Verfahren zur Erfassung mechanischer Anomalien der Lenkung und/oder des Fahrwerks eines autonom betreibbaren Kraftfahrzeugs sowie autonom betreibbares Kraftfahrzeug

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Erfassung mechanischer Anomalien der Lenkung und/oder des Fahrwerks eines autonom betreibbaren Kraftfahrzeuges, wobei das Kraftfahrzeug eine Stelleinrichtung mit einem Lenkgetriebe und einem Stellmotor zur Veranlassung einer Lenkbewegung sowie eine Steuereinrichtung zur Ansteuerung des Stellmotors aufweist. Weiterhin bezieht sich die Erfindung auf ein autonom betreibbares Kraftfahrzeug, dessen Steuereinrichtung zur Durchführung des Verfahrens konfiguriert ist.

Die Erfindung bezieht sich auf Kraftfahrzeuge, die für einen autonomen Fährbetrieb konzipiert sind, bei dem kein Fahrer zugegen ist, der mechanische Anomalien des Fahrwerks und/oder der Lenkung z.B. durch akustische Auffälligkeiten oder haptische Auffälligkeiten erkennen könnte. Personen im Kraftfahrzeug sind lediglich Passagiere, wie dies gemäß Stufe 5 des autonomen Fahrens vorgesehen ist. Die Erfindung kann gegebenenfalls jedoch auch bei Fahrzeugen mit niedrigeren Autonomiestufen, beispielsweise Stufe 4 (Vollautomatisiertes Fahren) oder Stufe 3 (Hochautomatisiertes Fahren) zum Einsatz kommen. Um Probleme in Lenksystemen, im Fahrwerk oder angrenzenden Bauteilen zu erkennen, wird bislang auf Daten zurückgegriffen, die im Rahmen des Einsatzes des Kraftfahrzeuges generiert und im Fehlerspeicher dokumentiert werden.

Aus US 9,533,703 B2 ist eine Lenkeinrichtung für ein Kraftfahrzeug bekannt, das autonom sowie auch durch einen Fahrer gesteuert betrieben werden kann. Die Lenkeinrichtung umfasst einen ersten und einen zweiten Motor. Der erste Motor dient der Betätigung der Lenkeinrichtung im autonomen Betrieb, der zweite Motor dient der Bereitstellung einer Lenkkraftunterstützungsfunktion. Die Lenkeinrichtung umfasst Sensoren zur Überwachung des Motorstromes zu den jeweiligen Motoren und erkennt mittels einer Diagnoseeinheit etwaige Fehlerzustände der Lenkmechanik anhand des Überschreitens von Motorstromgrenzwerten während des normalen Fährbetriebs. Aus WO 2019/185657 A1 ist ein Diagnoseverfahren für ein Kraftfahrzeug bekannt. Nach diesem Verfahren werden fahrzeugseitig bereitgestellte Sensorsignale von einer Steuereinrichtung verarbeitet. Hierbei werden die Sensorsignale statistisch, topologisch oder durch eine selbstlernende Prozedur bewertet, die Sensorsignale werden im Betrieb des Fahrzeuges generiert.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Lösungen zu schaffen, durch welche es möglich wird, etwaige für das Lenkverhalten eines gemäß Stufe 5 autonom betreibbaren Kraftfahrzeuges relevante Anomalien zuverlässig zu erkennen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den in Patentanspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst. Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass zur Erfassung besagter mechanischer Anomalien durch die Steuereinrichtung in vorgegebenen Intervallen eine Prüfprozedur veranlasst wird, bei welcher der Stellmotor der Stelleinrichtung automatisiert betätigt wird, um eine vordefinierte Lenkbewegung zu veranlassen, und dass während dieser vordefinierten Lenkbewegung die Einhaltung mindestens einer vordefinierten charakteristischen Randbedingung in Bezug auf die Lenkung und/oder das Fahrwerks geprüft und im negativen Fall eine Fehlermeldung generiert wird.

Dadurch wird es auf vorteilhafte Weise möglich, ohne Anwesenheit eines Fahrers etwaige mechanische Anomalien der Lenkung und/oder des Fahrwerks zu erkennen, so dass gegebenenfalls fahrerunabhängig Abhilfemaßnahmen getroffen werden können.

Die Prüfprozedur kann außerhalb des eigentlichen Fährbetriebs, z.B. bei Fahrzeugstillstand oder aber auch bei einer Probefahrt, automatisch durchgeführt werden.

