DE102005046612B4

DE102005046612B4 - Verfahren zur Realisierung von Fahrdynamikfunktionen unter Verwendung eines echtzeitfähigen Reifenmodells

Info

Publication number: DE102005046612B4
Application number: DE102005046612.5A
Authority: DE
Inventors: Robert Zdych; Dr. Granzow Claus; Dr. Gruhle Wolf-Dieter; Dr. Krimmel Horst
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2005-09-29
Filing date: 2005-09-29
Publication date: 2019-05-16
Anticipated expiration: 2025-09-30
Also published as: DE102005046612A1

Abstract

Verfahren zur Realisierung von Fahrdynamikfunktionen unter Verwendung eines echtzeitfähigen Reifenmodells, dadurch gekennzeichnet, dass während der Fahrt der Fahrbahnreibwert und der Schlupf (S_Rx, S_Ry), die aus dem Reifenmodell (C) gewonnen werden, kontinuierlich online aufgezeichnet, gefiltert und in einem Speicher abgelegt werden, wobei aufgrund der Steigung der stückweise aufgenommenen Fahrbahnreibwert-/ Schlupfkennlinien in Reifenlängsrichtung (Rx) der Fahrbahnzustand (E) erkannt wird und wobei mit Kenntnis des Fahrbahnzustandes (E) die zu erwartenden, dem Fahrbahnzustand (E) entsprechenden Haftreibwertpunkte ((s_H, µ_H), (s_SH, µ_SH)) und somit der unter Umständen sicherheitskritische Betriebsbereich des jeweiligen Reifens ermittelt wird.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Realisierung von Fahrdynamikfunktionen unter Verwendung eines echtzeitfähigen Reifenmodells gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Die einzigen kraftschlüssigen Verbindungen zwischen einem Fahrzeug und der Fahrbahn werden über die Reifen hergestellt. In nachteiliger Weise ist das Zusammenwirken der Aggregate bei Fahrdynamik-Eingriffen im Allgemeinen nicht optimal an die Reifenkraftverhältnisse an den Reifen angepasst, da die Reifenkraftverhältnisse im Allgemeinen nicht vollständig zur Verfügung stehen. Folglich werden die Stellmöglichkeiten der Aggregate bei Fahrdynamik-Eingriffen bezüglich der Reifenkräfte nicht vollständig ausgenutzt oder die Systeme beeinflussen sich bezüglich der Reifenkräfte gegenseitig auf ungünstige Weise.
Die genaue und vollständige Messung der radindividuellen Reifenkräfte in einem Fahrzeug ist bisher nur mit aufwändiger Messtechnik, wie beispielsweise mit Radmessnaben, möglich. Dabei sind noch keine in Serie hergestellten Sensoren zur Messung einzelner oder aller Reifenkräfte am Markt verfügbar.
Aus der DE 100 06 012 A1 ist ein Verfahren zur Regelung des Fahrverhaltens eines Fahrzeugs bekannt, bei dem auf Räder und Reifen wirkende Kräfte mit Radkraft- oder Reifensensoren ermittelt und als Regelgrößen für ein Fahrzeug-Regelungssystem eingesetzt werden und bei dem die Regelgrößen zur Bemessung und/oder Modulation des Bremsdruckes in den Radbremsen der Räder und/oder des Antriebsmomentes herangezogen werden, im Rahmen dessen der Arbeitspunkt und/oder Arbeitsbereich der Regelgrößen mit Hilfe des ermittelten Radschlupfes eingestellt wird. Hierbei wird der Arbeitspunkt und/oder Arbeitsbereich von mit konventionellen Sensoren ermittelten und/oder berechneten Größen, wie Raddrehzahlen und Fahrzeugreferenzgeschwindigkeit bestimmt.
