AT408641B

AT408641B - Fahrdynamikregelungssystem

Info

Publication number: AT408641B
Application number: AT0031994A
Authority: AT
Original assignee: Bosch Gmbh Robert
Priority date: 1993-02-19
Filing date: 1994-02-17
Publication date: 2002-01-25
Also published as: GB2275312A; DE4305155A1; ATA31994A; JPH06247269A; US5455770A; GB2275312B; DE4305155C2; BR9400606A; GB9401056D0; JP3457045B2

Description


   <Desc/Clms Page number 1> 
 



   Stand der Technik: 
Ein Fahrdynamikregler mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 ist aus der DE-40 30 724-A1 bekannt, wobei dort Ausgangspunkt ein ABS ist. 



   Vorteile der Erfindung: 
Die erfindungsgemässe modulare Fahrdynamikregelung ist hierarchisch organisiert und gliedert sich in den Fahrdynamikrechner (FDR) mit den unterlagerten Modulen Bremsenregelung (BRG) und in weiterer Ausbildung Hinterachslenkregelung (HHL). Diesen Modulen sind die Stellsysteme Radregler und hydraulische Hinterachslenkung untergeordnet. 



   Vor allem der untrainierte Fahrer wird durch die Fahrdynamikregelung bei kritischen Fahrsituationen unterstützt. Das Fahrzeug wird auch bei extremen Situationen stabilisiert. Die Abbremsung erfolgt bei einer kritischen Situation selbsttätig, sofern das Fahrzeug mit einer Einrichtung zur fahrerunabhängigen Bremsung ausgerüstet ist. Spurabweichung und Bremsweg werden reduziert. 



   Neben diesen in der folgenden Beschreibung genauer beschriebenen Modulen FDR und den unterlagerten Modulen BRG und HHL ist es möglich, bei Bedarf weitere Module wie Fahrwerkregelung, korrigierende   Vorderachslenkregelung   und Antriebsmomentenverteilung in das Gesamtsystem einzubeziehen, ohne bereits bestehende unterlagerte Module ändern zu müssen. 



   Figurenbeschreibung : 
Anhand der Zeichnung wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben. Es zeigen Figur 1 ein Blockschaltbild eines Fahrdynamikregelungssystems mit einem übergeordneten Fahrdynamikrechner 1, einem unterlagerten Bremsenregler 2 und einem unterlagerten Hinterachslenkungsregler 3. Ein Block 4 stellt die Messdatenerfassung dar. 



   Die Messdatenerfassung liefert ein Giergeschwindigkeitssignal w, ein z. B. aus der Quergeschwindigkeit Vy abgeschätztes Schwimmwinkelsignal &num;   (&num;),   Radgeschwindigkeitensignale VR1, 
 EMI1.1 
 



   Vom Fahrdynamikrechner (FDR) erhält der Bremsenregler (BRG) über die Datenschnittstelle die Soll- und Grenzwerte sowie den Regelmodus mitgeteilt. Die Zustandsgrössen sind dem FDR und den unterlagerten Modulen zugänglich. 



   Der Bremsenregler besteht aus einem Gierwinkelgeschwindigkeitsregler 2a und einem Schwimmwinkelregler 2b zur Begrenzung des Schwimmwinkels. Je nach Fahrsituation wird in Abhängigkeit des Bremsreglereingriffs (bre,) von einem unterlagerten Radregler 5 am jeweiligen Rad der momentane Sollradschlupf erhöht, bzw. der Sollradbremsdruck erniedrigt. Die vom Rad- regler ausgegebenen Ventilöffnungszeiten werden von einer 4-Kanal Hydraulik 6 in entsprechende Radbremsdruckänderungen umgesetzt. 



   Der Hinterachslenkregler 3 arbeitet als Gierwinkelgeschwindigkeitsregler und kann zur Unter- stützung der Bremsenregelung bei hohen Schwimmwinkeln den Hinterradlenkwinkel entsprechend verstellen. Der Hinterradlenkwinkel wird über einen Regler 7 von der HHL-Hydraulik 8 eingestellt. 



   Der Fahrdynamikrechner bestimmt den Sollwert der Giergeschwindigkeit. Zur Bestimmung die- ses Sollwerts wird zunächst die reibwertunabhängige Gierverstärkung grefa aus der Fahrzeug- längsgeschwindigkeit Vx und dem Parameter für die charakteristische Geschwindigkeit Vch des Fahrzeugs berechnet. 
 EMI1.2 
 



   Der Maximalwert für grefa orientiert sich an der maximal fahrbaren Querbeschleunigung bymax- Damit muss folgende Bedingung erfüllt sein: 
 EMI1.3 
 

 <Desc/Clms Page number 2> 

 
 EMI2.1 
  A abhängige Gierverstärkung grefb eingeführt. Zu deren Bestimmung wird der ausgenutzte Reibwert  A benötigt. Dieser kann z. B. wie folgt bestimmt werden: 
 EMI2.2 
 
Beschränkt man sich nur auf gebremste Manöver, kann auf die Querbeschleunigung verzichtet werden, die Beschleunigung ist dann ausreichend und kann aus dem Gradienten der Referenzge- schwindigkeit bestimmt werden. 
 EMI2.3 
 beschleunigung Es gilt: 
 EMI2.4 
 Zudem muss folgende Bedingung erfüllt sein : 
 EMI2.5 
 
Durch Multiplikation der beiden Gierverstärkungen mit dem Lenkwinkel erhält man die dazu entsprechenden Gierwinkelgeschwindigkeiten. 



   Wa = grefa *   #v.   



