DE102022131612A1

DE102022131612A1 - Verfahren zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs und Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE102022131612A1
Application number: DE102022131612.2A
Authority: DE
Inventors: Lucca Melander Swindt
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 2022-11-29
Filing date: 2022-11-29
Publication date: 2024-05-29

Abstract

Verfahren zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs (1), das wenigstens eine erste Achse (2) mit lenkbaren Rädern (4, 5) umfasst, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist:• Erfassen und/oder Empfangen von eine Fahrsituation des Kraftfahrzeugs (1) betreffenden Fahrsituationsdaten (20),• Auswerten einer Rangierbedingung (21), deren Erfüllung ein aktuelles oder prognostiziertes Vorliegen eines Rangiervorgangs indiziert und von einem aktuellen oder prognostizierten Lenkwinkel (A) der lenkbaren Räder (4, 5) abhängt, der durch die Fahrsituationsdaten (20) vorgegeben oder in Abhängigkeit der Fahrsituationsdaten (20) ermittelt wird, und• Einstellen eines ersten Fahrwerkszustands (31) des Kraftfahrzeugs (1) bei Erfüllung der Rangierbedingung (21) und anderenfalls Einstellen oder Beibehalten eines zweiten Fahrwerkszustands (32), wobei die Einstellung des ersten Fahrwerkszustands (31) die Radlast wenigstens eines der Räder (4, 5) der ersten Achse (2) gegenüber dem zweiten Fahrwerkszustand (32) reduziert.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs, das wenigstens eine erste Achse mit lenkbaren Rädern umfasst. Daneben betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug.
Für Kraftfahrzeuge sind Systeme bekannt, mit denen einzelne Räder eines Kraftfahrzeugs entlastet werden können. Hierdurch kann der Fahrkomfort verbessert werden und ein Fahrzustand des Kraftfahrzeugs kann so eingestellt werden, dass unerwünschte Kräfte und/oder Momente, reduziert oder vollständig verhindert werden. So kann beispielsweise durch einen aktiven Wankstabilisator einem ungewünschten, bei einer Kurvenfahrt auf das Kraftfahrzeug wirkenden Wankmoment entgegengewirkt werden. Außerdem kann durch aktive Einstellung einer Radaufstandskraft eines Rads in Kombination mit einer Fahrbahnüberwachung Unebenheiten der Fahrbahn entgegengewirkt und somit das Fahrverhalten verbessert werden.
Die Anpassung einer Radaufstandskraft, und damit der Radlast, eines Rades ist beispielsweise aus der Druckschrift DE 10 2012 024 086 A1 bekannt. Dort wird ein Verfahren zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs mit mehreren Rädern offenbart, bei dem ein Oberflächenprofil eines Untergrunds in der Umgebung des Kraftfahrzeugs ermittelt wird. Weiter wird untersucht, ob der Untergrund eine Unebenheit aufweist und ob sich diese Unebenheit bei einer zukünftigen Bewegung eines Rads des Kraftfahrzeugs in einem Aktionsbereich des Rads befindet. Ist dies der Fall, wird eine Radaufstandskraft dieses einen Rads reduziert und auf mindestens ein weiteres Rad des Kraftfahrzeugs verteilt.
Das aus dem Stand der Technik bekannte Verfahren dient dem verbesserten Schutz von Reifen und Felgen. Zwar kann potentiell auch ein Verschleiß weiterer Fahrwerkskomponenten, beispielsweise von Lenkstangen, von deren Lagern beziehungsweise von anderen Teilen der Lenkmechanik beziehungsweise einer Lenkaktorik, durch das Auftreten von kurzen Kraftspitzen beim Überfahren von Schlaglöchern und Ähnlichem verringert werden, die erforderliche Robustheit und Leitungsfähigkeit der Fahrwerkskomponenten ist jedoch durch die Fahrzeugauslegung und beispielsweise die hieraus resultierenden Kräfte, insbesondere durch erforderliche Lenkkräfte, vorgegeben.
Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, Belastungen von Fahrzeugkomponenten, insbesondere einer Lenkmechanik und/oder einer Lenkaktorik, weiter zu reduzieren, wodurch insbesondere leichter und/oder kompakter bauende Komponenten nutzbar sind.
Die Aufgabe wird durch ein Verfahren der eingangs genannten Art gelöst, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist:

• Erfassen und/oder Empfangen von eine Fahrsituation des Kraftfahrzeugs betreffenden Fahrsituationsdaten,
• Auswerten einer Rangierbedingung, deren Erfüllung ein aktuelles oder prognostiziertes Vorliegen eines Rangiervorgangs indiziert und von einem aktuellen oder prognostizierten Lenkwinkel der lenkbaren Räder abhängt, der durch die Fahrsituationsdaten vorgegeben oder in Abhängigkeit der Fahrsituationsdaten ermittelt wird, und
• Einstellen eines ersten Fahrwerkszustands des Kraftfahrzeugs bei Erfüllung der Rangierbedingung und anderenfalls Einstellen oder Beibehalten eines zweiten Fahrwerkszustands, wobei die Einstellung des ersten Fahrwerkszustandes die Radlast wenigstens eines der Räder der ersten Achse gegenüber dem zweiten Fahrwerkszustand reduziert.

Es wird vorgeschlagen, das Vorliegen eines Rangiervorgangs, also beispielsweise ein Einpark- oder Wendemanöver, zu erkennen und/oder zu prognostizieren. Es wurde erkannt, dass die Erkennung eines Rangiervorgangs von hoher Bedeutung ist, da bei Kraftfahrzeugen gerade während des Rangierens sehr hohe Lenkkräfte an Komponenten der Lenkung, beispielsweise an einem oder mehreren Lenkgetrieben des Kraftfahrzeugs und/oder an Gelenken der Lenkstangen, anfallen. Der Grund dafür ist, dass die Lenkkraft eines Rads typsicherweise mit zunehmendem Lenkwinkel, also mit zunehmendem Lenkhub, bis zum Lenkanschlag überproportional ansteigt. Weil es bei Rangiervorgängen für gewöhnlich zu den größten Lenkhüben kommt, treten hier üblicherweise auch die größten Lenkkräfte auf. Durch die Erkennung beziehungsweise Prognose des Rangiervorgangs kann in Rangiersituationen gezielt eine Radentlastung erfolgen, wodurch erforderliche Lenkkräfte, insbesondere zur weiteren Erhöhung des Lenkwinkels, reduziert werden können. Somit kann in Abhängigkeit der Fahrsituationsdaten ein Fahrwerkszustand eingestellt werden, in dem die zum Lenken des Kraftfahrzeugs erforderliche Lenkkraft reduziert ist.
Da die zum Lenken eines Rads erforderliche Lenkkraft neben dem Lenkwinkel aber auch von der Kinematik der Achse des Rads, von dessen Raddimension und Radfülldruck sowie direkt von der Radlast abhängig ist, wird sie aufgrund zunehmender Fahrzeuggewichte und größerer Reifendimensionen voraussichtlich auch in Zukunft weiter steigen. Dem erfindungsgemäßen Verfahren kommt damit gerade im Hinblick auf zukünftige Kraftfahrzeuge, aber auch bereits bei aktuellen Kraftfahrzeugen, eine große Bedeutung zu.
Bisher ist die größte erforderliche Lenkkraft eines Kraftfahrzeugs ein Ergebnis der Fahrzeuggestaltung. Die hieraus ermittelte erforderliche Lenkkraft wird für die Auslegung der Lenkung, insbesondere des oder der Lenkgetriebe, verwendet. Sie ergibt sich an jeder Achse des Kraftfahrzeugs als Summe der zum Lenken der Räder der Achse jeweils erforderlichen Lenkkräfte und ist von einer Lenkübersetzung abhängig. Durch die zu den Lenkanschlägen hin stark ansteigenden Lenkkräfte treten am Lenkgetriebe und an anderen Komponenten des Lenkstrangs hohe Maximalkräfte in einem sehr begrenzten Lenkhubbereich auf. Bei einer Lenkung durch einen Aktor beziehungsweise einer aktorischen Unterstützung des Lenkvorgangs ist auch dieser gemäß der erforderlichen Maximalkräfte zu dimensionieren. Da diese Maximalkräfte durch die Lenkung aufbringbar sein müssen, werden die Bauteile bislang auf die Maximalkräfte ausgelegt, obwohl für die meisten Lenkbewegungen deutlich geringere Lenkkräfte gestellt werden müssen.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren können diese Maximalkräfte, die, wie zuvor geschildert, in Rangiervorgängen auftreten, reduziert werden, wodurch die Belastung beziehungsweise erforderliche Leistungsfähigkeit der Bauteile der Lenkung sinkt. Als Folge daraus können die Bauteile für die geringeren Kräfte ausgelegt und es können Bauraum und/oder Gewicht eingespart werden.