Des weiteren ist aus der DE 101 60 045 A1 ein System und ein entsprechendes Verfahren zur Überwachung des Fahrverhaltens eines Kraftfahrzeugs bekannt. Das System umfasst zumindest eine einem Rad des Kraftfahrzeugs zugeordnete Radkraft-Sensoreinrichtung, welche wenigstens eine im Wesentlichen zwischen Fahrbahn und Radaufstandsfläche wirkende Radkraftkomponente des jeweiligen Rades erfasst und ein diese Radkraftkomponente repräsentierendes Signal ausgibt. Des weiteren weist das System eine Beurteilungseinrichtung auf, welche das Signal der Radkraft-Sensoreinrichtung verarbeitet und ein Giermoment des Fahrzeugs ermittelt. Anhand des Giermomentes kann der Betriebszustand des Fahrzeugs über die Änderung der Motorleistung und/ oder des Radbremsdrucks zumindest eines Rades beeinflusst werden.
Ferner ist aus der DE 102 39 254 A1 ein Verfahren zur Regelung der Fahrstabilität eines Kraftfahrzeugs bekannt, bei dem in einem Fahrzeugreferenzmodell, in dem aus dem Bewegungsgleichungen des Modells, die das Kräftegleichgewicht in Querrichtung und das Momentengleichgewicht um die Schwerpunktachse wiedergeben, mindestens Referenzwerte für die Giergeschwindigkeit erzeugt werden. Hierbei werden im Fahrzeugreferenzmodell die Querbeschleunigung und/oder Anteile der Querbeschleunigung derart berücksichtigt, dass der Referenzwert der Giergeschwindigkeit in Korrelation zu der Querneigung der Fahrbahn ermittelt wird, wobei aus dem Vergleich der querneigungsabhängigen Referenzgröße als Sollwert der Giergeschwindigkeit des Fahrzeugs mit mittels einer fortlaufend gemessenen Ist- Giergeschwindigkeit Ansteuersignale zu einer Abweichung des jeweiligen Istwertes vom jeweils maßgeblichen Sollwert erzeugt werden, die zur kompensatorisch beeinflussenden Aktivierung mindestens einer Radbremse des Fahrzeugs und/oder zur Reduzierung des Motorantriebsmomentes verwendet werden.
Aus dem Stand der Technik, beispielsweise aus der Veröffentlichung „Burckhardt, M.; Fahrwerkstechnik: Radschlupf-Regelsysteme, Vogel Verlag, 1993“ sind Modelle bekannt, über die Reifenkräfte (Normal-, Längs- und Seitenkräfte) sowie zugehörige Zwischengrößen, wie Schlüpfe und Reibwerte in Radlängs- und Radquerrichtung, Schräglaufwinkel sowie die Geschwindigkeiten in den Radaufstandspunkten indirekt, d.h. mittels Modellrechnung und kostengünstiger Seriensensorik, online und radindividuell bestimmt werden können. Auf diese Weise können auch fahrzeugglobale Größen, wie beispielsweise die Schwerpunktsgeschwindigkeit bzw. der Schwimmwinkel des Fahrzeugs berechnet werden.
Weiter ist aus DE 10 2004 006 944 A1 ein modellbasiertes Regelungsverfahren, bekannt, bei dem fahrdynamische Größen ermittelt und aus diesen Regelungswerte für die Fahrzeugsteuerung berechnet werden.
DE 101 56 823 A1 offenbart ein Verfahren zur Abschätzung eines maximalen Reibungskoeffizienten, wobei aus fahrdynamischen Größen die Schlupfwerte an den Rädern ermittelt und unter Verwendung von Annahmen hinsichtlich der Schlupfkurve der Arbeitspunkt auf derselben ermittelt und daraus auf die Haftgrenze geschlossen wird.
