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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zur Querdynamikbeeinflussung eines
Fahrzeugs nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 und eine Vorrichtung
zur Durchführung
dieses Verfahrens nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 15.
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Ein
derartiges Verfahren bzw. eine derartige Vorrichtung ist aus der
DE 37 05 520 A1 bekannt. Beim
Auftreten einer seitlichen Störkraft
am Aufbau des Fahrzeugs wird in Abhängigkeit eines sensorisch ermittelten
Signals die Wankmomentenverteilung zwischen der Vorder- und der
Hinterachse in dem Sinne geändert,
dass die Gierwinkelbeschleunigung und die Gierwinkelgeschwindigkeit
des Fahrzeugs vermindert werden. Dies erfolgt durch den Fahrzeugrädern zugeordnete
Zylinder-Kolben-Einheiten,
wobei durch das Aus- bzw. Einfahren der Kolben eine Erhöhung bzw.
Verminderung der an den Fahrzeugachsen wirkenden Wankmomente und
damit eine Änderung
der Radaufstandskräfte
bewirkt werden kann. Beginnt beispielsweise das Heckteil des Fahrzeugs
beim Durchfahren einer Rechtskurve auszubrechen, so wird die Radaufstandskraft
des linken Vorderrades erhöht
und die Radaufstandskraft des rechten Vorderrades verringert, wodurch
ein Moment entsteht, das die Radaufstandskraft des linken Hinterrades
verringert und die Radaufstandskraft des rechten Hinterrades erhöht. Dadurch
erhöht
sich die an den Reifen der Hinterachse aufnehmbare Seitenkraft,
was dem Ausbrechen des Fahrzeugs entgegenwirkt.
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Ausgehend
vom nächstkommenden
Stand der Technik kann es als eine Aufgabe der Erfindung angesehen
werden, die Querdynamikbeeinflussung des Fahrzeugs zu verbessern.
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Diese
Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruches
1 und durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruches
15 gelöst.
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Die
die Abweichung zwischen der Querdynamiksollgröße und der Querdynamikistgröße beschreibende
Querdynamikabweichungsgröße wird bei
der Aktivierungsprüfung
zum einen zur Prüfung und
Entscheidung darüber
herangezogen, ob die Notwendigkeit zur Querdynamikbeeinflussung
des Fahrzeugs besteht. Ist die Notwendigkeit zur Querdynamikbeeinflussung
gegeben, so wird bei der Aktivierungsprüfung zum anderen geprüft und entschieden, ob
diese notwendige Querdynamikbeeinflussung über die Radaufstandsbeeinflussungsmittel
und/oder über
das zumindest eine weitere Querdynamikbeeinflussungsmittel der Querdynamikbeeinflussungseinrichtung
erfolgen soll. Dadurch besteht die Möglichkeit, abhängig von
der aktuellen Fahrsituation des Fahrzeugs, die durch die Querdynamikabweichungsgröße beschrieben
wird, zu entscheiden, anhand welcher Mittel die Beeinflussung der
Querdynamik des Fahrzeugs durchgeführt werden soll. Zum Beispiel
kann jeweils das Mittel zur Beeinflussung der Querdynamik des Fahrzeugs
der Querdynamikbeeinflussungseinrichtung herangezogen werden, das allein
ausreichend ist, um die Abweichung zwischen der Querdynamiksollgröße und der
Querdynamikistgröße ausreichend
zu verringern oder vollständig
zu kompensieren. Dadurch kann weitgehend vermieden werden, dass
mehrere separate Querdynamikbeeinflussungsmittel gleichzeitig aktiviert
werden müssen. Des
Weiteren kann bei der Auswahl des verwendeten Mittels zur Querdynamikbeeinflussung
auch berücksichtigt
werden, welches der verwendbaren Querdynamikbeeinflussungsmittel
unter Beachtung der Fahrsicherheit den größtmöglichen Komfort für die Fahrzeuginsassen
bietet.
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Vorteilhafte
Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens ergeben sich
aus den abhängigen
Patentansprüchen.
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Die
Ansteuerung der Querdynamikbeeinflussungseinrichtung kann derart
erfolgen, dass die durch die Querdynamikabweichungsgröße beschriebene
Abweichung zwischen der Querdynamiksollgröße und der Querdynamikistgröße lediglich
teilweise kompensiert wird. Bei dieser Ausgestaltung verbleibt dem
Fahrer immer noch die Aufgabe, die nicht Fahrer unabhängig korrigierte
Abweichung zwischen der Querdynamiksollgröße und der Querdynamikistgröße manuell
zu kompensieren, beispielsweise durch eine entsprechende Lenkradbewegung.
Der Fahrer kann die Fahraufgabe dabei also nicht vollständig auf
die automatische Querdynamikbeeinflussung übertragen, so dass eine erhöhte Aufmerksamkeit
des Fahrers erreicht werden kann.
