Titel

Verfahren zum Betrieb eines

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zum Betrieb eines Fahrzeugs nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Zudem betrifft die Erfindung eine Recheneinheit zur Durchführung eines solchen Verfahrens sowie ein Fahrzeug mit einer solchen Recheneinheit.

Aus dem Stand der Technik sind Fahrzeuge bekannt, welche ein konventionelles Lenksystem mit einer Lenkhandhabe beispielsweise in Form eines Lenkrads, einem Lenkgetriebe und einer Lenksäule zur mechanischen Verbindung der Lenk-handhabe mit dem Lenkgetriebe umfassen. Zudem sind Fahrzeuge mit Steer-by-Wire-Lenksystemen bekannt, welche ohne eine direkte mechanische Verbindung zwischen einer Lenkhandhabe und gelenkten Fahrzeugrädern auskommen und bei welchen eine Lenkvorgabe an der Lenkhandhabe ausschließlich elektrisch weitergeleitet wird. Derartige Steer-by-Wire-Lenksysteme sind üblicherweise mit einem Radlenkwinkelsteller in Form eines Zentraistellers oder mit mehreren Radlenkwinkelstellern in Form von Einzelradstellern ausgestattet.

Darüber hinaus sind Verfahren zur Lenkunterstützung bekannt, bei welchen wenigstens ein Fahrzeugrad in gewissen Fahrzuständen, wie beispielsweise im Fehlerfall, mit einem zusätzlichen Antriebs- und/oder Bremsmoment beaufschlagt wird. In diesem Zusammenhang können beispielsweise sogenannte Torque- Vectoring-Systeme zum Einsatz kommen, bei welchen durch eine radindividuelle Umverteilung von Antriebsmomenten ein Gierwinkel des Fahrzeugs gezielt beeinflusst werden kann. Ferner existieren sogenannte Steer-by-Drive-Systeme, bei welchen durch Aufbringen eines Antriebsmoments gezielt eine Lenkbewegung mindestens eines Fahrzeugrads erzeugt wird. Ein ähnliches Wirkprinzip wird auch bei sogenannten Steer-by- Brake-Systemen verwendet, wobei hier ein Radmoment durch eine Bremse des Fahrzeugs erzeugt wird.

Derartige Fahrzeuge und Verfahren sind beispielsweise aus der DE 10 2013 011 883 Al sowie der DE 10 2018 212 804 Al bekannt.

Die Aufgabe der Erfindung besteht insbesondere darin, ein Verfahren mit verbesserten Eigenschaften hinsichtlich einer Lenkungsauslegung bei dynamischen Fahrmanövern bereitzustellen. Die Aufgabe wird durch die Merkmale der Ansprüche 1, 11 und 12 gelöst, während vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung den Unteransprüchen entnommen werden können.

Offenbarung der Erfindung

Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zum Betrieb eines Fahrzeugs, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, wobei das Fahrzeug ein, bevorzugt als Steer- by-Wire-Lenksystem ausgebildetes, Lenksystem mit wenigstens einem Radlenkwinkelsteller zur Änderung eines Radlenkwinkels wenigstens eines Fahrzeugrads in Abhängigkeit einer Soll-Vorgabe umfasst.

Es wird vorgeschlagen, dass in zumindest einem Betriebszustand, in welchem ein dynamisches Fahrmanöver durchgeführt wird, wenigstens ein Fahrzeugrad zur, insbesondere gezielten, Lenkunterstützung mit einem zusätzlichen Antriebs- und/oder Bremsmoment beaufschlagt wird. Insbesondere ist das dynamische Fahrmanöver ein Fahrmanöver mit erhöhter Fahrzeuggeschwindigkeit, beispielsweise einer Fahrzeuggeschwindigkeit oberhalb von 20 km/h, und erhöhter Lenkdynamik, insbesondere erhöhter Lenkgeschwindigkeit und/oder erhöhter Auslenkung einer Lenkhandhabe. Zudem können in dem Betriebszustand grundsätzlich auch mehrere Fahrzeugräder zur, insbesondere gezielten, Lenkunterstützung mit einem zusätzlichen Antriebs- und/oder Bremsmoment beaufschlagt werden. Das zusätzliche Antriebs- und/oder Bremsmoment kann beispielsweise durch ein Torque-Vectoring-System des Fahrzeugs, ein Steer-by- Drive-System des Fahrzeugs, ein Steer-by- Brake-System des Fahrzeugs, ein Fahrdynamikre- gelsystem des Fahrzeugs und/oder ein entsprechendes anderes Aktuatorsystem des Fahrzeugs erzeugt und/oder bereitgestellt werden. Durch diese Ausgestaltung kann insbesondere eine Lenkungsauslegung bei dynamischen Fahrmanö- vern verbessert werden und eine Effizienz, insbesondere eine Lenkeffizienz, eine Leistungseffizienz, eine Bauteileeffizienz und/oder eine Kosteneffizienz, optimiert werden. Darüber hinaus sinken die Anforderungen an den Radlenkwinkelsteller, sodass entweder eine Aktuatorik des Radlenkwinkelstellers kleiner dimensioniert, ein Funktions- oder Einsatzbereich des Radlenkwinkelstellers erhöht und/oder eine Auslegung des Radlenkwinkelstellers vereinfacht bzw. eine Leistungsanforderungen für hohe Lenkgeschwindigkeiten reduziert werden kann. Zudem kann vorteilhaft eine gezielte Unterstützung des dynamischen Fahrmanövers erreicht werden.