   Wb = grefb  *#v   
Um die Lenkwilligkeit des Fahrzeugs besonders auf niedrigen Reibwerten zu erhöhen, wird in Abhängigkeit des vom Fahrer vorgegebenen Lenkwinkelgradienten der Sollwert für die Gierwinkel- geschwindigkeit kurzzeitig überhöht. Dazu wird der Sollwert der Gierwinkelgeschwindigkeit für kurze Zeit auf einen Wert erhöht, der grösser als die reibwertabhängige Gierwinkelgeschwindigkeit Wb ist. Nachdem die schnelle Lenkbewegung abgeschlossen ist (kleiner Lenkwinkelgradient), klingt diese Überhöhung nach einer Übergangsfunktion wieder auf ihren reibwertabhängigen Gierwinkel- geschwindigkeitswert Wb ab. Damit kann das Ansprechen des Fahrzeugs auf schnelle Lenk- radbewegungen deutlich verbessert werden. 



   Zunächst wird der Betrag des gefilterten Gradienten des Lenkwinkels gebildet : 
 EMI2.6 
 mit dem Lenkwinkelgradienten 8vp, der Abtastrate des Rechners   #   und dem Filterparameter für den 
 EMI2.7 
 
 EMI2.8 
 mit dem Verstärkungsfaktor kvd für   #vp   und dem Filterparameter   tp¯dt1¯8vp   für die Übergangs- funktion   dt1¯8vp.   



   Daraus wird der Gewichtungsfaktor   dtljenk   erzeugt. Der Faktor p-lenk dient zur Applikation des Ansprechverhaltens des Fahrzeugs: 

 <Desc/Clms Page number 3> 

   dtljenk   =   dt1¯8vp   *   p¯lenk .   



   Den Sollwert für die Gierwinkelgeschwindigkeit erhält man aus den mit   dtljenk   gewichteten Anteilen Wa und Wb. Mit p¯maxwa wird die maximale Überhöhung bestimmt   (p¯maxwa   < 1). Das SollGierverhalten des Fahrzeugs wird durch ein Modell in Form eines Verzögerungsgliedes mit geschwindigkeitsabhängigem Parameter bestimmt. 



   Man erhält damit den Sollwert der Giergeschwindigkeit Ws. 
 EMI3.1 
   t ref    
Der Parameter tref (Zeitkonstante des Referenzmodells) wird aus folgender Beziehung gewon- nen : 
 EMI3.2 
 abhängigen Anpassung von   tref.   



   Der Fahrdynamikrechner 1 bestimmt auch den Grenzwert für den Schwimmwinkel &num;g. 



   Der gefilterte Ist-Schwimmwinkel selbst wird entweder aus der gemessenen oder der geschätz- ten Quergeschwindigkeit vy gewonnen. 
 EMI3.3 
 mit dem Filterparameter   tp¯&num;   der &num;-Berechnung. 



   Aus einem Kennfeld, dessen Argumente die Fahrgeschwindigkeit und der ausgenutzte Reib- wert  A sind, wird der Grenzwert für den Schwimmwinkel des Fahrzeugs bestimmt. Das Vorzeichen ergibt sich aus dem Ist-Schwimmwinkel &num;. Durch Filterung des Rohwertes   &num;rg   erhält man dann den Grenzwert für den Schwimmwinkel ssg1. 
 EMI3.4 
 mit   tp¯&num;g   dem Filterparameter der &num;g-Berechnung. 



   Aus diesem Grenzwert wird ein zweiter Grenzwert ssg2 gebildet, der wesentlich über dem Grenzwert ssg1 liegt. Er dient zur Erkennung einer besonders kritischen Situation. 



     &num;g2 =     Pknt   *   &num;g1   
 EMI3.5 
 



   Durch den Vergleich der Istwerte mit dem Soll- bzw. Grenzwert für Gierwinkelgeschwindigkeit und Schwimmwinkel wird im Fahrdynamikrechner 1 auch der Fahrzustand bestimmt und daraus der Regelmodus abgeleitet. Es wird zwischen den beiden Regelmodi 'w-Regelung' und '&num;-Begrenzung' unterschieden. Bei stabilem Fahrzustand wird die Gierwinkelgeschwindigkeit gere- gelt, bei Erreichen von ssg1 mit weiter ansteigender Tendenz wird der Schwimmwinkel auf den 
 EMI3.6 
 geschwindigkeit liegt in jedem Fall der   Regelmodus '&num;-Begrenzung'   vor. 



   Um eine weitere Zu- oder Abnahme des Schwimmwinkels zu erkennen, ist es nötig dessen Gradienten zu bestimmen. Dies geschieht durch Differentiation und anschliessender Filterung von   &num;.   
 EMI3.7 
 

 <Desc/Clms Page number 4> 

 
 EMI4.1 
 
 EMI4.2 
 Der   Kegelmodus '&num;-Begrenzung'   liegt vor, wenn gilt: Bei Fahren einer Linkskurve 
 EMI4.3 
 
Das   Zeichen ' ' steht   dabei für logische UND-Verknüpfung. 



   Das Zeichen '+' steht für logische ODER-Verknüpfung. 



   In allen anderen Fällen liegt der Modus 'w-Regelung' vor. Jedoch gibt es generell wirksame Bedingungen den Regelmodus '&num;-Begrenzung' abzubrechen und wieder den Modus 'w-Regelung' zu wählen. Diese Bedingungen lauten: 
Bei Unterschreiten einer bestimmten Geschwindigkeitsschwelle vxbs wird in jedem Fall der Modus 'w-Regelung' wirksam, d.h.: 
Wenn   Vx   < Vxbs dann 'w-Regelung' . 