Ferner zeigt DE 198 55 332 A1 ein Verfahren zum Bestimmen der Kraftschlussgrenze, wobei Reifenkennfelder verwendet werden. Hierbei ist vorgesehen, in einem Speicher einen Anfangssatz an Basis-Reifenkennlinien vorzuhalten und für die Ermittlung der Haftgrenze unter Berücksichtigung der aktuellen Fahrsituation eine entsprechende Reifenkennlinie auszuwählen. Ferner ist eine Anpassung der Basis-Reifenkennlinie während der Betriebszeit des Fahrzeugs vorgesehen.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Realisierung von Fahrdynamikfunktionen unter Verwendung eines echtzeitfähigen Reifenmodells anzugeben, durch dessen Durchführung kritische Fahrbahn- und Fahrzustände erkannt werden. Des weiteren soll durch die Durchführung des Verfahrens die optimale Einstellung des gewünschten Fahrverhaltens durch gezielte Beeinflussung der Reifenkräfte bzw. der zugehörigen Zwischengrößen im Rahmen der Fahrbahnverhältnisse ermöglicht werden.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Weitere erfindungsgemäße Ausgestaltungen und Vorteile gehen aus den Unteransprüchen hervor.
Demnach wird vorgeschlagen, dass während der Fahrt der Fahrbahnreibwert und der Schlupf, die aus dem Reifenmodell gewonnen werden, kontinuierlich online aufgezeichnet, gefiltert und in einem Speicher abgelegt werden, wobei aufgrund der Steigung der stückweise aufgenommenen Reibwert-/Schlupfkennlinien in Reifenlängsrichtung der Fahrbahnzustand zumindest näherungsweise erkannt wird. Vorzugsweise kann der Fahrbahnzustand durch Vergleich der stückweise aufgenommenen Fahrbahnreibwert-/Schlupfkennlinien mit entsprechenden abgelegten Fahrbahnreibwert-/Schlupfkennlinien ermittelt werden.
Gemäß der Erfindung ist es möglich, mit Kenntnis des Fahrbahnzustandes die zu erwartenden, dem Fahrbahnzustand entsprechenden Haftreibwertpunkte und somit den unter Umständen sicherheitskritischen Betriebsbereich des jeweiligen Reifens zu ermitteln.
Auf diese Weise kann durch Verwendung der aus dem Reifenmodell gewonnenen Reifenkräften bzw. aus dem Schlupf ermittelt werden, ob die am jeweiligen Reifen wirkende Gesamtkraft weit weg von der ermittelten Stabilitätsgrenze ist oder ob die Gesamtkraft dieser Stabilitätsgrenze unter Umständen schon gefährlich nahe kommt. Wird diese Vorgehensweise auf alle Reifen des Fahrzeugs angewendet, so kann zum einen das noch mögliche Kraftübertragungspotential der einzelnen Reifen und zum anderen der Fahrzustand des gesamten Fahrzeugs erkannt bzw. beurteilt werden.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Reifenkräfte mit Hilfe eines Reifenmodells und der Fahrzeugbewegungsgleichungen in Form eines nichtlinearen Beobachters berechnet werden, da diese Vorgehensweise exaktere Resultate liefert.
Mit Hilfe der Reifeninformationen lässt sich sowohl eine Fahrbahnzustandserkennung als auch eine Fahrzustandserkennung realisieren. Beide Zustände müssen kontinuierlich und parallel erkannt werden, um entscheiden zu können, ob das auf dieser Fahrbahn stattfindende Fahrmanöver kritisch ist oder nicht.
Des weiteren wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, aus der Kenntnis des Fahrbahnzustandes und des Fahrzustandes bzw. der Kraftübertragungspotentiale und des Verhaltens der einzelnen Reifen ein gewünschtes Fahrverhalten durch gezielte Beeinflussung der Reifenkräfte bzw. der zugehörigen Zwischengrößen im Rahmen der vorhandenen Fahrbahnverhältnisse zu realisieren.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der beigefügten Figuren beispielhaft näher erläutert.
Es zeigen:

1 eine Darstellung der anhand eines Reifenmodells ermittelbaren Reifenkräfte sowie die entsprechenden Reibwert-/ Schlupfkennlinien für unterschiedliche Fahrbahnzustände in Reifenlängsrichtung und Reifenquerrichtung und
2 eine Prinzipdarstellung der Fahrbahnzustandserkennung und der Fahrzustandserkennung gemäß der Erfindung.

In 1 werden am Beispiel eines Reifens die mit Hilfe eines echtzeitfähigen Reifenmodells C ermittelbaren Reifenkräfte F_Rx , F_Ry (links) und die zugehörigen Reifenschlupf-/Reibwertpaare bzw. Reifenschlupf-/Reibwert-Kennlinien (rechts) gezeigt.