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Die
Abweichung bzw. die Querdynamikabweichungsgröße kann dabei durch die Differenz
zwischen physikalisch gleicher Querdynamiksollgröße und Querdynamikistgröße gebildet
werden. Alternativ hierzu ist es auch möglich, die Abweichung bzw. die
Querdynamikabweichungsgröße von einer
sich physikalisch von der Querdynamikistgröße unterscheidenden Querdynamiksollgröße zu ermitteln. Beispielsweise
kann der Lenkradwinkel oder der Lenkwinkel unter Berücksichtigung
der Fahrzeuglängsgeschwindigkeit
als Querdynamiksollgröße herangezogen
werden und mit der Istgierrate des Fahrzeugs als Querdynamikistgröße verglichen
werden.
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Vorteilhafterweise
werden die Querdynamiksollgröße von der
Sollgierrate und die Querdynamikistgröße von der Istgierrate gebildet.
Die Soll- und die Istgierrate sind bei Fahrzeugen mit einer Fahrdynamikregelung
bereits vorhanden, so dass diese beiden Größen ohne Zusatzaufwand – beispielsweise auf
einem Datenbus – verfügbar sind.
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Es
ist des Weiteren vorteilhaft, wenn die Radaufstandsbeeinflussungsmittel
zur Querdynamikbeeinflussung nur dann angesteuert werden, wenn bei
der Aktivierungsprüfung
festgestellt wurde, dass die notwendige Querdynamikbeeinflussung ausschließlich mittels
der Radaufstandsbeeinflussungsmittel erfolgen kann und dass dann,
wenn die notwendige Querdynamikbeeinflussung über die Radaufstandsbeeinflussungsmittel
unzureichend ist, das zumindest eine weitere Querdynamikbeeinflussungsmittel
zur Querdynamikbeeinflussung angesteuert wird. Durch diese Maßnahme wird
erreicht, dass die Radaufstandsbeeinflussungsmittel nur dann zur
Querdynamikbeeinflussung verwendet werden, wenn allein die Modifikation
der Radaufstandskraft zumindest eines Fahrzeugrades eine ausreichende Querdynamikbeeinflussung
des Fahrzeugs erlaubt. Andernfalls wird das wenigstens eine weitere
Querdynamikbeeinflussungsmittel angesteuert, um die notwendige Beeinflussung
der Fahrzeugquerdynamik zu erzielen. Auf diese Weise ist sichergestellt, dass
immer nur ein Mittel zur Beeinflussung der Fahrzeugquerdynamik verwendet
wird, wobei die Radaufstandsbeeinflussungsmittel aus Komfortgründen dem
zumindest einen weiteren Querdynamikbeeinflussungsmittel vorgezogen
werden.
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Alternativ
hierzu besteht auch die Möglichkeit,
dass dann, wenn bei der Aktivierungsprüfung festgestellt wurde, dass
die notwendige Querdynamikbeeinflussung über die Radaufstandsbeeinflussungsmittel
unzureichend ist, zusätzlich
zu den Radaufstandsbeeinflussungsmitteln das zumindest eine weitere Querdynamikbeeinflussungsmittel
angesteuert wird. Bei dieser bevorzugten Ausgestaltung des Verfahrens
werden zunächst
immer die Radaufstandsbeeinflussungsmittel zur Querdynamikbeeinflussung
verwendet, da der Komfort bei der Beeinflussung der Querdynamik
für die
Fahrzeuginsassen besonders hoch ist. Sollte die über die Radaufstandsbeeinflussungsmittel
erreichbare Querdynamikbeeinflussung des Fahrzeugs nicht ausreichend
sein, wird zusätzlich
das zumindest eine weitere Querdynamikbeeinflussungsmittel angesteuert,
um die ermittelte notwendige Querdynamikbeeinflussung zu erreichen.
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Als
das zumindest eine weitere Querdynamikbeeinflussungsmittel der Querdynamikbeeinflussungseinrichtung
kann das Lenksystem und/oder das Bremssystem des Fahrzeugs verwendet
werden. Durch einen Fahrer unabhängigen
Lenkeingriff und/oder einen Fahrer unabhängigen, Rad individuellen Bremseingriff
kann die Querdynamik des Fahrzeugs auf einfache Weise beeinflusst
werden.
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Es
ist weiterhin vorteilhaft, wenn bei der Aktivierungsprüfung zumindest
eine oder mehrere weitere, den Fahrzustand des Fahrzeugs und/oder
den Fahrzeugzustand beschreibende Zustandsgrößen berücksichtigt werden, wie beispielsweise
die Fahrzeuglängsgeschwindigkeit,
die Fahrzeuglängsbeschleunigung,
die Fahrzeugquergeschwindigkeit, die Fahrzeugquerbeschleunigung,
der Schwimmwinkel, der Lenkwinkel, die Lenkwinkelgeschwindigkeit,
die Fahrpedalbetätigung,
die Bremspedalbetätigung und/oder
eine oder mehrere mit den genannten Größen korrelierte Größe. Durch
die Berücksichtigung dieser
weiteren Zustandsgrößen kann
der Fahrzustand des Fahrzeugs bzw. der Fahrzeugzustand genauer bestimmt
und die Auswahl der durch die Querdynamikbeeinflussungseinrichtung
zur Verfügung
gestellten Querdynamikbeeinflussungsmittel gezielter erfol gen. Durch
diese Maßnahme
ist eine weitere Verbesserung der Sicherheit und des Komforts bei
der Querdynamikbeeinflussung des Fahrzeugs erreichbar.