Besondere Ausführungsarten der Erfindung sind Gegenstand weiterer Patentansprüche.

So kann beispielsweise die Prüfprozedur derart abgestimmt sein, dass während dieser der Stellbereich des Lenkgetriebes nach Maßgabe eines Lenkgeschwindigkeitsprofils durchfahren wird. Hierdurch lässt sich eine hohe Reproduzierbarkeit der Prüfprozedur erzielen.

Ferner kann die Prüfprozedur derart abgestimmt sein, dass während dieser der gesamte Stellbereich des Lenkgetriebes durchfahren wird. Hierdurch lassen sich auch Störungen in Lenkwinkelbereichen feststellen, welche im normalen Fährbetrieb nur selten erreicht werden. Zudem wird für die gesamte Lenkung eine Aussage mit höherer Genauigkeit erzielt.

Besonders geeignete charakteristische Randbedingung, welche sich mit besonders geringem Aufwand implementieren lassen, sind ausgewählt ist aus einer oder mehreren der Folgenden:

- Durchfahren eines vordefinierten Lenkhubs,

- Einhalten eines vordefinierten Toleranzschlauchs für das Motormoment des Stellmotors,

- die mittlere betragsmäßige Differenz des Lenkmoments zu einer Referenzkennlinie ist kleiner als ein vordefinierter Grenzwert,

- die Abweichung der mittleren betragsmäßigen Differenz des Lenkmoments zu einer Referenzkennlinie von zuvor abgespeicherten betragsmäßigen Differenzen ist kleiner als ein vorgegebener Grenzwert,

- die mittlere quadratische Differenz des Lenkmoments zu einer Referenzkennlinie ist kleiner als ein vordefinierter Grenzwert,

- die Abweichung der mittleren quadratischen Differenz des Lenkmoments zur einer Referenzkennlinie von zuvor abgespeicherten quadratischen Differenzen ist kleiner als ein vorgegebener Grenzwert.

Entsprechende Erfassungseinrichtungen und Informationen stehen an einem autonom betreibbaren Kraftfahrzeug zumeist ohnehin zur Verfügung, so dass diese charakteristischen Randbedingungen, einzeln, in beliebiger Unterkombination oder insgesamt, zwecks Detektion mechanischer Anomalien in der Regel rein softwaretechnisch implementierbar sind.

Ferner können bei Vorhandensein entsprechender Sensorik auch folgende charakteristischen Randbedingungen, einzeln, in beliebiger Unterkombination oder insgesamt, herangezogen werden, nämlich:

- die Systemreibung der Lenkung ist kleiner als ein vordefinierter Grenzwert,

- der Geradeauslaufwinkel des Fahrzeugs ist kleiner als ein vordefinierter Grenzwert,

- die Zeitdauer für die vordefinierte Lenkbewegung befindet sich in einem vordefinierten Toleranzband.

In einer weiteren Ausführungsvariante ist vorgesehen, dass während der vordefinierten Lenkbewegung Signale, welche das vom Stellmotor aufgebrachte Motormoment repräsentieren, erfasst und unter Zuordnung zum Stellzustand des Lenkgetriebes der Erfassung besagter mechanischer Anomalie zugrunde gelegt werden. Mit der Erfassung einer solchen Kennlinie lassen sich ohne großen Aufwand eine Vielzahl der oben genannten charakteristischen Randbedingungen auf dem Wege der Kennlinienauswertung bestimmen.

Die oben genannte Aufgabe wird weiterhin durch ein autonom betreibbares Kraftfahrzeug gemäß Patentanspruch 7 gelöst, womit sich die oben erwähnten Vorteile in Bezug auf ein autonom fahrendes Kraftfahrzeug ergeben.

Gemäß einer besonderen Ausführungsart des Kraftfahrzeugs kann das Lenkgetriebe so ausgebildet sein, dass dieses eine Zahnstange oder eine Spindel umfasst und der Stellzustand des Lenkgetriebes kann anhand der Position der Zahnstange oder Spindel erfasst werden. Der Stellzustand des Lenkgetriebes kann alternativ hierzu, oder auch in Kombination mit diesem Ansatz auch durch anderweitige Sensoren, insbesondere Drehwinkelsensoren im Bereich etwaiger Federbeine oder Federbeinabstützungen erfasst werden. Soweit der Stellzustand der Lenkanordnung durch mehrere Sensoren erfasst wird, können auch Korrelationen dieser Signale einer Anomalie-Analyse zugrunde gelegt werden.

