BE1032007B1 - Verfahren zur Steuerung eines Steer-by-Wire-Lenksystems, Steuereinheit und Kraftfahrzeug - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung eines Steer-by-Wire-Lenksystems für ein Kraftfahrzeug (1) im Normalbetrieb, wobei das Kraftfahrzeug (1) eine Vorderachse (10) mit Vorderrädern (FL, FR) und eine Hinterachse (20) mit Hinterrädern (RL, RR) und wenigstens zwei Aktuatoren (5, 6, 7, 8) zur Änderung der Fahrzeugtrajektorie des Kraftfahrzeugs (1) umfasst, die mit einer Steuereinheit (9) verbunden sind, mit den folgenden Schritten: - Bestimmen der gewünschten Fahrzeugtrajektorie, - Bestimmen der jeweiligen Leistungsreserve der Aktuatoren (5, 6, 7, 8) durch Vergleich der tatsächlich verbrauchten Leistung mit der maximal verfügbaren Leistung des jeweiligen Aktuators (5, 6, 7, 8), - Übermitteln der jeweiligen Leistungsreserve an die Steuereinheit (9) und - Ansteuern des Aktuators (5, 6, 7, 8) mit der höheren Leistungsreserve zur Änderung der Fahrzeugtrajektorie durch ein Steuersignal der Steuereinheit (9).

Description

1 BE2023/5785

Verfahren zur Steuerung eines Steer-by-Wire-Lenksystems, Steuereinheit und

Kraftfahrzeug

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung eines Steer-by-Wire-Lenksystems, eine Steuereinheit und ein Kraftfahrzeug.

Bei einem Steer-by-Wire-Lenksystem sind die gelenkten Räder und das Lenkrad nicht mechanisch, sondern elektrisch gekoppelt. Die gelenkten Räder werden durch

Lenksignale gesteuert. Dabei wird die jeweilige Lenkradstellung von einem

Lenkwinkelsensor erfasst. Das entsprechende Lenksignal bewirkt, dass ein Lenksteller die Stellung der gelenkten Räder ändert. Die gewünschte Fahrzeugtrajektorie kann auch durch eine radindividuelle Drehmomentverteilung erreicht werden, bei der der

Fahrzeugantrieb und/oder das Bremssystem entsprechend angesteuert werden (Torque Vectoring), wobei der Fahrzeugantrieb und/oder das Bremssystem mechanisch und steuerungstechnisch für diese Funktionalität angepasst sind.

Im Normalbetrieb wird die ordnungsgemäße Funktion des Steer-by-Wire-Lenksystems kontinuierlich überprüft. Die von Sensoren erfassten Lenkradbewegungen werden an eine zentrale Steuereinheit weitergeleitet. Die Steuereinheit verarbeitet die Eingaben und trifft die Entscheidungen darüber, wie die Räder gelenkt werden sollen.

Ein System zur automatisierten Fahrzeugsteuerung in einem Kraftfahrzeug ist aus der

DE 10 2021 202 301 A1 bekannt, die auf die Anmelderin zurückgeht. Das System zielt darauf ab, die Leistung, Effizienz und Stabilität des Fahrzeugs zu optimieren, in dem es die verschiedenen Aktuatoren (Bremsen, Antrieb, Lenkung) basierend auf einer

Referenzbewegung, einer Kostenfunktion und einem dynamischen Modell koordiniert.

Auch wenn das bekannte System bereits sehr gut funktioniert, besteht

Verbesserungsspielraum mit Blick auf das Zusammenwirken mehrerer Aktuatoren zum

Lenken des Kraftfahrzeugs.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, das aus dem eingangs genannten Stand der Technik bekannte Verfahren dahingehend zu verbessern, dass mehrere Aktuatoren eingesetzt werden können, um im Normalbetrieb Lenkbewegungen des Fahrzeugs zu bewirken und dabei Wechselwirkungen zwischen den Aktuatoren zu vermeiden, die das Fahrverhalten beeinträchtigen. Der Erfindung liegt ferner die Aufgabe zu Grunde, eine Steuereinheit und ein Kraftfahrzeug anzugeben.