Das im Verfahren verwendete Kraftfahrzeug kann neben der ersten Achse mit lenkbaren Rädern, wie allgemein üblich, eine zweite Achsen umfassen. In den nachfolgenden Ausführungen wird daher davon ausgegangen, dass das Kraftfahrzeug eine erste Achse, insbesondere eine Vorderachse, und eine zweite Achse, insbesondere eine Hinterachse, umfasst. Die zweite Achse weist vorzugsweise, wie die erste Achse, zwei Räder auf, die entweder lenkbar sind oder nicht lenkbar sind. Sind die Räder beider Achsen lenkbar, um beispielsweise auch eine Hinterachslenkung zu ermöglichen, so wird insbesondere davon ausgegangen, dass der größte Lenkwinkel der Räder der zweiten Achse deutlich kleiner ist, als der größte Lenkwinkel der Räder der ersten Achse. Alternativ kann das Kraftfahrzeug mehrere zweite Achsen umfassen.
Jedes Rad des Kraftfahrzeugs kann individuell durch einen Motor angetrieben werden oder mehrere Räder, insbesondere die jeweiligen Räder einer Achse, können über einen gemeinsamen Motor angetrieben werden. Bevorzugt weist das Kraftfahrzeug eine erste Achse und/oder ein zweite Achse mit in gleiche Richtung angetriebenen Rädern auf. Alle Räder des Kraftfahrzeugs, beziehungsweise einer Achse des Kraftfahrzeugs, können immer oder vorrübergehend in eine einheitliche Richtung angetrieben sein.
Zu Beginn des erfindungsgemäßen Verfahrens werden Fahrsituationsdaten erfasst und/oder empfangen, die eine aktuelle oder zukünftige Fahrsituation des Kraftfahrzeugs beschreiben. Die Fahrsituationsdaten können durch Sensoren des Kraftfahrzeugs und/oder durch ein Auslesen und/oder Auswerten von Stellgrößen, insbesondere eines Steuergeräts, des Kraftfahrzeugs erfasst werden. Alternativ können die Fahrsituationsdaten durch das Kraftfahrzeug von einer externen Quelle, beispielsweise einem Server oder einer einen Verkehr steuernden Einrichtung oder einem anderen Kraftfahrzeug, empfangen werden. Hierzu kann das Kraftfahrzeug eine geeignete und Empfangseinrichtung aufweisen. Das Erfassen und/oder Empfangen der Fahrsituationsdaten kann kontinuierlich oder diskontinuierlich, insbesondere periodisch, erfolgen. Beispielsweise können in vorgegebenen Intervallen oder durchgehend Fahrsituationsdaten erfasst und/oder empfangen werden.
Anschließend kann das Vorliegen oder zukünftige Bevorstehen eines Rangiervorgangs durch Auswerten der Rangierbedingung anhand der erfassten und/oder empfangenen Fahrsituationsdaten erkannt oder prognostiziert werden. Da die zum Lenken erforderliche Lenkkraft eines Rads, wie eingangs erläutert, mit zunehmendem Lenkwinkel, also Lenkhub, überproportional ansteigt, ist die Erfüllung der Rangierbedingung von dem aktuellen oder prognostizierten Lenkwinkel der lenkbaren Räder des Kraftfahrzeugs abhängig. Der Lenkwinkel kann durch die Fahrsituationsdaten vorgegeben oder in Abhängigkeit der Fahrsituationsdaten ermittelt beziehungsweise prognostiziert werden.
Es ist bevorzug, dass die Rangierbedingung erfüllt wird oder ausschließlich dann erfüllbar ist, wenn der Lenkwinkel einen Winkelgrenzwert überschreitet. Der Winkelgrenzwert liegt insbesondere zwischen 60 % und 80 % eines maximal einstellbaren Lenkwinkels, wobei der maximal einstellbare Lenkwinkel denjenigen Winkel beschreibt, der vorliegt, wenn sich das jeweilige Rad am Lenkanschlag befindet. So kann sichergestellt werden, dass der Lenkwinkel hinreichend groß ist, um eine Anpassung des Fahrwerkszustands des Kraftfahrzeugs zweckmäßig erscheinen zu lassen.
Für das Bewerten des Vorliegens eines Rangiervorgangs kann es von Vorteil sein, wenn die Fahrsituationsdaten zusätzlich eine aktuelle oder prognostizierte Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs beschreiben, wobei die Rangierbedingung erfüllt wird oder ausschließlich dann erfüllbar ist, wenn die Geschwindigkeit einen Geschwindigkeitsgrenzwert unterschreitet. So ist es möglich, Fahrmanöver mit geringer Geschwindigkeit, die häufig auf ein Rangieren oder Einparken hindeuten, zu erkennen und/oder zu prognostizieren. Der zur Erfüllung der Rangierbedingung zu unterschreitende Geschwindigkeitsgrenzwert kann vorzugsweise 12 km/h oder 10 km/h oder 8 km/h sein. Vorteilhafterweise kann der Geschwindigkeitsgrenzwert bei der Auswertung der Rangierbedingung mit dem Betrag der Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs verglichen werden, um nicht zwischen Rückwärts- und Vorwärtsfahrt zu unterscheiden.
Auch bei einer Berücksichtigung der Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs ist die Erfüllung der Rangierbedingung weiterhin vom Lenkwinkel abhängig. Dies ist erforderlich, da bei einer geringen Geschwindigkeit nicht zwingend ein Rangiervorgang vorliegen muss. Die Rangierbedingung kann dann erfüllt werden oder ausschließlich dann erfüllbar sein, wenn die Geschwindigkeit den Geschwindigkeitsgrenzwert unterschreitet und gleichzeitig der Lenkwinkel den Winkelgrenzwert überschreitet. Ergänzend ist es möglich, dass die Erfüllung der Rangierbedingungen zusätzliche Erfordernisse voraussetzt.
Die Fahrsituationsdaten können zusätzlich Kameradaten bezüglich einer Aktivierung und/oder Deaktivierung wenigstens einer Außenkamera des Kraftfahrzeugs beschreiben, wobei die Rangierbedingung erfüllt wird oder ausschließlich dann erfüllbar ist, wenn die Außenkamera oder wenigstens eine der Außenkameras aktiv ist. Durch Kameradaten einer oder mehrerer Au-ßenkameras des Kraftfahrzeugs, also insbesondere in Abhängigkeit davon, ob eine jeweilige Außenkamera aktiv ist, kann das Vorliegen eines Rangiervorgangs erkannt werden. Bei der wenigstens einen Außenkamera kann es sich um eine Rückfahrkamera oder um eine beliebige andere Außenkamera des Kraftfahrzeugs handeln, die automatisch und/oder manuell von einer Bedienperson aktivierbar ist.
Beispielsweise ist es üblich, dass beim Einparken oder allgemein bei einer Rückwärtsfahrt die Rückfahrkamera des Kraftfahrzeugs automatisch aktiviert wird. Durch Kameradaten, die Informationen über die Aktivierung und/oder Deaktivierung einer Außenkamera, insbesondere der Rückfahrkamera, des Kraftfahrzeugs bereitstellen, kann das Vorliegen eines Rangiervorgangs zuverlässiger erkannt werden.
Auch bei einer Berücksichtigung der Kameradaten ist die Erfüllung der Rangierbedingung weiterhin vom Lenkwinkel abhängig. Der Grund dafür ist, dass die Informationen über die Aktivierung und/oder Deaktivierung einer oder mehrerer Außenkameras des Kraftfahrzeugs allein möglicherweise nicht ausreichen würden, um das Vorliegen eines Rangiervorgangs sicher zu bewerten oder zu prognostizieren. So kann es zum Erfüllen der Rangierbedingung erforderlich sein, dass wenigstens eine Außenkamera des Kraftfahrzeugs aktiviert ist und gleichzeitig der Lenkwinkel den Winkelgrenzwert überschreitet. Ergänzend oder alternativ kann die Erfüllung der Rangierbedingung neben dem Lenkwinkel auch von weiteren, durch die Fahrsituationsdaten beschriebenen Faktoren abhängig sein.
