Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ansteuerung eines elektrisch betätigbaren Lenkaktuators für ein Kraftfahrzeug, wobei eine Prüfung hinsichtlich eines Vorliegens einer fest ^¬ gefahrenen Situation durchgeführt wird und bei Vorliegen einer vorgegebenen Bedingung ein Sondersteuermodus aktiviert wird. Beim Fahren im Gelände mit einem Kraftfahrzeug können Situationen auftreten, in denen sich das Fahrzeug festfährt, beispielsweise bei sehr unebenem Terrain oder nachgebendem Untergrund mit schlechter Haftung der Räder, beispielsweise Sand. Üblicherweise werden in einer solchen Situation vom Fahrer Maßnahmen ergriffen, wie z.B. ein Freischaukeln des Fahrzeugs oder ein Bewegen des Lenkrads, damit die Vorderräder wieder bessere Haftung auf dem Untergrund finden. Dies ist oft unkomfortabel für den Fahrer.

Aus der DE 10 2008 036 048 AI ist ein Verfahren bekannt, bei dem Festfahrsituationen eines Kraftfahrzeugs oder mögliche be ^¬ vorstehende Festfahrsituationen erkannt werden und ein Betriebsmodus (Freischaukelmodus) aktiviert wird, in dem auto ^¬ matisiert ein periodisch schwankendes Antriebsmoment an den Antriebsrädern des Fahrzeugs bereit gestellt wird, wodurch ein sogenanntes Freischaukeln des Fahrzeugs in der Längsrichtung bewirkt wird. Eine Ausrichtung der Fahrzeugräder entlang der Längsachse durch eine unterstützende Lenkaktuatorik vor Ak ^¬ tivierung des Freischaukelmodus wird beschrieben. Auch in der DE 10 2013 218 664 AI ist ein Verfahren beschrieben, in dem eine Freischaukelsituation erkannt wird und ein Freischaukelmodus aktiviert wird, wobei der Freischaukelmodus durch den Fahrer gestartet, blockiert, beendet oder beeinflusst wird. Solche Verfahren haben den Nachteil, dass sie nicht in allen Situationen effektiv zu einer Befreiung des Fahrzeugs aus dem festgefahrenen Zustand führen. In gewissen Situationen kann ein solches Manöver den Zustand sogar verschlechtern. Besonders in Situationen mit einem heterogenen oder sehr unebenen Untergrund, wie beispielsweise im Gelände, ist oft ein zusätzlicher Eingriff des Fahrers am Lenkrad nötig, um das Fahrzeug zu befreien.

Es sind an sich Methoden bekannt, um dem vom Fahrer vorgegebenen Lenkwinkel mittels eines Aktuators einen zusätzlichen Lenkwinkel nach Vorgabe eines Regelsystems zu überlagern (Überlage ^¬ rungslenkung) . Es werden üblicherweise elektrische Aktuatoren verwendet, die auf ein Überlagerungsgetriebe wirken und den Zusatzlenkwinkel unabhängig vom Fahrer einstellen.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Verfahren zur Unterstützung des Fahrers in der Situation eines festgefahrenen Fahrzeugs anzugeben. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1 und ein Steuergerät gemäß Anspruch 14 gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche .

Die Erfindung geht von der Überlegung aus, dass ein geeigneter Lenkwinkelverlauf bewirken kann, dass ein festgefahrenes Fahrzeug wieder frei kommt. Der Lenkwinkelverlauf ist dabei ein Verlauf des Lenkwinkels als Funktion der Zeit. Ein solcher geeigneter Lenkwinkelverlauf wird daher erfindungsgemäß in einem Sondersteuermodus durch einen Lenkaktuator, der zum fahrerunabhängigen Einstellen eines Lenkwinkels ausgebildet ist, eingestellt . In einer bevorzugten Ausführungsform wird der Sondersteuermodus dann aktiviert, wenn ein Stillstand festgestellt wird und der Stillstand länger dauert als ein vorgegebener Zeitgrenzwert.