Unter einem „Radlenkwinkelsteller“ soll in diesem Zusammenhang insbesondere eine mit zumindest einem Fahrzeugrad gekoppelte Aktuatoreinheit verstanden werden, welche dazu vorgesehen ist, durch Änderung eines Radlenkwinkels des Fahrzeugrads eine Soll-Vorgabe und/oder Lenkvorgabe an das Fahrzeugrad zu übertragen und hierdurch vorteilhaft zumindest eine Ausrichtung des Fahrzeugrads zu steuern und/oder eine Fahrtrichtung des Fahrzeugs zu beeinflussen. Dazu umfasst der Radlenkwinkelsteller vorteilhaft wenigstens ein Lenkungsstellelement, beispielsweise in Form einer Zahnstange, und wenigstens einen mit dem Lenkungsstellelement wirkverbundenen Lenkaktuator, beispielsweise in Form eines Elektromotors. Der Radlenkwinkelsteller kann ferner einer als Hinterachse ausgebildeten Fahrzeugachse oder vorteilhaft einer als Vorderachse ausgebildeten Fahrzeugachse des Fahrzeugs zugeordnet sein. Ferner könnte der Radlenkwinkelsteller insbesondere als Zentraisteller ausgebildet und zumindest zwei, insbesondere lenkbaren, Fahrzeugrädern zugeordnet sein. Bevorzugt ist der Radlenkwinkelsteller jedoch als Einzelradsteller ausgebildet und genau einem, insbesondere lenkbaren und als Vorderrad ausgebildeten, Fahrzeugrad zugeordnet. In letzterem Fall umfasst das Lenksystem insbesondere zumindest zwei separate Radlenkwinkelsteller zur radindividuellen Änderung eines Radlenkwinkels eines jeweiligen Fahrzeugrads.

Des Weiteren umfasst das Fahrzeug wenigstens eine Recheneinheit, welche dazu vorgesehen ist, das Verfahren zum Betrieb des Fahrzeugs durchzuführen. Unter einer „Recheneinheit“ soll insbesondere eine elektrische und/oder elektronische Einheit verstanden werden, welche einen Informationseingang, eine Informationsverarbeitung und eine Informationsausgabe aufweist. Vorteilhaft weist die Recheneinheit ferner zumindest einen Prozessor, zumindest einen Betriebsspeicher, zumindest ein Ein- und/oder Ausgabemittel, zumindest ein Betriebsprogramm, zumindest eine Steuerroutine, zumindest eine Regelroutine, zumindest eine Berechnungsroutine, zumindest eine Ermittlungsroutine und/oder zumindest eine Ansteuerroutine auf. Zudem weist die Recheneinheit vorzugsweise eine Lenkunterstützungsfunktion auf, mittels welcher die Beaufschlagung des wenigstens einen Fahrzeugrads mit dem zusätzlichen Antriebs- und/oder Bremsmoment erfolgen kann. Vorliegend kann die Recheneinheit, insbesondere mittels der Ermittlungsroutine, zur Ermittlung des Betriebszustands, in welchem ein dynamisches Fahrmanöver durchgeführt wird, vorgesehen sein. Dazu kann die Recheneinheit beispielsweise zur Überwachung einer Fahrzeuggeschwindigkeit und/oder einer Lenkdynamik des Fahrzeugs vorgesehen sein. Ferner ist die Recheneinheit dazu vorgesehen, insbesondere mittels der Lenkunterstützungsfunktion und unter Verwendung der Ansteuerroutine, in dem Betriebszustand wenigstens eines der Fahrzeugräder des Fahrzeugs zur Lenkunterstützung mit einem zusätzlichen Antriebs- und/oder Bremsmoment zu beaufschlagen. In diesem Zusammenhang ist die Recheneinheit insbesondere dazu vorgesehen, beispielsweise das Tor- que-Vectoring-System, das Steer-by-Drive-System, das Steer-by-Brake-System, das Fahrdynamikregelsystem und/oder das andere Aktuatorsystem des Fahrzeugs anzusteuern und hierdurch das wenigstens eine Fahrzeugrad in dem Betriebszustand mit dem zusätzlichen Antriebs- und/oder Bremsmoment zu beaufschlagen. Vorzugsweise ist die Recheneinheit dabei in ein Steuergerät des Fahrzeugs, beispielsweise ein zentrales Fahrzeugsteuergerät, oder ein Steuergerät des Lenksystems, insbesondere in Form eines Lenkungssteuergeräts, integriert. Unter „vorgesehen“ soll insbesondere speziell programmiert, ausgelegt und/oder ausgestattet verstanden werden. Darunter, dass ein Objekt zu einer bestimmten Funktion vorgesehen ist, soll insbesondere verstanden werden, dass das Objekt diese bestimmte Funktion in zumindest einem Anwendungs- und/oder Betriebszustand erfüllt und/oder ausführt.