   In bestimmten Situationen ist es zweckmässig, den Soll- und Istwert der Gierwinkelgeschwin- digkeit bei bestehendem Modus '&num;-Begrenzung' als Kriterium zum Wechsel des Modus auf 'w-Regelung' heranzuziehen. 
 EMI4.4 
 dann 'w-Regelung'. 



   Eine Stabilisierung des Fahrzeugs durch die modulare Fahrdynamikregelung kann nur dann er- folgen, wenn ausreichend Vordruck zur Kontrolle der Räder durch die Bremsenregelung vorhanden ist. Wenn der Fahrer zu wenig Vordruck zur Verfügung stellt, oder überhaupt nicht bremst, ist eine Stabilisierung des Fahrzeugs unter Umständen nicht mehr gewährleistet. Daher ist es sinnvoll in kritischen Situationen eine selbständige Abbremsung des Fahrzeugs auszulösen bzw. einen aus- reichenden Vordruck zur Verfügung zu stellen. 



   Ein Auslösen der aktiven Bremse erfolgt aufgrund einer hohen Kegeldifferenz bezüglich der Gierwinkelgeschwindigkeit und/oder wegen eines zu hohen Schwimmwinkels. Beide Bedingungen können sich gegenseitig nicht ausschliessen. 



   Der Fahrdynamikrechner 1 bewertet zunächst die Regelabweichung der Gierwinkelgeschwin- digkeit. Besteht über eine gewisse Zeit eine deutliche Regelabweichung der Gierwinkelgeschwin- digkeit von ihrem Sollwert und hat diese Regelabweichung eine weiter ansteigende Tendenz, dann signalisiert FDR durch Erzeugen eines Signals 'AKTIVE BREMSE' dem unterlagerten Bremsenreg- ler, dass ein aktiver Vordruckaufbau erfolgen soll. 



   Dazu wird zunächst die Regelabweichung der Gierwinkelgeschwindigkeit gebildet und stark ge- filtert (Filter als Mittelwertbildner), damit nicht jede unwesentliche Abweichung zu einer Auslösung der aktiven Bremse führt. 
 EMI4.5 
 



  Gradientenbildung der gefilterten Regelabweichung: 
 EMI4.6 
 Überschreitet die Regelabweichung eine Schwelle mit weiter ansteigender Tendenz, so erfolgt die Zurverfügungstellung des Vordrucks. 

 <Desc/Clms Page number 5> 

 
 EMI5.1 
 dann wird die AKTIVE¯BREMSE bereitgestellt. Hierin ist err¯w¯aktiv¯ein eine vorgegebene Kon- stante. 



   Neben der Gierwinkelgeschwindigkeit wird auch der Schwimmwinkel des Fahrzeugs in die Si- tuationserkennung zur Auslösung eines aktiven Vordruckaufbaus mit einbezogen. Überschreitet der Schwimmwinkel eine bestimmte Schwelle (abhängig vom ausgenutzten Reibwert) mit weiter ansteigender Tendenz, wird der Bremsenregler ebenfalls zum aktiven Vordruckaufbau veranlasst. 



  Unterschreitet der Schwimmwinkel eine bestimmte Schwelle mit abfallender Tendenz wird die 'AKTIVE¯BREMSE' zurückgesetzt. Es handelt sich hier um eine Hysteresefunktion. 
 EMI5.2 
 dann wird die AKTIVE BREMSE wirksam gemacht. Hiermit ist   p&num;¯ein   eine Konstante. 



   Das   Zeichen '  '   steht für logische UND-Verknüpfung. 



   Das Zeichen '+' steht für logische ODER-Verknüpfung. 



   Der Parameter   p&num;¯ein   dient zur Applikation der Schwimmwinkelgrenze, bei deren Über- schreitung eine aktive Bremsung erfolgen soll. 



   Zudem gelten folgende Rucksetzbedingungen: 
 EMI5.3 
 dann wird die AKTIVE¯BREMSE ausgeschaltet. 



   Bei Unterschreiten einer bestimmten Geschwindigkeitsschwelle vx¯aktiv¯off ist keine aktive Bremsung mehr erlaubt. 



   Wenn VX < vx¯aktiv¯off dann wird die AKTIVE¯BREMSE abgeschaltet. 



   Der Modus 'Aktive Bremsung' existiert parallel zu den Modi 'w-Regelung' und '&num;-Begrenzung' und kann nur von entsprechend dafür ausgerüsteten Fahrzeugen verarbeitet werden (Möglichkeit der Bereitstellung eines fahrerunabhängigen Vordrucks muss vorhanden sein). Eine aktive Brem- sung kann nur bei entsprechend ausgerüsteten Fahrzeugen erfolgen (Möglichkeit der Bereitstel- lung fahrerunabhängigen Vordrucks muss vorhanden sein). 



   Wie bereits erwähnt, enthält der Bremsenregler 2 zwei getrennte Regler zur Regelung der Gierwinkelgeschwindigkeit und zur Begrenzung des Schwimmwinkels. Der vom Fahrdynamikrech- ner 1 vorgegebene Regelmodus bestimmt, welcher Regler die Stellgrössen erzeugt. Je nach Fahr- zustand wird die Stellgrösse unterschiedlich auf die einzelnen Räder aufgeteilt. Die Stellsignale des Bremsenreglers 2 werden vom unterlagerten Radregler 5 interpretiert. Unterschreiten die Regel- abweichungen ein bestimmtes Mass, wird der unterlagerte Radregler 5 nicht von der Bremsenrege- lung beeinflusst. Der Radregler 5 hat die Aufgabe, die Räder zu stabilisieren und die Bremskräfte am jeweiligen Rad zu optimieren. 