Ein Stillstand wird vorteilhafterweise immer dann festgestellt, wenn eine Auswertung der gemessenen Raddrehzahlen nicht angetriebener Räder erkennen lässt, dass diese Räder sich nicht drehen. Bevorzugt wird dies festgestellt, wenn die gemessenen Raddrehzahlen unterhalb eines vorgegebenen Schwellenwerts liegen. Vorteilhafterweise wird nur dann ein Stillstand erkannt, wenn alle nicht angetriebenen Räder sich nicht drehen.

Gibt es keine nicht-angetriebenen Räder des Fahrzeugs (Allrad-Fahrzeug) , so werden bevorzugt alternative Methoden zur Erkennung eines Stillstands verwendet.

Eine alternative Methode zur Stillstandserkennung wertet Daten aus einer Umfelderfassung des Fahrzeugs aus, um einen Stillstand zu erkennen. So kann zum Beispiel ein Stillstand erkannt werden, wenn sich das Umfeld über eine vorgegebene Zeitspanne nicht ändert oder wenn erkannte Objekte ihre Position relativ zum Fahrzeug über eine vorgegebene Zeitspanne nicht ändern. Weitere Methoden zur Stillstandserkennung verwenden beispielsweise Daten eines Längsbeschleunigungssensors und/oder Daten eines Positionsbestimmungssystems (z.B. GPS) und/oder werten Fahreraktionen, wie z.B. Lenkradbewegungen, aus.

In einer bevorzugten Ausführungsform wird der Sondersteuermodus dann aktiviert, wenn ein Stillstand festgestellt wird und ein ermitteltes Antriebsmoment über einem vorgegebenen Grenzwert liegt. Besonders bevorzugt wird ein festgefahrener Zustand festgestellt, wenn über eine vorgegebene Zeitspanne ein

Stillstand festgestellt wird und ein ermitteltes Antriebsmoment während der gleichen Zeitspanne über einem vorgegebenen Momentengrenzwert liegt. Ein solcher Zustand des Fahrzeugs lässt mit hoher Zuverlässigkeit eine festgefahrene Situation erkennen.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform wird der Sondersteuermodus dann aktiviert, wenn alle folgenden Bedingungen erfüllt sind:

-ein Stillstand ist festgestellt,

-ein ermitteltes Antriebsmoment liegt über einem vorgegebenen Grenzwert,

-ermittelt ist, dass alle angetriebenen Räder des Fahrzeugs sich drehen.

Bevorzugt wird der Sondersteuermodus dann aktiviert, wenn die genannten Bedingungen während einer vorgegebenen Zeitspanne erfüllt sind.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird der Son- dersteuermodus durch eine Eingabe des Fahrers aktiviert. Be ^¬ sonders bevorzugt erfolgt die Eingabe des Fahrers über eine Schnittstelle, beispielsweise einen Taster.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung erhält der Fahrer eine Meldung, dass der Sondersteuermodus aktiviert ist. Besonders bevorzugt erfolgt diese Meldung haptisch dadurch, dass durch den Lenkaktuator, der den Lenkwinkel einstellt, nicht nur die gelenkten Räder, sondern auch das Lenkrad bewegt werden.

Alternativ erfolgt eine Meldung an den Fahrer, dass der Sondersteuermodus aktiviert ist, durch ein visuelles und/oder akustisches Signal.

Bevorzugt entspricht der Lenkwinkelverlauf einem Hin- und Herlenken um einen Referenzwert. Unter Hin- und Herlenken wird dabei ein Lenkwinkelverlauf verstanden, bei dem zunächst eine Änderung des Winkels in eine Richtung eingestellt wird und anschließend eine Änderung in die andere Richtung eingestellt wird . _n

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Besonders bevorzugt wird der Lenkwinkelverlauf so gesteuert, dass ein Ausschlag der gelenkten Räder zumindest ein Mal zu einer Seite relativ zur Neutralstellung (gerade Räder) und anschließend zur anderen Seite relativ zur Neutralstellung er- folgt.