Vorteilhaft wird das wenigstens eine Fahrzeugrad in dem Betriebszustand derart mit dem zusätzlichen Antriebs- und/oder Bremsmoment beaufschlagt, dass eine von dem Radlenkwinkelsteller in der dynamischen Fahrsituation aufzubringende, maximale Lenkkraft und/oder Lenkleistung reduziert ist, wodurch der Radlenkwinkelsteller vorteilhaft kleiner dimensioniert werden kann.

Ferner wird vorgeschlagen, dass in dem Betriebszustand eine Ansteuerung des Radlenkwinkelstellers und das zusätzliche Antriebs- und/oder Bremsmoment derart aufeinander abgestimmt werden, dass während des gesamten dynamischen Fahrmanövers ein mit der Soll-Vorgabe korrelierter Soll-Radlenkwinkel des wenigstens einen Fahrzeugrads mit einem, insbesondere tatsächlichen, Ist- Radlenkwinkel des wenigstens einen Fahrzeugrads übereinstimmt und insbesondere keine Abweichung zwischen dem Soll-Radlenkwinkel und dem Ist- Radlenkwinkel auftritt. Insbesondere erfolgt ein entsprechender Eingriff somit bevor eine Differenz zwischen dem Soll-Radlenkwinkel und dem Ist- Radlenkwinkel entstehen oder sich aufbauen kann. Hierdurch kann insbesondere eine Betriebssicherheit erhöht und eine korrekte Funktionsweise des Lenksystems im Normalbetrieb erreicht werden.

In dem Betriebszustand könnte beispielsweise ein festes bzw. konstantes Antriebs- und/oder Bremsmoment auf das wenigstens eine Fahrzeugrad aufgebracht werden. Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung wird jedoch vorgeschlagen, dass das wenigstens eine Fahrzeugrad in dem Betriebszustand mit einem variablen Antriebs- und/oder Bremsmoment beaufschlagt wird. Bevorzugt wird dabei eine Zeitdauer, eine Amplitude und/oder eine Form des zusätzliche Antriebs- und/oder Bremsmoments während des dynamischen Fahrmanövers, insbesondere fahrsituationsabhängig, variiert. Hierdurch kann insbesondere eine optimal an eine Fahrsituation angepasste Lenkunterstützung bei dem dynamischen Fahrmanöver erreicht werden.

Darüber hinaus wird vorgeschlagen, dass die Beaufschlagung des wenigstens einen Fahrzeugrads mit dem zusätzlichen Antriebs- und/oder Bremsmoment mittels einer Vorsteuerung erfolgt. Insbesondere kann die Recheneinheit in diesem Fall die Vorsteuerung aufweisen. Vorteilhaft wird das zusätzliche Antriebs- und/oder Bremsmoment somit im Sinne einer Vorsteuerung aufgebracht, ohne Abweichungen in der Stellerposition des Radlenkwinkelstellers zu betrachten. Da das zusätzliche Antriebs- und/oder Bremsmoment in diesem Fall lediglich die Lenkfunktion unterstützt, kann vorteilhaft auf eine zusätzliche Sensorik zur Erfassung einer tatsächlichen Stellerposition des Radlenkwinkelstellers und/oder eine entsprechende Rückführung der Stellerposition verzichtet werden.

Eine besonders hohe Betriebssicherheit kann ferner erreicht werden, wenn die Beaufschlagung des wenigstens einen Fahrzeugrads mit dem zusätzlichen Antriebs- und/oder Bremsmoment unter Verwendung einer Lenkunterstützungsfunktion, insbesondere der bereits zuvor genannten Lenkunterstützungsfunktion, erfolgt, welche in dem Betriebszustand automatisch in Abhängigkeit einer eingeleiteten Lenkbewegung und demnach vorteilhaft proaktiv oder automatisch in Abhängigkeit eines Aktivierungs- und/oder Betriebssignals des Radlenkwinkelstellers aktiviert wird.

Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass wenigstens ein Fahrwerksparameter eines Fahrwerks und/oder wenigstens ein Lenkungsparameter des Lenksystems derart angepasst ist, beispielsweise durch eine entsprechende Auslegung, oder wird, beispielsweise durch eine aktive Anpassung in dem Betriebszustand, dass in dem Betriebszustand ein Einfluss des zusätzlichen Antriebs- und/oder Bremsmoments auf den Radlenkwinkel des wenigstens einen Fahrzeugrads erhöht wird. Besonders bevorzugt kann in diesem Zusammenhang eine Geometrie einer Radaufhängung des Fahrwerks und/oder der Lenkung so verändert werden, dass der Einfluss des zusätzlichen Antriebs- und/oder Bremsmoments erhöht und vorteilhaft maximiert wird. Hierdurch kann insbesondere eine Wirkung des zusätzlichen Antriebs- und/oder Bremsmoments erhöht werden. Ferner können vorteilhaft Anforderungen an den Radlenkwinkelsteller gesenkt werden.

