichtungen zur Auslenkung der Räder 117 der Vorderachse 129 und der Hinterachse 130 dargestellt; ohne Beschränkung der Allgemeinheit kann diese Lenkvorrichtung 127 jedoch auch als Einheit verstanden werden, welche alternativ oder zusätzlich die Räder 117 der Vorderachse 129 in die gewünschte Richtung lenken kann.

In der Einleseschnittstelle 132 wird beispielsweise ein eine Fahrzeuggeschwindigkeit v repräsentierender Geschwindigkeitswert 140, der beispielsweise mittels eines Lenkradsensors 142 erfasste Lenkwinkel 120 und eine Reibwertgröße 145 eingelesen. Die Reibwertgröße kann beispielsweise in mehrere Teilgrößen wie beispielsweise die erste Reibwertteilgröße 145a und die zweite Reibwertteilgröße 145b unterteilt sein, wobei beispielsweise die erste Reibwertteilgröße 145a eine Drehzahl, einen Bremsdruck an einer Bremse, einen Strom eines Motors der Lenkung und/oder einen anderen Parameter der Räder 117 repräsentiert, die sich im Bereich 110 der Fahrbahn 105 mit dem höheren Reibwert bewegen. Analog hierzu kann beispielsweise die zweite Reibwertteilgröße 145b eine Drehzahl, einen Bremsdruck an einer Bremse, einen Strom eines Motors der Lenkung und/oder einen anderen Parameter der Räder 117 repräsentieren, die sich im Bereich 115 der Fahrbahn 105 mit dem niedrigeren Reibwert bewegen. Denkbar ist ferner auch, dass in der Einleseschnittstelle 132 aus der ersten Reibwertteilgröße 145 a und der zweiten Reibwertteilgröße 145 b eine Differenz gebildet wird, aus der der Unterschied zwischen den beiden Reibwerten in den Bereichen 110 bzw. 115 zu entnehmen ist, was für die nachfolgende Bestimmung des Kompensationslenkwinkels ebenfalls vorteilhaft verwendbar ist.

In der Einleseschnittstelle 132 wird nun beispielsweise unter Verwendung des Geschwindigkeitswertes 140, des Lenkwinkels 120 und der Reibwertgröße ein Fahrzeuggierwert 147 bestimmt, der ein Gierverhalten oder eine Gierbewegung des Fahrzeugs 100 um eine Hochachse beschreibt. Denkbar ist jedoch auch, dass der Fahrzeuggierwert 147 direkt von einer anderen, hier nicht näher beschriebenen Fahrzeugeinheit bestimmt oder eingelesen wird.

Schließlich wird in der Bestimmungseinheit 135 auf der Basis bzw. unter Verwendung des Fahrzeuggierwertes 147 ein Kompensationslenkwinkel 150 bestimmt, um eine Verringerung der Gierbewegung des Fahrzeugs 100 zu bewirken. Dies bedeutet, dass das Bestimmen in der Bestimmungseinheit 135 derart ausgeführt wird, dass bei einer Ansteuerung einer Auslenkung von Rädern 1 17 entsprechend einem Gesamtlenkwinkel, der aus einer Überlagerung bzw. Addition des Kompensationslenkwinkels 150 mit dem Lenkwinkel 120 erhalten wird, eine Reduktion des Gierens des Fahrzeugs 100 bewirkt wird. In der Ansteuereinheit 137 wird dann die Auslenkung der Räder 117 der zum indest einen Achse 129, 130 des Fahrzeugs 100 durch die Lenkvorrichtung 127 unter Verwendung des Kompensationslenkwinkels 150 durchgeführt bzw. angesteuert.

Durch den Eingriff der Lenkung der Räder 117 zumindest einer Achse 129, 130, mittels der Lenkvorrichtung 127 (s. Fig. 1 ), lässt sich das Giermoment kompensieren und das Fahrzeug 100 bleibt ohne Fahrereingriff in der Fahrspur auf der Fahrbahn 105. Zusätzlich kann durch den stabilisierenden Eingriff an der Hinterachslenkung das Traktionskontrollsystem mehr Drehmoment auf die Räder an der Hochreibwertseite ermöglichen und das Anfahren wird hierdurch beispielsweise beschleunigt.

Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele für zwei alternative Algorithmen zur Erkennung einer Fahrsituation mit Beschleunigung auf p-Split, d. h. auf einem Fahrbahnbereich mit unterschiedlichen Reibwerten p, z.B. je Rad 117 einer Achse, sowie zwei Algorithmen zur Berechnung eines Überlagerungslenkwinkels als dem Kompensationslenkwinkel 150 näher beschrieben, der das eingebrachte Giermoment kompensiert. Die hier vorgestellte Lösung ist derart gestaltet, dass der aus der p- Split-Kompensation berechnete Winkel nur dann dem allgemeinen Hinterachs-Lenkwinkel, d. h. dem Winkel, der für die Fahrzeugführung beispielsweise von einer autonomen Fahrzeugsteuerungseinheit vorgegeben wird, überlagert wird, wenn die p- Split-Detektion eine entsprechende Fahrsituation erkennt, die ein automatisches Eingreifen zur Sicherstellung der Fahrsicherheit erfordert.

Fig. 2 zeigt eine Blockdarstellung eines Ausführungsbeispiels einer Vorrichtung 125 zum Ansteuern einer Ansteuereinheit 137 eines Fahrzeugs. Zunächst wird über die Einleseschnittstelle 132 beispielsweise der Lenkwinkel 120, die Fahrzeuggeschwindigkeit 140 und die Reibwertgröße 145 eingelesen, wobei die Reibwertgröße beispielsweise in mehreren Teilgrößen 145a und 145b oder auch als Raddrehzahl bzw. Bremsdruck von einem oder mehreren Rädern 1 17 eingelesen wird. Optional kann auch direkt der Fahrzeuggierwert 147 oder ein optionaler Oberflächenreibwert und/oder ein Signal eingelesen werden, ob eine Traktionskontrolle aktiv ist. Diese Werte werden von der Einleseschnittstelle 132 an eine Einheit 200 übertragen, welche entsprechend der Darstellung aus der Fig. 1 die Funktion der Bestimmungseinheit 135 und der Ansteuereinheit 137 übernimmt. In dieser Einheit 200 wird dann der nachfolgend noch näher beschriebene Algorithmus zur Berechnung des Kompensationslenkwinkels 150 durchgeführt, der hier vorstehend beispielsweise als Überlagerung-Hinterachsenwinkel bezeichnet werden kann und der die Bewegung des Fahrzeugs 100 speziell beim Beschleunigen auf Untergrund mit unterschiedlichem Reibwert p, ausgleichen kann. Zugleich kann auch in der Einheit 200 bzw. in der Bestimmungseinheit 135 bzw. der Ansteuereinheit 137 erkannt werden, dass eine Situation vorliegt, bei der die Reibwerte derjenigen Bereiche 110, 115 der Fahrbahn 105, auf denen die Räder 117 sich bewegen, unterschiedlich sind und ob überhaupt eine Entscheidung zur Aktivierung der Ansteuerung der Lenkvorrichtung 127 unter Verwendung des Kompensationslenkwinkels 150 erforderlich ist. Wird hierbei erkannt, dass die Aktivierung der Ansteuerung der Lenkvorrichtung 127 unter Verwendung des Kompensationslenkwinkels 150 erforderlich ist, kann mittels eines Schalters 210 eine Aktivierung bzw. gegebenenfalls eine Deaktivierung der Überlagerung des Kompensationslenkwinkels 150 auf den Lenkwinkel 120 zugeschaltet bzw. abgeschaltet werden. Die Aktivierung des Schalters 210 kann über einen Steuereingang S1 erfolgen. Nachfolgend wird noch näher ausgeführt, auf welche Weise das an dem Steuereingang S1 anzulegende Steuersignal ermittelt werden kann. Weiterhin kann in einer Begrenzungseinheit 220 eine Begrenzung der Größe des Kompensationslenkwinkels 150 und/oder der Winkelgeschwindigkeit, das heißt der Geschwindigkeit der Änderung des Kompensationslenkwinkels 150 bzw. des Gesamtwinkels durch beispielsweise eine Überlagerung eines größer werdenden Anteils des Kompensationslenkwinkels 150 auf den Lenkwinkel 120 erfolgen. Diese Begrenzung kann beispielsweise während der Aktivierung aber auch während der Deaktivierung sowie im aktiven Betrieb vorgenommen werden, um zu vermeiden, das große Sprünge im Gesamtlenkwinkel auftreten, die ihrerseits wieder kritische Fahrsituationen auslösen könnten. Schließlich kann der hieraus ermittelte Gesamtlenkwinkel 230 erhalten werden, indem der Kompensationslenkwinkel 150 mit dem Lenkwinkel 120, der beispielsweise von einem Fahrerassistenzsystem 232 bereitgestellt wird, in einem Summierer 235 verknüpft oder überlagert wird.

