DE102014105045A1

DE102014105045A1 - Verfahren zum Betreiben einer elektronischen Servolenkvorrichtung eines Kraftfahrzeugs

Info

Publication number: DE102014105045A1
Application number: DE102014105045.2A
Authority: DE
Inventors: Reinhard Grossheim
Original assignee: Robert Bosch Automotive Steering GmbH
Current assignee: Robert Bosch Automotive Steering GmbH
Priority date: 2014-04-09
Filing date: 2014-04-09
Publication date: 2015-10-15

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer elektronischen Servolenkvorrichtung (2) eines Kraftfahrzeugs (1), wobei die elektronische Servolenkvorrichtung (2) eine Vorderachslenkeinrichtung (2a) und eine Hinterachslenkeinrichtung (2b) umfasst. Bei Vorhandensein einer Fehlfunktion und/oder bei einem Ausfall der Vorderachslenkeinrichtung (2a) wird eine Lenkunterstützungsfunktion der Vorderachslenkeinrichtung (2a) zumindest teilweise von der Hinterachslenkeinrichtung (2b) übernommen.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer elektronischen Servolenkung eines Kraftfahrzeugs. Darüber hinaus betrifft die Erfindung ein elektronisches Regel- und/oder Steuergerät eines Kraftfahrzeugs sowie eine elektronische Servolenkvorrichtung eines Kraftfahrzeugs.
Aus der DE 100 13 711 A1 ist ein Lenksystem bekannt, das unter anderem einen Servoantrieb zur Momentenunterstützung (Servolenkung) aufweist. Der Grad der Momentenunterstützung ist bei dem beschriebenen Lenksystem abhängig von der Fahrzeuggeschwindigkeit. Während bei langsamer Fahrzeuggeschwindigkeit die Momentenunterstützung größer ist, wird die Momentenunterstützung bei höheren Geschwindigkeiten gesenkt. Der Servoantrieb kann elektrisch oder hydraulisch arbeiten. Das in der DE 100 13 711 A1 beschriebene Lenksystem weist neben dem Servoantrieb auch Überlagerungsmittel auf, welche einen Zusatzwinkel erzeugen und den von der Lenkhandhabe vorgegebenen Lenkhandwinkel mit diesem Zusatzwinkel überlagern.
Komplette Abschaltungen bei elektrischen Lenksystemen sollen aus Gründen der Kontrollierbarkeit möglichst auf ein Minimum reduziert werden, da es aufgrund von hohen Achslasten für den Normalfahrer oftmals schwierig ist, das Kraftfahrzeug um eine Kurve zu lenken bzw. das Kraftfahrzeug in der Kurve zu halten.
Allerdings stellt das Abschalten von Elektrolenkungen bei erkannten elektrischen oder elektronischen Fehlfunktionen die einzige Option dar. Für eine redundante Auslegung von Vorderachslenkungen besteht in der Regel kein Platz im Kraftfahrzeug bzw. im Motorraum.
Ausgehend davon liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Betreiben einer elektronischen Servolenkvorrichtung eines Kraftfahrzeugs der Eingangs erwähnten Art zu schaffen, welches die Nachteile des Standes der Technik vermeidet, insbesondere den Fahrer eines Kraftfahrzeugs auch bei einer Fehlfunktion oder einem Ausfall einer Vorderachslenkeinrichtung des Kraftfahrzeugs bei der Bewältigung seiner Lenkaufgabe zu unterstützen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren zum Betreiben einer elektronischen Servolenkvorrichtung eines Kraftfahrzeugs gelöst, wobei die elektronische Servolenkvorrichtung eine Vorderachslenkeinrichtung und eine Hinterachslenkeinrichtung umfasst, wobei bei Vorhandensein einer Fehlfunktion und/oder bei einem zumindest teilweisen Ausfall der Vorderachslenkeinrichtung eine Lenkunterstützungsfunktion der Vorderachslenkeinrichtung zumindest teilweise, insbesondere temporär, von der Hinterachslenkeinrichtung übernommen wird.