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Dabei
kann bei einer Fahrzeuglängsgeschwindigkeit
oberhalb eines vorgegebenen oberen Geschwindigkeitsschwellenwertes
die Ansteuerung des Lenksystems des Fahrzeugs zur Querdynamikbeeinflussung
unterbunden werden. Da bei hohen Fahrzeuggeschwindigkeiten auch
geringe Änderungen
des Lenkwinkels die Fahrzeugquerdynamik stark beeinflussen, wird
bei Fahrzeuglängsgeschwindigkeiten
oberhalb des oberen Geschwindigkeitsschwellenwertes ein Fahrer unabhängiger Lenkeingriff
verhindert. Eine notwendige Querdynamikbeeinflussung erfolgt dann über andere
Querdynamikbeeinflussungsmittel, beispielsweise über die Radaufstandsbeeinflussungsmittel.
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Es
ist weiterhin vorteilhaft, wenn bei einer Fahrzeuglängsgeschwindigkeit
unterhalb eines vorgegebenen unteren Geschwindigkeitsschwellenwertes
ausschließlich
das Lenksystem als Querdynamikbeeinflussungsmittel angesteuert wird. Über das Lenksystem
kann die Querdynamik des Fahrzeugs auch bei niedrigen Fahrzeuglängsgeschwindigkeiten unterhalb
des unteren Geschwindigkeitsschwellenwertes ausreichend stark beeinflusst
werden.
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Bei
Vorliegen eines Brems- und/oder eines Notbremszustandes kann die
Ansteuerung der Radaufstandsbeeinflussungsmittel zur Querdynamikbeeinflussung
unterbunden bzw. beendet werden. Denn ein Brems- bzw. ein Notbremsvorgang
beeinträchtigen
die durch die Radaufstandsbeeinflussungsmittel beabsichtigte Querdynamikbeeinflussung.
Bei einem Notbremsvorgang soll auch eine Verlängerung des Bremsweges vermieden
werden. Durch eine Verringerung der Radaufstandskraft eines Fahrzeugrades
verringert sich auch die Längskraft
die zwischen Rad und Fahr bahnoberfläche erzeugbar ist, wodurch
sich der Bremsweg des Fahrzeugs verlängern würde. Dies ist im Notbremszustand
des Fahrzeugs jedoch unerwünscht,
weshalb eine Aktivierung der Radaufstandsbeeinflussungsmittel in
diesem Fall nicht erfolgt.
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Der
Notbremszustand kann dabei durch eine oder mehrere der folgenden
Notbremszustandsbedingungen erkannt werden:
- – Die Schlupfregelung
eines Antiblockiersystems des Fahrzeugs hat angesprochen,
- – die
Bremspedalbetätigungsgeschwindigkeit oder
eine damit korrelierte Größe hat einen
Bremspedalschwellenwert überschritten,
- – die
Fahrpedalrücknahmegeschwindigkeit
oder eine damit korrelierte Größe hat einen
Fahrpedalschwellenwert überschritten,
- – der
Bremsdruck des Hauptbremszylinders oder eine damit korrelierte Größe hat einen
Bremsdruckschwellenwert überschritten,
- – die
Bremsdruckänderung
des Bremsdruckes des Hauptbremszylinders oder eine damit korrelierte
Größe hat einen
Bremsdruckänderungsschwellenwert überschritten,
- – die
Fahrzeuglängsverzögerung hat
einen Verzögerungsschwellenwert überschritten.
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Ist
eine oder mehrere dieser Notbremszustandsbedingungen erfüllt, so
wird auf einfache Weise auf einen Notbremszustand des Fahrzeugs
geschlossen.
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Es
ist weiterhin von Vorteil, wenn der Fahrer eine Rückmeldung
erhält,
wenn bei der Aktivierungsprüfung
die Notwendigkeit der Querdynamikbeeinflussung festgestellt wurde.
Dadurch wird der Fahrer darüber
informiert, dass aufgrund der Querdy namikabweichungsgröße, die
die Abweichung zwischen der Querdynamiksollgröße und der Querdynamikistgröße beschreibt,
eine Fahrer unabhängige
Beeinflussung der Querdynamik des Fahrzeugs erfolgt.
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Diese
Rückmeldung
an den Fahrer kann durch die Ansteuerung des Bremssystems des Fahrzeugs
in Form einer haptischen Rückmeldung
erfolgen. Wird das Bremssystem als Querdynamikbeeinflussungsmittel
des Fahrzeugs verwendet, so stellt die Ansteuerung des Bremssystems
zur Beeinflussung der Querdynamik des Fahrzeugs gleichzeitig die
haptische Rückmeldung über die
Querdynamikbeeinflussung an den Fahrer dar.