Gemäß einer besonderen Ausführungsart des Kraftfahrzeugs ist es auch möglich, den Stellzustand des Lenkgetriebes anhand der Drehung des Stellmotors zu erfassen. Hierzu kann der Stellmotor mit entsprechenden Drehwinkelsensoren versehen oder als positionsgesteuert betreibbarer Motor, z.B. Schrittmotor ausgelegt sein. Bei diesem Ansatz ergibt sich eine besonders präzise Zuordnung des Leistungsbezugs des Stellmotors zum Lenkzustand der Lenkanordnung. Jener Leistungsbezug bildet das Motormoment des Stellmotors ab. Die am Stellmotor anliegende Last kann auch durch anderweitige Ansätze, z.B. Kraft- oder Drehmomentsensoren ermittelt werden.

Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit der Zeichnung. Es zeigt:

Figur 1 eine Schemadarstellung eines autonom betreibbaren Kraftfahrzeuges mit einer Steuereinrichtung, die zur Durchführung eines Verfahrens nach der Erfindung konfiguriert ist;

Figur 2 eine Darstellung zur Veranschaulichung des erfassten Motorstroms des Stellmotors sowie eines Referenzmotorstroms jeweils unter Zuordnung zu einem Stellzustand, insbesondere der Zahnstangenposition eines Lenkgetriebes;

Figur 3 zwei Graphen zur Veranschaulichung der zeitlichen Ansteuerung des Stellmotors der Lenkeinrichtung zur Gewinnung von Motorstromsignalen zu bestimmten Zahnstangenpositionen.

Figur 1 zeigt beispielhaft ein erfindungsgemäßes autonom betreibbares Kraftfahrzeug 10 mit einer Radaufhängung 11 , einem über die Radaufhängung 11 lenkbar in das Kraftfahrzeug 10 eingebundenen linken Fahrzeugrad 12, einem ebenfalls über die Radaufhängung 11 lenkbar in das Kraftfahrzeug 10 eingebundenen rechten Fahrzeugrad 13, einer Stelleinrichtung 14 mit einem Lenkgetriebe 15, zur Veranlassung von Lenkbewegungen der genannten Fahrzeugräder 12, 13, einem Stellmotor 16, der Bestandteil der Stelleinrichtung 14 ist, sowie einer Steuereinrichtung 17, zur Ansteuerung des Stellmotors 16.

Das Kraftfahrzeug 10 weist gegebenenfalls ferner wenigstens ein Erfassungsorgan 18 zur Erfassung eines Signals auf, welches ein vom Stellmotor 16 aufgebrachtes Motormoment repräsentiert.

Weiterhin kann das Kraftfahrzeug 10 eine Auswertungseinrichtung 19 zur Bewertung jener Signale aufweisen.

Bei diesem autonom betreibbaren Kraftfahrzeug 10 ist die Steuereinrichtung 17 derart ausgebildet und konfiguriert, dass diese eine automatisierte Ansteuerung des Stellmotors 16 zwecks Durchführung einer Prüfprozedur zur Erfassung mechanischer Anomalien der Lenkung und/oder des Fahrwerks veranlassen kann.

Zur Erfassung etwaiger mechanischer Anomalien, welche als Fehler verstanden werden, wird durch die Steuereinrichtung 17 in vorgegebenen Intervallen, z.B. 1x pro Zündungszyklus oder innerhalb einer bestimmten Fahrstrecke, die Prüfprozedur veranlasst. Ziel der Überprüfung ist es, mechanische Beschädigungen im Lenkungsstrang zu erkennen und bei Bedarf selbständig einen Werkstattaufenthalt zu veranlassen.

Während dieser Prüfprozedur wird der Stellmotor 17 der Stelleinrichtung 14 automatisiert betätigt, um eine vordefinierte Lenkbewegung zu veranlassen. Während dieser vordefinierten Lenkbewegung wird die Einhaltung mindestens einer vordefinierten charakteristischen Randbedingung in Bezug auf die Lenkung und/oder das Fahrwerk geprüft und im negativen Fall eine Fehlermeldung generiert.