In einer bevorzugten Ausführungsform entspricht der Lenkwinkelverlauf einem periodischen Verlauf mit vorgegebener Periode und Amplitude. Vorteilhafterweise wird der Lenkwinkelverlauf durch eine periodische Funktion beschrieben. Als besonders vorteilhaft erweisen sich stetig differenzierbare Funktionen, da diese zu vom Fahrer als gleichmäßig empfundenen Lenkbewegungen führen. Beispielsweise kann eine Sinus-Funktion vorteilhaft eingesetzt werden.

Bevorzugt werden ein maximaler Lenkwinkel und ein minimaler Lenkwinkel für den Lenkwinkelverlauf vorgegeben. Besonders bevorzugt wird ein maximaler Betrag des Lenkausschlags relativ zu einem Referenzwert vorgegeben. Ganz besonders bevorzugt entspricht der Referenzwert der Neutralstellung.

Im Falle eines durch einen periodischen Verlauf mit vorgegebener Periode und Amplitude beschriebenen Lenkwinkelverlaufs wird die Amplitude so gewählt, dass die Maxima und Minima des Verlaufs den minimalen, und respektive maximalen, vorgegebenen Lenkwinkeln entsprechen .

Besonders bevorzugt werden die minimalen und maximalen Lenk- winkel nach Maßgabe einer erkannten Untergrundbeschaffenheit bestimmt. So wird beispielsweise ein kleinerer maximaler (und größerer minimaler) Lenkwinkel vorgegeben, wenn das Fahrzeug sich auf Sand befindet, um zu vermeiden, dass sich das Fahrzeug durch die Bewegung der Räder weiter eingräbt. Ein größerer maximaler (und kleinerer minimaler) Lenkwinkel wird vorgegeben, wenn sich das Fahrzeug beispielsweise auf felsigem Untergrund ,

b befindet. Die Untergrundbeschaffenheit kann anhand verschie ^¬ dener Methoden, beispielsweise einer Auswertung der Umfelderkennung bestimmt werden.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform sind der vor- gegebene minimale und der vorgegebene maximale Lenkwinkel zeitlich veränderlich und werden, während der Sondersteuermodus aktiv ist, angepasst. So kann zum Beispiel zunächst ein

Lenkwinkelverlauf mit relativ kleinem maximalen und großem minimalen Lenkwinkel gewählt werden und, wenn dies über ein vorgegebene Zeitspanne nicht zu einer Beendung des festge ^¬ fahrenen Zustands führt, anschließend ein Verlauf mit größerem maximalen und kleinerem minimalen Lenkwinkel eingestellt werden. In einer bevorzugten Ausführungsform werden der maximale Lenkwinkel und der minimale Lenkwinkel jeweils mittels einer vorgegebenen mathematischen Funktion in Abhängigkeit der Zeit berechnet .

Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird der Sondersteuermodus beendet, wenn eine Bewegung des Fahrzeugs in Längsrichtung festgestellt wird. Eine Bewegung des Fahrzeugs in Längsrichtung wird dabei vorteilhafterweise mittels der gleichen Methode oder den gleichen Methoden festgestellt, mittels derer ein Stillstand des Fahrzeugs festgestellt wurde.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird der Sondersteuermodus durch eine Eingabe des Fahrers beendet, wobei eine solche Eingabe über eine Schnittstelle (Taster) oder über ein Einstellen eines Bremsdrucks, der größer als ein Brems ^¬ druckgrenzwert ist, oder über eine Bewegung des Lenkrads oder über ein Festhalten des Lenkrads entgegen der Einstellung durch den Lenkaktuator während einer vorgegebenen Zeitspanne erfolgen kann. Der Fahrer kann vorteilhafterweise jederzeit den Sondersteu ^¬ ermodus beenden. Ein Beenden des Sondersteuermodus ist dabei vorgesehen, wenn der Fahrer entgegen der fahrerunabhängigen Ansteuerung eingreift. Dies ist zum Beispiel der Fall, wenn der Fahrer das Lenkrad über eine vorgegebene Zeit so festhält, dass eine automatische Ansteuerung nicht erfolgen kann, oder wenn er aktiv gegen die Ansteuerung lenkt. Ein Bremseingriff des Fahrers (z.B. entsprechend einem Druck im Hauptzylinder über einen vorgegebenen Druckgrenzwert bzw. Treten eines Bremspedals über einen vorgegebenen Pedalweg) stellt bevorzugt ebenfalls eine Abbruchbedingung dar.