Fig. 3 zeigt eine Blockdarstellung zur Erläuterung eines Teils einer beispielhaften Vorgehensweise zur Ermittlung des Kompensationslenkwinkels 150 unter Verwendung von Raddrehzahlen als Richtgrößen für die Reibwertgröße 145. Hierbei werden zunächst die Raddrehzahlen als Reibwertgrößen 145a und 145b der Räder auf unterschiedlichen Fahrzeugseiten einer Achse eingelesen. Hieraus wird in einer Differenzdrehzahl-Bestimmungseinheit 300 eine Berechnung der Raddrehzahl-Abweichung vorgenommen, die dann als entsprechendes Signal 310 ausgegeben wird. Zugleich wird beispielsweise der Geschwindigkeitswert 140 und ein Lenkwinkel 120 eingelesen, wobei der Lenkwinkel 120 nun beispielsweise eine Auslenkung der Hinterräder des Fahrzeugs repräsentiert. In einer Modell-Einheit 320 wird nun unter Verwendung eines Fahrzeugmodells unter Kenntnis der Spurweite des Fahrzeugs eine Berechnung der erwarteten Raddrehzahldifferenz in Kurvensituationen durchgeführt. Die entsprechenden erwarteten Raddrehzahlen werden dann in einem Signal 325 ausgegeben, je miteinander verknüpft und in einer Vergleichereinheit 330 eine Abweichung zwischen gemessener und erwarteter Raddrehzahldifferenz ermittelt, die über ein Raddrehzahldifferenzsignal 335 bereitgestellt wird. Dieses Raddrehzahldifferenzsignal 335 wird nun unter Verwendung eines gleitenden Mittelwert-Filters 340 geglättet, um größere Sprünge in diesem Signal möglichst zu vermeiden, die ebenfalls wieder zu unsicheren Fahrzeugsituationen führen könnten. Dieses erhaltene geglättete Raddrehzahldifferenzsignal 335' wird nun einer Reglereinheit 345 zugeführt, die nun beispielsweise eine Regelung hinsichtlich einer Auslenkung der Räder zu einem Bereich mit niedrigerem Reibwert führt. Diese Reglereinheit 345 kann beispielsweise mehrere Teil-Einheiten aufweisen, die beispielsweise eine P-, eine I- und/oder eine D-Regelung durchführen. Denkbar ist auch, dass die Ergebnisse der einzelnen Teil-Einheiten abschließend summiert und somit zum Kompensationslenkwinkel 150 zusammengesetzt werden. Die Reglereinheit 345, die beispielsweise als PID-Rege- lung mit dem Ziel, die Abweichung zwischen erwarteter und gemessener Raddrehzahlabweichung auf 0 zu regeln, ausgeführt ist, ermöglicht hierbei beispielsweise eine Hinterradlenkung, die eine Auslenkung der Räder in Richtung der niedrigen Reibwert-Seite ausführen soll. Hierdurch lässt sich der Gierimpuls des Fahrzeugs reduzieren oder verhindern.

Denkbar ist noch eine Reglerfunktion, bei der für die Reglereinheit 345 eine Skalierungseinheit 350 verwendet wird, um die Verstärkung der Regelung mit dem mittleren Reibwert der Straßenoberfläche zu skalieren. Bei niedrigem Reibwert ist allgemein eine höhere Verstärkung wünschenswert.

Der in der Fig. 3 dargestellte Ablauf entspricht somit beispielsweise einem Algorithmus zur Berechnung eines Kompensationslenkwinkels 150 als Überlagerungs-Hin- terachslenkwinkel der die Gierbewegung des Fahrzeugs beispielsweise beim Beschleunigen auf Untergrund mit unterschiedlichen Reibwert ausgleichen kann.