In einer weiteren Ausgestaltung wird vorgeschlagen, dass bei der Beaufschlagung des wenigstens einen Fahrzeugrads mit dem zusätzlichen Antriebs- und/oder Bremsmoment berücksichtigt wird, ob das zusätzliche Antriebs- und/oder Bremsmoment durch ein Antriebssystem des Fahrzeugs, wie beispielsweise das Steer-by-Drive-System, oder ein Bremssystem des Fahrzeugs, wie beispielsweise das Steer-by- Brake-System, erzeugt und/oder bereitgestellt wird und in Abhängigkeit davon derart angepasst wird, dass in dem Betriebszustand ein Einfluss des zusätzlichen Antriebs- und/oder Bremsmoments auf den Radlenkwinkel des wenigstens einen Fahrzeugrads optimiert wird. In diesem Zu- sammenhang wurde insbesondre erkannt, dass sich entsprechende Radmomente unterschiedlich auswirken, je nachdem ob sie über ein Antriebssystem, beispielsweise eine Antriebswelle des Antriebssystems, oder ein Bremssystem, beispielsweise eine Betriebsbremse des Bremssystems, eingeleitet werden. Diese Zusammenhänge können genutzt werden, um die Beeinflussung der Lenkung zu optimieren.

Darüber hinaus wird vorgeschlagen, dass bei der Beaufschlagung des wenigstens einen Fahrzeugrads mit dem zusätzlichen Antriebs- und/oder Bremsmoment eine Fahrzeuggeschwindigkeit berücksichtigt wird. Bevorzugt wird das zusätzliche Antriebs- und/oder Bremsmoment dabei in Abhängigkeit von der Fahrzeuggeschwindigkeit derart angepasst, dass die Fahrzeuggeschwindigkeit in dem Betriebszustand zumindest im Wesentlichen konstant gehalten wird. In diesem Zusammenhang soll unter der Wendung „zumindest im Wesentlichen konstant“ insbesondere in Rahmen von standardisierten Toleranzen und/oder im Rahmen steuerungstechnischer Möglichkeiten konstant verstanden werden. Hierdurch kann insbesondere ein verbessertes Fahrgefühl erreicht und eine Betriebssicherheit weiter erhöht werden.

Das Verfahren zum Betrieb des Fahrzeugs und das Fahrzeug sollen hierbei nicht auf die oben beschriebene Anwendung und Ausführungsform beschränkt sein. Insbesondere können das Verfahren zum Betrieb des Fahrzeugs und das Fahrzeug zu einer Erfüllung einer hierin beschriebenen Funktionsweise eine von einer hierin genannten Anzahl von einzelnen Elementen, Bauteilen und Einheiten abweichende Anzahl aufweisen.

Zeichnungen

Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 ein Fahrzeug mit einem Antriebssystem, einem Bremssystem und einem beispielhaft als Steer-by-Wire-Lenksystem ausgebildeten Lenksystem in einer vereinfachten Darstellung,

Fig. 2 das Lenksystem in einer Detaildarstellung und

Fig. 3 ein beispielhaftes Ablaufdiagramm mit Hauptverfahrensschritten eines Verfahrens zum Betrieb des Fahrzeugs.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

Figur 1 zeigt ein beispielhaft als Personenkraftfahrzeug ausgebildetes Fahrzeug 10 mit mehreren Fahrzeugrädern 18, 20 in einer vereinfachten Darstellung.

Das Fahrzeug 10 umfasst ein Lenksystem 12 (vgl. insbesondere auch Figur 2). Das Lenksystem 12 ist dazu vorgesehen, eine Lenkfunktionalität zum Lenken bzw. zur Bewegung des Fahrzeugs 10 in eine Querrichtung bereitzustellen. Ferner ist das Lenksystem 12 als Steer-by-Wire-Lenksystem ausgebildet, sodass eine Soll-Vorgabe und/oder Lenkvorgabe elektrisch an die Fahrzeugräder 18, 20 weitergeleitet wird. Grundsätzlich könnte ein Lenksystem jedoch auch als konventionelles Lenksystem mit einem mechanischen Durchgriff ausgebildet sein.