Bevorzugt wird, während der Sondersteuermodus aktiv ist, ein Antriebsmoment durch ein Steuergerät vorgegeben, welches An ^¬ triebsmoment an mindestens einer angetriebenen Achse anliegt. Ein Antriebsmoment ist nötig, um dem Fahrzeug Vortrieb zu geben, sobald die Räder wieder greifen. Besonders bevorzugt ist das Antriebsmoment über die Dauer der Aktivierung des Sondersteuermodus konstant.

Eine Vorgabe eines Antriebsmoments durch ein Steuergerät während des Sondersteuermodus hat den Vorteil, dass zu jedem Zeitpunkt ein Antrieb der Räder vorhanden ist, sollten sie wieder greifen. Für den Fahrer ist es schwierig und unkomfortabel, ein gleichmäßiges Moment selbst über ein Gaspedal einzusteuern.

In einer bevorzugten Ausführungsform wird das Antriebsmoment zu Beginn des Sondersteuermodus kontinuierlich bis auf einen vorgegebenen Wert erhöht und/oder zu Ende des Sondersteuermodus kontinuierlich auf null abgesenkt.

Besonders bevorzugt wird das Antriebsmoment durch ein Assis ^¬ tenzsystem, insbesondere einem automatischen Geschwindigkeitsregelsystem, vorgegeben. Ist ein solches Assistenzsystem zu Beginn des Sondersteuermodus aktiv, so ist es vorteilhaft, das durch das Assistenzsystem vorgegebene Moment zu verwenden.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand zweier Zeichnungen näher erläutert. Darin zeigen in stark schemati- sierter Darstellung:

FIG. 1 eine Vorrichtung zur Ausführung eines erfindungs ^¬ gemäßen Verfahrens; und

FIG. 2 einen beispielhaften Verlauf mehrerer Größen während der Ausführung eines beispielgemäßen Verfahrens. In Figur 1 ist eine Vorrichtung zur Ausführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens gezeigt. Die Vorrichtung ist in einem Kraftfahrzeug enthalten. Dabei bezeichnen la, lb, lc, ld die Räder des Kraftfahrzeugs. Die lenkbaren Räder des Fahrzeugs la und lb können in einem Radwinkel 10a, 10b relativ zur Längsachse des Fahrzeugs eingestellt werden.

Die Vorrichtung enthält ein Lenkrad 4, an welchem in einem Lenkradwinkel 11 eingestellt werden kann. Durch eine Sensor ^¬ anordnung 2 werden der Lenkradwinkel 11 und/oder die Radwinkel 10a, 10b gemessen. Die Sensoranordnung 2 ist mit einem Steu- ergerät 6 verbunden und übermittelt die gemessenen Lenkradwinkel 11 und/oder Radwinkel 10a, 10b an das Steuergerät 6.

Durch einen elektrisch betätigbaren Lenkaktuator 3 kann ein Lenkwinkel LW fahrerunabhängig eingestellt werden. Durch das Einstellen eines Lenkwinkels LW durch den Lenkaktuator 3 werden die Radwinkel 10a, 10b eingestellt, sowie vorzugsweise der

Lenkradwinkel 11. Der Lenkaktuator 3 ist mit dem Steuergerät 6 verbunden. Das Steuergerät 6 übermittelt, wenn ein Sonder ^¬ steuermodus aktiv ist, Lenkwinkelanforderungen, die einem Lenkwinkelverlauf LW(t) entsprechen, an den Lenkaktuator 3. Die Lenkwinkelanforderungen werden von dem Lenkaktuator 3 durch Einstellen des Lenkwinkelverlaufs umgesetzt.

Die Vorrichtung verfügt beispielsgemäß über eine Antriebseinheit 5, zum Beispiel einen Fahrzeug-Antriebsmotor, welcher mit einer oder mehreren Fahrzeugachsen verbunden ist und die Räder der angetriebenen Achsen antreibt. Die Antriebseinheit 5 ist mit dem Steuergerät 6 verbunden. Bei Vorliegen des Sondersteuermodus wird beispielsgemäß durch das Steuergerät eine Antriebsmo ^¬ mentanforderung an die Antriebseinheit 5 übermittelt, welche durch die Antriebseinheit 5 als Antriebsmoment umgesetzt wird.