Hierbei können die Räder 12, 13 definiert um ihre Lenkachsen geschwenkt werden. Im Rahmen dieser automatisierten Lenkbewegung können gemäß einer Ausführungsvariante Signale, welche das Motormoment des Stellmotors 16 repräsentieren, erfasst und unter Zuordnung zum Stellzustand des Lenkgetriebes 15 einer Anomalie-Analyse zugrunde gelegt werden.

Die Prüfprozedur kann derart abgestimmt sein, dass der gesamte Stellbereich des Lenkgetriebes 15 durchfahren wird.

Weiterhin kann die Prüfprozedur derart abgestimmt sein, dass der Stellbereich des Lenkgetriebes 15 nach Maßgabe eines Lenkgeschwindigkeitsprofiles durchfahren wird.

Die automatisierte Ansteuerung des Stellmotors 16 kann gemäß einer Ausführungsvariante bei Stillstand des Kraftfahrzeuges 10 nach Maßgabe der Prüfprozedur erfolgen. Die Prüfprozedur ist vorzugsweise so abgestimmt, dass durch diese die Gängigkeit der Lenkung in einem kurzen Zeitfenster erfasst werden kann. Das Geschwindigkeitsprofil der durch die Prüfprozedur induzierten Lenkbewegung ist hierbei vorzugsweise so abgestimmt, dass dynamische Effekte und Slip-Stick Effekte weitgehend unterdrückt werden. Die Abarbeitung der Prüfprozedur erfolgt bevorzugt in einem Zustand, in welchem die nicht-gelenkten Räder des Fahrzeuges, insbesondere die Räder der Hinterachse arretiert oder durch eine Feststellbremse festgelegt sind.

Die Abarbeitung der Prüfprozedur erfolgt gemäß einer Ausführungsvariante vorzugsweise auch nur dann, wenn die aktuelle Fahrzeugposition bestimmte Kriterien erfüllt, z.B. das Kraftfahrzeug im Wesentlichen eben geparkt ist und keine anderweitigen äußeren Kräfte, z.B. Windkräfte am Fahrzeug angreifen.

Die Abarbeitung erfolgt vorzugsweise n einem Zustand ohne Fahrzeuginsassen. Soweit die Abarbeitung der Prüfprozedur an einem mit Insassen besetzten Fahrzeug durchgeführt wird, können hierfür weitere Kriterien, insbesondere Kriterien berücksichtigt werden, die etwaigen Bewegungen der Fahrzeuginsassen Rechnung tragen, z.B. einem sich entsprechend der Bewegung der Insassen leicht ändernden Einfederungszustand. Es ist insgesamt auch möglich, etwaige Abhängigkeiten des Lenkverhaltens vom Einfederungszustand bei der Anomalie-Analyse zu berücksichtigen.

Das Lenkgetriebe 15 kann in einer Ausführungsvariante derart ausgebildet sein, dass dieses eine Zahnstange 20 umfasst. Der Stellzustand des Lenkgetriebes 15 kann beispielsweise anhand der Zahnstangenposition erfasst werden. Der Stellzustand des Lenkgetriebes 15 kann auch anhand der Drehung eines Rotors des Stellmotors 16 oder auch durch Erfassung der Radeinschlagswinkel, z.B. durch Drehwinkelgeber 21, 22 im Bereich von Federbeinen der Radaufhängung 11 erfasst werden.

Das erfindungsgemäße Konzept der Überprüfung mechanischer Grundfunktionen für den vollautonomen Fährbetrieb beruht auf dem Ansatz, dass das Fahrzeug in vorgegebenen Intervallen, z.B. 1x pro Zündungszyklus und/oder in regelmäßigen Fahrstreckenintervallen automatisch die mechanische Grundfunktion überprüft. Auf Grundlage dieser Überprüfung können automatisch mechanische Beschädigungen im Lenkungsstrang erkannt werden und bei Bedarf kann das Fahrzeug selbständig einen Werkstattaufenthalt anfordern. Diese Überprüfung ist völlig unabhängig von der Anwesenheit eines Fahrers und kann beispielsweise bei Stillstand des Kraftfahrzeugs 10 oder während eines fahrerlosen probefahrbetriebs erfolgen.

Zur mechanischen Überprüfung der Lenkung kann das Kraftfahrzeug 10 selbsttätig eine vordefinierte Lenkbewegung, vorzugsweise von Anschlag zu Anschlag und weiter bevorzugt mit einer vorgegebenen Zahnstangengeschwindigkeit durchführen und dabei überprüfen, ob bestimmte charakteristische Randbedingungen, nämlich wenigstens eine der folgenden charakteristischen Randbedingungen eingehalten wird. Solange die Randbedingung erfüllt wird, gilt dies als fehlerfrei. Im negativen Fall wird eine Fehlermeldung generiert.