Aus dem Stand der Technik sind bereits elektrische Hinterachslenkungen bekannt. Diese weisen eine eigene Sensorik, ein eigenes Steuergerät (Controller) und einen eigenen Servoantrieb bzw. eine eigene Aktuatorik auf und sind somit hinreichend redundant zu einer Vorderachslenkung. Zudem benötigen sie keinen zusätzlichen Platz im Motorraum bzw. nehmen der Vorderachslenkung keinen Bauraum. Die Hinterachslenkung kann im Fall eines Abschaltens der Vorderachslenkung hinreichend viel Lenkwinkel (und damit Unterstützung) zur Verfügung stellen, um den Fahrer bei der Bewältigung seiner Lenkaufgabe zumindest derart, insbesondere als Notbetrieb oder temporär zu unterstützen, damit dieser in der Lage ist, das Kraftfahrzeug noch sicher zu stoppen und kontrolliert abzustellen. Bei einem autonomen Fahren ist der Ausfall der Vorderachslenkeinrichtung nochmals kritischer, da der Fahrer keinerlei Einflussmöglichkeit hat. Auch hier ist die erfindungsgemäße Lösung von Vorteil, wenn der Hinterachslenkeinrichtung hinreichend viel Stellwinkel zur Verfügung gestellt wird.
Vorteilhaft ist es, wenn eine Funktionsfähigkeit oder Vitalität der Vorderachslenkeinrichtung von, insbesondere einem elektronischen Regel- und/oder Steuergerät, der Hinterachslenkeinrichtung fortlaufend überwacht wird.
Über ein fahrzeuginternes Kommunikationssystem (zum Beispiel CAN, Flexray) ist die Hinterachslenkung dazu in der Lage, die Vitalität der Vorderachslenkung zu überwachen und im Bedarfsfall einzuspringen.
Als Lenkunterstützungsfunktion der Vorderachslenkeinrichtung kann ein vorgebbarer Lenkwinkel, insbesondere von lenkbaren Rädern des Kraftfahrzeugs eingestellt werden.
Die Hinterachslenkeinrichtung kann, insbesondere von der Vorderachslenkeinrichtung, über einen möglichen zukünftigen Ausfall der Vorderachslenkeinrichtung informiert werden. Vorteilhaft ist es, wenn die Lenkunterstützungsfunktion der Vorderachslenkeinrichtung reduziert wird, um eine Übernahme der Lenkunterstützungsfunktion durch die Hinterachslenkeinrichtung zu ermöglichen. Beispielsweise kann die Vorderachslenkeinrichtung bei einem Austausch von Fehlerfilterzeiten bereits die Hinterachslenkeinrichtung über einen möglicherweise bevorstehenden Ausfall informieren. Dann kann die eigene Lenkunterstützung gegebenenfalls stufenweise oder kontinuierlich reduziert werden, so dass die Hinterachslenkeinrichtung den Lenkwinkel entsprechend zustellen kann und es somit vorteilhafterweise zu einem möglichst kontinuierlichen Übergang von der Unterstützung der Vorderachslenkeinrichtung auf die Hinterachslenkeinrichtung kommt.
In Anspruch 6 ist ein elektronisches Regel- und/oder Steuergerät eines Kraftfahrzeugs angegeben.
Anspruch 7 betrifft eine elektronische Servolenkvorrichtung eines Kraftfahrzeugs.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann auf einem elektronischen Regel- und/oder Steuergerät des Kraftfahrzeugs ablaufen. Es kann auch, insbesondere verteilt auf den Regel- und/oder Steuergeräten der Vorderachslenkeinrichtung und/oder der Hinterachslenkeinrichtung ausgeführt werden.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen. Nachfolgend ist anhand der Zeichnung prinzipmäßig ein Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben.
Die einzige Figur der Zeichnung zeigt eine schematische Darstellung eines Kraftfahrzeugs mit einer erfindungsgemäßen elektronischen Servolenkvorrichtung.