Die Antriebseinheit 6 ist beispielsgemäß mit einer Eingabe ^¬ schnittstelle 7 (bspw. Taster) verbunden. Der Fahrer kann über diese Eingabeschnittstelle 7 den Sondersteuermodus aktivieren und beenden. Die Antriebseinheit 6 ist beispielsgemäß ebenfalls mit Mitteln 8 verbunden, die eine Bremsbetätigung des Fahrers erkennen lassen, beispielsweise einem Bremslichtschalter.

Die Antriebseinheit 6 ist beispielsgemäß mit Mitteln 9 zur Erkennung eines Stillstands des Fahrzeugs verbunden. Eine Dauer des Stillstands wird entweder von den Mitteln zur Still—

Standerkennung 9 gemessen und an das Steuergerät 6 übermittelt oder vom Steuergerät 6 selbst erfasst. Der Sondersteuermodus wird beispielsgemäß aktiviert, wenn ein Stillstand durch die Mittel zur Stillstanderkennung 9 erkannt wird und die Dauer des Stillstands länger ist als ein vorgegebener Zeitgrenzwert.

In einer beispielsgemäßen Ausführungsform der Erfindung wird ein Motormoment der Antriebseinheit 5, welches auf die angetriebenen Achsen übertragen wird, erfasst und an das Steuergerät 6 übertragen. Der Sondersteuermodus wird dann beispielsgemäß aktiviert, wenn ein Stillstand durch die Mittel zur Still ^¬ standerkennung 9 erkannt wird und das erfasste Motormoment der Antriebseinheit 5 über einem vorgegebenen Momentengrenzwert liegt. Vorteilhafterweise wird der Sondersteuermodus nur dann aktiviert, wenn diese Bedingungen während einer vorgegebenen Zeitspanne vorliegen. In einer weiteren beispielsgemäßen Ausführungsform der Erfindung werden die Drehzahlen der angetriebenen Räder erfasst und an das Steuergerät 6 übertragen. Der Sondersteuermodus wird dann beispielsgemäß aktiviert, wenn alle folgenden Bedingungen erfüllt sind:

-ein Stillstand wurde durch die Mittel zur Stillstanderkennung 9 festgestellt,

-ein ermitteltes Antriebsmoment der Antriebseinheit 5 liegt über einem vorgegebenen Grenzwert,

-alle angetriebenen Räder des Fahrzeugs haben Drehzahlen größer Null.

Figur 2 zeigt einen beispielhaften Verlauf mehrerer Größen während der Ausführung eines beispielgemäßen Verfahrens. Dabei sind in den Figurteilen 2a, 2b, 2d und 2e beispielhafte, durch einen Lenkaktuator (z.B. Lenkaktuator 3 in Fig. 1) eingestellte, Lenkwinkelverläufe 25, 26, 35 und 36 gezeigt (zeitliche Verläufe LW(t)) und in den Figurteilen 2c und 2f ein Statusindikator 27 einer Stillstandserkennung.

Auf den x-Achsen 21, 22 ist jeweils die Zeit aufgetragen, auf den y-Achsen 20 in den Figurteilen 2a, 2b, 2d und 2e ist ein Lenkwinkel aufgetragen und auf der y-Achse 32 in den Figurteilen 2c und 2f ist der Wert des Statusindikators der Stillstandserkennung aufgetragen .

Figuren 2a, 2b und 2c zeigen jeweils einen Beginn eines Sondersteuermodus und 2d, 2e und 2f jeweils eine Beendigung eines Sondersteuermodus. Zu einem ersten Zeitpunkt 28 wird Stillstand erkannt und der Statusindikator 27 wird von Null („kein Stillstand") auf Eins („Stillstand erkannt") gesetzt. Anschließend wird beispiels ^¬ gemäß zum Zeitpunkt 29, nachdem ein Stillstand während einer Zeitdauer 31, die länger als ein vorgegebener Zeitgrenzwert ist, durchgehend als erkannt gilt, ein Sondersteuermodus aktiviert.