Hierbei bedeuten:

Rx: Längsrichtung
Ry: Querrichtung
F_Rx: Reifenkraft in Radlängsrichtung
F_Ry: Reifenkraft in Radquerrichtung
F_Rz: Reifenkraft in Radnormalrichtung
µ_Rx: Reibwert in Radlängsrichtung
µ_Ry: Reibwert in Radquerrichtung
S_Rx: Schlupf in Radlängsrichtung
S_Ry: Schlupf in Reifenquerrichtung
(s_H, µ_H): Haftreibwertpunkt in Reifenlängsrichtung
(s_SH, µ_SH): Haftreibwertpunkt in Reifenquerrichtung
F_res: Gesamtreifenkraft
F_res,max: maximal mögliche Gesamtreifenkraft im stabilen Bereich
A: Vektor der Gesamtreifenkraft
B: Vektor der maximal möglichen Gesamtreifenkraft

Rechts oben in 1 sind Reifenschlupf-/Reibwert-Kennlinien für unterschiedliche Fahrbahnzustände in Reifenlängsrichtung Rx und rechts unten Reifenschlupf-/Reibwert-Kennlinien für unterschiedliche Fahrbahnzustände in Reifenquerrichtung Ry dargestellt. Jede Reifenschlupf-/Reibwert-Paarung entspricht einem Punkt auf der jeweiligen Fahrbahnreibwert-/Schlupfkennlinie des gewählten Reifens auf der aktuellen Fahrbahnoberfläche, der erfindungsgemäß während der Fahrt kontinuierlich online aufgezeichnet, gefiltert und in einem Speicher abgelegt wird.
Aufgrund der Steigung der stückweise aufgenommenen Fahrbahnreibwert-/Schlupfkennlinien in Reifenlängsrichtung Rx lässt sich gemäß der Erfindung der Fahrbahnzustand E zumindest näherungsweise, beispielsweise durch Vergleich mit entsprechenden abgelegten Reibwert-/Schlupfkennlinien bestimmen. Dadurch werden auch die zu erwartenden Haftreibwertpunkte (s_H , µ_H) bzw. (s_SH , µ_SH) ermittelt; sie werden (für den Fall einer nassen Asphaltfahrbahn) durch die grau schattierten Flächen in den die Reibwert-/Schlupfkenn-linien enthaltenden Diagrammen veranschaulicht. Diese Flächen entsprechen dem Grenzkreisgebiet nach Kamm im Reifenkräftediagramm im linken Teil der 1. Die Flächen und das Grenzkreisgebiet markieren die Stabilitätsgrenze bzw. den unter Umständen sicherheitskritischen Betriebsbereich des jeweiligen Reifens.
Durch die dadurch gewonnene Kenntnis der jeweiligen Lage der Haftreibwertpunkte (s_N , µ_H); (s_SH , µ_SH) bzw. der Grenzkreisgebiete nach Kamm lässt sich entscheiden, ob die am Reifen wirkende Gesamtkraft F_res noch weit weg von der näherungsweise ermittelten Stabilitätsgrenze bzw. Kraftschlussgrenze ist (beispielsweise die durch den Vektor A dargestellte Gesamtkraft F_res am Reifen) oder ob die Gesamtkraft dieser Stabilitätsgrenze unter Umständen schon gefährlich nahe kommt (Vektor B). Wird diese Vorgehensweise auf alle Reifen des Fahrzeugs angewendet, so kann man damit zum einen das noch mögliche Kraftübertragungspotential der einzelnen Reifen erkennen, zum anderen lässt sich hieraus der Fahrzustand E des gesamten Fahrzeugs erkennen bzw. beurteilen.