Die charakteristische Randbedingung ist eine oder mehrere der Folgenden:

- Durchfahren eines vordefinierten Lenkhubs,

- Einhalten eines vordefinierten Toleranzschlauchs für das Motormoment des Stellmotors 16,

- die mittlere betragsmäßige Differenz des Lenkmoments zu einer Referenzkennlinie ist kleiner als ein vordefinierter Grenzwert,

- die Abweichung der mittleren betragsmäßigen Differenz des Lenkmoments zu einer Referenzkennlinie von zuvor abgespeicherten betragsmäßigen Differenzen ist kleiner als ein vorgegebener Grenzwert, - die mittlere quadratische Differenz des Lenkmoments zu einer Referenzkennlinie ist kleiner als ein vordefinierter Grenzwert,

- die Abweichung der mittleren quadratischen Differenz des Lenkmoments zur einer Referenzkennlinie von zuvor abgespeicherten quadratischen Differenzen ist kleiner als ein vorgegebener Grenzwert.

Ferner können folgende charakteristischen Randbedingungen berücksichtigt werden, nämlich, dass

- sofern das Kraftfahrzeug über eine Funktion zur Detektion der Lenksystemreibung verfügt, die Systemreibung der Lenkung ist kleiner als ein vordefinierter Grenzwert,

- sofern das Kraftfahrzeug über eine Funktion zur Detektion des Geradeauslaufwinkels verfügt, der Geradeauslaufwinkel des Fahrzeugs (10) ist kleiner als ein vordefinierter Grenzwert, sowie ferner

- die Zeitdauer für die vordefinierte Lenkbewegung befindet sich in einem vordefinierten Toleranzband, d.h. wenn die Zeit für die oben beschriebene Lenkbewegung aufgezeichnet wird und diese gegen eine festgelegte Zeitdauer abweicht oder statistisch abweicht (Mittelwert, Streuung), dann kann von einem Fehler ausgegangen werden.

Es können Kombinationen von Randbedingungen oder eine zu definierende Mindestanzahl von Randbedingungen verletzt sein müssen, damit von einem Fehler ausgegangen werden kann.

Das hier vereinfacht dargestellte Kraftfahrzeug 10 kann weitere Sensoren umfassen. Anhand von Sensoren 23, 24, 25, 26 kann beispielsweise der Zustand der Bremsen bewertet werden.

Die erfindungsgemäße Prüfprozedur wird vorzugsweise in einem Fahrzeugbetriebszustand abgearbeitet, in welchem die lenkbaren Räder 12, 13 freigängig sind und die Sensoren 23, 24 insoweit eine Passivität der jeweiligen Radbremsmechanik anzeigen.

Weiterhin können die Räder 27, 28 Hinterachse des Fahrzeuges 10 durch entsprechende Aktivierung der Bremsen festgelegt werden. Dies wird durch die Sensoren 25, 26 erfasst. Die hinsichtlich der Radfixierung indikativen Informationen können auch direkt in der Steuereinrichtung 17 auf anderweitigem Wege zur Verfügung stehen. Im Lenkgetriebe 15 sind hier beispielhaft zwei Sensoren 29, 30 zur Erfassung der Position der Zahnstange 20 vorgesehen. Soweit der Stellzustand der Lenkeinrichtung mit Redundanz ermittelt wird, d.h. mehreren Sensoren als prinzipiell erforderlich, kann anhand der redundanten Signale ebenfalls auf den Zustand der Lenkeinrichtung geschlossen werden, z. B., wenn eine an den Sensoren 21, 22 ermittelte Lenkwinkeländerung nicht hinreichend eng mit der Lenkwinkeländerung korrespondiert, die sich nach den Signalen zur Zahnstangenposition ergeben müssten.