   Der Gierwinkelgeschwindigkeitsregler 2a wird aktiviert, wenn der Fahrdynamikrechner 1 den Modus 'w-Regelung' vorgibt (Leitung   1 b).   Der Gierwinkelgeschwindigkeitsregler 2a arbeitet als nichtlinearer PDT,-Regler und bildet aus der Regelabweichung   #w   die beiden Reglerausgangsgrö- &num;en pw und   dt1w.   Für die Regelabweichung erhält man: 
 EMI5.4 
 



  Für den Proportionalanteil pw ergibt sich: 
 EMI5.5 
 dient : 

 <Desc/Clms Page number 6> 

 
 EMI6.1 
 ist eine Abklingzeitkonstante. 



   Von der sich anschliessenden Stellgrössenverteilung werden nur Beträge der Regleranteile bzw. das Summensignal aus proportionalem und differentiellem Anteil weiterverarbeitet. Ein Abregelfak- tor schwächt die Stellgrössen in Abhängigkeit der Fahrzeuggeschwindigkeit linear ab, sobald die Fahrzeuggeschwindigkeit eine gewisse Schwelle Vab unterschritten hat. 
 EMI6.2 
 



  Für den Abregelfaktor gilt: Wenn Vx > Vab 
 EMI6.3 
 
Vab -vmin vmin ist die Abbruchgeschwindigkeit und Vab eine vorgegebene Schwelle. 
 EMI6.4 
   t ref    
 EMI6.5 
 
Vor der Weiterverarbeitung der beiden Reglerausgangsgrössen durch die Stellgrössenverteilung muss der Fahrzustand des Fahrzeugs in Relation zum Fahrerwunsch ermittelt werden. Je nach 
 EMI6.6 
 unterschieden, die wie folgt klassifiziert sind: 
Linkskurve, übersteuernd: 
 EMI6.7 
 Neutral: 
 EMI6.8 
 Bemerkung : Das Zeichen 'o' steht für logische UND-Verknüpfung. 

 <Desc/Clms Page number 7> 

 



   Der Fahrzustand Neutral liegt vor, wenn die Regelabweichung innerhalb der Unempfindlichkeitszone Zone [-wtot ;   wtot]   liegt. 



   Aus dem im Regler 2 ermittelten Fahrzustand und den beiden   Reglerausgangsgrössen   werden die Bremsreglersignale bre, für den unterlagerten Radregler 5 gebildet. Je nach Vorzeichen der Bremsreglersignale bre, führt dies zu einer Erhöhung des Radschlupfs (bre, > 0) oder einer Druckabsenkung (bre, < 0) am entsprechenden Rad. Die Erhöhung des Radschlupfs über den vom Radregler bereits eingestellten Wert hinaus hat ein Abnehmen der Querkraft bei geringfügiger Änderung der Längskraft zur Folge. Eine Bremsdruckabsenkung vermindert die Längskraft unter Erhöhung des verfügbaren Querkraftpotentials am jeweiligen Rad. Dadurch werden Giermomente um die Fahrzeughochachse erzeugt, die auf das Fahrzeug stabilisierend wirken. 



   Die Stellsignale für den unterlagerten Radregler werden in Abhängigkeit vom Fahrzustand gebildet. Für die fünf oben beschriebenen Fälle sind in der Tabelle I die Reaktionen aufgelistet. 



   Der dort verwendete Parameter gsew dient zur Umnormierung der Reglerausgangsgrössen in entsprechende Schlupferhöhungen am jeweiligen Rad. Der Parameter gpaw dient zur Anpassung der Reglerausgangsgrössen, um eine entsprechende Druckreduzierung am betreffenden Rad zu erreichen. Wenn das Stellsignal bre, > 0 ist und dementsprechend eine Schlupferhöhung am Rad i erfolgen soll, so wird der Stelleingriff auf Smax begrenzt, um zu hohe Schlupfwerte zu vermeiden. bre, <   Smax -   
Der Regler 2b zur Begrenzung des Schwimmwinkels arbeitet ebenfalls als nichtlinearer PDT1Regler und tritt in Aktion, wenn der Fahrdynamikrechner 1 über Leitung 1 b den Modus   '&num;-Begren-   zung' vorgibt. Aus der Regelabweichung   #ss   werden die beiden Reglerausgangsgrössen   p&num;   und dt1 ss gebildet.

   Für die Regelabweichung erhält man : 
 EMI7.1 
 Für den Proportionalanteil pss ergibt sich: 
 EMI7.2 
 wobei   Kp&num;   wieder ein Verstärkungsfaktor ist. 



   Bei der Bildung des dt1&num;-Anteils wird festgestellt, mit welchem Gradienten   ##ss   die Regelab- weichung   #ss   zunimmt. Der   dt1&num;  -Anteil wird nur dann aktualisiert, wenn der Gradient der Regelab- weichung ein bestimmtes Mass K   ##ss   überschreitet. Dazu wird zunächst der Gradient der Regelab- weichung gebildet und gefiltert: 
 EMI7.3 
 
 EMI7.4 
 



  Es ergibt sich dann für den dt1-Anteil: 
 EMI7.5 
 ist die Abklingzeitkonstante. Ist diese Bedingung nicht erfüllt, klingt der   dt1 p-Anteil   ab : 
 EMI7.6 
 

 <Desc/Clms Page number 8> 

 
 EMI8.1 
 



   Vor einer Weiterverarbeitung muss der Fahrzustand des Fahrzeugs in Abhängigkeit vom Schwimmwinkel &num; bestimmt werden. Es gibt vier Fahrzustände: 
 EMI8.2 
 



   Die Stellsignale für den unterlagerten Radregler werden je nach Fahrzustand gebildet. Die Tabelle II gibt die Massnahmen an, die bei den einzelnen Fahrzuständen vorgenommen werden. 