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Im
Folgenden wird ein Ausführungsbeispiel des
erfindungsgemäßen Verfahrens
und der erfindungsgemäßen Vorrichtung
anhand der beigefügten Zeichnung
näher erläutert. Es
zeigen:
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1 ein
Ausführungsbeispiel
einer Vorrichtung zur Querdynamikbeeinflussung eines Fahrzeugs in
schematischer, blockschaltbildähnlicher Darstellung,
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2 ein
Ausführungsbeispiel
eines Verfahrens zur Querdynamikbeeinflussung in Form eines Flussdiagramms
und
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3 ein
Ausführungsbeispiel
eines Verfahrensteils aus dem in 2 dargestellten
Verfahren zur Auswahl des bzw. der zu verwendenden Querdynamikbeeinflussungsmittel
in Form eines Flussdiagramms.
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In 1 ist
ein Ausführungsbeispiel
einer Vorrichtung 5 zur Querdynamikbeeinflussung eines Fahrzeugs
in Form eines Blockschaltbildes schematisch dargestellt. Die Vorrichtung 5 weist
eine Auswerteeinrichtung 6 auf, die zur Ansteuerung einer Querdynamikbeeinflussungseinrichtung 7 vorgesehen
ist. Der Auswerteeinrichtung 6 werden mehrere Sensordaten übermittelt,
die die Auswerteeinrichtung 6 für die Entscheidung im Rahmen
einer Aktivierungsprüfung
benötigt,
ob und in welchem Umfang die Querdynamikbeeinflussungseinrichtung 7 anzusteuern
ist, um die Querdynamik des Fahrzeugs zu beeinflussen.
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Ein
Gierratensensor 8 bestimmt die Istgierrate ψ .ist des
Fahrzeugs, die an die Auswerteeinrichtung 6 übermittelt
wird. Die Fahrzeuglängsgeschwindigkeit
vx wird durch einen Längsgeschwindigkeitssensor 9 bestimmt
und ebenfalls der Auswerteeinrichtung 6 übermittelt.
Ein Lenkwinkelsensor 10 ermittelt den Lenkwinkel δ der lenkbaren
Fahrzeugräder,
der der Auswerteeinrichtung 6 zugeführt wird. Die Bestimmung der
Querbeschleunigung ay des Fahrzeugs erfolgt über einen
Querbeschleunigungssensor 11. Auch die Querbeschleunigung
ay wird an die Auswerteeinrichtung 6 übermittelt.
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Aus
dem Lenkwinkel δ,
der Fahrzeuglängsgeschwindigkeit
vx und der Fahrzeugquerbeschleunigung ay wird in der Auswerteeinrichtung 6 eine
Sollgierrate ψ .soll berechnet und mit der
vom Gierratensensor 8 gemessenen Istgierrate ψ .ist verglichen.
Die Sollgierrate ψ .soll stellt dabei die gewünschte Querdynamiksollgröße und die
Istgierrate ψ .ist die Querdynamikistgröße dar.
Die Gierratendifferenz wird in der Auswerteeinrichtung 6 als
Differenz zwischen der Sollgierrate ψ .soll und
der Istgierrate ψ .ist berechnet, wobei die
Gierratendifferenz mithin eine Querdynamikabweichungsgröße bildet.
Unter Berücksichtigung
der durch die Gierratendifferenz gebildeten Querdynamikabweichungsgröße wird
bei der Aktivierungsentscheidung in der Auswerteeinrichtung 6 entschieden,
ob eine Querdynamikbeeinflussung durch Ansteuerung der Querdynamikbeeinflussungseinrichtung 7 notwendig
ist oder nicht. Wenn eine notwendige Querdynamikbeeinflussung festgestellt
wurde, steuert die Auswerteeinrichtung 6 die Querdynamikbeeinflussungseinrichtung 7 an, die
mehrere und beispielsgemäß drei Querdynamikbeeinflussungsmittel 14 des
Fahrzeugs aufweist. Bei der Ansteuerung der Querdynamikbeeinflussungseinrichtung 7 durch
die Auswerteeinrichtung 6 sind eine oder mehrere Querdynamikbeeinflussungsmittel 14 des
Fahrzeugs aktivierbar.
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Als
erste Querdynamikbeeinflussungsmittel 14 sind Radaufstandsbeeinflussungsmittel 15 vorgesehen, über die
die Radaufstandskraft eines oder mehrerer der Fahrzeugräder auf
der Fahrbahnoberfläche
verändert
werden kann. Dies erfolgt beim Ausführungsbeispiel über ein
aktives Fahrwerksystem, bei dem die den Fahrzeugrädern jeweils
zugeordnete Feder-Dämpfer-Einheit angesteuert
werden kann. Durch die Veränderung
einer oder mehrerer Radaufstandskräfte mittels der Radaufstandsbeeinflussungsmittel 15 kann
die Istgierrate ψ .ist des Fahrzeugs verändert werden.
Die konstruktiven Eigenschaften des Fahrwerksystems bestimmen das
Maß einer
maximal möglichen
Querdynamikbeeinflussung, wobei es sich insbesondere um Größen handelt
wie den Vorspurwinkel, den Nachlaufwinkel und den Spreizungswinkel
an der Fahrzeugachse, der die lenkbaren Fahrzeugräder zugeordnet
sind. Bei der Querdynamikbeeinflussung mittels der Radaufstandsbeeinflussungsmittel 15 wird
beim vorliegenden Ausführungsbeispiel
der Vorrichtung 5 das Fahrwerksystem sozusagen verspannt:
Dabei werden die Radaufstandskräfte
der diagonal gegenüberliegenden
Fahrzeugräder
entweder verringert oder erhöht.