Im Rahmen einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, mittels der vom Reifenmodell C gelieferten Parameter Schräglaufwinkel und Schwimmwinkel, weitere aus der Literatur bekannte Kriterien zur Bestimmung des Fahrzeugfahrzustands zu prüfen, wie z.B. untersteuerndes, neutrales oder übersteuerndes Eigenlenkverhalten des Fahrzeugs. Aufgrund der detaillierten Reifeninformationen lässt sich dann auch die genauere Ursache des jeweiligen Eigenlenkverhaltens erkennen.
In 2 ist das der Fahrbahnzustandserkennung und der Fahrzustandserkennung unter Verwendung eines echtzeitfähigen Reifenmodells C zugrundeliegende Prinzip dargestellt.
Es werden messbare Fahrzeuggrößen, wie z.B. die radindividuelle Radrotationsgeschwindigkeit ν_Rr , die Beschleunigungen a_x und a_y in Fahrzeuglängs- und -querrichtung, die Gierrate ψ̇, der gemittelte Radeinschlagwinkel δ_R , das Motormoment M_mot , die Stellgrößen der im Fahrzeug vorhandenen, aktiven Komponenten, beispielsweise die Stellgröße (Stellmoment) eines Längsverteilergetriebes M_VTG oder einer Hinterachsquersperre M_HAQ , die Getriebeübersetzung i_G , und der radindividuelle Bremsdruck p_Brems als Eingangsparameter für das Reifenmodell C verwendet.
Das Reifenmodell C kann daraus und vorzugsweise mit Hilfe der Fahrzeugbewegungsgleichungen in Form eines Zustandsbeobachters D die folgenden, jeweils radindividuellen Größen online berechnen:

- Reifenkräfte in Radlängs-, Radseiten- und Radnormalrichtung F_Rx , F_Ry , F_Rz im Rad- oder Fahrwerks-Koordinatensystem;
- aktuelle Reibwerte µ_Rx , µ_Ry in Radlängs- und Radquerrichtung im Rad- oder Fahrwerks-Koordinatensystem;
- Geschwindigkeiten in den Radaufstandspunkten in einem dorthin jeweils verschobenen Fahrwerks-Koordinatensystem;
- Schräglaufwinkel im Rad-Koordinatensystem;
- Reifenschlüpfe S_Rx , S_Ry in Radlängs- und Radquerrichtung im Rad-Koordinatensystem.

Aus diesen Werten wird, wie bereits erläutert, auf die Fahrzeugstabilität und die evtl. vorhandene Reserve bzw. auf das Eigenlenkverhalten des Fahrzeugs geschlossen.
Im Rahmen einer besonders vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, aus der Kenntnis des Fahrbahnzustandes und des Fahrzustandes E bzw. der Kraftübertragungspotentiale und des Verhaltens der einzelnen Reifen ein gewünschtes Fahrverhalten (gemäß dem Fahrerwunsch) durch gezielte Beeinflussung der Reifenkräfte bzw. der zugehörigen Zwischengrößen im Rahmen der vorhandenen Fahrbahnverhältnisse zu realisieren.
Hierbei wird vorzugsweise der Fahrerwunsch in Form von Soll-Beschleunigungsänderungen in Richtung der gewählten Freiheitsgrade bestimmt. Beispielsweise können als Freiheitsgrade die Freiheitsgrade des Fahrzeugs in Fahrzeuglängs- und in Querrichtung sowie um die Fahrzeughochachse gewählt werden, da diese Freiheitsgrade für die Darstellung von Fahrdynamikfunktionen am wichtigsten sind und mit der Aggregateausstattung moderner Fahrzeuge auch gut beeinflusst werden können, da geeignete Aktuatoren zur Verfügung stehen müssen, die die Beeinflussung der gewählten Freiheitsgrade erlauben. Als Freiheitsgrade können jedoch für entsprechende Aggregateaus-stattungen andere Freiheitsgrade gewählt werden, wobei auch die Verwendung aller sechs Fahrzeugfreiheitsgrade möglich ist.
