DE10035180A1

DE10035180A1 - Verfahren zur Fahrdynamikregelung

Info

Publication number: DE10035180A1
Application number: DE2000135180
Authority: DE
Inventors: Werner Rudolf Frie
Original assignee: Individual
Current assignee: Frie Werner Dr 91080 Uttenreuth De
Priority date: 2000-07-20
Filing date: 2000-07-20
Publication date: 2001-06-07
Anticipated expiration: 2020-07-21
Also published as: DE10035180B4

Abstract

Die Erfindung beschreibt ein Verfahren zur Fahrdynamikregelung, mit der die Lenkung durch einen Eingriff in die Bremse unterstützt wird. Auf die Räder eines Fahrzeuges wirken im Allgemeinen Längskräfte zum Beschleunigen und Verzögern und Querkräfte zum Lenken. Die Idee der Erfindung zielt darauf ab, Querkräfte der Räder, die zum Lenken erforderlich sind, durch Längskräfte der Räder zu ersetzen durch einen gezielten, getrennten Eingriff in die Bremse der rechten/linken Räder und/oder das Beschleunigen einzelner angetriebener Räder.

Description

Die Erfindung beschreibt ein Verfahren zur Fahrdynamikregelung, mit der die Lenkung durch einen Eingriff in die Bremse unterstützt wird. Auf die Räder eines Fahrzeuges wirken im Allgemeinen Längskräfte zum Beschleunigen und Verzögern und Querkräfte zum Lenken. Die Idee der Erfindung zielt darauf ab Querkräfte der Räder, die zum Lenken erforderlich sind, durch Längskräfte der Räder zu ersetzen durch eine gezielten (getrennten) Eingriff in die Bremse der rechten/linken Räder und/oder das Beschleunigen einzelner angetriebener Räder. Dieses System müßte dann nicht mehr ein passives Sicherheitssystem sein, sondern könnte permanent aktiv sein und die gewünschte Lenkbewegungen des Fahrers unterstützen.

Wo wird dieser Effekt schon genutzt? - 1. Ein Motorradfahrer mit Beiwagen bremst vor einer Linkskurve und gibt beim Ausfahren aus der Kurve wieder Gas (umgekehrt bei Rechtskurven), da sein Vorderrad nicht die gesamten Querkräfte zum Lenken aufbringen kann und sie durch die Längskräfte des Hinterrades von Bremsen/Gasgeben ersetzen kann, 2. Bei Segelbooten kann ein Notruder gebaut werden durch das Hinterherschleppen eines Eimers/Beibootes, dessen Holepunkt variiert werden kann. 3. Vom Motorbootfahren mit zwei Motoren und Schrauben wird durch getrenntes Gasgeben das Schiff in Drehung versetzt beim Manövrieren. 4. Bei Kettenfahrzeugen (Panzer) wird auch durch getrenntes Gasgeben gesteuert.

Welches Problem besteht beim normalen Kfz mit vier Reifen? - Durch zu schnelles Einlenken vor allem auf glatter Fahrbahn kann es passieren, daß das Fahrzeug über die Lenkung schiebt, da die Querkräfte nicht ausreichen so schnell den Drehimpuls aufzubauen, wie die Lenkung den Lenkwinkel verändert. In diesem Falle könnte durch einen Eingriff in die Bremse auf einer Seite des Fahrzeugs die Veränderung des Drehimpulses unterstützt werden.

Stand der Technik

Nur das ESP als Stabilitätssystem von der Robert Bosch GmbH ist als passives Sicherheitssystem bekannt, das jedoch nur ein Ausbrechen des Fahrzeughecks und ein Umkippen (siehe A-Klasse Benz) verhindern soll.

Beschreibung

Zu jedem Wertepaar von Lenkwinkel und Geschwindigkeit gehört eine bestimmte Drehrate bei jedem Fahrzeug. Stimmt die Drehrate nicht in einem gewissen Rahmen überein, so hat das Fahrzeug einen großen Schräglaufwinkel an den Räder und das Fahrzeug unter-/übersteuert. Das System kann nun so getrennt in die Bremse einzelne Räder rechtslinks vom Fahrzeug eingreifen, um die Drehrate (=< Drehimpuls) dem Lenkwinkel und der Geschwindigkeit anzupassen. An den Reifen fehlende Querkräfte können so durch Längskräfte ersetzt werden. Der Fahrer gibt somit - mit der gewählten Geschwindigkeit und dem gewählten Lenkradeinschlag - eine gewünschte Drehrate des Fahrzeuges vor, das System versucht nun permanent eine Abweichung ab einem bestimmten Grenzwert zu korrigieren.