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Erfindungsgemäß wird die Aufgabe mit Blick auf das Verfahren durch den Gegenstand des Anspruchs 1, mit Blick auf die Steuereinheit durch den Gegenstand des Anspruchs 8 und mit Blick auf das Kraftfahrzeug durch den Gegenstand des Anspruchs 9 gelöst.

Konkret wird die Aufgabe durch ein Verfahren zur Steuerung eines Steer-by-Wire-

Lenksystems für ein Kraftfahrzeug im Normalbetrieb gelöst, wobei das Kraftfahrzeug eine Vorderachse mit Vorderrädern und eine Hinterachse mit Hinterrädern und wenigstens zwei Aktuatoren zur Änderung der Fahrzeugtrajektorie des Kraftfahrzeugs umfasst, die mit einer Steuereinheit verbunden sind. Das Verfahren umfasst folgende

Schritte: 100 - Bestimmen der gewünschten Fahrzeugtrajektorie - Bestimmen der jeweiligen Leistungsreserve der Aktuatoren durch Vergleich der tatsächlich verbrauchten Leistung mit der maximal verfügbaren Leistung des jeweiligen Aktuators - Übermitteln der jeweiligen Leistungsreserve an die Steuereinheit und - Ansteuern des Aktuators mit der höheren Leistungsreserve zur Änderung der

Fahrzeugtrajektorie durch ein Steuersignal der Steuereinheit.

Das erfindungsgemäße Verfahren hat den Vorteil, dass durch die Auswahl des

Aktuators mit der im Vergleich zu den anderen Aktuatoren höheren Leistungsreserve einerseits vermieden wird, dass sich Aktuatoren mit voller Leistung gegenseitig beeinflussen. Andererseits wird die Fahrsicherheit beim Lenken verbessert, da das

Risiko verringert wird, dass ein Aktuator mit niedriger Leistungsreserve während des

Lenkvorganges ausfällt. Die Auswahl des Aktuators mit der im Vergleich zu den anderen Aktuatoren höheren Leistungsreserve schont die anderen Aktuatoren. Das erfindungsgemäße Verfahren zur Steuerung eines Steer-by-Wire Lenksystems betrifft den Normalbetrieb. Die obigen Vorteile bewirken, dass das Ausfallrisiko des Steer-by-

Wire Lenksystems bzw. des Steuerungsverfahrens sinkt und ein Wechsel in den Fail-

Safe-Modus vermieden wird.

Wenn bspw. der Aktuator zur Steuerung gelenkter Vorderräder (Vorderachslenkaktuator) eine größere bzw. höhere Leistungsreserve als die übrigen zo Aktuatoren zur Änderung der Fahrzeugtrajektorie des Kraftfahrzeugs hat, wird dieser

Aktuator für die Lenkung ausgewählt und betätigt. Wenn ein anderer Aktuator bspw.

3 BE2023/5785 die Antriebseinrichtung oder die Bremseinrichtung eine höhere Leistungsreserve als die übrigen Aktuatoren zur Änderung der Fahrzeugtrajektorie des Kraftfahrzeugs hat, wird dieser Aktuator für die Lenkung ausgewählt und betätigt.

Es ist auch möglich, mehrere Aktuatoren nach dem erfindungsgemäßen Prinzip gleichzeitig zu kombinieren. Bspw. kann der Aktuator zur Steuerung gelenkter

Vorderräder (Vorderachslenkaktuator) betätigt und zu dessen Unterstützung ein weiterer zur Änderung der Fahrzeugtrajektorie vorgesehener Aktuator aktiviert werden.

Dieser wird aus der Gruppe ausgewählt werden, die eine Antriebseinrichtung, eine

Bremseinrichtung und einen Hinterachslenkaktuator umfasst. Das Auswahlkriterium ist die jeweilige individuelle Leistungsreserve der Aktuatoren, wobei der Aktuator mit der im Vergleich zu den übrigen Aktuatoren höheren Leistungsreserve zur Änderung der

Fahrzeugtrajektorie durch ein Steuersignal der Steuereinheit angesteuert wird.