Die dem Fahrerwunsch entsprechenden Soll-Beschleunigungsänderungen in Richtung der gewählten Freiheitsgrade werden mittels der bekannten Fahrzeugbewegungsgleichungen in Soll-Reifenkraftänderungen an allen Rädern des Fahrzeugs umgerechnet. Diese Umrechnung entspricht der Inversion eines Teils der Regelstrecke (Regelstreckeninversion). Da diese Inversion aufgrund der Komplexität und nicht eindeutigen Lösbarkeit der entsprechenden Gleichungssysteme im Allgemeinen nicht analytisch durchführbar ist, wird sie mittels eines geeigneten Optimierungsalgorithmus, d.h. numerisch durchgeführt. Diese Inversionsmethode wird im Folgenden als „Numerische Regelstreckeninversion“ bezeichnet.
Ferner werden mittels des verwendeten Reifenmodells C und der Fahrzeugbewegungsgleichungen in Form eines nichtlinearen Beobachters D die aktuellen Reifenkräfte des Fahrzeugs berechnet bzw. ermittelt. Es ist auch möglich, die Reifenkräfte auch direkt aus dem Reifenmodell C zu ermitteln, wobei in diesem Fall die Werte weniger exakt sind, als bei der Berechnung über einen nichtlinearen Beobachter D.
Anschließend werden aus den berechneten Soll-Reifenkraftänderungen und den berechneten, aktuellen Reifenkräften mittels Summenbildung neue Absolutwerte für die Soll-Reifenkräfte aller Räder berechnet.
Gemäß der Erfindung werden durch eine weitere Numerische Regelstreckeninversion des verbleibenden Teils der Regelstrecke, nämlich des Reifenmodells, aus den berechneten Absolutwerten der Soll-Reifenkräfte näherungsweise die erforderlichen Stelleingriffe für die zur Verfügung stehenden Aggregate bzw. für die zugehörigen Stellerfunktionen ermittelt. Hierbei können Rückmeldungen der einzelnen Funktionsteile, z.B. Stellbegrenzungen oder verfahrensgemäß gewonnene fahrdynamische Stabilitätskriterien, für die Optimierungsalgorithmen als sogenannte Randbedingungen bei der Lösung der jeweiligen Optimierungsaufgabe bezüglich des Fahrverhaltens dienen. Über die Zielfunktionen der Optimierungsaufgaben können die Entwicklungsziele (Verbesserung der Fahrdynamik, der Fahrsicherheit sowie des Komforts) formuliert und parallel erreicht werden.
Bezugszeichenliste

Rx: Längsrichtung
Ry: Querrichtung
F_Rx: Reifenkraft in Radlängsrichtung
F_Ry: Reifenkraft in Radquerrichtung
F_Rz: Reifenkraft in Radnormalrichtung
µ_Rx: Reibwert in Radlängsrichtung
µ_Ry: Reibwert in Radquerrichtung
S_Rx: Schlupf in Radlängsrichtung
S_Ry: Schlupf in Reifenquerrichtung
(s_H, µ_H): Haftreibwertpunkt in Reifenlängsrichtung
(s_SH, µ_SH): Haftreibwertpunkt in Reifenquerrichtung
F_res: Gesamtreifenkraft
F_res,max: maximal mögliche Gesamtreifenkraft im stabilen Bereich
ν_Rr: radindividuelle Radrotationsgeschwindigkeit
a_x: Beschleunigung in Fahrzeuglängsrichtung
a_y: Beschleunigung in Fahrzeugquerrichtung
ψ̇: Gierrate
δ_R: gemittelter Radeinschlagwinkel
M_mot: Motormoment
M_VTG: Stellgröße (Stellmoment) eines Längsverteilergetriebes
M_HAQ: Stellgröße einer Hinterachsquersperre
i_G: Getriebeübersetzung
p_Brems: radindividueller Bremsdruck
A: Vektor
B: Vektor
C: Reifenmodell
D: Zustandsbeobachter
E: Fahrbahn/Fahrzustand

Claims

Verfahren zur Realisierung von Fahrdynamikfunktionen unter Verwendung eines echtzeitfähigen Reifenmodells, dadurch gekennzeichnet, dass während der Fahrt der Fahrbahnreibwert und der Schlupf (S_Rx, S_Ry), die aus dem Reifenmodell (C) gewonnen werden, kontinuierlich online aufgezeichnet, gefiltert und in einem Speicher abgelegt werden, wobei aufgrund der Steigung der stückweise aufgenommenen Fahrbahnreibwert-/ Schlupfkennlinien in Reifenlängsrichtung (Rx) der Fahrbahnzustand (E) erkannt wird und wobei mit Kenntnis des Fahrbahnzustandes (E) die zu erwartenden, dem Fahrbahnzustand (E) entsprechenden Haftreibwertpunkte ((s_H, µ_H), (s_SH, µ_SH)) und somit der unter Umständen sicherheitskritische Betriebsbereich des jeweiligen Reifens ermittelt wird.