Eine schnelle Bewegung am Lenkrad - gerade im Grenzbereich eines Fahrzeuges - kann ein Schleudern zur Folge haben, da die Querkräfte (aufgrund der Zentripetalkraft) nicht mehr ausreichen um den Drehimpuls des Fahrzeuges so schnell zu ändern. In diesem Fall greift das System gleichzeitig zur Lenkung in die Bremse ein um die Kräfte für die Drehimpulsänderung durch Längskräfte aufzubringen.

Von dem System kann als zusätzliche Information noch die Aufstandskraft (z. B. durch die Eintauchtiefe der Stoßdämpfer) der Räder sowie die Querbeschleunigung des Fahrzeuges benutzt werden. Durch eine geeignete Auswertung kann so ermittelt werden, welches Rad noch größere Längskräfte aufnehmen könnte. Bei geeigneter Regelung kann so sichergestellt werden, daß wenn das Fahrzeug aus der Kurve fliegt, auch wirklich alle Räder gleichzeitig die Bodenhaftung verloren haben und man definitiv den Grenzbereich überschritten hat.

Vorteile dieser Erfindung

Jedes Über-/Untersteuern des Fahrzeuges durch einen großen Schräglaufwinkel an den Rädern kann beseitigt werden. Vor allem bei schneeglatter Fahrbahn gibt der Fahrer mit dem Lenkrad (beim Schleudern) eine gewünschte Drehrate vor und das Fahrzeug stabilisiert sich wieder selber um diesen Wert, wodurch dem ungeübten Fahrer auch ein Gegenlenken erspart bleiben kann.

Claims

1. Verfahren zur Fahrdynamikregelung, dadurch gekennzeichnet, daß aus dem Lenkwinkel und/oder dem Lenkradwinkel und der Geschwindigkeit ein Sollwert für die Drehrate des Fahzeuges ermittelt wird und mit dem Istwert verglichen wird.

2. Verfahren nach Patentanspruch 1., dadurch gekennzeichnet, daß eine Abweichung der Soll-Drehrate von der Ist-Drehrate des Fahrzeuges ab einem bestimmten Schwellwert durch einen Eingriff in Bremse korrigiert wird.

3. Verfahren nach Patentanspruch 1., dadurch gekennzeichnet, daß eine Abweichung der Soll-Drehrate von der Ist-Drehrate des Fahrzeuges ab einem bestimmten Schwellwert durch einen Eingriff in die Beschleunigung aufgrund der Motorleistung eines/mehrerer angetriebenen Rades korrigiert wird.

4. Verfahren nach Patentanspruch 1. und/oder 2, und/oder 3., dadurch gekennzeichnet, daß bei schneller Lenkbewegung in der Nähe des Grenzbereiches der Drehimpuls durch einen Eingriff in die Bremse verändert wird und somit die Querkräfte der Räder zum Verändern des Drehimpulses nicht weiter ansteigen läßt.

5. Verfahren nach Patentanspruch 1. und/oder 2. und/oder 3., dadurch gekennzeichnet, daß zur Ermittlung der möglichen Kraftaufnahme eines Rades (Längs-/Querkraft) die Aufstandskraft benützt wird und unter der Annahme eines konstanten Straßenbelages die Kräfte auf die einzelnen Räder verteilt wird.

6. Verfahren nach Patentanspruch 1. und/oder 2. und/oder 3., dadurch gekennzeichnet, daß die Querbeschleunigung gemessen wird um zu ermitteln, ob alle Räder einen erhöhten Schräglaufwinkel haben.

7. Verfahren nach Patentanspruch 5., dadurch gekennzeichnet, daß die Aufstandskraft der Räder durch die Eintauchtiefe der Stoßdampfer gemessen wird.

8. Verfahren nach Patentanspruch 3., dadurch gekennzeichnet, daß die Motorleistung durch eine hydraulisch Kupplung auf die einzelnen Räder verteilt wird.