Der Begriff Steuerung wird nicht im regelungstechnisch strengen Sinn verstanden, sondern umfasst auch eine Regelung (closed control). Die Erfindung betrifft also auch ein Verfahren zur Regelung eines Steer-by-Wire-Lenksystems sowie ein entsprechendes Steuergerät.

Im Rahmen der Erfindung wird jedem Aktuator eine individuelle Leistungsreserve zugeordnet, die sich aus einer Leistungsversorgung, wie einer elektrischen Batterie, ergibt, die im Fahrzeug in an sich bekannter Weise vorgesehen ist. Die maximale

Leistung bzw. Nennleistung des jeweiligen Aktuators ergibt sich bspw. aus der

Leistung der Batterie. Die tatsächlich verbrauchte Leistung wird bspw. über den tatsächlichen Ladezustand der Batterie bestimmt. Andere Verfahren zur Bestimmung der individuellen Leistungsreserve der Aktuatoren sind möglich.

Es wird betont, dass die Berechnung der verfügbaren Leistungsreserve in den unterschiedlichen Aktuatoren so durchgeführt wird, dass die gegenwertige Degradation berücksichtigt wird. Der Aktuator führt keine Prüfung hinsichtlich seines

Stromnetzbezugs und Verbrauchs im Verhältnis zueinander durch. Stattdessen evaluiert er die Leistungsfähigkeit seines Strombezugs aus dem Netz unter

Einbeziehung der Degradation und vergleicht diese mit der abgegebenen Leistung.

Ein Beispiel für genaue Bestimmung der Degradation des Lenkaktuators in

Abhängigkeit vom Fahrzustand des Fahrzeugs ist in WO2023002583A1 gezeigt, die auf die Anmelderin zurückgeht, und wird daher nicht näher beschrieben.

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Die Leistungsreserve entspricht der Differenz zwischen der maximal verfügbaren

Leistung und der tatsächlich verbrauchten Leistung eines Aktuators. Dieser Wert wird an die Steuereinheit übermittelt. Um die Fahrzeugtrajektorie zu beeinflussen, wählt die

Steuereinheit den Aktuator mit der größten Leistungsreserve aus. Die Leistungsreserve des ausgewählten Aktuators ist größer als die Leistungsreserve der übrigen

Aktuatoren, die zur Änderung der Fahrzeugtrajektorie des Kraftfahrzeugs vorgesehen sind. Dadurch wird erreicht, dass die verfügbare Leistung optimal genutzt wird und der

Normalbetrieb zuverlässig aufrechterhalten wird, um die gewünschte

Fahrzeugbewegung zu erzielen.

Zur Ansteuerung der Aktuatoren ist eine Steuereinheit vorgesehen. Diese ist in an sich bekannter Weise Teil des Steer-by-Wire-Lenksystems bzw. eines

Fahrzeugbewegungssteuerungssystems, das verschiedene Komponenten umfasst, um die Bewegung und das Verhalten des Fahrzeugs zu steuern. Das System verwendet vorzugsweise eine Vielzahl von Sensoren, um Daten über die Fahrzeugbewegung, die

Straßenbedingungen und die Umgebung zu sammeln. Basierend auf diesen Daten steuert das System aktiv die verschiedenen Fahrzeugkomponenten, um die gewünschte Fahrzeugbewegung zu erreichen. Das allgemeine Funktionsprinzip des

Steer-by-Wire-Lenksystems bzw. Fahrzeugbewegungssystem ist bekannt und wird nicht näher erläutert.