Die Fahrsituationsdaten können auch eine Aktivierung und/oder Deaktivierung eines Parkassistenten und/oder einer Einpark-Applikation des Kraftfahrzeugs beschreiben, wobei die Rangierbedingung erfüllt wird oder ausschließlich dann erfüllbar ist, wenn der Lenkwinkel den Winkelgrenzwert überschreitet und gleichzeitig wenigstens ein Parkassistent und/oder wenigstens eine Einpark-Applikation aktiv ist.
Es ist ferner denkbar, dass die Erfüllung der Rangierbedingung neben dem Lenkwinkel auch davon abhängig ist, welcher Gang des Kraftfahrzeugs eingelegt ist. So kann die Rangierbedingung beispielsweise dann erfüllt werden oder ausschließlich dann erfüllbar sein, wenn der Lenkwinkel den Winkelgrenzwert überschreitet und gleichzeitig ein Rückwärtsgang oder ein erster Gang, der eine größtmögliche Übersetzung für eine Vorwärtsfahrt des Kraftfahrzeugs ermöglicht, eingelegt ist.
In weiteren Ausführungsformen können die Fahrsituationsdaten auch empfangene Umgebungsdaten oder Daten einer Routenführung des Kraftfahrzeugs beinhalten, von denen die Erfüllung der Rangierbedingung abhängig sein kann. Beispielsweise können aktuelle oder bevorstehende Rangiervorgänge bei autonomen oder teilautonomen Parkmanövern, durch Auffahren auf einen Parkplatz oder Einfahren in ein Parkhaus erkannt und/oder prognostiziert werden.
Ist die Rangierbedingung erfüllt, wird unmittelbar oder spätestens zu einem prognostizierten Zeitpunkt, zu dem der prognostizierte Rangiervorgang beginnt, der erste Fahrwerkszustand eingestellt, sofern dieser nicht bereits eingestellt ist. Durch Einstellen des ersten Fahrwerkszustands wird die Radlast eines Rads der ersten Achse gegenüber dem zweiten Fahrwerkszustand reduziert.
Unter dem zweiten Fahrwerkszustand ist insbesondere der Fahrwerkszustand zu verstehen, der bei einem Fahren und/oder einem Stehen des Kraftfahrzeugs auf ebener Fahrbahn üblicherweise eingestellt ist, wenn das Kraftfahrzeug nicht rangiert. Vorzugsweise weichen bei einem Stehen des Kraftfahrzeugs auf ebenem Untergrund in dem zweiten Fahrwerkszustand die Radlasten der Räder der ersten Achse um maximal 5 % oder maximal 10 % voneinander ab und/oder die Radlasten der Räder der zweiten Achse um maximal 5 % oder maximal 10 % voneinander ab. Dadurch kann an jeder Achse des Kraftfahrzeugs eine gleichmäßigere Verteilung der Radlasten der Räder erreicht werden, was verbesserte Fahreigenschaften und/oder eine geringere Belastung des Fahrwerks zur Folge hat. Die Achslasten aller Achsen des Kraftfahrzeugs können im zweiten Fahrwerkszustand gleich groß oder verschieden groß sein.
Es ist bevorzugt, wenn bei Erfüllung der Rangierbedingung eines der Räder der ersten Achse ausgewählt wird, dessen Radlast bei Einstellung des ersten Fahrwerkszustands gegenüber dem zweiten Fahrwerkszustand reduziert wird, wobei die Auswahl in Abhängigkeit des Lenkwinkels erfolgt. Da eine Kurvenfahrt des Kraftfahrzeugs zu einer unterschiedlich starken Belastung der Räder der Achse, und damit zu unterschiedlichen Radlasten, führt, die wiederum die zum Lenken der jeweiligen Räder erforderliche Lenkkraft beeinflusst, ist die lenkwinkelabhängige Auswahl eines Rads besonders vorteilhaft.
Durch das Reduzieren der Radlast wird das Bohrmoment des ausgewählten Rads, das beim Lenken zwischen dessen Reifenauflagefläche und dem Untergrund des Kraftfahrzeugs anfällt, verringert. Somit kann die Lenkkraft des ausgewählten Rads, insbesondere die größte zum Lenken des ausgewählten Rads erforderliche Lenkkraft, gegenüber dem zweiten Fahrwerkszustand reduziert werden. Als Folge können die Bauteile der Lenkung, darunter beispielsweise Lenkgetriebe, Übersetzungen und/oder Stellmotoren, für eine geringere maximale Lenkkraft ausgelegt und damit wirtschaftlicher dimensioniert werden.
Eine Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass bei dem Einstellen des ersten Fahrwerkszustands die Radlast des nicht ausgewählten, anderen der Räder der ersten Achse gegenüber dem zweiten Fahrwerkszustand erhöht wird. Die Reduzierung der Radlast des ausgewählten Rads ergibt sich hierbei insbesondere aus der Erhöhung der Radlast des anderen Rads. Im ersten Fahrwerkszustand sind damit das Bohrmoment und folglich auch die erforderliche Lenkkraft am ausgewählten Rad niedriger und am anderen Rad höher als im zweiten Fahrwerkszustand.
Es ist bevorzugt, wenn das ausgewählte Rad das kurveninnere Rad der ersten Achse einer gemäß dem Lenkwinkel durch das Kraftfahrzeug befahrenen Kurve ist. Bei vielen Vorderachskinematiken erfordert das kurveninnere Rad eine größere Lenkkraft als das kurvenäußere Rad. Am kurveninneren Rad wirken sich bei einem großen Lenkwinkel, insbesondere im Lenkanschlag, typischerweise ein verkürzter effektiver Spurheberadius und eine relative Bewegung eines Lenkachsendurchstechpunkts an einer Aufstandsfläche des Rads am ungünstigsten auf die erforderliche Lenkkraft aus. Mit dem aktuellen oder prognostizierten Lenkwinkel kann ermittelt werden, in welche Richtung das Kraftfahrzeug lenkt und welches Rad der ersten Achse aktuell oder prognostiziert das kurveninnere Rad ist. Vorzugsweise kann dann die Radlast dieses kurveninneren Rads reduziert werden.
Durch die Fahrsituationsdaten kann für jedes lenkbare Rad des Kraftfahrzeugs ein radindividueller Lenkwinkel vorgeben oder anhand der Fahrsituationsdaten ermittelt werden, wobei vorteilhafterweise jeder radindividuelle Lenkwinkel einem jeweiligen Rad des Kraftfahrzeugs zuordbar ist. Ergänzend oder alternativ kann durch die Fahrsituationsdaten an jeder Achse mit lenkbaren Rädern ein achsindividueller Lenkwinkel der Räder der jeweiligen Achse vorgeben oder anhand der Fahrsituationsdaten ermittelt werden, wobei vorteilhafterweise jeder achsindividuelle Lenkwinkel einer jeweiligen Achse des Kraftfahrzeugs zuordbar ist. Die Ermittlung des oder der Lenkwinkel kann durch geeignete Messmittel, beispielsweise Drehgeber oder Sensoren zum Erfassen eines Lenkmoments, erfolgen. Alternativ oder ergänzend kann zum Beispiel auch ein voraussichtlicher zukünftiger Lenkwinkel auf Basis der Fahrsituationsdaten prognostiziert werden.
Da herkömmliche Kraftfahrzeuge mehrere Achsen mit Rädern aufweisen, ist es von Vorteil für das erfindungsgemäße Verfahren, wenn bei dem Einstellen des ersten Fahrwerkszustands die Radlast eines ersten Rads einer zweiten Achse des Kraftfahrzeugs, das bezüglich einer Fahrzeugquerrichtung auf einer dem ausgewählten Rad gegenüberliegenden Seite des Kraftfahrzeugs angeordnet ist, gegenüber dem zweiten Fahrwerkszustand reduziert wird und/oder die Radlast eines zweiten Rads der zweiten Achse, das bezüglich der Fahrzeugquerrichtung auf der gleichen Seite des Kraftfahrzeugs wie das ausgewählte Rad angeordnet ist, gegenüber dem zweiten Fahrwerkszustand erhöht wird.