Verfahren zur Realisierung von Fahrdynamikfunktionen unter Verwendung eines echtzeitfähigen Reifenmodells nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass durch Verwendung der aus dem Reifenmodell (C) gewonnenen Reifenkräfte (F_Rx, F_Ry, F_Rz) bzw. aus dem aus dem Reifenmodell (C) gewonnenen Schlupf (S_Rx, S_Ry) ermittelt wird, ob die am jeweiligen Reifen wirkende Gesamtkraft (F_res) weit weg von der ermittelten Stabilitätsgrenze ist oder ob die Gesamtkraft dieser Stabilitätsgrenze gefährlich nahe kommt, wobei diese Vorgehensweise auf alle Reifen des Fahrzeugs angewendet wird, so dass das noch mögliche Kraftübertragungspotential der einzelnen Reifen und der Fahrzustand des gesamten Fahrzeugs (E) erkannt bzw. beurteilt wird.
Verfahren zur Realisierung von Fahrdynamikfunktionen unter Verwendung eines echtzeitfähigen Reifenmodells nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Reifenkräfte (F_Rx, F_Ry, F_Rz) zusätzlich zum Reifenmodell (C) mit Hilfe der Fahrzeugbewegungsgleichungen (D) in Form eines nichtlinearen Beobachters berechnet werden.
Verfahren zur Realisierung von Fahrdynamikfunktionen unter Verwendung eines echtzeitfähigen Reifenmodells nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Fahrbahnzustand (E) durch Vergleich der stückweise aufgenommenen Reibwert-/Schlupfkennlinien mit entsprechenden abgelegten Fahrbahnreibwert-/Schlupfkennlinien ermittelt wird.
Verfahren zur Realisierung von Fahrdynamikfunktionen unter Verwendung eines echtzeitfähigen Reifenmodells nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass mittels der vom Reifenmodell (C) gelieferten Parameter Schräglaufwinkel und Schwimmwinkel weitere bekannte Kriterien zur Bestimmung des Fahrzeugfahrzustands (E), wie untersteuerndes, neutrales oder übersteuerndes Eigenlenkverhalten des Fahrzeugs, geprüft werden.
Verfahren zur Realisierung von Fahrdynamikfunktionen unter Verwendung eines echtzeitfähigen Reifenmodells nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Eingangsparameter für das Reifenmodell (C) messbare Fahrzeuggrößen, wie die radindividuelle Radrotationsgeschwindigkeit ν_Rr, die Beschleunigungen a_x und a_y in Fahrzeuglängs- und -querrichtung, die Gierrate ψ̇, der gemittelte Radeinschlagwinkel δ_R, das Motormoment M_mot, die Stellgrößen der im Fahrzeug vorhandenen, aktiven Komponenten, beispielsweise die Stellgröße (Stellmoment) eines Längsverteilergetriebes M_VTC oder einer Hinterachsquersperre M_HAQ, die Getriebeübersetzung i_G, und der radindividuelle Bremsdruck p_Brems verwendet werden, und dass über das Reifenmodell (C) die folgenden, jeweils radindividuellen Größen online berechnet werden: - Reifenkräfte in Radlängs-, Radseiten- und Radnormalrichtung (F_Rx, F_Ry, F_Rz) im Rad- oder Fahrwerks-Koordinatensystem; - aktuelle Reibwerte in Radlängs- und Radquerrichtung (µ_Rx, µ_Ry) im Rad- oder Fahrwerks-Koordinatensystem; - Geschwindigkeiten in den Radaufstandspunkten in einem dorthin jeweils verschobenen Fahrwerks-Koordinatensystem; - Schräglaufwinkel im Rad-Koordinatensystem; - Reifenschlüpfe in Radlängs- und Radquerrichtung (S_Rx, S_Ry) im Rad-Koordinaten-system.