Die Ansteuerung des ausgewählten Aktuators mit der größten Leistungsreserve erfolgt durch ein Steuersignal der Steuereinheit. Der Aktuator setzt die Lenkbewegungen entsprechend um, um die gewünschte Fahrzeugtrajektorie zu erreichen. Die kontinuierliche Durchführung dieses Verfahrens führt zu einer effizienten und zuverlässigen Steuerung des Steer-by-Wire-Lenksystems im Normalbetrieb des

Kraftfahrzeugs, wodurch eine sichere und komfortable Fahrt für den Fahrer und die

Insassen ermöglicht wird. Durch eine präzise Abstimmung und optimale Integration der

Aktuatoren wird eine unkontrollierte Lenkung vermieden.

Die im Zusammenhang mit dem Verfahren genannten Vorteile gelten in entsprechender

Weise auch für die erfindungsgemäße Steuereinheit. Die im Zusammenhang mit dem zo Verfahren beschriebenen Verfahrensschritte werden auch im Zusammenhang mit der

Steuereinheit offenbart und zwar in der Form, dass die Steuereinheit dazu konfiguriert bzw. angepasst ist, diese Verfahrensschritte durchzuführen.

Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Die Aktuatoren zur Änderung der Fahrzeugtrajektorie des Kraftfahrzeugs werden vorzugsweise aus einer Gruppe ausgewählt, die eine Antriebseinrichtung, eine

Bremseinrichtung, einen Vorderachslenkaktuator und einen Hinterachslenkaktuator umfasst. Die vorstehend genannte Gruppe ist nicht abschließend. Weitere Aktuatoren 5 zur Änderung der Fahrzeugtrajektorie des Kraftfahrzeugs können, falls vorhanden, berücksichtigt werden. Diese Ausführungsform hat den Vorteil, dass auf bestehende

Aktuatoren zurückgegriffen wird.

Die Steuereinheit kann das Steuersignal anhand der jeweiligen Leistungsreserve gewichten, um den Aktuator mit der vergleichsweise höheren Leistungsreserve zu priorisieren. Dadurch erfolgt die gewünschte Auswahl. Auch hier gilt, dass die Auswahl mehrere gleichzeitig betätigte Aktuatoren umfassen kann, deren individuelle

Leistungsreserven höher als die individuellen Leistungsreserven der übrigen

Aktuatoren sind.

Die Steuereinheit überprüft bei einer weiteren Ausführungsform kontinuierlich die jeweilige Leistungsreserve der Aktuatoren, priorisiert die jeweiligen Aktuatoren entsprechend der jeweiligen Leistungsreserve und steuert diese zur Erzeugung der gewünschten Fahrzeugtrajektorie entsprechend der Priorisierung im Normalbetrieb an.

Auch hier gilt, dass eine Einzelauswahl oder verschiedene gleichzeitige Kombinationen möglich sind.

Die Bremseinrichtung kann Einzelradbremsaktuatoren aufweisen, wobei durch die

Einzelradbremsaktuatoren eine an die Räder des Kraftfahrzeugs angelegte Bremskraft radindividuell gesteuert wird. Die dadurch erreichte Drehmomentverteilung an den

Rädern wirkt sich auf den Gierwinkel und damit die Fahrzeugtrajektorie aus.

Alternativ oder zusätzlich kann die Antriebseinrichtung zur radindividuellen

Drehmomentverteilung angepasst und gesteuert werden.

Die Bremseinrichtung und/oder die Antriebseinrichtung können Teil eines Torque-

Vectoring-Systems sein, das eine Drehmomentverteilung auf individuelle Räder bewirkt, so dass die Vorderräder bzw. die Hinterräder, also das jeweilige linke und rechte Rad, jeweils mit unterschiedlichen Drehmomenten beaufschlagt sind. Dadurch zo wird in an sich bekannter Weise der Gierwinkel bzw. die Gierrate beeinflusst. Bei den

Drehmomenten handelt es sich um Antriebsmomente und/oder Bremsmomente.

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Vorzugsweise sind der Vorderachslenkaktuator und/oder der Hinterachslenkaktuator signalgesteuert und somit Teil des Steer-by-Wire-Systems.