Die Figur zeigt ein Kraftfahrzeug 1 mit einer elektronischen Servolenkvorrichtung 2, welche eine Vorderachslenkeinrichtung 2a und eine Hinterachslenkeinrichtung 2b umfasst. Eine Lenkhandhabe ist mit dem Bezugszeichen 3 versehen. Die Vorderachslenkeinrichtung 2a ist mit lenkbaren Rädern 4a verbunden, während die Hinterachslenkeinrichtung 2b mit lenkbaren Rädern 4b verbunden ist. Die Vorderachslenkeinrichtung 2a weist ein erstes elektronisches Regel- und/oder Steuergerät 5a und einen ersten elektrischen Servoantrieb 6a auf, welcher der Momentenunterstützung dient oder ein Überlagerungswinkelsteller ist. Ein nicht näher dargestelltes Lenkgetriebe der Vorderachslenkeinrichtung 2a weist eine Zahnstange und ein Ritzel auf, an welches eine Gelenkwelle der Lenkhandhabe 3 angreift, auf, um den Drehwinkel der Gelenkwelle in einen Lenkwinkel der lenkbaren Räder 4a umzusetzen. Ein derartiges oder ähnliches Lenkgetriebe kann auch die Hinterachslenkeinrichtung 2b aufweisen. Die Hinterachslenkeinrichtung 2b weist ein zweites elektronisches Regel- und/oder Steuergerät 5b sowie einen zweiten elektrischen Servoantrieb 6b auf. Eine Kommunikationsverbindung 7 zur gegenseitigen Vitalitätsüberwachung zwischen dem ersten elektronischen Regel- und/oder Steuergerät 5a und dem zweiten elektronischen Regel- und/oder Steuergerät 5b ist gestrichelt angedeutet.
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel handelt es sich bei der Vorderachslenkeinrichtung 2a um ein Electric Power Steering (EPS) sowie bei der Hinterachslenkeinrichtung 2b um eine elektrische Hinterachslenkeinrichtung. Derartige Lenkeinrichtungen sind aus dem Stand der Technik hinlänglich bekannt, so dass nachfolgend nicht näher darauf eingegangen wird. Selbstverständlich kann die Erfindung auch bei weiteren Lenksystemtechnologien mit den notwendigen Änderungen zum Einsatz kommen. Die elektrischen Servoantriebe 6a, 6b können auch als Überlagerungswinkelsteller ausgeführt sein.
Die elektronischen Regel- und/oder Steuergeräte 5a, 5b sind zur Ansteuerung des ersten elektrischen Servoantriebs 6a der Vorderachslenkeinrichtung 2a und zur Ansteuerung des zweiten elektrischen Servoantriebs 6b der Hinterachslenkeinrichtung 2b ausgelegt. Die Regel- und/oder Steuergeräte 5a, 5b und/oder ein übergeordnetes Regel- und/oder Steuergerät (nicht dargestellt) der elektronischen Servolenkvorrichtung 2 bzw. des Kraftfahrzeugs 1 ist nun zur Ausführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Betreiben der elektronischen Servolenkvorrichtung 2 des Kraftfahrzeugs 1 eingerichtet, wobei die elektronische Servolenkvorrichtung 2 die Vorderachslenkeinrichtung 2a und die Hinterachslenkeinrichtung 2b umfasst, wobei bei Vorhandensein einer Fehlfunktion und/oder bei einem Ausfall der Vorderachslenkeinrichtung 2a eine Lenkunterstützungsfunktion der Vorderachslenkeinrichtung 2a zumindest teilweise von der Hinterachslenkeinrichtung 2b übernommen wird. Bei der Lenkunterstützungsfunktion der Vorderachslenkeinrichtung 2a kann es sich um eine Momentenunterstützung und/oder das Einstellen eines vorgebbaren Lenkwinkels handeln.
Eine Funktionsfähigkeit bzw. eine Vitalität der Vorderachslenkeinrichtung 2a kann insbesondere von dem elektrischen Regel- und/oder Steuergerät 5b der Hinterachslenkeinrichtung 2b insbesondere über die Kommunikationsverbindung 7 fortlaufend überwacht werden.
Die Hinterachslenkeinrichtung 2b kann von der Vorderachslenkeinrichtung 2a über einem möglichen zukünftigen Ausfall der Vorderachslenkeinrichtung 2a informiert werden. Somit kann die Lenkunterstützungsfunktion der Vorderachslenkeinrichtung 2a bereits in diesem Fall reduziert werden, um eine kontinuierliche Übernahme der Lenkunterstützungsfunktion durch die Hinterachslenkeinrichtung 2b zu ermöglichen.
Die Lenkunterstützungsfunktion der Vorderachslenkeinrichtung 2a kann sowohl teilweise als auch komplett von der Hinterachslenkeinrichtung 2b übernommen werden. Dies hängt davon ab, wie die elektronische Servolenkvorrichtung 2 ausgelegt ist bzw. welche Momente oder Lenkwinkel einzustellen sind.
Bezugszeichenliste