Durch das Einstellen der Radlasten der Räder aller Achsen, beziehungsweise von wenigstens zwei Achsen, des Kraftfahrzeugs kann der Fahrwerkszustand besser angepasst werden. Gegenüber dem zweiten Fahrwerkszustand können somit im ersten Fahrwerkszustand zwei diagonal gegenüberliegende Räder des Kraftfahrzeugs belastet und/oder entlastet werden. In anderen Worten kann im ersten Fahrwerkszustand eine Lastachse gebildet werden, die durch die diagonal gegenüberliegenden beiden Räder mit jeweils gegenüber dem zweiten Fahrwerkszustand erhöhter Radlast verläuft. Durch eine geeignete Einstellung der Radlasten der beiden gegenüber dem zweiten Fahrwerkszustand entlasteten Räder der ersten und zweiten Achse können ein Verkippen und/oder Neigungen des Kraftfahrzeugs um die Lastachse und zur ersten Achse, insbesondere Vorderachse, oder zur zweiten Achse, insbesondere Hinterachse, hin erreicht werden.
Die im ersten Fahrwerkszustand jeweils an den diagonal gegenüberliegenden Rädern eingestellten Radlasten können identisch sein oder um maximal 10 % oder maximal 15 % voneinander abweichen.
Eine vorteilhafte Ausführungsvariante des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass nach Einstellung des ersten Fahrwerkszustands aktualisierte Fahrsituationsdaten erfasst und/oder empfangen werden, wobei eine Änderungsbedingung ausgewertet wird, die erfüllt wird oder ausschließlich dann erfüllbar ist, wenn der Lenkwinkel und ein durch die aktualisierten Fahrsituationsdaten beschriebener oder in Abhängigkeit der aktualisierten Fahrsituationsdaten ermittelter, aktualisierter Lenkwinkel bezüglich einer durch Geradeausfahrt des Kraftfahrzeugs definierten Ausgangslage der lenkbaren Räder der ersten Achse unterschiedliche Vorzeichen aufweist, wobei bei Erfüllung der Änderungsbedingung ein dritter Fahrwerkszustand eingestellt wird, in dem die Radlast des ausgewählten Rads der ersten Achse gegenüber dem ersten Fahrwerkszustand erhöht ist und die Radlast des anderen Rads der ersten Achse gegenüber dem ersten Fahrwerkszustand verringert ist.
Da sich durch eine Veränderung des Lenkeinschlags während des Rangiervorgangs die Richtung der durch das Kraftfahrzeug befahrenen Kurve verändert, also von einer Linkskurve in eine Rechtskurve oder umgekehrt, ändert sich mit dem Lenkeinschlag auch das kurveninnere Rad der ersten Achse.
Somit kann an der ersten Achse aktuell oder zukünftig das Rad mit der größten erforderlichen Lenkkraft wechseln. Durch das Erfassen und/oder Empfangen aktualisierter Fahrsituationsdaten sowie der einmaligen oder mehrmaligen Auswertung der Änderungsbedingung und der davon abhängigen Einstellung des dritten Fahrwerkszustands kann auch während eines Rangiervorgangs sichergestellt werden, dass wenigstens an der ersten Achse stets die Radlast des Rads, welches zum Lenken aktuell oder zukünftig die größte Lenkkraft benötigt, gegenüber dem zweiten Fahrwerkszustand reduziert ist.
Anhand der aktualisierten Fahrsituationsdaten kann zusammen mit den Fahrsituationsdaten, also den zuvor erfassten und/oder empfangenen Fahrsituationsdaten, eine Änderungsbedingung ausgewertet werden. Um die Veränderung des Vorzeichens der Lenkwinkel bewerten zu können, kann bevorzugt eine Ausgangslange der lenkbaren Räder der ersten Achse, die die Stellung der Räder bei der Geradeausfahrt des Kraftfahrzeugs beschreibt, als Referenzwert verwendet werden. Unterscheidet sich das Vorzeichen des aktualisierten Lenkwinkels bezüglich der Ausgangslage von dem Vorzeichen des Lenkwinkels, hat sich der Radeinschlag der Räder der ersten Achse von links nach rechts oder umgekehrt verändert. Die Änderungsbedingung wird dann insbesondere erfüllt oder ist insbesondere ausschließlich dann erfüllbar.
Bei Erfüllung der Änderungsbedingung kann ein dritter Fahrwerkszustand eingestellt werden, in dem die Radlast des ausgewählten Rads der ersten Achse gegenüber dem zuvor eingestellten ersten Fahrwerkszustand erhöht ist und die Radlast des anderen Rads der ersten Achse gegenüber dem ersten Fahrwerkszustand verringert ist.
Ähnlich wie zur Einstellung des ersten Fahrwerkszustands erläutert, kann es für ein Kraftfahrzeug mit einer ersten und einer zweiten Achse vorteilhaft sein, wenn bei Erfüllung der Änderungsbedingung gleichzeitig die Radlast eines Rads der zweiten Achse, das bezüglich einer Fahrzeugquerrichtung auf einer dem ausgewählten Rad gegenüberliegenden Seite des Kraftfahrzeugs angeordnet ist, gegenüber dem ersten Fahrwerkszustand erhöht wird und/oder die Radlast eines zweiten Rads der zweiten Achse, das bezüglich der Fahrzeugquerrichtung auf der gleichen Seite des Kraftfahrzeugs wie das ausgewählte Rad angeordnet ist, gegenüber dem ersten Fahrwerkszustand reduziert wird. Wie bereits obig erwähnt, kann so ein Fahrwerkszustand eingestellt werden, in dem die Radlasten von jeweils zwei bezüglich der Fahrzeugquerrichtung oder der Fahrzeuglängsrichtung diagonal gegenüberliegenden Rädern gegenüber dem ersten Fahrwerkszustand erhöht oder reduziert sind.
Die Auswertung der Änderungsbedingung sowie das Erfassen und/oder Empfangen der aktualisierten Fahrsituationsdaten kann einmalig oder mehrmals nach Einstellen des ersten Fahrwerkszustands kontinuierlich oder diskontinuierlich, insbesondere periodisch, erfolgen. So kann die Änderungsbedingung während eines Rangiervorgangs mehrmals und jeweils anhand aktualisierter Fahrsituationsdaten ausgewertet werden, wodurch eine besonders gute Überwachung des Rangiervorgangs möglich ist.
Die aktualisierten Fahrsituationsdaten können mit den zuvor erfassten oder empfangenen Fahrsituationsdaten übereinstimmen. In diesem Fall kann die Änderungsbedingung nicht erfüllt werden oder erfüllbar sein, wodurch der Fahrwerkszustand des Kraftfahrzeugs unverändert bleibt.
Beschreiben die Fahrsituationsdaten und/oder den aktualisierten Fahrsituationsdaten einen prognostizierten Lenkwinkel, so kann die Einstellung des ersten oder zweiten oder dritten Fahrwerkszustands spätestens zu einem prognostizierten Zeitpunkt, zu dem der prognostizierte Rangiervorgang beginnt oder der vorliegende Rangiervorgang voraussichtlich endet oder sich verändert, erfolgen. Dadurch kann das erfindungsgemäße Verfahren besonders effektiv bei teilautonomen oder autonomen Kraftfahrzeugen verwendet werden.
Es ist erfindungsgemäß besonders bevorzugt, wenn nach Einstellung des ersten Fahrwerkszustands aktualisierte Fahrsituationsdaten erfasst und/oder empfangen werden, wobei in Abhängigkeit der aktualisierten Fahrsituationsdaten eine Endbedingung ausgewertet wird, deren Erfüllung ein aktuelles oder prognostiziertes Ende des Rangiervorgangs indiziert, wobei bei Erfüllung der Endbedingung der zweite Fahrwerkszustand eingestellt wird. Nach Einstellung des ersten Fahrwerkszustands kann auf Basis der aktualisierten Fahrsituationsdaten ergänzend oder alternativ zu der Änderungsbedingung die Endbedingung ausgewertet werden. Die Endbedingung kann im einfachsten Fall dann erfüllt werden oder ausschließlich dann erfüllbar sein, wenn die Rangierbedingung durch die aktualisierten Fahrsituationsdaten nicht erfüllt werden kann, also wenn aktuell oder zukünftig voraussichtlich kein Rangiervorgang vorliegt. Mithin kann die Endbedingung im einfachsten Fall als gegenteilige Rangierbedingung verstanden werden. Die Rangierbedingung und die Endbedingung können sich auch voneinander unterscheiden, beispielsweise um ein hysteretisches Verhalten des Fahrwerks des Kraftfahrzeugs zu ermöglichen.