Vorzugsweise weist die Antriebsaktuatoreinrichtung einen ersten Antrieb und einen zweiten Antrieb auf, wobei der erste Antrieb an der Vorderachse und der zweite

Antrieb an der Hinterachse angeordnet ist. Durch die separate Steuerung der Antriebe an Vorder- und Hinterachse kann die Fahrdynamik und Fahrstabilität optimiert werden.

Das Fahrzeug kann agiler und reaktionsschneller sein, was das Fahrverhalten insgesamt präziser und sicherer macht.

Des Weiteren weist vorzugsweise der vordere und/oder der hintere Antrieb auf der

Vorder- und Hinterachse jeweils ein offenes Differentialgetriebe auf. Ein offenes

Differentialgetriebe ist ohne Sperreinrichtung ausgestattet.

Bevorzugt weist die Bremsaktuatoreinrichtung Einzelradbremsaktuatoren auf, wobei durch die Einzelradbremsaktuatoren eine an die Räder des Kraftfahrzeugs angelegte

Bremskraft gesteuert wird. Dies hat den Vorteil, dass eine Drehmomentverteilung durch unterschiedliche Bremsmomente bzw. Bremsdrücke an den linken und rechten

Einzelrädern erreicht wird. Wenn das Steer-by-Wire-Lenksystem eine Fahrsituation erkennt, bei der eine asymmetrische Bremskraftverteilung erforderlich ist, können die

Einzelradbremsaktuatoren präzise und unabhängig voneinander agieren, um das

Fahrzeug stabil zu halten.

Unter einer Einzelradbremse bzw. einem Einzelradbremsaktuator wird eine Bremse verstanden, die radindividuell ein Bremsmoment in das jeweilige Rad einleitet, das vom

Bremsmoment des anderen Rades derselben Achse unabhängig ist.

Vorzugsweise ist der Vorderachslenkaktuator an der vorderen Lenkstange und/oder der Hinterachslenkaktuator an der hinteren Lenkstange angeordnet, wobei die beiden

Lenkaktuatoren Verstellung der jeweiligen Lenkstange vornehmen und auf die Räder übertragen. Dies hat den Vorteil, dass die Erfindung einen einfachen Aufbau aufweist zo und auf Standardlenksysteme anwendbar ist. Unter einer Vorderradlenkung wird eine

Radlenkung verstanden, bei der die Vorderräder aktiv, d. h. mit angetriebener

Lenkstange, gelenkt werden. Die Erfindung ist damit auf die üblichen Antriebskonzepte anwendbar.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezug auf die beigefügten schematischen Figuren mit weiteren Einzelheiten näher erläutert.

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Dabei zeigen

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Steer-by-Wire-Lenksystems, und

Fig. 2 ein Fahrzeug mit einer lenkbaren Vorderachse und einer lenkbaren

Hinterachse, bei dem ein erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel des

Verfahrens zur Steuerung des Steer-by-Wire-Lenksystems implementiert ist.

Fig. 1 zeigt Steer-by-Wire-Lenksystem 3, das in dem in Fig. 2 in Draufsicht und abstrahierter Weise dargestellten Fahrgestell eines Kraftfahrzeugs 1, insbesondere

Pkw, eingebaut ist. Bei dem Kraftfahrzeug 1 ist ein erfindungsgemäßes

Ausführungsbeispiel des Verfahrens zur Steuerung des Steer-by-Wire-Lenksystems 3 implementiert.

Wie in Fig. 2 zu sehen ist, hat das Kraftfahrzeug 1 eine Vorderachse 10 mit einem linken Vorderrad FL und einem rechten Vorderrad FR sowie eine Hinterachse 20 mit einem linken Hinterrad RL und einem rechten Hinterrad RR. Die beiden Vorderräder

FL, FR sind durch eine vordere Lenkstange 2a mechanisch verbunden. Die beiden

Hinterräder HL, HR sind durch eine hintere Lenkstange 2b mechanisch verbunden.

Des Weiteren zeigen die Fig. 1 und Fig. 2, dass das Kraftfahrzeug 1 ein Steer-by-Wire-

Lenksystem 3 und wenigstens zwei Aktuatoren eines

Fahrzeugbewegungssteuerungssystems 4 umfasst, das eine Antriebseinrichtung bzw.