Beispielsweise kann zur Erzeugung eines nach rechts gerichteten
Giermomentes (Moment im Uhrzeigersinn um die Hochachse des Fahrzeugs)
die Radaufstandskraft des linken Vorderrades und des rechten Hinterrades
erhöht
und/oder die Radaufstandskraft des rechten Vorderrades und des linken
Hinterrades verringert werden. Zur Erzeugung eines linksgerichteten
Giermomentes (Moment gegen den Uhrzeigersinn um die Hochachse des
Fahrzeugs) kann dann analog zum vorherigen Fall die Radaufstandskraft des
rechten Vorderrades und des linken Hinterrades erhöht und/oder
die Radaufstandskraft des linken Vorderrades und des rechten Hinterrades
verringert werden.
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Als
zweite und dritte Querdynamikbeeinflussungsmittel 14 der
Querdynamikbeeinflussungseinrichtung 7 dienen beispielsgemäß das Lenksystem 16 und
das Bremssystem 17 des Fahrzeugs. Die Querdynamikbeeinflussung über das
Lenksystem 16 erfolgt beispielsweise durch Erzeugung eines
Zusatzlenkwinkels und/oder eines beispielsweise auf die Lenksäule des
Lenksystems 16 aufgebrachten Zusatzlenkmoments.
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Die
Verwendung des Bremssystems 17 zur Querdynamikbeeinflussung
erfolgt durch Erzeugung von Rad individuellen Bremsmomenten, wodurch
die Istgierrate ψ .ist des Fahrzeugs ebenfalls
verändert werden
kann.
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In
Abwandlung zum dargestellten Ausführungsbeispiel kann die Querdynamikbeeinflussung zusätzlich oder
alternativ auch durch Einstellen von Rad individuellen Antriebskräften erfolgen.
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Anhand 2 wird
ein Ausführungsbeispiel eines
erfindungsgemäßen Verfahrens
im Folgenden näher
erläutert.
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In
einem ersten Schritt 20 werden zunächst die Istgierrate ψ .ist als Querdynamikistgröße und die Sollgierrate ψ .soll als Querdynamiksollgröße ermittelt. Im
anschließenden
zweiten Schritt 22 wird aus der Istgierrate ψ .ist und
der Sollgierrate ψ .soll die Gierratendifferenz
berechnet, die die Querdynamikabweichungsgröße darstellt. Die Gierratendifferenz
beschreibt die Abweichung zwischen dem gewünschten Drehverhalten des Fahrzeugs
um die Hochachse und dem tatsächlichen
Drehverhal ten des Fahrzeugs um die Hochachse. Die Gierratendifferenz
ist vorzeichenbehaftet und gibt mithin nicht nur den Betrag der Differenz
zwischen der Sollgierrate ψ .soll und der Istgierrate ψ .ist an, sondern auch die Richtung der Abweichung.
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Im
Folgenden wird eine Aktivierungsprüfung vorgenommen, bei der in
Abhängigkeit
von der Gierratendifferenz ermittelt wird, ob eine Fahrer unabhängige Querdynamikbeeinflussung
des Fahrzeugs notwendig ist oder nicht. Des Weiteren wird bei der
Aktivierungsprüfung
ermittelt, welche Querdynamikbeeinflussungsmittel 14 der
Querdynamikbeeinflussungseinrichtung 7 bei einer festgestellten
notwendigen Querdynamikbeeinflussung verwendet werden sollen. Die
Auswahl der Querdynamikbeeinflussungsmittel 14 im Rahmen
der Aktivierungsprüfung erfolgt
in Abhängigkeit
von der Gierratendifferenz.
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Bei
der Aktivierungsprüfung
wird zunächst
in einem dritten Schritt 24 überprüft, ob unter Berücksichtigung
der Gierratendifferenz eine Fahrer unabhängige Querdynamikbeeinflussung
notwendig ist oder nicht. Beispielsweise kann hierfür die Gierratendifferenz
mit einem Differenzschwellenwert verglichen werden. Ist die Gierratendifferenz
betragsmäßig kleiner
oder gleich dem Differenzschwellenwert, so ist eine Fahrer unabhängige Querdynamikbeeinflussung
nicht notwendig. Im anderen Fall, wenn der Betrag der Gierratendifferenz
den Differenzschwellenwert überschreitet,
ist die Notwendigkeit einer Fahrer unabhängigen Querdynamikbeeinflussung
gegeben.
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Wurde
die Notwendigkeit einer Fahrer unabhängigen notwendigen Querdynamikbeeinflussung im
dritten Schritt 24 nicht festgestellt (Verzweigung NEG
aus dem dritten Schritt 24), so beginnt das Verfahren erneut
mit dem ersten Schritt 20. Wurde die Notwendigkeit der
Querdynamikbeeinflussung im dritten Schritt 24 festgestellt
(Verzweigung pos aus dem dritten Schritt 24), so wird das
Verfahren mit einem vierten Schritt 26 fortgesetzt, der
ebenfalls Bestandteil der Aktivierungsprüfung ist in 3 im
Einzelnen dargestellt ist. Ansonsten beginnt das Verfahren wieder
beim ersten Schritt 20.