Das Lenksystem 12 weist eine, insbesondere von einem Fahrer und/oder Insassen betätigbare, Bedieneinheit 38 auf. Die Bedieneinheit 38 umfasst eine Lenkhandhabe 40, beispielsweise in Form eines Lenkrads, sowie einen mechanisch mit der Lenkhandhabe 40 gekoppelten Feedback-Aktuator 42. Im vorliegenden Fall ist der Feedback-Aktuator 42 zumindest zur Erzeugung eines Lenkwiderstands und/oder eines Rückstellmoments auf die Lenkhandhabe 40 vorgesehen. Alternativ könnte eine Lenkhandhabe auch als Joystick, als Lenkhebel und/oder als Lenkkugel oder dergleichen ausgebildet sein. Ferner könnte grundsätzlich auch auf einen Feedback-Aktuator verzichtet werden. Zudem ist denkbar, auf eine Bedieneinheit vollständig zu verzichten, beispielsweise bei einem rein autonom fahrenden Fahrzeug. Darüber hinaus weist das Lenksystem 12 wenigstens einen Radlenkwinkelsteller 14, 16 auf. Im vorliegenden Fall umfasst das Lenksystem 12 beispielhaft zwei als Einzelradsteller ausgebildete Radlenkwinkelsteller 14, 16 und folglich insbesondere eine radindividuelle Lenkung. Die Radlenkwinkelsteller 14, 16 sind mechanisch getrennt von der Bedieneinheit 38 ausgebildet. Die Radlenkwinkelsteller 14, 16 sind zumindest im Wesentlichen baugleich ausgebildet. Die Radlenkwinkelsteller 14, 16 sind getrennt voneinander ausgebildet und im vorliegenden Fall frei von einer mechanischen Verbindung. Die Radlenkwinkelsteller 14, 16 sind unabhängig voneinander ansteuerbar. Ferner sind die Radlenkwinkelsteller 14, 16 derselben Fahrzeugachse, insbesondere einer Vorderachse des Fahrzeugs 10, zugeordnet. Jeder der Radlenkwinkelsteller 14, 16 weist eine Wirkverbindung mit genau einem der Fahrzeugräder 18, 20, insbesondere einem Vorderrad, auf. Die Radlenkwinkelsteller 14, 16 sind dazu vorgesehen, in Abhängigkeit einer Soll-Vorgabe und/oder Lenkvorgabe einen jeweiligen Radlenkwinkel des entsprechenden Fahrzeugrads 18, 20 zu ändern. Dazu umfasst jeder der Radlenkwinkelsteller 14, 16 ein beispielhaft als Zahnstange ausgebildetes Lenkungsstellelement 44, 46 und einen mit dem Lenkungsstellelement 44, 46 zusammenwirkenden und als Elektromotor ausgebildeten Lenkaktuator 48, 50. Grundsätzlich könnte ein Lenksystem natürlich auch einen als Zentraisteller ausgebildeten Radlenkwinkelsteller umfassen. Ferner kann ein Lenksystem auch wenigstens vier als Einzelradsteller ausgebildete Radlenkwinkelsteller umfassen. Prinzipiell könnte ein Lenksystem auch eine Kombination aus einem als Einzelradsteller ausgebildeten Radlenkwinkelsteller und einem als Zentraisteller ausgebildeten Radlenkwinkelsteller umfassen. Darüber hinaus könnte insbesondere auch wenigstens ein Radlenkwinkelsteller einem als Hinterrad ausgebildeten Fahrzeugrad zugeordnet sein.

Zudem weist das Fahrzeug 10 ein an sich bekanntes Antriebssystem 26 auf (vgl. insbesondere auch Figur 2). Das Antriebssystem 26 umfasst vorliegend einen, beispielsweise als Antriebsmotor ausgebildeten, Fahrzeugantrieb (nicht dargestellt) und ein mit dem Fahrzeugantrieb zusammenwirkendes und beispielsweise als Automatikgetriebe ausgebildetes Fahrzeuggetriebe (nicht dargestellt). Das Antriebssystem 26 ist dazu vorgesehen, eine Antriebsfunktionalität zur Bewegung des Fahrzeugs 10 in eine Längsrichtung bereitzustellen. Darüber hinaus kann das Antriebssystem 26 ein Torque- Vectoring-System 30 umfassen. Das Torque-Vectoring-System 30 weist eine Wirkverbindung mit den Fahrzeugrädern 18, 20 auf und ist dazu vorgesehen, eine „Torque-Vectoring“- Funktionalität bereitzustellen. Das Torque-Vectoring-System 30 ist dabei zur gezielten Verteilung, insbesondere zur Umverteilung, von Antriebsmomenten zwischen den Fahrzeugrädern 18, 20, im vorliegenden Fall insbesondere zwischen den als Vorderrädern ausgebildeten Fahrzeugrädern 18, 20, vorgesehen. Grundsätzlich könnte ein Fahrzeug jedoch auch ohne ein Torque-Vectoring-System ausgebildet sein.

Zudem kann das Antriebssystem 26 ein Steer-by-Drive-System 32 umfassen. Das Steer-by-Drive-System 32 weist eine Wirkverbindung mit den Fahrzeugrädern 18, 20 auf und ist dazu vorgesehen, ein Antriebsmoment auf zumindest eines der Fahrzeugräder 18, 20 aufzubringen, um hierdurch gezielt eine Lenkbewegung des entsprechenden Fahrzeugrads 18, 20 zu erzeugen. Prinzipiell könnte ein Fahrzeug jedoch auch ohne ein Steer-by-Drive-System ausgebildet sein.

Des Weiteren weist das Fahrzeug 10 ein an sich bekanntes Bremssystem 28 auf (vgl. insbesondere auch Figur 2). Das Bremssystem 28 umfasst mehrere, insbesondere als Betriebsbremse ausgebildete, Bremseinheiten (nicht dargestellt), wobei vorliegend jedem der Fahrzeugräder 18, 20 eine der Bremseinheiten zugeordnet sein kann. Das Bremssystem 28 ist dazu vorgesehen, eine Bremsfunktionalität zum Abbremsen des Fahrzeugs 10 in Längsrichtung bereitzustellen.