1: Kraftfahrzeug
2: Elektronische Servolenkvorrichtung
2a: Vorderachslenkeinrichtung
2b: Hinterachslenkeinrichtung
3: Lenkhandhabe
4a, 4b: lenkbare Räder
5a: erstes elektronisches Regel- und/oder Steuergerät
5b: zweites elektronisches Regel- und/oder Steuergerät
6a: erster elektrischer Servoantrieb
6b: zweiter elektrischer Servoantrieb
7: Kommunikationsverbindung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 10013711 A1 [0002, 0002]

Claims

Verfahren zum Betreiben einer elektronischen Servolenkvorrichtung (2) eines Kraftfahrzeugs (1), wobei die elektronische Servolenkvorrichtung (2) eine Vorderachslenkeinrichtung (2a) und eine Hinterachslenkeinrichtung (2b) umfasst, wobei bei Vorhandensein einer Fehlfunktion und/oder bei einem Ausfall der Vorderachslenkeinrichtung (2a) eine Lenkunterstützungsfunktion der Vorderachslenkeinrichtung (2a) zumindest teilweise von der Hinterachslenkeinrichtung (2b) übernommen wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei eine Funktionsfähigkeit der Vorderachslenkeinrichtung (2a) von, insbesondere einem elektronischen Regel- und/oder Steuergerät (5b), der Hinterachslenkeinrichtung (2b) fortlaufend überwacht wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei als die Lenkunterstützungsfunktion der Vorderachslenkeinrichtung (2a) ein vorgebbarer Lenkwinkel eingestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, wobei die Hinterachslenkeinrichtung (2b), insbesondere von der Vorderachslenkeinrichtung (2a) über einen möglichen zukünftigen Ausfall der Vorderachslenkeinrichtung (2a) informiert wird.
Verfahren nach Anspruch 4, wobei die Lenkunterstützungsfunktion der Vorderachslenkeinrichtung (2a) reduziert wird, um eine Übernahme der Lenkunterstützungsfunktion durch die Hinterachslenkeinrichtung (2b) zu ermöglichen.
Elektronisches Regel- und/oder Steuergerät (5a, 5b) eines Kraftfahrzeugs (1) zur Ansteuerung eines ersten elektrischen Servoantriebs (6a) einer Vorderachslenkeinrichtung (2a) und/oder eines zweiten elektrischen Servoantriebs (6b) einer Hinterachslenkeinrichtung (2b) einer elektronischen Servolenkvorrichtung (2) des Kraftfahrzeugs (1), welches zur Durchführung eines Verfahrens zum Betreiben der elektronischen Servolenkvorrichtung (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 5 eingerichtet ist.
Elektronische Servolenkvorrichtung (2) eines Kraftfahrzeugs (1) umfassend: – eine Vorderachslenkeinrichtung (2a) mit einem ersten elektrischen Servoantrieb (6a); – eine Hinterachslenkeinrichtung (2b) mit einem zweiten elektrischen Servoantrieb (6b); und – ein elektronisches Regel- und/oder Steuergerät (5a, 5b) nach Anspruch 6.