   Eine kritische Situation entsteht, wenn das Fahrzeug in einen sehr hohen Schwimmwinkel ge- rät, verursacht z. B. durch einen Lenkfehler des Fahrers. In dieser Situation wird ein erhöhter Steil- eingriff snot zugelassen, damit das Fahrzeug wieder stabilisiert werden kann. 



   Wird vom Fahrdynamikrechner 1 eine aktive Bremsung ausgelöst, dann greift der Bremsenreg- ler 2 über den unterlagerten Radregler 5 auf die Hydraulikventile 6 zu und leitet einen gesteuerten Vordruckaufbau ein. Dazu werden kurzzeitig die Regelventile auf Druckhalten gestellt, bis nach Umschalten eines Umschaltventils ein Druckspeicher den nötigen Vordruck an den Regelventilen bereitstellt. Mit Hilfe der Regelventile wird nun der Radbremsdruck nach einer Übergangsfunktion (z. B. e-Funktion) in den einzelnen Radbremszylindern erhöht und damit ein zu hoher Druckaufbau- gradient vermieden. Der Druckaufbau kann geregelt erfolgen, oder nach einer Pulsreihe ein- gesteuert werden je nachdem, ob der Vordruck messbar ist oder nicht. Sobald der Modus 'Aktive Bremsung' beendet ist, werden die Umschaltventile so eingestellt, dass der Fahrer wieder den Vordruck erzeugen kann. 



   Der Hinterachslenkalgorithmus des Hinterachslenkreglers der parallel zum Bremsregler arbei- ten kann enthält zwei alternative Funktionseinheiten (3a und 3b): - Regelung der Fahrzeug-Giergeschwindigkeit (3a) - Begrenzung des Fahrzeug-Schwimmwinkels (3b) 
Der übergeordnete Fahrdynamikrechner 1 bestimmt mittels der Grösse 'Regelmodus' (Leitung 1c) welche der beiden Funktionseinheiten abgearbeitet wird. Beide Funktionseinheiten erzeugen einen einzustellenden Wert für den Hinterradlenkwinkel   #h.   



   Durch das Lenken der Hinterräder werden die Schräglaufwinkel und damit die an den Hinter- rädern auftretenden Querkräfte variiert. So werden auf das Fahrzeug stabilisierende Giermomente ausgeübt. Der Giergeschwindigkeitsregler 3a bewerkstelligt dies, indem er den vom Fahrdynamik- rechner 1 vorgegebenen Sollwert ws mittels Lenken der Hinterräder einstellt. Dazu kann ein belie- biger Regelungsalgorithmus, z. B. ein PID-Regler oder eine in der DE 40 30 846-A1 beschriebene Regelung eingesetzt werden. Damit ergibt sich das in Figur 2 gezeigte Blockschaltbild. 



   Eine Stabilisierung des Fahrzeugs bei zu hohen Schwimmwinkeln kann durch die Hinterachs- lenkwinkelregelung erreicht werden, wenn mittels Lenken eine Erhöhung der Querkräfte an den Hinterrädern erzielt wird. Dabei sollte an den Hinterrädern die maximal erreichbare Querkraft eingestellt werden. Die Querkraft ist direkt abhängig vom Schräglaufwinkel und damit vom Lenk- winkel eines Rades. 
 EMI8.3 
 rechner abgelegt), dann kann mittels einer Steuerung direkt dieser Schräglaufwinkel an den Hinterrädern eingestellt werden. Für die Hinterräder gilt in guter Näherung 

 <Desc/Clms Page number 9> 

 
 EMI9.1 
 mit   ah -   Schräglaufwinkel Hinterräder 
8h - Lenkwinkel Hinterräder &num; - Schwimmwinkel Fahrzeug ih - Abstand Fahrzeugschwerpunkt - Hinterachse w - Gierwinkelgeschwindigkeit Fahrzeug vx - Längsgeschwindigkeit Fahrzeug. 



   Die Steuerungsvorschrift für den Hinterradlenkwinkel zur Einstellung des optimalen Schräg- laufwinkels an den Hinterrädern lautet demnach 
 EMI9.2 
 
Bei Unkenntnis des Wertes   &alpha;opt   kann mittels einer Schwimmwinkelregelung ein Wert für den Hinterradlenkwinkel   #h   erzeugt werden, so dass eine Fahrzeugstabilisierung erfolgt. (Die Regelung ist analog zu der oben beschriebenen Giergeschwindigkeitsregelung.) Als Sollwert wird der vom Fahrdynamikrechner 1 vorgegebene Schwimmwinkelgrenzwert ssg1 verwendet. Auch hier kann ein beliebiger Regelungsalgorithmus, z. B. ein PID-Regler, eingesetzt werden. Es ergibt sich dann das Blockschaltbild der Figur 3. 



   Der im Block 3b ermittelte Winkelwert 8h wird durch den Lageregler 7 und die Hydraulik 8 in den Lenkwinkel   #h   umgesetzt. 



   Zusammenstellung der in FDR und BRG benutzten Grössen mit beispielhaften   Grössenanqaben   abr¯faktor   Geschwindigkeitsabhängiger   Abregelfaktor.   (0...1)     &num;   : Schwimmwinkel des Fahrzeugs. 