Antriebsaktuatoreinrichtung 5, eine Bremseinrichtung bzw. Bremsaktuatoreinrichtung 6, einen Vorderachslenkaktuator 7 und einen Hinterachslenkaktuator 8 umfasst, die die

Änderung der Fahrzeugtrajektorie des Kraftfahrzeugs 1 beeinflussen und mit einer

Steuereinheit 9 verbunden und steuerbar sind.

Im engeren Sinn gehören der Vorderachslenkaktuator 7 und der

Hinterachslenkaktuator 8 zum Steer-by-Wire-Lenksystem 3. Die Antriebseinrichtung bzw. Antriebsaktuatoreinrichtung 5 und die Bremseinrichtung bzw.

Bremsaktuatoreinrichtung 6 gehören im engeren Sinn zum Torque-Vectoring-System.

Da beide Systeme die Fahrzeugtrajektorie beeinflussen, können diese als Teil eines allgemeinen Fahrzeugbewegungssteuerungssystems 4 verstanden werden und werden nachstehend gemeinsam unter diesem Gesichtspunkt erläutert. zo Das Verfahren zur Steuerung des Steer-by-Wire-Lenksystems wird anhand Fig. 2 näher erläutert. Zunächst wird die Lenkbewegung des Kraftfahrzeugs 1 durch

8 BE2023/5785 geeignete Sensoren bspw. Lenkwinkelsensoren erfasst (nicht dargestellt). Diese

Sensoren messen den Winkel, um den das Lenkrad gedreht wird, und erfassen somit die gewünschte Lenkbewegung des Fahrers. Die Daten der Lenkwinkelsensoren werden an die Steuereinheit 9 des Steer-by-Wire-Lenksystems übermittelt. Die

Steuereinheit 9 verarbeitet die gemessenen Lenkwinkel und berechnet die erforderlichen Lenkbewegungen, um die gewünschten Lenkwinkel an den Rädern zu erreichen. Mit anderen Worten generiert die Steuereinheit 9 elektronische Signale, die an die Lenkaktuatoren 7, 8, insbesondere an den Vorderachslenkaktuator 7 und

Hinterachslenkaktuator 8 weitergeleitet werden. Die Lenkaktuatoren 7, 8 haben die

Aufgabe, den Radlenkwinkel der Räder FL, FR, RL, RR zu verändern und so die

Fahrzeugtrajektorie zu beeinflussen.

Die Lenkaktuatoren 7, 8 sind mit Sensoren ausgestattet, die die tatsächlich verbrauchte Leistung messen. Diese Daten werden an die Steuereinheit 9 übermittelt, die auch die maximal verfügbare Leistung jedes Aktuators 5, 6, 7, 8 kennt.

Die Steuereinheit 9 vergleicht die tatsächlich verbrauchte Leistung jedes Aktuators mit der maximal verfügbaren Leistung, um die individuelle Leistungsreserve jedes

Aktuators 5, 6, 7, 8 zu bestimmen. Die Leistungsreserve gibt an, wie viel Leistung ein

Aktuator 5, 6, 7, 8 noch liefern kann, bevor seine maximale Kapazität erreicht ist.

Die Steuereinheit 9 wählt den Aktuator 5, 6, 7, 8 mit der größten Leistungsreserve aus.

Dieser Aktuator 5, 6, 7, 8 ist in der Lage, die gewünschten Steuerbefehle effizient umzusetzen. Die Steuereinheit 9 sendet entsprechende Steuersignale an den ausgewählten Aktuator 5, 6, 7, 8, um die Lenkung oder die Änderung der

Fahrzeugtrajektorie durchzuführen. Der ausgewählte Aktuator 5, 6, 7, 8 führt die

Anpassungen effizient aus und beeinflusst somit die Fahrzeugtrajektorie des

Kraftfahrzeugs 1 entsprechend den Vorgaben.