Zudem kann das Bremssystem 28 ein Steer-by- Brake-System 34 umfassen. Das Steer-by- Brake-System 34 weist eine Wirkverbindung mit den Fahrzeugrädern 18, 20 auf und ist dazu vorgesehen, ein Bremsmoment, beispielsweise durch Ansteuerung der Bremseinheiten, auf zumindest eines der Fahrzeugräder 18, 20 aufzubringen, um hierdurch gezielt eine Lenkbewegung des entsprechenden Fahrzeugrads 18, 20 zu erzeugen. Prinzipiell könnte ein Fahrzeug jedoch auch ohne ein Steer-by- Brake-System ausgebildet sein. In diesem Fall könnte ein Fahrzeug beispielsweise ein Fahrdynamikregelsystem umfassen.

Das Fahrzeug 10 weist ferner ein Steuergerät 52 auf. Das Steuergerät 52 ist im vorliegenden Fall als Lenkungssteuergerät ausgebildet und folglich Teil des Lenksystems 12. Das Steuergerät 52 weist eine elektrische Verbindung mit den Radlenkwinkelstellern 14, 16 auf. Das Steuergerät 52 weist ferner eine elektrische Verbindung mit der Bedieneinheit 38 auf. Darüber hinaus kann das Steuergerät 52 eine elektrische Verbindung mit dem Antriebssystem 26 und/oder dem Bremssystem 28 aufweisen. Das Steuergerät 52 ist zumindest zur Steuerung eines Betriebs des Lenksystems 12 vorgesehen.

Dazu umfasst das Steuergerät 52 eine Recheneinheit 36. Die Recheneinheit 36 umfasst zumindest einen Prozessor (nicht dargestellt), beispielsweise in Form eines Mikroprozessors, und zumindest einen Betriebsspeicher (nicht dargestellt). Zudem umfasst die Recheneinheit 36 zumindest ein im Betriebsspeicher hinterlegtes Betriebsprogramm mit zumindest einer Steuer- und/oder Regelroutine, zumindest einer Berechnungsroutine, zumindest einer Ermittlungsroutine und/oder zumindest einer Ansteuerroutine. Ferner umfasst die Recheneinheit 36 im vorliegenden Fall eine Lenkunterstützungsfunktion 24, welche eine Wirkverbindung mit dem Torque-Vectoring-System 30, dem Steer-by-Drive-System 32 und/oder dem Steer-by- Brake-System 34 aufweist und welche in zumindest einem Betriebszustand zur Ansteuerung des Torque-Vectoring-Systems 30, des Steer-by-Drive-Systems 32 und/oder des Steer-by- Brake-Systems 34 vorgesehen ist, um wenigstens eines der Fahrzeugräder 18, 20 mit einem zusätzlichen Antriebs- und/oder Bremsmoment zu beaufschlagen. Darüber hinaus kann in die Recheneinheit 36 eine Vorsteuerung 22 implementiert sein. Prinzipiell könnte ein Steuergerät auch von einem Lenkungssteuergerät verschieden und beispielsweise als einzelnes, zentrales Fahrzeugsteuergerät mit einer zentralen Recheneinheit ausgebildet sein. Zudem ist denkbar, für jeden Radlenkwinkelsteller sowie für die Bedieneinheit separate Steuergeräte und/oder Recheneinheiten vorzusehen und diese kommunizierend miteinander zu verbinden.

Bei einer Auslegung des Lenksystems 12 müssen nun grundsätzlich mehrere Lastfälle betrachtet werden. Jeder dieser Lastfälle stellt dabei unterschiedliche Anforderungen an die Lenkungskomponenten und ihre Ansteuerung, wie beispielsweise im Hinblick auf eine maximale Lenkkraft und/oder Lenkleistung. Ein Maximalkraftfall wird typischerweise durch ein Parkiervorgang definiert. Neben dem Parkiervorgang können allerdings auch weitere kritische Arbeitspunkte auftreten, welche die Auslegung des Lenksystems 12 erschweren. Einer dieser kriti- sehen Arbeitspunkte tritt beispielsweise bei dynamischen Fahrmanövern, also Fahrmanövern mit erhöhter Fahrzeuggeschwindigkeit und erhöhter Lenkdynamik auf.

Zur Verbesserung einer Lenkungsauslegung bei derartigen dynamischen Fahrmanövern wird deshalb ein entsprechendes Verfahren zum Betrieb des Fahrzeugs 10 vorgeschlagen. Vorliegend ist dabei die Recheneinheit 36 dazu vorgesehen, das Verfahren auszuführen und weist dazu insbesondere ein Computerprogramm mit entsprechenden Programmcodemitteln auf. Alternativ könnte jedoch auch eine einem Radlenkwinkelsteller zugeordnete Recheneinheit zur Durchführung des Verfahrens vorgesehen sein.