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Im
vierten Schritt 26 wird in Abhängigkeit von der Gierratendifferenz überprüft und entschieden,
ob ein oder mehrere der Querdynamikbeeinflussungsmittel 14 der
Querdynamikbeeinflussungseinrichtung 7 anzusteuern sind.
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Beim
bevorzugten Ausführungsbeispiel
des Verfahrens erfolgt die Fahrer unabhängige Querdynamikbeeinflussung
des Fahrzeugs mit dem Ziel, die von der Gierratendifferenz gebildete
Querdynamikabweichungsgröße betragsmäßig zu minimieren,
um das querdynamische Sollverhalten und das querdynamische Istverhalten
des Fahrzeugs in eine möglichst
gute Übereinstimmung
zu bringen. Alternativ hierzu wäre
es auch möglich,
durch die Fahrer unabhängige,
notwendige Querdynamikbeeinflussung lediglich eine betragsmäßige Reduzierung
der Querdynamikabweichungsgröße und beispielsgemäß der Gierratendifferenz
vorzusehen, so dass dem Fahrer des Fahrzeugs auch bei einer Fahrer
unabhängigen Querdynamikbeeinflussung
immer noch eine manuell durchzuführende
Korrektur der Querdynamik des Fahrzeugs verbleibt, um die Querdynamiksollgröße und die
Querdynamikistgröße in Übereinstimmung zu
bringen. Dadurch kann erreicht werden, dass der Fahrer sich nicht
auf Fahrer unabhängige
Querdynamikkorrekturen verlässt
und seine Aufmerksamkeit beim Fahren erhöht ist.
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Zusätzlich zur
Gierratendifferenz können
im Rahmen der Aktivierungsprüfung – d. h.
bei der Prüfung
ob und mit welchen Mitteln 14 zur Querdynamikbeeinflussung
eine Fahrer unabhängige
Querdynamikbeeinflussung erfolgen soll – eine oder mehrere weitere,
den aktuellen Fahrzustand des Fahrzeugs bzw. den Fahrzeugzustand
beschreibende Zustandsgrößen berücksichtigt
werden. Je genauer der aktuelle Fahrzustand des Fahrzeugs durch
die Berücksichtigung
weiterer Zustandsgrößen beurteilt werden
kann, desto gezielter kann entschieden werden, ob eine Fahrer unabhängige Querdynamikbeeinflussung
erfolgen soll und wenn ja, welche Querdynamikbeeinflussungsmittel 14 hierfür am geeignetsten
sind. Als weitere Zustandsgrößen kommen beispielsweise
die Fahrzeuglängsgeschwindigkeit
vx, die Fahrzeuglängsbeschleunigung, die Fahrzeugquergeschwindigkeit,
die Fahrzeugquerbeschleunigung ay, der Schwimmwinkel,
der Lenkwinkel δ,
die Lenkwinkelgeschwindigkeit, die Fahrpedalbetätigung und insbesondere die
Fahrpedalbetätigungsgeschwindigkeit,
die Bremspedalbetätigung
und insbesondere die Bremspedalbetätigungsgeschwindigkeit in Betracht.
Anstelle der hier genannten Zustandsgrößen können selbstverständlich auch
die mit diesen Zustandsgrößen korrelierten
Größen verwendet werden.
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Beim
Ausführungsbeispiel
nach 2 und 3 wird im vierten Schritt 26 für die Auswahlentscheidung
des oder der zu verwendenden Querdynamikbeeinflussungsmittel 14 neben
der Gierratendifferenz auch die vom Längsgeschwindigkeitssensor 9 ermittelte
Längsgeschwindigkeit
vx des Fahrzeugs berücksichtigt, worauf im Folgenden
noch näher
eingegangen wird.
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Im
vierten Schritt 26 wird zunächst überprüft, ob für eines oder mehrere der Querdynamikbeeinflussungsmittel 14 eine
Ausschlussbedingung vorliegt, die das Ansteuern des betreffenden
Mittels 14 zur Querdynamikbeeinflussung ausschließt. Dabei findet
in einem ersten Teilschritt 261 eine Prüfung statt, ob sich das Fahrzeug
aktuell in einem Notbremszustand befindet. Die Erkennung des Notbremszustandes
erfolgt durch die Überprüfung von wenigstens
einer Notbremszustandsbedingung. Ist eine oder mehrere der im Folgenden
genannten Notbremszu standsbedingungen erfüllt, so kann auf das Vorliegen
eines Notbremszustandes geschlossen werden:
- – wenigstens
eines der Fahrzeugräder
hat eine durch ein Antiblockiersystem vorgegebene Bremsschlupfschwelle
erreicht;
- – die
Bremspedalbetätigungsgeschwindigkeit
hat einen vorgegebenen Bremspedalschwellenwert überschritten;
- – die
Fahrpedalrücknahmegeschwindigkeit
hat einen Fahrpedalschwellenwert überschritten;
- – der
Bremsdruck des Hauptbremszylinders hat einen Bremsdruckschwellenwert überschritten;
- – die
Bremsdruckänderung
des Bremsdruckes des Hauptbremszylinders hat einen Bremsdruckänderungsschwellenwert überschritten;
- – der
Betrag der Fahrzeuglängsverzögerung hat einen
Verzögerungsschwellenwert überschritten, was
dann der Fall ist, wenn die Fahrzeuglängsbeschleunigung in Vorwärtsfahrtrichtung
des Fahrzeugs gesehen einen negativen Beschleunigungsschwellenwert
unterschritten hat.