Beispielgemäß werden ein maximaler Lenkwinkelwert 23 und ein minimaler Lenkwinkelwert 24 für den Lenkwinkelverlauf LW(t) vorgegeben. Der aktuelle Lenkwinkel zu Beginn des Sonder- steuermodus (Eingangslenkwinkel) 33, 34 wird bestimmt und mit dem minimalen und maximalen Lenkwinkelwerten 23, 24 verglichen.

Verlauf 25 der Figur 2a zeigt den im Sondersteuermodus durch den Lenkaktuator eingestellten Lenkwinkelverlauf LW (t) im Fall, dass der Eingangslenkwinkel 33 größer ist als der maximale Lenk- winkelwert 23. Ein entsprechend an der x-Achse gespiegelter Verlauf wird beispielsgemäß verwendet, wenn der Eingangs ^¬ lenkwinkel kleiner ist als der minimale Lenkwinkelwert 24 und alle nachfolgenden Betrachtungen gelten analog. Zunächst wird der Lenkwinkel durch den Aktuator beispielsgemäß so lange linear reduziert, bis er unterhalb des maximalen Lenkwinkelwerts 23 liegt. In einer bevorzugten Ausführungsform wird ein Wert für die Steigung des linearen Verlaufs vorgegeben.

Anschließend geht der Verlauf 25 beispielsgemäß in einen durch eine Sinus-Funktion beschriebenen Verlauf über. Vorteilhaft- erweise erfolgt der Übergang zwischen dem linearen Verlauf und der Sinuskurve dabei derart, dass der Verlauf an jedem Punkt stetig differenzierbar ist, da dies vom Fahrer als besonders gleichmäßig empfunden wird.

Verlauf 26 der Figur 2b zeigt den im Sondersteuermodus durch den Lenkaktuator eingestellten Lenkwinkelverlauf LW (t) im Fall, dass der Eingangslenkwinkel kleiner ist als der maximale Lenkwin- kelwert 23, aber größer als Null. Ein entsprechend an der x-Achse gespiegelter Verlauf wird beispielsgemäß verwendet, wenn der Eingangslenkwinkel 34 kleiner als Null ist aber größer als der minimale Lenkwinkelwert 24. In diesem Fall wird vorzugsweise ein Punkt der Sinuskurve als Anfangspunkt bestimmt, an dem die

Sinusfunktion einen Wert gleich dem Eingangslenkwinkel ergibt. Der Lenkwinkelverlauf LW(t) beginnt nun mit dem bestimmten Anfangspunkt und folgt dem Verlauf 26.

Sobald das Kraftfahrzeug zum Zeitpunkt 30 wieder Vortrieb hat und eine Bewegung in Längsrichtung erfolgt, so wird dies durch die Stillstandserkennung festgestellt und der Statusindikator der Stillstandserkennung 27 wird auf Null gesetzt. Beispielsgemäß wird der Sondersteuermodus beendet, wenn kein Stillstand mehr als erkannt gilt. Bevorzugt wird der Sondersteuermodus nicht abrupt beendet, sondern ein Rücksteilen des Lenkwinkels durch den Lenkaktuator bis zu einer Neutralstellung (Geradeausstellung) erfolgt nach Beendung des Stillstands.

In einer bevorzugten Ausführungsform erfolgt eine Beendung des Sondersteuermodus, indem der durch den Lenkaktuator eingestellte Lenkwinkel, wie durch den Lenkwinkelverlauf 36 der Figur 2e gezeigt, linear vom Wert zum Zeitpunkt 30 bis Null (Neutral ^¬ stellung/ Geradeausstellung) gestellt wird.

In einer zweiten bevorzugten Ausführungsform erfolgt eine Beendung des Sondersteuermodus, indem die Amplitude mit der Zeit reduziert wird, wie beispielsgemäß im Verlauf 35 der Figur 2d dargestellt .

Wenn der Lenkwinkel LW durch den Lenkaktuator in die Neutralstellung gebracht wurde, so kann der Sondersteuermodus beendet werden.