Vorliegend wird in zumindest einem Betriebszustand, in welchem ein dynamisches Fahrmanöver durchgeführt wird, wenigstens eines der Fahrzeugräder 18, 20 zur Lenkunterstützung mit einem zusätzlichen Antriebs- und/oder Bremsmoment beaufschlagt, und zwar derart, dass eine von dem Radlenkwinkelsteller 14, 16 in der dynamischen Fahrsituation aufzubringende, maximale Lenkkraft und/oder Lenkleistung reduziert ist. Dazu wird in dem Betriebszustand mittels der Lenkunterstützungsfunktion 24 das Torque-Vectoring-System 30, das Steer-by- Drive-System 32 und/oder das Steer-by- Brake-System 34 angesteuert und hierdurch das wenigstens eine Fahrzeugrad 18, 20 mit dem zusätzlichen Antriebs- und/oder Bremsmoment beaufschlagt. Das zusätzliche Antriebs- und/oder Bremsmoment kann dabei beispielsweise im Bereich zwischen 50 Nm und 150 Nm liegen. Das wenigstens eine Fahrzeugrad 18, 20 kann ferner ein kurveninneres Fahrzeugrad sein.

Zudem werden in dem Betriebszustand eine Ansteuerung des Radlenkwinkelstellers 14, 16 und das zusätzliche Antriebs- und/oder Bremsmoment derart aufeinander abgestimmt, dass während des gesamten dynamischen Fahrmanövers ein mit einer Soll-Vorgabe korrelierter Soll-Radlenkwinkel des wenigstens einen Fahrzeugrads 18, 20 mit einem, insbesondere tatsächlichen, Ist- Radlenkwinkel des wenigstens einen Fahrzeugrads 18, 20 übereinstimmt und keine Abweichung zwischen dem Soll-Radlenkwinkel und dem Ist-Radlenkwinkel auftritt. Somit erfolgt ein entsprechender Eingriff im vorliegenden Fall grundsätzlich bevor eine Differenz zwischen dem Soll-Radlenkwinkel und dem Ist-Radlenkwinkel entste- hen oder sich aufbauen kann. Das vorliegende Verfahren nutzt demnach in diesen dynamischen Situationen das Antriebssystem 26 und/oder das Bremssystem 28, um für die Lenkung unterstützend zu wirken und nie eine Abweichung zwischen einem gewünschtem Radlenkwinkel und einem erreichbarem Radlenkwinkel zu erhalten.

Dadurch sinken die Anforderungen an den bzw. die Radlenkwinkelsteller 14, 16, sodass entweder eine Aktuatorik der Radlenkwinkelsteller 14, 16 kleiner dimensioniert, ein Funktions- oder Einsatzbereich der Radlenkwinkelsteller 14, 16 erhöht und/oder eine Auslegung der Radlenkwinkelsteller 14, 16 vereinfacht bzw. eine Leistungsanforderungen für hohe Lenkgeschwindigkeiten reduziert werden kann. Grundsätzlich könnte ein zusätzliches Antriebs- und/oder Bremsmoment jedoch auch durch ein Fahrdynamikregelsystem und/oder ein entsprechendes anderes Aktuatorsystem erzeugt und/oder bereitgestellt werden. Ferner können bei einem dynamischen Fahrmanöver grundsätzlich auch mehrere Fahrzeugräder zur, insbesondere gezielten, Lenkunterstützung mit einem zusätzlichen Antriebs- und/oder Bremsmoment beaufschlagt werden.

Weitere Verbesserungen können beispielsweise erreicht werden, indem das wenigstens eine Fahrzeugrad 18, 20 in dem Betriebszustand mit einem variablen Antriebs- und/oder Bremsmoment beaufschlagt wird, wobei beispielsweise eine Zeitdauer, eine Amplitude und/oder eine Form des zusätzliche Antriebs- und/oder Bremsmoments während des dynamischen Fahrmanövers fahrsituationsabhängig variiert wird.

Zudem kann die Beaufschlagung des wenigstens einen Fahrzeugrads 18, 20 mit dem zusätzlichen Antriebs- und/oder Bremsmoment mittels der eingangs erwähnten Vorsteuerung 22 erfolgen. In diesem Fall wird das zusätzliche Antriebs- und/oder Bremsmoment im Sinne einer Vorsteuerung aufgebracht, ohne Abweichungen in der Stellerposition des jeweiligen Radlenkwinkelstellers 14, 16 zu betrachten. Da das zusätzliche Antriebs- und/oder Bremsmoment in diesem Fall lediglich die Lenkfunktion unterstützt, kann vorteilhaft auf eine zusätzliche Sensorik zur Erfassung einer tatsächlichen Stellerposition der Radlenkwinkelsteller 14, 16 verzichtet werden. Weiter kann beispielsweise wenigstens ein Fahrwerksparameter eines Fahrwerks und/oder wenigstens ein Lenkungsparameter des Lenksystems 12 derart angepasst sein, beispielsweise durch eine entsprechende Auslegung, oder werden, beispielsweise durch eine aktive Anpassung in dem Betriebszustand, dass in dem Betriebszustand ein Einfluss des zusätzlichen Antriebs- und/oder Bremsmoments auf den Radlenkwinkel des wenigstens einen Fahrzeugrads 18, 20 erhöht wird. In diesem Zusammenhang kann beispielsweise eine Geometrie einer Radaufhängung des Fahrwerks und/oder der Lenkung so verändert werden, dass der Einfluss des zusätzlichen Antriebs- und/oder Bremsmoments maximiert wird.