Die Endbedingung kann beispielsweise dann erfüllt werden oder ausschließlich dann erfüllbar sein, wenn der Lenkwinkel der Räder der ersten Achse kleiner ist als der oder ein weiterer Winkelgrenzwert und/oder die Geschwindigkeit größer ist als der oder ein weiterer Geschwindigkeitsgrenzwert. Ergänzend oder alternativ kann die Endbedingung dann erfüllt werden oder ausschließlich dann erfüllbar sein, wenn gemäß der aktualisierten Fahrsituationsdaten eine zuvor aktivierte Einpark-Applikation deaktiviert ist und/oder wenigstens eine zuvor aktivierte Außenkamera des Kraftfahrzeugs deaktiviert ist und/oder ein zuvor aktivierter Parkassistent deaktiviert ist.
Bei Erfüllung der Endbedingung kann unmittelbar oder spätestens zu einem prognostizierten Zeitpunkt, zu dem der vorliegende Rangiervorgang voraussichtlich endet, der zweite Fahrwerkszustand eingestellt werden. Bei einem Nichterfüllen der Endbedingung kann im Anschluss an die Auswertung der Endbedingung eine Auswertung der Änderungsbedingung anhand der Fahrsituationsdaten und der aktualisierter Fahrsituationsdaten erfolgen. Die Änderungsbedingung kann vor oder nach der Endbedingung ausgewertet werden.
Eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass zur Einstellung des ersten und/oder des zweiten und/oder des dritten Fahrwerkszustands wenigstens ein aktiver Wankstabilisator und/oder wenigstens ein Bestandteil eines aktiven Fahrwerks insbesondere ein elektrischer oder hydraulischer oder pneumatischer Aktor, des Kraftfahrzeugs angesteuert wird. Die Ansteuerung wenigstens eines Stellmittels oder aller Stellmittel kann nach der Auswertung der Rangierbedingung und/oder der Änderungsbedingung und/oder der Endbedingung unmittelbar oder zu einem prognostizierten Zeitpunkt erfolgen. Außerdem kann die Ansteuerung für wenigstens eines der Stellmittel oder aller Stellmittel automatisch, insbesondere durch eine Steuereinrichtung des Kraftfahrzeugs, erfolgen. Als Stellmittel kann vorzugsweise wenigstens ein aktiver Wankstabilisator und/oder wenigstens ein Bestandteil eines aktiven Fahrwerks, insbesondere ein aktives Federdämpfersystem, des Kraftfahrzeugs in Frage kommen.
Durch die Ansteuerung wenigstens eines der Stellmittel können die Fahrwerkszustände, und damit die Radlasten der Räder des Kraftfahrzeugs eingestellt werden. So kann die Einstellung der Fahrwerkszustände an jeder Achse, insbesondere der ersten Achse, durch Ansteuerung eines oder mehrerer Stellmittel erfolgen. Insbesondere kann die Radlast an dem ausgewählte Rad in dem ersten Fahrwerkszustand um 10 % bis 15 % geringer sein als in dem zweiten Fahrwerkszustand, insbesondere im Stillstand bzw. bei Geschwindigkeiten von weniger als 10 km/h.
Der Antrieb der Räder des Kraftfahrzeugs kann davon unberührt bleiben, wobei alle Räder, beziehungsweise alle Räder der angetriebenen Achse oder der angetriebenen Achsen, des Kraftfahrzeugs vorzugsweise gleichsinnig in dieselbe Richtung drehend angetrieben sind.
Das oder wenigstens eines der Stellmittel kann Fahrsituationsdaten, die eine Radlast eines der Räder des Kraftfahrzeugs beschreiben, an die Steuereinrichtung übertragen. Die Steuereinrichtung kann diese Fahrsituationsdaten verarbeiten, wobei die Rangierbedingung und/oder die Änderungsbedingung und/oder die Endbedingung von der Radlast eines oder mehrerer Räder des Kraftfahrzeugs abhängig sein kann.
Neben dem erfindungsgemäßen Verfahren betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug, umfassend wenigstens eine erste Achse mit lenkbaren Rädern, ein oder mehrere Stellmittel zur Einstellung von Fahrwerkszuständen sowie eine Steuereinrichtung, wobei die Steuereinrichtung zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens eingerichtet ist. Die zum erfindungsgemäßen Verfahren erläuterten Merkmale lassen sich mit den dort erläuterten Vorteilen auf das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug übertragen und umgekehrt.
Die Steuereinrichtung ist insbesondere dazu eingerichtet, die Rangierbedingung und/oder die Änderungsbedingung und/oder die Endbedingung auszuwerten und bei Erfüllung einer der jeweiligen Bedingungen wenigstens ein oder alle Stellmittel zur Einstellung des jeweiligen Fahrwerkzustands anzusteuern.
Das Kraftfahrzeug kann insbesondere einen oder mehrere Sensoren zur Erfassung und/oder wenigstens eine Steuereinrichtung zur Bereitstellung von Fahrsituationsdaten umfassen. Ergänzend oder alternativ kann das Kraftfahrzeug eine Empfangseinrichtung aufweisen, die dazu eingereicht ist, Fahrsituationsdaten oder Teile der Fahrsituationsdaten zu empfangen. Ferner kann die Empfangseinrichtung in der Lage sein, empfangene Fahrsituationsdaten aufzubereiten und/oder an die Steuereinrichtung weiterzuleiten.
Das Kraftfahrzeug kann insbesondere ein teilautonomes und/oder vollautonomes Kraftfahrzeug sein, wobei insbesondere alle Räder des Kraftfahrzeugs in eine einheitliche Richtung angetrieben werden.
Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispielen sowie anhand der Zeichnungen. Hierbei zeigen schematisch:

1 Ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs mit einer Steuereinrichtung, die zur Durchführung eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Verfahrens eingerichtet ist, und
2 Ein Ablaufdiagramm eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Verfahrens.

Die 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs 1 mit einer Steuereinrichtung 15, die zur Durchführung des in 2 beispielhaft gezeigten erfindungsgemäßen Verfahrens eingerichtet ist. Zum besseren Verständnis wird zunächst das in 1 dargestellte Kraftfahrzeug 1 beschrieben, bevor im Nachgang anhand des in 1 dargestellten Kraftfahrzeugs 1 das in 2 gezeigte Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens erläutert wird.
Das Kraftfahrzeug 1 der 1 umfasst eine erste Achse 2, die im Beispiel eine Vorderachse ist, und eine zweite Achse 3, die im Beispiel eine Hinterachse ist. An der ersten Achse 2 sind zwei Räder 4, 5 lenkbar angebracht, deren jeweilige Ausgangslage 6, 7 bei einer Geradeausfahrt des Kraftfahrzeugs 1, also einer Fahrt in eine Fahrzeuglängsrichtung 8, jeweils zusätzlich gestrichelt dargestellt ist. Ergänzend zur Fahrzeuglängsrichtung 8 ist auch eine Fahrzeugquerrichtung 9 dargestellt.
Im gezeigten Beispiel sind die Räder 4, 5 der ersten Achse 2 jeweils um den Lenkwinkel A zur jeweiligen Ausgangslage 6, 7 verdreht. Mithin würde das Kraftfahrzeug 1, sofern es nicht still steht, eine Kurve 10 befahren, wobei das Rad 4 das kurveninnere Rad der ersten Achse 2 ist.
An der zweiten Achse 3 sind ebenfalls zwei Räder 11, 12 angebracht, die beide nicht lenkbar ausgeführt sind. Es wäre allerdings auch möglich, dass das Kraftfahrzeug 1 eine Hinterachslenkung aufweist und die Räder 11, 12 der zweiten Achse 3 lenkbar sind, wobei deren Lenkwinkel gegenüber dem Lenkwinkel A der Räder 4, 5 der ersten Achse 2 signifikant kleiner ausfiele.