Fig. 4 zeigt eine schematische Darstellung zur Erläuterung einer beispielhaften Vorgehensweise zur Ermittlung des Kompensationslenkwinkels 150 aus Reibwertgrößen 145a und 145b, die aus Bremsdrücken von Bremsen an den einzelnen Rädern 117 entsprechend der Darstellung aus Fig. 1 ermittelt werden. Hierbei wird zunächst in einer Differenzbildungseinheit 400 die Berechnung der Differenz der Radbremsdrücke beispielsweise an einer angetriebenen Achse ermittelt und als entsprechendes Signal 410 ausgegeben. Dieses Signal 410 kann beispielsweise ebenfalls in einem gleitenden Mittelwert-Filter 340, wie bereits mit Bezug zur Fig. 3 dargestellt wurde, gefiltert werden, um eine Glättung der Bremsdruckabweichungen zu erhalten. Hieraus wird ein entsprechendes geglättetes Signal 410‘ erhalten, welches dann die geglättete unerwartete Raddrehzahldifferenz abbildet. Das geglättete Signal 410' kann ebenfalls wiederum einer Reglereinheit 345 zugeführt werden, die beispielsweise wieder entsprechend der Erläuterung aus Fig. 3 ausgebildet ist.

Fig. 5 zeigt ein Blockschaltbild zur Erläuterung einer beispielhaften Vorgehensweise zur Bestimmung der Aktivierung einer Überlagerung des Kompensationslenkwinkelsignals 150 über den Lenkwinkel 120. Im Wesentlichen wird durch die Darstellung aus Fig. 5 die beispielhafte Vorgehensweise erläutert, wie die Betätigung des Schalters 210 über den Steuereingang S1 gemäß der Darstellung aus Fig. 2 angesteuert werden kann. Zunächst kann beispielsweise der Geschwindigkeitswert 140 eingelesen und in einem Geschwindigkeitsmodell 500 in eine erwartete Gierrate 505 des Fahrzeugs überführt werden. Weiterhin kann eine gemessene Gierrate 510 eingelesen und mit der erwarteten Gierrate 505 verknüpft werden, wobei dann in einer Schwellwerteinheit 515 überprüft wird, ob die Differenz der erwarteten und der berechneten Gierrate über einer Schwelle liegt bzw. in einer weiteren Schwellwerteinheit 520 überprüft werden, ob die Fahrzeuggierrate d. h. die gemessene Gierrate 510 über der Schwelle liegt. Die Ergebnisse der Schwellwerteinheiten 515 und 520 werden dann UND-verknüpft und liefern ein Signal 525. Weiterhin kann ein Pedalsignal 530 eingelesen werden, welches den Grad der Betätigung eines Fahrzeugpedals charakterisiert, wobei dieses Pedalsignal 530 in einer weiteren Schwellwerteinheit 535 daraufhin überprüft werden kann, ob die Fahrpedalstellung über einer Auslenkungsschwelle liegt. Weiterhin kann der Kompensationslenkwinkel 150 einerseits in einem Integrator 540 integriert werden und das Ergebnis in einer weiteren Schwellwerteinheit 545 dahin gehend überprüft werden, ob das Integral des Kompensationslenkwinkels 150 über eine gewisse vorgegebene Zeitdauer über einer Schwelle liegt. Schließlich kann auch in einer weiteren Schwellwerteinheit 550 überprüft werden, ob der berechnete Kompensationslenkwinkel 150 selbst über einer Schwelle liegt. Das Signal 525 sowie die Ergebnisse aus der weiteren Schwellwerteinheit 535, 545 und 550 werden dann beispielsweise wieder UND-verknüpft, um zu prüfen, ob alle Bedingungen erfüllt sind. Jedoch brauchen nicht alle der vorstehend genannten Signale UND-verknüpft werden, denkbar ist auch die Verknüpfung von lediglich einigen dieser Signale. Durch diese Verknüpfung wird schließlich ein Signal 555 erhalten, welches unter Verwendung einer Aktivierungseinheit 560 ein Aktivierungssignal 565 auf den Steuereingang S1 ausgibt, um den Schalter 210 zu schließen und eine Überlagerung des Kompensationswinkels 150 über den Lenkwinkel 120 zu bewirken.