     &num;g     Rohwert   des Grenzwertes für &num; aus Kennfeld. 



   ssg1 Grenzwert für den Schwimmwinkel. (0,06...0,18 rad)   &num;g2   : Grenzwert für &num; zur Erkennung einer kritischen Situation. (0,13...0,25 rad) 
 EMI9.3 
 



    &num;rg   : Rohwert von   &num;g   mit Vorzeichen. bre, : Stelleingriff der Bremsenregelung am Rad i. M/S2) bymax : Maximalwert der zulässigen Querbeschleunigung. (10...12 m/s2)   bytot   : Unempfindlichkeitsbereich für Begrenzung von graf. 



  Bx : Längsbeschleunigung des Fahrzeugs. 



  By : Querbeschleunigung des Fahrzeugs. 



    #v   : Vorderachslenkwinkel. 



    #vp   : Gradient des Vorderachslenkwinkels. 
 EMI9.4 
   dtlabs&num;   : Betrag des gewichteten DT1-Anteils aus dem   &num;-Regler.   
 EMI9.5 
   dt1 &num; : DT1-Anteil aus dem &num;-Regler.   dt1w   : DT1 -Anteil   aus dem w-Regler. 
 EMI9.6 
   err¯w¯aktiv¯ein:   Schwelle zur Auslösung einer aktiven Bremsung. (0,1rad/s)   #ss   : Regelabweichung des Schwimmwinkels. 



    #w   : Regelabweichung der Gierwinkelgeschwindigkeit. g   Gravitationskonstante   (9,81 m/s2)   gpa&num;   : Parameter zur Druckabbau-Anpassung im Modus '&num;-Begrenzung'.   (-0,1...-0,2)   gpaw : Parameter zur Druckabbau-Anpassung im Modus'w-Regelung'. (-0,1...-0,2) 

 <Desc/Clms Page number 10> 

 grefa : reibwertunabhängige Gierverstärkung. grefb   : reibwertabhängige   Gierverstärkung. grefmax : Maximal zulässige Gierverstärkung. (30 I/s)   gse&num;   : Parameter zur Schlupferhöhungs-Anpassung im Modus '&num;-Begrenzung'. 



   (0,1...0,2) gsew : Parameter zur Schlupferhöhungs-Anpassung im Modus 'w-Regelung'. 



   (0,1...0,4) /S2)   K##ss   : Schwelle für Aktualisierung des dt1 -Anteils. (0,03   rad/s2)   Kpp : Verstärkung für den Proportionalanteil im   &num;-Regler.   (0,1...0,3) Kpw Verstärkung für den Proportionalanteil im w-Regler. (4...8) kvd : Verstärkungsfaktor für   #vp.   (0,2...0,4) Isp Achsabstand des Fahrzeugs. 



   A : Ausgenutzter Reibwert. w : Gierwinkelgeschwindigkeit. wa : reibwertunabhängiger Sollwert für die Gierwinkelgeschwindigkeit. 



  Wb : reibwertabhängiger Sollwert für die Gierwinkelgeschwindigkeit. ws : Sollwert für die Gierwinkelgeschwindigkeit. 



  Wtot   : Unempfindlichkeitsbereich   für w-Regelung. 



    Wtot¯o   Mindestwert für Unempfindlichkeit bei w-Regelung. (0,06)   Wtot¯par   Parameter für Unempfindlichkeitsbereich für w-Regelung. (-0,2) 
 EMI10.1 
 pabs : Betrag des P-Anteils im -Regler.   pabsw   : Betrag des P-Anteils im w-Regler. pdt1 absw Betrag der Stellgrösse des w-Reglers. pss   : P-Anteil   aus dem   &num;-Regler.   pp¯ein Parameter für Bestimmung der Schwimmwinkelgrenze zur Auslösung einer ak- tiven Bremsung. (0,8...1,2)   p¯&num;w   Parameter für Moduswechsel. (0,9) pby : Parameter zur Bestimmung von grefb. (0,7) pw   : P-Anteil   aus dem w-Regler. 
 EMI10.2 
 p¯lenk : Parameter für   dtljenk.   (0,8) 
 EMI10.3 
 ptref : Parameter zur Vx bzw.

   Vch abhängigen Anpassung von   tref.   (0,003) Smax : Max. zulässige Schlupferhöhung in unkritischer Situation. (0,40) Snot : Max. zulässige Schlupferhöhung in kritischer Situation. (0,70) : Abtastrate des Rechners.   tdt1¯&num;   : Abklingzeitkonstante im   &num;-Regler.   (0,1s) tdt1¯w : Ablingzeitkonstante im w-Regler. (0,012s)   tp¯&num;   : Filterparameter &num;-Berechnung. (0,2s)   tp-&num;g   : Filterparamter   &num;g-Berechnung.   (0,25s) 
 EMI10.4 
 tref   : Zeitkonstante   des w-Referenzmodells. 
 EMI10.5 
 Vch : Parameter für die charakteristische Geschwindigkeit. (17...25) vdt1 &num; : Parameter für Anhebung des DT1-Anteils im   &num;-Regler.   (0,25) vdt1w Parameter für Anhebung des DT1-Anteils im w-Regler.

   (0,4) Vrefp   : Referenzbeschleunigung   des Fahrzeugs. 