Wie in Verbindung mit Figur 2 weiter veranschaulicht wird, kann in einer Ausführungsvariante der Erfindung, jedoch ohne Beschränkung hierauf, zur Auswertung eine statistische Analyse vorgenommen werden. Hierzu wird für die vordefinierte Lenkbewegung eine Referenzkennlinie M_Ref des notwendigen Lenksystemmoments für das Durchlenken bei gegebener Lenkwinkelgeschwindigkeit appliziert. Beim Durchlenken wird die mittlere betragsmäßige Differenz aus dem erfassten realen Lenkmoment M_Real und der applizierten Kennlinie M_Ref gebildet. Hierbei wird die mittlere betragsmäßige Differenz mit einem abgespeicherten vordefinierten Referenzwert verglichen und ferner mit zuvor abgespeicherten betragsmäßigen Differenzen aus vorhergehenden Prüfprozeduren verglichen. Sollte eine hierbei festgestellte Abweichung einen entsprechend zuvor festgelegten Grenzwert übersteigen, wird von einem Fehler ausgegangen. Die mittlere betragsmäßige Differenz aus der Prüfprozedur wird abgespeichert und kann für spätere Prüfprozeduren als Vergleichsgrundlage herangezogen werden.

Es kann zudem auch die Standardabweichung (lernende statistische Analyse) festgestellt werden. Hierzu wird beim Durchlenken die mittlere quadratische Differenz aus dem realem Lenkmoment (Motorstrom) und der applizierten Kennlinie gebildet. Die mittlere quadratische Differenz wird mit einem vorgegebenen Grenzwert verglichen und ferner mit zuvor abgespeicherten quadratischen Differenzen aus vorhergehenden Prüfprozeduren verglichen. Sollte eine hierbei festgestellte Abweichung einen entsprechend zuvor festgelegten Grenzwert übersteigen, wird von einem Fehler ausgegangen. Die quadratische betragsmäßige Differenz aus der Prüfprozedur wird wiederum abgespeichert.

Die Darstellung nach Figur 3 zeigt vereinfacht zwei Graphen G1 , G2, die jeweils den zeitlichen Verlauf der automatisch veranlassten Aktivität des Stellmotors 16 der Stelleinrichtung 14 veranschaulichen. Nach dem Graphen G1 erfolgt von einer Mittenstellung O der Zahnstange 20 zunächst eine kontinuierliche Lenkoperation bis zum Erreichen der maximalen Radeinschlagposition „links“. Nach deren Erreichen erfolgt ein Zurücklenken in die Mittenstellung O. Von dort aus erfolgt eine kontinuierliche Lenkoperation bis zum Erreichen der maximalen Radeinschlagposition „rechts“. Dann erfolgt ein Zurücklenken in die Mittenstellung O. Die Ansteuerung der Lenkwinkeländerung erfolgt hier beispielhaft in Anlehnung an eine Sinuskurve, so dass die Endpositionen sanft angesteuert werden und die Umkehrung der Lenkbewegung mit einem sanften Anlauf aus der Endstellung erfolgt. Mit diesem Ansatz können Ungleichförmigkeiten der Leichtgängigkeit der Lenkmechanik zuverlässig erkannt werden.

Nach dem Graphen G2 erfolgt die Veränderung des Radeinschlagwinkels nach einem pulsierenden zeitlichen Profil. Mit diesem Ansatz kann Bewegungsspiel im Lenksystem zuverlässig erkannt und bewertet werden. Es können mehrere unterschiedliche Analysekonzepte kombiniert zur Anwendung gebracht werden und für jeweils zu untersuchende Eigenschaften des Lenksystems speziell abgestimmte Bewegungsmuster abgearbeitet werden. Anhand der reversierenden Betätigung der Lenkung können auch Hystereseeffekte erfasst und bewertet werden.

Die Referenzfunktionen des Motorstroms, der erforderlichen Lenkkraft oder des Motormomentes können in unverschlissenem Zustand des Lenksystems für dieses selbstlernend ermittelt werden, indem die Lenkung nach Maßgabe vorgegebener Prüfmuster betätigt wird und die hierbei gemessenen Motorströme zur Definition der Referenzfunktion herangezogen werden. Die Referenzfunktionen können auch rechnerisch modelliert oder für die Lenkungskonstruktion empirisch ermittelt werden.

