DE102007001714A1

DE102007001714A1 - Wankstabilitätsanzeiger für eine Fahrzeugüberschlagsteuerung

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Publication number: DE102007001714A1
Application number: DE102007001714A
Authority: DE
Inventors: Nikolai K. Grosse Pointe Moshchuk; Shih-Ken Troy Chen; Cheng-Foo Rochester Hills Chen
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2006-01-12
Filing date: 2007-01-11
Publication date: 2007-08-30
Anticipated expiration: 2027-01-12
Also published as: CN101025387A; CN100559152C; US7788007B2; DE102007001714B4; US7672765B2; US20070162204A1; US20070162202A1

Abstract

Ein System und ein Verfahren zum Bereitstellen eines Fahrzeugwankstabilitätsanzeigers, der die Neigung für einen Fahrzeugüberschlag schätzt. Das System bestimmt eine Fahrzeugkinematik aus Fahrzeugsensoren, wie z. B. eine Wankrate, eine Gierrate, eine Querbeschleunigung, eine Fahrzeuggeschwindigkeit etc. Aus diesen Kinematikwerten schätzt das System einen Fahrzeugwankwinkel und einen Fahrzeugfahrbahnwinkel. Aus dem geschätzten Fahrbahnwinkel stellt das System einen korrigierten Wankwinkel bereit. Aus dem korrigierten Wankwinkel bestimmt das System eine Fahrzeugwankenergie und eine Fahrzeugwankenergierate. Aus der Wankenergie und der Wankenergierate berechnet das System einen Wankstabilitätsanzeiger, der das Potential definiert, dass das Fahrzeug abheben oder sich überschlagen wird. Ausgehend von dem Wankstabilitätsanzeiger können Fahrzeugstabilitätssteuerungssysteme geeignete Maßnahmen ergreifen.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Gebiet der Erfindung
Diese Erfindung betrifft allgemein ein System und ein Verfahren zur Bereitstellung eines Fahrzeugwankstabilitätsanzeigers, der das Potential für ein Fahrzeugwanken anzeigt, und insbesondere ein System und ein Verfahren zur Bereitstellung eines Fahrzeugwankstabilitätsanzeigers, der das Potential für ein Fahrzeugwanken anzeigt, wobei ein Bestimmen des Wankstabilitätsanzeigers ein Berechnen einer Fahrzeugwankenergie und einer Fahrzeugwankenergierate umfasst.

2. Erörterung der verwandten Technik

In der Technik ist es bekannt, eine Fahrzeugüberschlagsteuerung unter Verwendung einer Differentialbremsensteuerung, einer Hinterradlenkungssteuerung, einer Vorderradlenkungssteuerung oder einer beliebigen Kombination daraus zu schaffen, um einen Fahrzeugüberschlag zu verhindern. Ein System zum Verhindern eines Fahrzeugwankens kann Fahrzeugdynamikinformationen von verschiedenen Sensoren, z.B. Gierratensensoren, Querbeschleunigungssensoren und Wankratensensoren empfangen, um den geeigneten Betrag an Steuerungsmaßnahmen zu bestimmen, der unternommen werden muss, um einen Fahrzeugüberschlag zu verhindern. Typischerweise muss ein Ausgleich zwischen einem Steuern der Fahrzeugwankbewegung und der Fahrzeuggierbewegung geschaffen werden, um die optimale Fahrzeugreaktion bereitzustellen. Daher ist es üblicherweise notwendig, gewisse Fahrzeugzustände zu detektieren, um die Wankverhinderungssteuerung bereitzustellen.

In der Technik sind verschiedene Methodiken bekannt, um diese Fahrzeugzustände zu detektieren. Insbesondere kann eine Überschlagsbestimmung auf einer Fahrzeugwankrate von einem Wankratensensor und einer Wankwinkelschätzung basieren. Bei früheren Techniken wurden Schwellen für eine Wankrate und einen Wankwinkel eingeführt, um einen drohenden Überschlag zu detektieren. Obwohl die Wankrate und der Wankwinkel die zwei wichtigsten Elemente zum Detektieren einer Fahrzeugwankbewegung sind, bilden sie nicht die gesamte Fahrzeugwankenergie ab, die letztendlich die Neigung des Fahrzeugs zum Überschlagen bestimmt.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

In Übereinstimmung mit den Lehren der vorliegenden Erfindung werden ein System und ein Verfahren zur Schaffung eines Fahrzeugwankstabilitätsanzeigers offenbart, welcher die Neigung für einen Fahrzeugüberschlag schätzt. Das System bestimmt eine Fahrzeugkinematik aus verschiedenen Fahrzeugsensoren, wie z.B. eine Wankrate, eine Gierrate, eine Querbeschleunigung, eine Fahrzeuggeschwindigkeit, etc. Aus diesen Kinematikwerten schätzt das System einen Fahrzeugwankwinkel und einen Fahrzeugfahrbahnwinkel. Der geschätzte Fahrbahnwinkel wird verwendet, um den Wankwinkel zu korrigieren. Das System bestimmt aus dem korrigierten Wankwinkel eine Fahrzeugwankenergie und eine Fahrzeugwankenergierate. Aus der Wankenergie und der Wankenergierate berechnet das System einen Wankstabilitätsanzeiger, der das Potential definiert, dass die Fahrzeugräder vom Boden abheben werden oder dass sich das Fahrzeug überschlagen wird. Ausgehend von dem Wankstabilitätsanzeiger können Fahrzeugstabilitätssteuerungssysteme geeignete Maßnahmen ergreifen.