Im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 und Fig. 2 umfasst das Kraftfahrzeug 1 einen

Feedback-Aktuator 11.

In Fig. 1 und Fig. 2 ist die Steuereinheit 9 mit einer Datenverarbeitungsvorrichtung ausgestattet und bildet das zentrale Element des Lenk- und Bewegungssystems. Sie empfängt und verarbeitet verschiedene Daten, um eine optimale Lenkung und

Fahrzeugbewegung zu gewährleisten.

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Des Weiteren zeigen Figuren 1 und 2 die Antriebsaktuatoreinrichtung 5 und die

Bremsaktuatoreinrichtung 6. Diese Aktuatoren bestimmen die Lenkung,

Geschwindigkeit und Bremsvorgänge des Kraftfahrzeugs 1.

Im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 weist die Antriebsaktuatoreinrichtung 5 einen ersten Antrieb 12 und einen zweiten Antrieb 13 auf, die jeweils an unterschiedlichen

Achsen 10, 20 des Fahrzeugs angeordnet sind. Der erste Antrieb 12 ist an der

Vorderachse 10 angeordnet, während der zweite Antrieb 13 an der Hinterachse 20 angeordnet ist.

Des Weiteren zeigt die Fig. 2, dass die Bremsaktuatoreinrichtung 6

Einzelradbremsaktuatoren 14, 15 aufweist. Die Einzelradbremsaktuatoren 14, 15 sind an den Vorder- und Hinterrädern angeordnet und mit der Steuereinheit 7 verbunden und durch die Steuereinheit 9 steuerbar.

Im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 sind der Vorderachslenkaktuator 7 und der

Hinterachslenkaktuator 8 jeweils an den Lenkstangen 2a, 2b des Kraftfahrzeugs 1 angeordnet. Die beiden Vorderräder FL, FR sind durch eine vordere Lenkstange 2a und die beiden Hinterräder RL, RR durch eine hintere Lenkstange 2b mechanisch verbunden. Sowohl die Vorderräder FL, FR als auch die Hinterräder RL, RR sind lenkbar. Dazu wird in bekannter Weise die jeweilige Lenkstange 2a, 2b nach rechts

Oder links bewegt. Für die Vorderradlenkung ist ein Vorderachslenkaktuator 7 mit der vorderen Lenkstange 2a mechanisch verbunden, der die für die Lenkung erforderliche

Antriebskraft zur Verfügung stellt. Der Hinterachslenkaktuator 8 ist für die

Hinterradlenkung mit der hinteren Lenkstange 16 mechanisch verbunden und stellt die erforderliche Antriebskraft zur Verfügung. Der Vorderachslenkaktuator 7 und der

Hinterachslenkaktuator 8 werden im Rahmen des Steer-by-Wire Lenksystems elektronisch angesteuert und sind nicht mit dem Lenkrad mechanisch verbunden. Das

Steuersignal erhalten die Lenkaktuatoren 7, 8 von den Lenkwinkelsensoren, die ein der jeweiligen Lenkradposition entsprechendes Lenksignal ausgeben.

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Bezugszeichenliste 1 Kraftfahrzeug 2a vordere Lenkstange 2b hintere Lenkstange 3 Lenksystem 4 Fahrzeugbewegungssteuerungssystem 5 Antriebsaktuatoreinrichtung 6 Bremsaktuatoreinrichtung 7 Vorderachslenkaktuator 0 8 Hinterachslenkaktuator 9 Steuereinheit

Vorderachse

Hinterachse 11 Feedback-Aktuator 18 12 erster Antrieb 13 zweiter Antrieb 14, 15 Einzelradbremsaktuatoren

FL Vorderrad links

FR Vorderrad rechts 20 RL Hinterrad links

RR Hinterrad rechts

Claims (9)