  Vab : Schwelle für Abregelung. (6 m/s) vmin : Abbruchgeschwindigkeit. (2 m/s) 

 <Desc/Clms Page number 11> 

 
 EMI11.1 
 
<tb> Vx <SEP> : <SEP> Fahrzeuglängsgeschwindigkeit. <SEP> 
<tb> 
<tb> vx¯aktiv¯off <SEP> : <SEP> Abbruchschwelle <SEP> für <SEP> aktives <SEP> Bremsen. <SEP> (5 <SEP> m/s)
<tb> 
 
 EMI11.2 
 
 EMI11.3 
 
<tb> Vy <SEP> : <SEP> Fahrzeugquergeschwindigkeit. <SEP> 
<tb> 
<tb> 



  Tabelle <SEP> I <SEP> : <SEP> Stellsignale <SEP> bei <SEP> w-Regelung.
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> Fahrzustand <SEP> Art <SEP> des <SEP> Eingriffs
<tb> 
<tb> 
<tb> Neutral <SEP> Kein <SEP> Eingriff
<tb> 
 
 EMI11.4 
 
 EMI11.5 
 
<tb> brevr <SEP> = <SEP> 0
<tb> 
<tb> 
<tb> brehl <SEP> = <SEP> 0
<tb> 
<tb> 
<tb> brehr <SEP> = <SEP> 0
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> Linkskurve <SEP> Schlupferhöhung <SEP> VA.
<tb> 
<tb> 
<tb> übersteuernd
<tb> 
 
 EMI11.6 
 
 EMI11.7 
 
<tb> brehl <SEP> = <SEP> 0
<tb> 
 
 EMI11.8 
 
 EMI11.9 
 
<tb> Linkskurve <SEP> Druckabsenkung <SEP> VA <SEP> kurvenaussen <SEP> und
<tb> untersteuernd <SEP> Schlupferhöhung <SEP> HA <SEP> kurvenaussen
<tb> 
 
 EMI11.10 
 
 EMI11.11 
 
<tb> sonst <SEP> brevr <SEP> = <SEP> 0
<tb> 
<tb> brehl <SEP> = <SEP> 0
<tb> 
 
 EMI11.12 
 
 EMI11.13 
 
<tb> Rechtskurve <SEP> Schlupferhöhung <SEP> VA.
<tb> übersteuernd
<tb> 


  
 EMI11.14 
 
 EMI11.15 
 
<tb> brehl <SEP> = <SEP> 0
<tb> 
<tb> # <SEP> ## <SEP> > <SEP> 0 <SEP> brehr <SEP> = <SEP> 0
<tb> 
 

 <Desc/Clms Page number 12> 

 
 EMI12.1 
 
<tb> Fahrzustand <SEP> Art <SEP> des <SEP> Eingriffs
<tb> 
<tb> Rechtskurve <SEP> Druckabsenkung <SEP> VA <SEP> kurvenaussen <SEP> und
<tb> 
<tb> untersteuernd <SEP> Schlupferhöhung <SEP> HA <SEP> kurvenaussen
<tb> 
 
 EMI12.2 
 
 EMI12.3 
 
<tb> brevr <SEP> = <SEP> 0
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> Tabelle <SEP> II <SEP> : <SEP> Stellsignale <SEP> bei <SEP> &num;-Regelung.
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 



  Fahrzustand <SEP> Art <SEP> des <SEP> Eingriffs
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> Linkskurve <SEP> Schlupferhöhung <SEP> VA.
<tb> 
<tb> 
<tb> hoher <SEP> Schwimmwinkel <SEP> Druckabsenkung <SEP> HA <SEP> kurveninnen.
<tb> 
 
 EMI12.4 
 
 EMI12.5 
 
<tb> brehr <SEP> = <SEP> 0
<tb> 
<tb> Linkskurve <SEP> Schlupferhöhung <SEP> VA.
<tb> kritische <SEP> Situation <SEP> Druckabsenkung <SEP> HA <SEP> kurveninnen.
<tb> 
 
 EMI12.6 
 
 EMI12.7 
 
<tb> brehr <SEP> = <SEP> 0
<tb> 
<tb> Rechtskurve <SEP> Schlupferhöhung <SEP> VA.
<tb> hoher <SEP> Schwimmwinkel <SEP> Druckabsenkung <SEP> HA <SEP> kurveninnen.
<tb> 
 
 EMI12.8 
 
 EMI12.9 
 
<tb> Rechtskurve <SEP> Schlupferhöhung <SEP> VA.
<tb> kritische <SEP> Situation <SEP> Druckabsenkung <SEP> HA <SEP> kurveninnen.
<tb> 
 
 EMI12.10 
 
 EMI12.11 
 
<tb> brevr <SEP> = <SEP> gse&num; <SEP> * <SEP> (pabs&num;

   <SEP> + <SEP> dt1 <SEP> absp) <SEP> < <SEP> snot
<tb> brehl <SEP> = <SEP> 0
<tb> 
 
 EMI12.12

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Fahrdynamikregelsystem enthaltend einen übergeordneten Fahrdynamikrechner und einen unterlagerten Bremsenregler, wobei der Fahrdynamikrechner aus Mess- und Schätz- grössen Sollgrössen bestimmt, deren Einregelung mit Hilfe der Einsteuerung von Brems- drücken an den Radbremsen eine Stabilisierung des Fahrzeugs bewirken, wobei als Mess- grössen die Radgeschwindigkeiten vR1, die Giergeschwindigkeit w, der Vorderachslenkwin- kel #v verwendet werden, dadurch gekennzeichnet, dass der Fahrdynamikrechner den EMI13.1 wa und Wb nach Massgabe der Beziehung ws(k + 1) = ws(k) + k x p¯maxwa [a wa + (1 - a) x Wb - ws(k)