Fig. 6 zeigt eine Darstellung zur Erläuterung einer beispielhaften weiteren Vorgehensweise, wie der Steuereingang S1 des Schalters 210 angesteuert werden kann. Hierbei wird zunächst in einem ersten Schritt ein Traktionskontrolle-Flag-Signal 600 sowie der Kompensationslenkwinkel 150 eingelesen. In einer Schwellwerteinheit 610 kann erkannt werden, ob ein Wert des Traktionskontrolle-Flag-Signals 600 größer als ein Schwellwert ist und beispielsweise zusätzlich eine optionale Erkennung der Fahrsituation über das Traktionskontrollsystem möglich ist. Der Kompensationslenkwinkel 150 kann analog zur Darstellung aus der Fig. 5 einem Integrator 540 sowie einer nachgeschalteten Schwellwerteinheit 545 sowie parallel einer weiteren Schwellwerteinheit 550 zugeführt werden. Die Ergebnisse aus den Schwellwerteinheiten 610, 545 und 550 können dann beispielsweise wieder UND-verknüpft und als Signal 555 der Aktivierungseinheit 560 zugeführt werden, die das Aktivierungssignal 565 auf den Steuereingang S1 ausgibt.

Fig. 7 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Ausführungsbeispiels eines Verfahrens 700 zum Ansteuern einer Lenkvorrichtung eines Fahrzeugs, dessen Räder zumindest einer Achse sich auf Bereichen einer Fahrbahn mit je einem unterschiedlichen Reibwert bewegen. Das Verfahren 700 umfasst einen Schritt 710 des Einlesens eines Fahrzeuggierwertes, der eine Gierbewegung des Fahrzeugs um eine Hochachse repräsentiert. Ferner umfasst das Verfahren 700 einen Schritt 720 des Bestimmens eines Kompensationslenkwinkels, um eine Minimierung und/oder eine Verringerung der Gierbewegung des Fahrzeugs zu bewirken. Schließlich umfasst das Verfahren 700 einen Schritt 730 des Ansteuerns einer Auslenkung der Räder der zumindest einen Achse des Fahrzeugs durch die Lenkvorrichtung mittels des Kompensationslenkwinkels. Die beschriebenen und in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispiele sind nur beispielhaft gewählt. Unterschiedliche Ausführungsbeispiele können vollständig oder in Bezug auf einzelne Merkmale miteinander kombiniert werden. Auch kann ein Ausführungsbeispiel durch Merkmale eines weiteren Ausführungsbeispiels ergänzt werden.

Ferner können erfindungsgemäße Verfahrensschritte wiederholt sowie in einer anderen als in der beschriebenen Reihenfolge ausgeführt werden.

Bezugszeichen

Fahrzeug

Fahrbahn

Bereich der Fahrbahn mit hohem Reibwert

Bereich der Fahrbahn mit niedrigem Reibwert

Räder

Kurve

Lenkwinkel

Vorrichtung

Lenkvorrichtung

Lenkvorrichtung

Vorderachse

Hinterachse

Einleseschnittstelle

Bestimmungseinheit

Ansteuereinheit

Geschwindigkeitswert

Lenkradsensor

Reibwertgröße a, 145b Reibwertteilgröße

Fahrzeuggierwert

Kompensationslenkwinkel

Einheit

Schalter

Steuereingang des Schalters 210

Begrenzungseinheit

Gesamtlenkwinkel

Fahrerassistenzsystem

Summierer

Differenzdrehzahl-Bestimmungseinheit Signal

Modell-Einheit

Signal

Vergleichereinheit

Raddrehzahldifferenzsignal ‘ geglättetes Raddrehzahldifferenzsignal gleitender Mittelwert-Filter

Reglereinheit

Skalierungseinheit

Differenzbildungseinheit

Signal ‘ geglättetes Signal

Geschwindigkeitsmodell erwartete Gierrate gemessene Gierrate

Schwellwerteinheit weitere Schwellwerteinheit

Signal

Pedalsignal weitere Schwellwerteinheit

Integrator weitere Schwellwerteinheit weitere Schwellwerteinheit

Signal

Aktivierungseinheit

Aktivierungssignal

Traktionskontrolle-Flag-Signal

Schwellwerteinheit

Verfahren zum Ansteuern einer Lenkvorrichtung eines Fahrzeugs 710 Schritt des Einlesens

720 Schritt des Bestimmens

730 Schritt des Ansteuerns v Geschwindigkeit p Reibwert