1 BE2023/5785 Ansprüche

1. Verfahren zur Steuerung eines Steer-by-Wire-Lenksystems für ein Kraftfahrzeug (1) im Normalbetrieb, wobei das Kraftfahrzeug (1) eine Vorderachse (10) mit Vorderrädern (FL, FR) und eine Hinterachse (20) mit Hinterrädern (RL, RR) und wenigstens zwei Aktuatoren (5, 6, 7, 8) zur Änderung der Fahrzeugtrajektorie des Kraftfahrzeugs (1) umfasst, die mit einer Steuereinheit (9) verbunden sind, mit den folgenden Schritten: - Bestimmen der gewünschten Fahrzeugtrajektorie, - Bestimmen der jeweiligen Leistungsreserve der Aktuatoren (5, 6, 7, 8) durch Vergleich der tatsächlich verbrauchten Leistung mit der maximal verfügbaren Leistung des jeweiligen Aktuators (5, 6, 7, 8); - Übermitteln der jeweiligen Leistungsreserve an die Steuereinheit (9) und - Ansteuern des Aktuators (5, 6, 7, 8) mit der höheren Leistungsreserve zur Änderung der Fahrzeugtrajektorie durch ein Steuersignal der Steuereinheit

(9).

2. Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Aktuatoren (5, 6, 7, 8) zur Änderung der Fahrzeugtrajektorie des Kraftfahrzeugs (1) aus einer Gruppe ausgewählt werden, die eine Antriebseinrichtung (5), eine Bremseinrichtung (6), einen Vorderachslenkaktuator (7) und einen Hinterachslenkaktuator (8) umfasst.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (9) das Steuersignal anhand der jeweiligen Leistungsreserve gewichtet, um den Aktuator (5, 6, 7, 8) mit der vergleichsweise höheren Leistungsreserve zu priorisieren.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (9) kontinuierlich die jeweilige Leistungsreserve der Aktuatoren (5, 6, 7, 8) überprüft, die jeweiligen Aktuatoren (5, 6, 7, 8) entsprechend der jeweiligen Leistungsreserve priorisiert und zur Erzeugung der gewünschten Fahrzeugtrajektorie entsprechend der Priorisierung im Normalbetrieb ansteuert.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4 dadurch gekennzeichnet, dass die Bremseinrichtung (6) Einzelradbremsaktuatoren (14, 15) aufweist, wobei durch die Einzelradbremsaktuatoren (14, 15) eine an die Räder (FL, FR, RL, RR) des Kraftfahrzeugs (1) angelegte Bremskraft radindividuell gesteuert wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 5 dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinrichtung (5) zur radindividuellen Drehmomentverteilung angepasst und gesteuert wird.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 6 dadurch gekennzeichnet, dass der Vorderachslenkaktuator (7) und/oder der Hinterachslenkaktuator (8) signalgesteuert sind.

8. Steuereinheit zur Steuerung eines Steer-by-Wire-Lenksystems für ein Kraftfahrzeug (1) im Normalbetrieb, wobei das Kraftfahrzeug (1) eine Vorderachse (10) mit Vorderrädern (FL, FR) und eine Hinterachse (20) mit Hinterrädern (RL, RR) und wenigstens zwei Aktuatoren (5, 6, 7, 8) zur Änderung der Fahrzeugtrajektorie des Kraftfahrzeugs (1) umfasst, die mit der Steuereinheit (9) verbunden sind, wobei die Steuereinheit dazu angepasst ist, folgende Schritte auszuführen: - Bestimmen der gewünschten Fahrzeugtrajektorie, - Bestimmen der jeweiligen Leistungsreserve der Aktuatoren (5, 6, 7, 8) durch Vergleich der tatsächlich verbrauchten Leistung mit der maximal verfügbaren Leistung des jeweiligen Aktuators (5, 6, 7, 8); - Übermitteln der jeweiligen Leistungsreserve an die Steuereinheit (9) und - Ansteuern des Aktuators (5, 6, 7, 8) mit der höheren Leistungsreserve zur Änderung der Fahrzeugtrajektorie durch ein Steuersignal der Steuereinheit

(9).

9. Kraftfahrzeug mit einer Steuereinheit nach Anspruch 8.