Weiteres Optimierungspotential ergibt sich, wenn bei der Beaufschlagung des wenigstens einen Fahrzeugrads 18, 20 mit dem zusätzlichen Antriebs- und/oder Bremsmoment berücksichtigt wird, ob das zusätzliche Antriebs- und/oder Bremsmoment durch das Antriebssystem 26, wie beispielsweise das Torque- Vectoring-System 30 und/oder das Steer-by- Drive-System 32, oder das Bremssystem 28, wie beispielsweise das Steer-by- Brake-System 34, erzeugt und/oder bereitgestellt wird und in Abhängigkeit davon derart angepasst wird, dass in dem Betriebszustand ein Einfluss des zusätzlichen Antriebs- und/oder Bremsmoments auf den Radlenkwinkel des wenigstens einen Fahrzeugrads 18, 20 optimiert wird. In diesem Zusammenhang wurde insbesondere erkannt, dass sich entsprechende Radmomente unterschiedlich auswirken, je nachdem ob sie über das Antriebssystem 26 oder das Bremssystem 28 eingeleitet werden.

Darüber hinaus kann bei der Beaufschlagung des wenigstens einen Fahrzeugrads 18, 20 mit dem zusätzlichen Antriebs- und/oder Bremsmoment eine Fahrzeuggeschwindigkeit berücksichtigt werden. Zur Verbesserung eines Fahrgefühls und/oder einer Betriebssicherheit kann in diesem Zusammenhang beispielsweise das zusätzliche Antriebs- und/oder Bremsmoment in Abhängigkeit von der Fahrzeuggeschwindigkeit derart angepasst werden, dass die Fahrzeuggeschwindigkeit in dem Betriebszustand zumindest im Wesentlichen konstant gehalten wird.

Ferner wird die Lenkunterstützungsfunktion 24 im vorliegenden Fall automatisch und proaktiv bereits beim Einleiten einer Lenkbewegung aktiviert, wodurch eine besonders hohe Betriebssicherheit erreicht werden kann. Alternativ könnte eine Lenkunterstützungsfunktion jedoch auch automatisch in Abhängigkeit eines Akti- vierungs- und/oder Betriebssignals eines Radlenkwinkelstellers angetriggert werden.

Figur 3 zeigt abschließend ein beispielhaftes Ablaufdiagramm mit Hauptverfahrensschritten des Verfahrens zum Betrieb des Fahrzeugs 10.

In einem ersten Verfahrensschritt 60 wird ein Betriebszustand, in welchem ein dynamisches Fahrmanöver durchgeführt wird, ermittelt. Dazu kann beispielsweise mittels der Ermittlungsroutine der Recheneinheit 36 eine Fahrzeuggeschwindigkeit und/oder eine Lenkdynamik des Fahrzeugs 10 ermittelt und ausgewertet werden.

In einem, insbesondere auf den ersten Verfahrensschritt 60 folgenden, zweiten Verfahrensschritt 62 wird wenigstens eines der Fahrzeugräder 18, 20 zur Lenkunterstützung mit einem zusätzlichen Antriebs- und/oder Bremsmoment beaufschlagt. Dazu kann beispielsweise mittels der Lenkunterstützungsfunktion 24 und insbesondere der Ansteuerroutine der Recheneinheit 36 das Torque-Vectoring- System 30, das Steer-by-Drive-System 32 und/oder das Steer-by- Brake-System 34 angesteuert werden.

Anwendungsfälle für das geschilderte Verfahren können beispielsweise ein Ausweichmanöver, ein Doppelspurwechsel und/oder ein Sinuslenken bei erhöhter Fahrzeuggeschwindigkeit sein.

Das beispielhafte Ablaufdiagramm in Figur 3 soll lediglich beispielhaft ein Verfahren zum Betrieb des Fahrzeugs 10 beschreiben. Insbesondere können einzelne Verfahrensschritte auch variieren oder zusätzliche Verfahrensschritte hinzukommen. In diesem Zusammenhang ist beispielsweise denkbar, eine Ansteuerung des Radlenkwinkelstellers 14, 16 und das zusätzliche Antriebs- und/oder Bremsmoment aufeinander abzustimmen, vorteilhaft derart, dass während des gesamten dynamischen Fahrmanövers ein Soll-Radlenkwinkel des wenigstens einen Fahrzeugrads 18, 20 mit einem Ist-Radlenkwinkel des wenigstens einen Fahrzeugrads 18, 20 übereinstimmt. Zudem könnten weitere Optimierungen erfolgen, wie beispielsweise die Verwendung eines variablen Antriebs- und/oder Bremsmoments zur Beaufschlagung des wenigstens einen Fahrzeugrads 18, 20. Ferner können bei einem dynamischen Fahrmanöver grundsätzlich auch mehrere Fahrzeugräder 18, 20, beispielsweise zumindest zwei, drei oder vier Fahrzeugräder 18, 20, zur, insbesondere gezielten, Lenkunterstützung mit einem zusätzlichen Antriebs- und/oder Bremsmoment beaufschlagt werden.