Das Kraftfahrzeug 1 weist ferner eine Außenkamera 13, insbesondere eine Rückfahrkamera, auf. Das Kraftfahrzeug 1 kann auch mehrere Außenkameras 13 aufweisen, die automatisch oder durch eine Bedienperson aktivierbar sind, wenn das Kraftfahrzeug 1 rangiert oder einparkt. Ergänzend sind Sensoren 14, insbesondere eines Parkassistenten, dargestellt, die ebenfalls dazu dienen, einen Rangiervorgang für eine Bedienperson des Kraftfahrzeugs 1 zu erleichtern. Entgegen dem in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel können die Sensoren 14 und eine oder mehrere Kameras 13 beliebig am Kraftfahrzeug 1 angeordnet sein. Sie müssen also nicht an der Rückseite des Kraftfahrzeugs 1 angeordnet sein. Die Sensoren 14 und die Kamera 13 sind mit der Steuereinrichtung 15 verbunden und können an diese Fahrsituationsdaten bereitstellen.
Die Steuereinrichtung 15 ist dazu ausgebildet, die Fahrsituationsdaten der Sensoren 14 und der Kamera 13 zu empfangen und zu verarbeiten. Die Steuereinrichtung 15 kann Fahrsituationsdaten des Kraftfahrzeugs 1 kontinuierlich und/oder diskontinuierlich, insbesondere periodisch, erfassen und/oder über eine dazu ausgebildete Empfangseinrichtung 16 empfangen. Die Fahrsituationsdaten beschreiben den Lenkwinkel A der Räder 4, 5. Sie können zusätzlich beispielsweise auch eine Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs 1 und/oder Informationen bezüglich einer Aktivierung und/oder Deaktivierung von Fahrzeugapplikationen und/oder Assistenzsystemen und/oder Informationen bezüglich einer Fahrerüberwachung beschreiben.
Das Kraftfahrzeug 1 weist ferner ein aktives Fahrwerk 17 auf, wobei an jedem Rad 4, 5, 11, 12 als Stellmittel 40 ein jeweiliges Bestandteil 18 des aktiven Fahrwerks 17 vorgesehen ist, mit dem die Radlast beziehungsweise die Radaufstandskraft des jeweiligen Rads eingestellt werden kann. An jedem Rad 4, 5, 11, 12 können auch mehrere Bestandteile 18 des aktiven Fahrwerks 17 angeordnet sein. Es können auch nur an einzelnen Rädern des Kraftfahrzeugs 1, beispielsweise nur an den Rädern 4, 5 der Vorderachse 2, Stellmittel 40 vorgesehen sein. Die Bestandteile 18 des aktiven Fahrwerks 17 können durch die Steuereinrichtung 15 angesteuert werden, um die Radlasten der jeweiligen Räder 4, 5, 11, 12 zu verändern. Bevorzugt sind die Bestandteile 18 des aktiven Fahrwerks 17 aktive Feder-Dämpfer-Systeme. Sie können aber auch elektrische oder hydraulische oder pneumatische Aktuatoren sein oder umfassen.
Im Ausführungsbeispiel der 1 ist als weiteres Stellmittel 40 an jeder Achse 2, 3 auch ein jeweiliger aktiver Wankstabilisator 19 vorgesehen. Insbesondere wird durch den Wankstabilisator 19 die Radlast der jeweiligen Achse 2, 3 von links nach rechts oder umgekehrt eingestellt, wobei die Radlaständerung an einem Rad positiv und am anderen Rad negativ ist. Insbesondere ist die Radlaständerung der Räder einer Achse 2, 3 betraglich gleich groß. Die aktiven Wankstabilisatoren 19 sind hierzu durch die Steuereinrichtung 15 ansteuerbar.
Alternativ oder Ergänzend können auch andere Stellmittel 40 verwendbar sein. Alle Stellmittel 40, also im dargestellten Beispiel sowohl die Bestandteile 18 des aktiven Fahrwerks 17 als auch die aktiven Wankstabilisatoren 19, können eine Radlast eines Rads 4, 5, 11, 12 des Kraftfahrzeugs 1 beschreibende Fahrsituationsdaten an die Steuereinrichtung 15 übertragen.
Nachfolgend wird das Verfahrensbeispiel der 2 beschrieben. Ziel des Verfahrens ist es, die größte erforderliche Lenkkraft für das Kraftfahrzeug 1 zu reduzieren. Hierzu werden anhand von Fahrsituationsdaten 20 und aktualisierten Fahrsituationsdaten 22 Fahrwerkszustände 31, 32, 33 eingestellt, um durch eine Anpassung der Radlasten der Räder 4, 5, 11, 12 des Kraftfahrzeugs 1 die maximal erforderliche Lenkkraft zu reduziert.
Vorab wird darauf hingewiesen, dass der zweite Fahrwerkszustand 32 ein Fahrwerkszustand des Kraftfahrzeugs 1 ist, der üblicherweise dann eingestellt ist, wenn kein Rangiervorgang vorliegt. Im Beispiel weichen im zweiten Fahrwerkszustand 32 bei einem Stehen des Kraftfahrzeugs 1 auf ebenem Untergrund die Radlasten der Räder 4, 5 der ersten Achse 2 um maximal 5 % voneinander ab, wobei auch die Radlasten der Räder 11, 12 der zweiten Achse 3 um maximal 5 % voneinander abweichen. In einer andern Ausführungsform können die Radlasten der Räder einer Achse aber auch an jeder Achse um maximal 10 % voneinander abweichen. Die Achslasen der Achsen 2, 3 des Kraftfahrzeugs 1 können um einen größeren Wert voneinander abweichen.
Im konkreten Ausführungsbeispiel der 2 beschreibt der Schritt S1 das Erfassen von eine Fahrsituation des Kraftfahrzeugs 1 betreffenden Fahrsituationsdaten 20. Die Fahrsituationsdaten 20 können vom Kraftfahrzeug 1 selbst erfasst werden. Ergänzend oder alternativ kann das Kraftfahrzeug 1 auch dazu ausgebildet sein, die Fahrsituationsdaten 20 mit der Steuereinrichtung 15 und/oder der Empfangseinrichtung 16 zu empfangen. Die Fahrsituationsdaten 20 beschreiben zumindest den aktuellen Lenkwinkel A der lenkbaren Räder 4, 5 der ersten Achse 2, beziehungsweise ermöglichen eine Prognose eines zukünftigen Lenkwinkels. Dieser Lenkwinkel A ist exemplarisch in der 1 dargestellt. Außerdem werden die Fahrsituationsdaten im Ausführungsbeispiel kontinuierlich erfasst. Sie können aber auch diskontinuierlich, insbesondere periodisch erfasst und/oder empfangen werden.
Verarbeitet werden die Fahrsituationsdaten 20 von der Steuereinrichtung 15 des Kraftfahrzeugs 1. In Abhängigkeit der Fahrsituationsdaten 20 kann auch ein prognostizierter Lenkwinkel A, also ein zukünftig voraussichtlich vorliegender Lenkwinkel A, ermittelt werden.
Im Schritt S2 wird durch die Steuereinrichtung 15 eine Rangierbedingung 21 ausgewertet, deren Erfüllung ein aktuelles oder prognostiziertes Vorliegen eines Rangiervorgangs indiziert. Die Erfüllung der Rangierbedingung 21 ist von dem durch die Fahrsituationsdaten 20 beschriebenen beziehungsweise in deren Abhängigkeit prognostizierten Lenkwinkel A abhängig. Weist das Kraftfahrzeug 1, anders als im Ausführungsbeispiel, mehrere Achsen 2, 3 mit lenkbaren Rädern auf, so ist der Lenkwinkel A insbesondere der Winkel jenes der lenkbaren Räder des Kraftfahrzeugs 1 mit dem größten Betrag. Im Ausführungsbeispiel sind nur die Räder 4, 5 lenkbar, wobei beide Räder 4, 5 in einem Lenkvorgang denselben Lenkwinkel A aufweisen.