] EMI13.2 Fahrdynamikregler einen Grenzwert für den Schwimmwinkel ssg1 aus einem abgespeicher- ten Kennfeld mit den Argumenten Fahrgeschwindigkeit und ausgenutzter Reibwert ermit- telt, dass der Fahrdynamikrechner weiterhin durch Auswertung der Angabe Links- oder Rechtskurve aus dem Lenkwinkel #v und durch Vergleich des geschätzten Schwimm- winkels &num;

mit einer aus dem Grenzwert ssg1 und dem Gradienten &num;p des Schwimmwinkels gebildeten Grösse festlegt, ob Normalregelbetrieb oder Sonderregelungsbetrieb wirksam ist, dass der unterlagerte Bremsenregler zwei Regelkanäle mit Proportional- und Differen- tialanteil aufweist, von denen der eine bei Normalregelbetrieb wirksam ist und eine Regelung nach Massgabe der Abweichung Ew der Giergeschwindigkeit von der Sollgierge- schwindigkeit ws (ew = (ws - w)) bewirkt, wobei ein proportionaler Anteil pw und ein differentieller Anteil dt1wentstehen, dass der andere Regelkanal bei Sonderregelungs- EMI13.3 bewirkt, wobei ein proportionaler p&num; und ein differentieller Anteil dt1ssentstehen, dass aus EMI13.4 Vergleich zum Fahrerwunsch einer von mehreren ersten Klassen zugeordnet wird, dass aus dem Schwimmwinkel &num;

und den Grenzwerten der Fahrzustand des Fahrzeugs einer von mehreren zweiten Klassen zugeordnet wird und dass aus der ermittelten ersten bzw. aus der ermittelten zweiten Klasse festgelegte Eingriffe an den einzelnen Radbremsen vorgenommen werden, wobei die durchgeführten Druckänderungen von den Anteilen pw EMI13.5
2. Fahrdynamikregelsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass wa und Wb aus den Gierverstärkungen grefa und grefb und dem Vorderradlenkwinkel gebildet werden (w = gref x #v) und dass der Gewichtsfaktor a vom Gradienten des Lenkwinkels #v abhängig ist.
3. Fahrdynamikregelsystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Gierverstär- kungen gemäss den folgenden Beziehungen gebildet werden EMI13.6 wobei Vx die Fahrzeuggeschwindigkeit, Isp der Achsabstand, vch eine fahrzeugcharakteristi- sche Geschwindigkeit, pby ein Parameter, A der ausgenutzte Reibbeiwert und g die Gravi- tationskonstante ist.
4. Fahrdynamikregelsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Grenzwert ssg1 durch Filterung des aus dem Kennlinienfeld ermittelten Rohwerts &num;r ermittelt wird.
5. Fahrdynamikregelsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein zweiter Grenzwert ssg2 = pk x ssg1 gebildet wird, wobei pk 1 ist, und dass dieser <Desc/Clms Page number 14> Grenzwert &num;g2 bei der Festlegung des Regelbetriebs mit ausgenutzt wird.
6. Fahrdynamikregelsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer unterhalb eines kleinen Werts liegenden Fahrzeuggeschwindigkeit Normal- regelungsbetrieb wirksam gemacht wird.
7. Fahrdynamikregelsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass auf Normalregelbetrieb ruckgeschaltet wird, wenn der Schwimmwinkel &num; kleiner als der Grenzwert &num;g2 ist und entweder w x ws kleiner 0 oder der Betrag von w kleiner dem Produkt aus Betrag von ws und einem Parameterwert ist.
8. Fahrdynamikregelsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei einem Fahrzeug das einen Bremsdruckspeicher aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass über eine Hydraulik ein Vordruck aufgebaut wird, wenn die Giergeschwindigkeit über eine Zeit um wenigstens einen Vergleichswert von der Sollgiergeschwindigkeit abweicht und der Gradient der Diffe- renz positiv ist.
9. Fahrdynamikregelsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 8, bei einem Fahrzeug das ei- nen Bremsdruckspeicher aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass über eine Hydraulik Vordruck aufgebaut wird, wenn ein bestimmter Schwimmwinkel überschritten wird und sein Gradient positiv ist.
10. Fahrdynamikregelsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass aus den Proportional- und Integralanteilen pw, p&num;, dt1w und dt1ss Grössen EMI14.1 wobei abr¯faktor ein Abregelfaktor ist, der von der Fahrzeuggeschwindigkeit abhängt und die Stellgrössen pabs, und dt1absw unterhalb einer kleinen Geschwindigkeit abschwächt und vdt1 &num; ein Verstärkungsfaktor ist.
11. Fahrdynamikregelsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass fünf erste Klassen EMI14.2 festgelegt sind, wobei wtot eine Totzone um den 0-Punkt ist und dass diesen Klassen bestimmte Bremseingriffe zugeordnet sind.
12. Fahrdynamikregelsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass vier zweite Klassen EMI14.3 ss # ssg1 < 0 EMI14.4 festgelegt sind und dass diesen Klassen Bremseingriffe an den Rädern zugeordnet sind.
13. Fahrdynamikregelsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass dem Fahrdynamikrechner zusätzlich ein Hinterachslenkwinkelregler nachgeschaltet ist, der einen Fahrzeuggiergeschwindigkeitsreglerkanal und einen Reglerkanal zur Be- grenzung des Schwimmwinkels aufweist, wobei der Sollwert für die Giergeschwindigkeit und die Grenzwerte für den Schwimmwinkel sowie die Festlegung welcher Kanal wirksam ist vom Fahrdynamikrechner bestimmt wird und dass jeder Regelkanal ein dem einzustel- lenden Hinterachslenkwinkel kennzeichnendes Signal erzeugt. <Desc/Clms Page number 15>

HIEZU 2 BLATT ZEICHNUNGEN