Die Funktion der Selbstdiagnose des Lenksystems eines autonom betreibbaren Kraftfahrzeuges kann sich wie im Folgenden ausgeführt werden wird, darstellen:

Bei einem geparkten autonom betreibbaren Kraftfahrzeug 10 wird seitens der Steuereinrichtung 17 festgestellt, dass eine Selbstdiagnose der Lenkung durchzuführen ist. Die Steuereinrichtung 17 überprüft den Stellzustand des Fahrzeuges 10, insbesondere hinsichtlich Ebenheit und Aktivität der Feststellbremse. Soweit nach diesen vorausgehenden Abfragen eine Selbstdiagnose zulässig ist, wird durch die Steuereinrichtung 17 unter Einbindung einer Leistungsstufe der Stellmotor 16 der Lenkung angesteuert, so dass dieser nach Maßgabe eines vorgegebenen zeitlichen Profils die Radeinschlagswinkel fortlaufend ändert. Auf diese Weise wird zunächst eine erste Lenkendanschlagsstellung angefahren. Nachfolgend erfolgt ein Zurücklenken und ein Anfahren der zweiten Lenkendanschlagstellung. Während dieser fortlaufenden Lenkwinkeländerungen erfolgt eine Aufzeichnung des Motorstroms unter Zuordnung zur jeweiligen Lenkwinkelstellung. Der so aufgezeichnete Motorstrom wird mit einem Referenzverlauf verglichen. Der Referenzverlauf beschreibt ebenfalls zumindest qualitativ den Motorstrom in Zuordnung zum Lenkwinkel. Aus etwaigen Abweichungen des aufgezeichneten Motorstromes vom Referenzverlauf kann in Verbindung mit Bewertungskriterien auf den Zustand des Lenksystems geschlossen werden. So kann beispielsweise die Leichtgängigkeit im gesamten Lenkbereich bewertet werden. Zudem kann mechanischer Verschleiß, insbesondere das Vorhandensein von übermäßigem Spiel in der Mechanik erkannt werden. Nach Beendigung der automatisierten Prüfprozedur kann das Fahrzeug bewerten, ob es in einem betriebsbereiten Zustand ist oder ob Wartungsarbeiten am Lenksystem erforderlich sind.

Gemäß einer weiteren Ausführungsvariante ist die Prüfprozedur derart abgestimmt sein, dass der Stellbereich des Lenkgetriebes 15 nach Maßgabe eines Lenkgeschwindigkeitsprofiles durchfahren wird. Das Durchfahren des Stellbereiches kann insbesondere von einer Mittenposition ausgehen und dann jeweils einen linken und einen rechten Lenkungsendwinkel ansteuern. Diese Lenkungsendwinkel können durch Anschlagstrukturen festgelegt sein. Diese Anschlagstrukturen können elastisch nachgiebige Strukturen darstellen, welche mit zunehmender Stauchung zunehmende Anschlagkräfte generieren. Es ist möglich, im Rahmen der Anomalie-Analyse die Charakteristik des Anschlagkraftaufbaus zu analysieren. Mit diesem Ansatz lassen sich die Steifigkeit der Lenkmechanik und Zunahmen des Bewegungsspiels der Lenkmechanik erkennen.

Es ist in vorteilhafter Weise auch möglich, im Rahmen der Prüfprozedur linke und rechte Radeinschläge mit pulsieren Lenkhüben, alternierenden Lenkhüben oder im sog. Pilgerschritt sukzessive einzustellen. Diese Vorgehensweise bietet eine besonders hohe Erkennungskraft für Spielzunahmen der Lenkmechanik.

Die Erfindung wurde vorstehend anhand von Ausführungsbeispielen und weiteren Abwandlungen näher erläutert. Das Ausführungsbeispiel und die Abwandlungen dienen dazu, die Ausführbarkeit der Erfindung zu belegen. Technische Einzelmerkmale, welche oben im Kontext weiterer Einzelmerkmale erläutert wurden, können auch unabhängig von diesen sowie in Kombination mit weiteren Einzelmerkmalen verwirklicht werden, selbst wenn dies nicht ausdrücklich beschrieben ist, solange dies technisch möglich ist. Die Erfindung ist daher ausdrücklich nicht auf das konkret beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt, sondern umfasst alle durch die Patentansprüche definierten Ausgestaltungen. Bezugszeichenliste 0 Kraftfahrzeug 1 Radaufhängung

12 Fahrzeugrad

13 Fahrzeugrad

14 Stelleinrichtung

15 Lenkgetriebe

16 Stellmotor

17 Steuereinrichtung

18 Erfassungsorgan

19 Auswertungseinrichtung 0 Zahnstange 1 Drehwinkelgeber 2 Drehwinkelgeber 3 Sensor 4 Sensor 5 Sensor

26 Sensor

27 Fahrzeugrad

28 Fahrzeugrad

G1 Graph

G2 Graph

L Links

R Rechts