Die Rangierbedingung 21 wird im Ausführungsbeispiel erfüllt, wenn der Lenkwinkel A größer ist, als ein zur Erfüllung der Rangierbedingung 21 zu überschreitender Winkelgrenzwert. Im Ausführungsbeispiel liegt der Winkelgrenzwert bei 70 % eines maximal einstellbaren Lenkwinkels A. In alternativen Ausgestaltungen kann der Winkelgrenzwert aber auch zwischen bei 60 % und 80 % eines maximal einstellbaren Lenkwinkels A liegen. Im Ausführungsbeispiel ist die Erfüllung der Rangierbedingung 21 außerdem nicht von einer Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs 1 oder von anderen Faktoren abhängig.
In anderen Ausführungen kann die Erfüllung der Rangierbedingung 21 neben dem Lenkwinkel A aber auch von einer aktuellen oder anhand der Fahrsituationsdaten 20 prognostizierten Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs 1 abhängig sein, wobei die Rangierbedingung 21 erfüllt wird oder ausschließlich dann erfüllbar ist, wenn der Lenkwinkel A den Winkelgrenzwert überschreitet und gleichzeitig die Geschwindigkeit einen Geschwindigkeitsgrenzwert von beispielsweise 12 km/h oder 10 km/h oder 8 km/h unterschreitet. Außerdem können die Fahrsituationsdaten 20 ergänzend zum Lenkwinkel A auch von Kameradaten bezüglich einer Aktivierung oder Deaktivierung wenigstens einer Außenkamera 13 des Kraftfahrzeugs 1 abhängig sein. Neben dem Lenkwinkel A kann die Erfüllung der Rangierbedingung 21 ferner von Daten bezüglich eines eingelegten Gangs des Kraftfahrzeugs 1 und/oder von Sensoren 14, insbesondere eines Parkassistenten, und/oder von Informationen bezüglich einer Fahrerüberwachung abhängig sein.
Wenn die Rangierbedingung 21 im vorliegenden Beispiel erfüllt wird, wird im Schritt S3 ein erster Fahrwerkszustand 31 eingestellt. Hierbei wird in Abhängigkeit des Lenkwinkels A eines der Räder 4, 5 der ersten Achse 2 ausgewählt, wobei die Radlast des ausgewählten Rads 4 durch die Einstellung des ersten Fahrwerkszustands 31 gegenüber dem zweiten Fahrwerkszustand 32 reduziert wird. Ergänzend wird die Radlast des anderen Rads 5 der ersten Achse 2 gegenüber dem zweiten Fahrwerkszustand 32 erhöht. Die auf die Räder 4, 5 der ersten Achse 3 wirkende Last wird dadurch so umverteilt, dass das ausgewählte Rad 4 entlastet und dessen erforderliche Lenkkraft damit verringert wird.
Das ausgewählte Rad 4 ist vorliegend das kurveninnere, lenkbare Rad der gemäß dem Lenkwinkel A durch das Kraftfahrzeug 1 befahrenen Kurve 10. Bei besonderen Fahrwerkskinematiken kann statt dessen auch das kurvenäußere, lenkbare Rad 5 der ersten Achse 2 ausgewählt werden. Bei üblichen Kinematiken ist jedoch die Wahl des kurveninneren Rades vorteilhaft.
Da das Kraftfahrzeug 1 der 1 neben der ersten Achse 2 auch eine zweite Achse 3 aufweist, wird beim Einstellen des ersten Fahrwerkszustands 31 die Radlast des Rads 11 der zweiten Achse 3, das bezüglich der Fahrzeugquerrichtung 9 auf einer dem ausgewählten Rad 4 gegenüberliegenden Seite des Kraftfahrzeugs 1 angeordnet ist, gegenüber dem zweiten Fahrwerkszustand 32 reduziert und die Radlast des Rads 12 der zweiten Achse 3, das bezüglich der Fahrzeugquerrichtung 9 auf der gleichen Seite des Kraftfahrzeugs 1 wie das ausgewählte Rad 4 angeordnet ist, gegenüber dem zweiten Fahrwerkszustand 32 erhöht. Die Radlasten der zwei diagonal gegenüberliegenden Räder 4 und 11 sind dann im ersten Fahrwerkszustand 31 gegenüber dem zweiten Fahrwerkszustand 32 reduziert und die Radlasten der übrigen zwei Räder 5, 12 gegenüber dem zweiten Fahrwerkszustand 32 erhöht. Somit liegt eine diagonal durch die Räder 5 und 12 verlaufende Lastachse vor, um die das Kraftfahrzeug 1 kippbar beziehungsweise neigbar ist. Die Radlasten der Räder 4 und 11 sind damit im ersten Fahrwerkszustand 31 gegenüber dem zweiten Fahrwerkszustand 32 geringer.
Für den Fall, dass die Rangierbedingung 21, nicht erfüllt wird, wird im Schritt S4 anhand der Fahrsituationsdaten 20 überprüft, ob der zweite Fahrwerkszustand 32 eingestellt ist. Ist dies nicht der Fall, so wird dieser im Schritt S5 eingestellt. War der zweite Fahrwerkszustand 32 im Schritt S4 jedoch bereits eingestellt, wird er im Schritt S6 beibehalten.
Nach der Einstellung des ersten Fahrwerkszustands 31 im Schritt S3 werden im Schritt S7 aktualisierte Fahrsituationsdaten 22 erfasst. Die Erfassung der aktualisierte Fahrsituationsdaten 22 erfolgt im vorliegenden Ausführungsbeispiel kontinuierlich nach der Einstellung des ersten Fahrwerkszustands 31. Wie die Fahrsituationsdaten 21 können die aktualisierte Fahrsituationsdaten 22 alternativ auch diskontinuierlich, insbesondere periodisch, erfasst und/oder empfangen werden.
In Abhängigkeit der aktualisierten Fahrsituationsdaten 22 wird anschließend im Schritt S8 eine Endbedingung 23 ausgewertet, deren Erfüllung ein aktuelles oder prognostiziertes Ende des Rangiervorgangs indiziert. Die Endbedingung 23 ist vorliegend dann erfüllt, wenn mit den aktualisierten Fahrsituationsdaten 22 die bereits zur Rangierbedingung 21 genannten Erfordernisse für das Vorliegen eines Rangiervorgangs nicht mehr gegeben sind. Die Erfüllung der Endbedingung 23 kann aber auch von weiteren Faktoren abhängig sein.
Wird die Endbedingung 23 erfüllt, so wird im Schritt S9 der zweite Fahrwerkszustand 32 eingestellt und der Rangiervorgang wird beendet.
Wird die Endbedingung 23 allerdings nicht erfüllt, wird im darauffolgenden Schritt S10 anhand der aktualisierten Fahrsituationsdaten 22 eine Änderungsbedingung 24 ausgewertet. Hierbei wird anhand der Fahrsituationsdaten 20 und der aktualisierten Fahrsituationsdaten 22 überprüft, ob sich der Lenkeinschlag der Räder 4, 5 (etwa von links nach rechts oder umgekehrt) verändert hat. Eine Änderung des Lenkeinschlags hätte zur Folge, dass sich das kurveninnere Rad 4 des Kraftfahrzeugs 1 geändert hat. Die Änderungsbedingung 24 wird dann erfüllt wenn sich das Vorzeichen des Lenkwinkels A vom Vorzeichen eines durch die aktualisierten Fahrsituationsdaten 22 ermittelten, aktualisierten Lenkwinkel A* unterscheidet. Als Referenzwert wird hierbei die Ausgangslage 6, 7 der Räder 4, 5 der ersten Achse 2 herangezogen, wobei auch andere Methoden verwendet werden können, um eine Änderung des Lenkeinschlags der Räder 4, 5 zu detektieren. In anderen Ausführungsbeispielen kann eine Erfüllung weiterer Voraussetzungen erforderlich sein, um die Änderungsbedingung 24 zu erfüllen.
Ist die Änderungsbedingung 24 erfüllt, wird im Schritt S11 ein dritter Fahrwerkszustand 34 eingestellt, in dem die Radlast des ausgewählten Rads 4 der ersten Achse 3 gegenüber dem ersten Fahrwerkszustand 31 erhöht ist und die Radlast des anderen Rads 5 der ersten Achse 3 gegenüber dem ersten Fahrwerkszustand 31 verringert ist.