Verfahren zur Realisierung von Fahrdynamikfunktionen unter Verwendung eines echtzeitfähigen Reifenmodells nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass aus der Kenntnis des Fahrbahnzustandes und des Fahrzustandes (E) bzw. der Kraftübertragungspotentiale und des Verhaltens der einzelnen Reifen ein gewünschtes Fahrverhalten durch gezielte Beeinflussung der Reifenkräfte (F_Rx, F_Ry, F_Rz) bzw. der zugehörigen Zwischengrößen im Rahmen der vorhandenen Fahrbahnverhältnisse realisiert wird.
Verfahren zur Realisierung von Fahrdynamikfunktionen unter Verwendung eines echtzeitfähigen Reifenmodells nach Anspruch 7, dadurch gek en-nzeichnet, dass der Fahrerwunsch in Form von Soll-Beschleunigungs-änderungen in Richtung der gewählten Freiheitsgrade bestimmt wird, wobei die dem Fahrerwunsch entsprechenden Soll-Beschleunigungsänderungen in Richtung der gewählten Freiheitsgrade mittels der bekannten Fahrzeugbewegungsgleichungen in Soll-Reifenkraftänderungen an allen Rädern des Fahrzeugs umgerechnet werden, und dass mittels des verwendeten Reifenmodells (C) und optional der Fahrzeugbewegungsgleichungen in Form eines nichtlinearen Beobachters (D) die aktuellen Reifenkräfte (F_RX, F_Ry, F_Rz) des Fahrzeugs berechnet bzw. ermittelt werden, wobei aus den berechneten Soll-Reifenkraftänderungen und den berechneten, aktuellen Reifenkräften (F_Rx, F_Ry, F_Rz) mittels Summenbildung neue Absolutwerte für die Soll-Reifenkräfte aller Räder berechnet werden, und wobei durch eine Numerisehe Regelstreckeninversion des Reifenmodells (C) aus den berechneten Absolutwerten der Soll-Reifenkräfte näherungsweise die erforderlichen Stelleingriffe für die zur Verfügung stehenden Aggregate bzw. für die zugehörigen Stellerfunktionen ermittelt werden.
Verfahren zur Realisierung von Fahrdynamikfunktionen unter Verwendung eines echtzeitfähigen Reifenmodells nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Umrechnung der Soll-Beschleunigungsänderungen in Richtung der gewählten Freiheitsgrade in Soll-Reifenkraftänderungen an allen Rädern des Fahrzeugs numerisch mittels Inversion eines Teils der Regelstrecke erfolgt.
Verfahren zur Realisierung von Fahrdynamikfunktionen unter Verwendung eines echtzeitfähigen Reifenmodells nach Anspruch 7, 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass Rückmeldungen der einzelnen Funktionsteile, z.B. Stellbegrenzungen oder verfahrensgemäß gewonnene fahrdynamische Stabilitätskriterien für die Optimierungsalgorithmen als Randbedingungen bei der Lösung der jeweiligen Optimierungsaufgabe bezüglich des Fahrverhaltens dienen.
Verfahren zur Realisierung von Fahrdynamikfunktionen unter Verwendung eines echtzeitfähigen Reifenmodells nach Anspruch 8, 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass als Freiheitsgrade die Freiheitsgrade des Fahrzeugs in Fahrzeuglängs- und in Querrichtung sowie um die Fahrzeughochachse gewählt werden.
Verfahren zur Realisierung von Fahrdynamikfunktionen unter Verwendung eines echtzeitfähigen Reifenmodells nach Anspruch 8, 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass als Freiheitsgrade alle sechs Fahrzeugfreiheitsgrade verwendet werden.