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Bei
einem erkannten Notbremszustand erfolgt in einem zweiten Teilschritt 262 eine
Prüfung,
ob die Radaufstandsbeeinflussungsmittel 15 bereits zu einem
früheren
Zeitpunkt aktiviert worden sind. Ist dies der Fall, so wird diese
Aktivierung in einem dritten Teilschritt 263 beendet. Der
Grund dafür
ist darin zu sehen, dass durch die Verringerung der Radaufstandskraft
eines oder mehrerer Fahrzeugräder
dessen bzw. deren Fähigkeit
zur Übertragung
einer Längskraft
in Längsrichtung
des Fahrzeugs gesehen zwischen Reifen und Fahrbahnoberfläche ebenfalls verringert
wird. Dadurch könnte
sich der Bremsweg des Fahrzeugs verlängern, was bei einem vorliegenden
oder beginnenden Notbremsvorgang unerwünscht ist und daher beim bevorzugten
Ausführungsbeispiel
verhindert wird.
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In
Abwandlung zum dargestellten Ausführungsbeispiel könnte das
Aktivieren der Radaufstandsbeeinflussungsmittel 15 bereits
verhindert und/oder beendet werden, wenn ein Bremsvorgang vorliegt.
Dabei muss es sich nicht um einen Notbremsvorgang im Bereich der
situationsabhängig maximal
möglichen
Verzögerung
handeln. Da ein Bremsmoment an einem Rad die durch die Radaufstandsbeeinflussungsmittel 15 bewirkte
oder vorgesehene Querdynamikbeeinflussung des Fahrzeugs verändert, kann
deren Aktivierung bei allen Bremsvorgängen verhindert oder beendet
werden. Alternativ könnte
die durch die Radaufstandsbeeinflussungsmittel 15 verursachte
Beeinflussung der Radaufstandskraft wenigstens eines der Räder auch
an das aktuelle Bremsmoment bei einem Bremsvorgang angepasst werden,
um wieder die gewünschte
Querdynamikbeeinflussung zu erzielen.
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Im
Anschluss an den zweiten Teilschritt 262 oder dritten Teilschritt 263 wird
dann in einem sechsten Schritt 30 das Lenksystem 16 zur
Querdynamikbeeinflussung verwendet(Verzweigung ALT2 aus dem vierten
Schritt 26). Durch die ausschließliche Verwendung des Lenksystems
wird gleichzeitig die Ansteuerung bzw. die Aktivierung der Radaufstandsbeeinflussungsmittel 15 durch
die Auswerteeinrichtung 6 unterbunden.
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Wird
im ersten Teilschritt 261 hingegen festgestellt, dass kein
Notbremsvorgang vorliegt, so erfolgt in einem vierten Teilschritt 264 die
Abfrage, ob die Fahrzeuglängsgeschwindigkeit
vx kleiner ist als ein vorgegebener unterer
Geschwindigkeitsschwellenwert vu. Trifft
dies zu, so wird analog zu den Teilschritten 262 und 263 wiederum
geprüft,
ob die Radaufstandsbeeinflussungsmittel 15 bereits zu einem früheren Zeitpunkt
aktiviert worden sind (fünfter
Teilschritt 262')
und zutreffendenfalls wird diese Aktivierung in einem sechsten Teilschritt 263' beendet.
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Im
Anschluss an den fünften
Teilschritt 262' bzw.
den sechsten Teilschritt 263' wird
im sechsten Schritt 30 das Lenksystem 16 zur Querdynamikbeeinflussung
verwendet(Verzweigung ALT2 aus dem vierten Schritt 26).
Bei niedrigen Fahrzeuglängsgeschwindigkeiten
kann über
die Radaufstandsbeeinflussungsmittel 15 keine ausreichend
große
Beeinflussung der Fahrzeugquerdynamik über die Radaufstandsbeeinflussungsmittel 15 erreicht
werden, so dass deren Ansteuerung verhindert wird bzw. nicht erfolgt.
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Ist
die Fahrzeuglängsgeschwindigkeit
vx größer oder
gleich dem unteren Geschwindigkeitsschwellenwert vu wird
in einem siebten Teilschritt 265 anhand der Gierratendifferenz
ermittelt, ob eine ausreichend große Querdynamikbeeinflussung
zur Kompensation der Gierratendifferenz allein über die Radaufstandsbeeinflussungsmittel 15 möglich ist.