Da das Kraftfahrzeug 1 im Ausführungsbeispiel zwei Achsen 2, 3 umfasst, werden bei der Einstellung des dritten Fahrwerkszustands 31 im Schritt S11 auch die Radlasten der Räder 11, 12 der zweiten Achse 3 angepasst. Sie werden so eingestellt, dass die Radlast des Rads 11, das bezüglich der Fahrzeugquerrichtung 9 auf der dem ausgewählten Rad 4 gegenüberliegenden Seite des Kraftfahrzeugs 1 angeordnet ist, gegenüber dem ersten Fahrwerkszustand 31 erhöht ist und die Radlast des Rads 12, das bezüglich der Fahrzeugquerrichtung 9 auf der gleichen Seite des Kraftfahrzeugs 1 wie das ausgewählte Rad 4 angeordnet ist, gegenüber dem ersten Fahrwerkszustand 31 reduziert ist.
Die Fahrsituation des Kraftfahrzeugs 1 ändert sich nicht, wenn die aktualisierten Fahrsituationsdaten 22 mit den Fahrsituationsdaten 20 übereinstimmen. Die Änderungsbedingung 24 ist dann nicht erfüllt. Als Ergebnis wird in diesem Fall im Schritt S12 der erste Fahrwerkszustand 31 beibehalten.
Sowohl nach der Einstellung des dritten Fahrwerkszustands 33 im Schritt S11, als auch im Fall des Beibehaltens des ersten Fahrwerkszustands 31 im Schritt S12 können mehrmals aktualisierte Fahrsituationsdaten 22 ermittelt und/oder empfangen werden. Dies wird durch den Pfeil zum Schritt S7 verdeutlicht. Der Verfahrensablauf wird dann ab Schritt S7 wiederholt.
Liegt, so wie in Schritten S5 oder S6 kein Rangiervorgang vor oder wird der vorliegende Rangiervorgang, wie in Schritt S9, beendet, wird stets der zweite Fahrwerkszustand 32 eingestellt oder beibehalten.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102012024086 A1 [0003]

Claims

Verfahren zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs (1), das wenigstens eine erste Achse (2) mit lenkbaren Rädern (4, 5) umfasst, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist: • Erfassen und/oder Empfangen von eine Fahrsituation des Kraftfahrzeugs (1) betreffenden Fahrsituationsdaten (20), • Auswerten einer Rangierbedingung (21), deren Erfüllung ein aktuelles oder prognostiziertes Vorliegen eines Rangiervorgangs indiziert und von einem aktuellen oder prognostizierten Lenkwinkel (A) der lenkbaren Räder (4, 5) abhängt, der durch die Fahrsituationsdaten (20) vorgegeben oder in Abhängigkeit der Fahrsituationsdaten (20) ermittelt wird, und • Einstellen eines ersten Fahrwerkszustands (31) des Kraftfahrzeugs (1) bei Erfüllung der Rangierbedingung (21) und anderenfalls Einstellen oder Beibehalten eines zweiten Fahrwerkszustands (32), wobei die Einstellung des ersten Fahrwerkszustands (31) die Radlast wenigstens eines der Räder (4, 5) der ersten Achse (2) gegenüber dem zweiten Fahrwerkszustand (32) reduziert.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Fahrsituationsdaten (20) zusätzlich eine aktuelle oder prognostizierte Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs (1) beschreiben, wobei die Rangierbedingung (21) erfüllt wird oder ausschließlich dann erfüllbar ist, wenn die Geschwindigkeit einen Geschwindigkeitsgrenzwert unterschreitet.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Fahrsituationsdaten (20) zusätzlich Kameradaten bezüglich einer Aktivierung und/oder Deaktivierung wenigstens einer Außenkamera (13) des Kraftfahrzeugs (1) beschreiben, wobei die Rangierbedingung (21) erfüllt wird oder ausschließlich dann erfüllbar ist, wenn die Außenkamera (13) oder wenigstens eine der Außenkameras (13) aktiv ist.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei Erfüllung der Rangierbedingung (21) eines der Räder (4, 5) der ersten Achse (2) ausgewählt wird, dessen Radlast bei Einstellung des ersten Fahrwerkszustands (31) gegenüber dem zweiten Fahrwerkszustand (32) reduziert wird, wobei die Auswahl in Abhängigkeit des Lenkwinkels (A) erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass bei dem Einstellen des ersten Fahrwerkszustands (31) die Radlast des nicht ausgewählten, anderen der Räder (5) der ersten Achse (2) gegenüber dem zweiten Fahrwerkszustand (32) erhöht wird.
Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass bei dem Einstellen des ersten Fahrwerkszustands (31) die Radlast eines ersten Rads (11) einer zweiten Achse (3) des Kraftfahrzeugs (1), das bezüglich einer Fahrzeugquerrichtung (9) auf einer dem ausgewählten Rad (4) gegenüberliegenden Seite des Kraftfahrzeugs (1) angeordnet ist, gegenüber dem zweiten Fahrwerkszustand (32) reduziert wird und/oder die Radlast eines zweiten Rads (12) der zweiten Achse (3), das bezüglich der Fahrzeugquerrichtung (9) auf der gleichen Seite des Kraftfahrzeugs (1) wie das ausgewählte Rad (4) angeordnet ist, gegenüber dem zweiten Fahrwerkszustand (32) erhöht wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das ausgewählte Rad (4) das kurveninnere, Rad der ersten Achse (2) einer gemäß dem Lenkwinkel (A) durch das Kraftfahrzeug (1) befahrenen Kurve (10) ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass nach Einstellung des ersten Fahrwerkszustands (31) aktualisierte Fahrsituationsdaten (22) erfasst und/oder empfangen werden, wobei eine Änderungsbedingung (24) ausgewertet wird, die erfüllt wird oder ausschließlich dann erfüllbar ist, wenn der Lenkwinkel (A) und ein durch die aktualisierten Fahrsituationsdaten (22) beschriebener oder in Abhängigkeit der aktualisierten Fahrsituationsdaten (22) ermittelter, aktualisierter Lenkwinkel (A*) bezüglich einer durch Geradeausfahrt des Kraftfahrzeugs (1) definierten Ausgangslage (6, 7) der lenkbaren Räder (4, 5) der ersten Achse (2) unterschiedliche Vorzeichen aufweisen, wobei bei Erfüllung der Änderungsbedingung (24) ein dritter Fahrwerkszustand (33) eingestellt wird, in dem die Radlast des ausgewählten Rads (4) der ersten Achse (2) gegenüber dem ersten Fahrwerkszustand (31) erhöht ist und die Radlast des anderen Rads (5) der ersten Achse (2) gegenüber dem ersten Fahrwerkszustand (31) verringert ist.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass nach Einstellung des ersten Fahrwerkszustands (31) aktualisierte Fahrsituationsdaten (22) erfasst und/oder empfangen werden, wobei in Abhängigkeit der aktualisierten Fahrsituationsdaten (22) eine Endbedingung (23) ausgewertet wird, deren Erfüllung ein aktuelles oder prognostiziertes Ende des Rangiervorgangs indiziert, wobei bei Erfüllung der Endbedingung der zweite Fahrwerkszustand (32) eingestellt wird.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem Stehen des Kraftfahrzeugs (1) auf ebenem Untergrund in dem zweiten Fahrwerkszustand (32) die Radlasten der Räder (4, 5) der ersten Achse (2) um maximal 5 % oder maximal 10 % voneinander abweichen und/oder die Radlasten der Räder (11, 12) der zweiten Achse (3) um maximal 5 % oder maximal 10 % voneinander abweichen.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Einstellung des ersten und/oder des zweiten und/oder des dritten Fahrwerkszustands (31, 32, 33) wenigstens ein aktiver Wankstabilisator (19) und/oder wenigstens ein Bestandteil (18) eines aktiven Fahrwerks (17), insbesondere ein elektrischer oder hydraulischer oder pneumatischer Aktuator, des Kraftfahrzeugs (1) angesteuert wird.
Kraftfahrzeug (1), umfassend wenigstes eine erste Achse (2) mit lenkbaren Rädern (4, 5), ein oder mehrere Stellmittel (40) zur Einstellung von Fahrwerkszuständen (31, 32, 33) sowie eine Steuereinrichtung (15), dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (15) zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorangehenden Ansprüche eingerichtet ist.