Ist dies der Fall, so werden die Radaufstandsbeeinflussungsmittel 15 in
einem fünften
Schritt 28 durch die Auswerteeinrichtung 6 angesteuert,
um die Istgierrate ψ .ist des Fahrzeugs an
die Sollgierrate ψ .soll anzugleichen (Verzweigung
ALT1 aus dem vierten Schritt 26).
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Reicht
die Aktivierung der Radaufstandsbeeinflussungsmittel 15 allein
nicht zur erforderlichen Querdynamikbeeinflussung aus, so wird in
einem achten Teilschritt 266 geprüft, ob die Fahrzeuglängsgeschwindigkeit
vx oberhalb eines vorgegebenen oberen Geschwindigkeitsschwellenwertes
vo liegt. Ist dies der Fall, wird die Ansteuerung
des Lenksystems 16 als Querdynamikbeeinflussungsmittel 14 verhindert
bzw. nicht durchgeführt,
da bei sehr großen Fahrzeuglängsgeschwindigkeiten
vx bereits geringe Beeinflussungen des Lenkwinkels δ des Fahrzeugs eine
sehr große
Auswirkung auf die Fahrzeugquerdynamik haben, so dass ein Fahrer
unabhängiger
Lenkeingriff bei der art großen
Fahrzeuglängsgeschwindigkeiten
vx nicht erfolgen soll. Im vorliegenden
Fall wird daher die Querdynamikbeeinflussung dann in einem siebten
Schritt 32 durch die Aktivierung des Bremssystems 17 des
Fahrzeugs vorgenommen (Verzweigung ALT3 aus Schritt 26).
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Beim
bevorzugten Ausführungsbeispiel
des Verfahrens gemäß 2 ist
somit vorgesehen, zur notwendigen Querdynamikbeeinflussung jeweils
nur ein Querdynamikbeeinflussungsmittel 14 zu aktivieren,
so dass eine gleichzeitige und aufeinander abgestimmte Aktivierung
mehrerer Querdynamikbeeinflussungsmittel 14 vermieden werden
kann. Bevorzugt werden dabei die Radaufstandsbeeinflussungsmittel 15 durch
die Auswerteeinrichtung 6 immer dann angesteuert, wenn
für die
Radaufstandsbeeinflussungsmittel 15 keine Ausschlussbedingung
vorliegt. Der Grund dafür
ist darin zu sehen, dass eine Querdynamikbeeinflussung über die
Radaufstandsbeeinflussungsmittel 15 für die Fahrzeuginsassen sehr
komfortabel verläuft.
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In
Abwandlung zum dargestellten Ausführungsbeispiel nach 2 könnte es
alternativ vorgesehen sein, dass dann, wenn aufgrund des Betrages der
Gierratendifferenz keine ausreichende Querdynamikbeeinflussung möglich ist,
zusätzlich
zu den Radaufstandsbeeinflussungsmitteln 15 wenigstens ein
weiteres Querdynamikbeeinflussungsmittel 14 aktiviert wird,
so dass durch die Ansteuerung der Radaufstandsbeeinflussungsmittel 15 und
zumindest einem weiteren Querdynamikbeeinflussungsmittel 14 die
vorgegebene Reduzierung bzw. vollständige Kompensation der von
der Gierratendifferenz gebildeten Querdynamikabweichungsgröße erreicht
werden kann.
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Bei
einem alternativen, weiteren Ausführungsbeispiel des Verfahrens
erhält
der Fahrer in einem achten Schritt 34 eine Rückmeldung,
wenn im dritten Schritt 24 die Notwendigkeit der Fahrer
unabhängigen
Querdynamikbeeinflussung festgestellt wurde, was in 2 gestrichelt
gezeigt ist. In einer weiteren Abwandlung hierzu wäre es auch
möglich, die
Rückmeldung
an den Fahrer erst dann zu erzeugen, wenn im fünften Schritt 28,
im sechsten Schritt 30 oder im siebten Schritt 32 eines
der Querdynamikbeeinflussungsmittel 14 der Querdynamikbeeinflussungseinrichtung 7 durch
die Auswerteeinrichtung 6 zur Querdynamikbeeinflussung
angesteuert wird. Im diesem letzten Fall könnte der Fahrer bei der Rückmeldung
auch darüber
informiert werden, welches Querdynamikbeeinflussungsmittel 14 zur
automatischen Querdynamikbeeinflussung verwendet wird.
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Durch
eine dieser Rückmeldungen
wird der Fahrer darüber
informiert, dass eine Abweichung zwischen dem querdynamischen Sollverhalten
und dem querdynamischen Istverhalten des Fahrzeugs erkannt wurde
und ein Fahrer unabhängiger
Querdynamikeingriff erfolgt. Diese Fahrerrückmeldung kann als akustische
und/oder optische und/oder haptische Rückmeldung ausgebildet sein.
Bei der Ansteuerung des Bremssystems 17 durch die Auswerteeinrichtung 6 als
Querdynamikbeeinflussungsmittel 14 kann die dabei verursachte
Fahrzeugverzögerung
gleichzeitig als haptische Rückmeldung
an den Fahrer genutzt werden.
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Das
Verfahren nach 2 wird während des Fahrbetriebs des
Fahrzeugs zyklisch durchlaufen.