Zusätzliche Merkmale der vorliegenden Erfindung werden aus der nachfolgenden Beschreibung und den beigefügten Ansprüchen in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen offenbar.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
1 ist eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs bei einer Wankbewegung;
2 ist ein Flussablaufdiagramm, das einen Prozess zum Schätzen der Fahrzeugwankenergie und zum Erzeugen eines Wankstabilitätsanzeigers daraus gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt; und
3 ist ein Flussablaufdiagramm, das einen Prozess zum Verwenden des Wankstabilitätsanzeigers zum Schaffen einer Steuerung zur Verhinderung des Abhebens und Überschlagens zeigt.
GENAUE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Die folgende Erörterung der auf einen Prozess zur Bestimmung einer Überschlagswahrscheinlichkeit eines Fahrzeugs durch Bestimmung der Wankenergie und der Wankenergierate des Fahrzeugs gerichteten Ausführungsformen der Erfindung ist rein beispielhafter Natur und beabsichtigt keinesfalls, die Erfindung oder ihre Anwendungen oder Verwendungen zu beschränken.
Wie nachfolgend erörtert wird umfasst die vorliegende Erfindung ein System und ein Verfahren zur Bestimmung der Wahrscheinlichkeit, dass die Räder eines Fahrzeugs den Boden verlassen (abheben), oder dass sich das Fahrzeug überschlagen wird, indem ein Wankstabilitätsanzeiger als eine Funktion eines Wankwinkels und einer Wankrate bestimmt wird, um die Wankenergie zu ergeben. Ein Fahrzeugüberschlag beinhaltet eine komplexe Wechselwirkung von auf das Fahrzeug wirkenden Kräften, die durch ein Fahrzeuglenken und Straßenzustände beeinflusst werden. Die Fahrzeugwankbewegung wird hauptsächlich durch Massenträgheitskräfte und, im Fall eines hohen Rutschwinkels, durch das Reifenüberdrehmoment verursacht.
1 ist eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs 10 in einem Überschlagzustand relativ zu einem O₁XYZ Bezugrahmen, wobei X die Vorwärtsrichtung relativ zu dem Fahrzeug 10, Z die vertikale Richtung relativ zu dem Fahrzeug 10 und Y die Querrichtung relativ zu dem Fahrzeug 10 ist. Es wird angenommen, dass sich das Fahrzeug 10 auf einer horizontalen Ebene bewegt, und ein vertikaler Freiheitsgrad und die Wirkung eines Reifenüberdrehmoments ist vernachlässigt. Ein auf die gefederte Masse bezogener Bezugsrahmen Oxyz des Fahrzeugs 10 ist in der Wankstellung gezeigt.
Bei einem stationären Zustand während des Wankens bewegt sich der Schwerpunkt (CG von center of gravity) der gefederten Masse des Fahrzeugs 10 seitwärts und vertikal und folgt der Trajektorie: Y = Y(φ) (1) Z = Z(φ) (2)wobei φ der Fahrzeugwankwinkel ist.
Die kinetische Energie T und die potentielle Energie Π(φ) der gefederten Fahrzeugmasse sind gegeben als: T = 12 IOφ .2 + 12 M(Y'2 + Z'2)φ .2 (3) Π(φ) = Πsusp(φ) + MgZ(φ) (4)
Wobei I_O das Massenträgheitswankmoment der gefederten Fahrzeugmasse um den Schwerpunkt, M die Fahrzeugmasse, der Punkt ein Ableiten mit Bezug auf den Wankwinkel φ bezeichnet und Π_susp(φ) die potentielle Federungsenergie während der Wankbewegung ist.
In dem linearen Bereich gilt Π_susp(φ) = Kφ², wobei K die Wanksteifigkeit ist. Über den Gesamtbereich jedoch ist dies aufgrund eines Federwegs und von Nichtlinearitäten der Wankrate eine nichtlineare Funktion.
Wenn die Masse des Fahrzeugs 10 um ein Wankzentrum gedreht wird, dann gilt: M(Y'2 + Z'2) = MH2 (5)
Wobei H die Höhe des Schwerpunkts der gefederten Fahrzeugmasse über der Wankachse ist.
Unter der Annahme, dass (a_Y, a_Z) und (a_y, a_z) die Komponenten des Beschleunigungsvektors in den Rahmen O₁XYZ bzw. Oxyz sind, gilt: aY = aycosφ – azsinφ (6) aZ = aysin – φ + azcosφ (7)
Die gemessenen Querbeschleunigungen a_ym = a_y + gsinφ und a_zm = a_z + gsinφ schließen die Auswirkung der Schwerkraft mit ein. Der Ausdruck für die verallgemeinerte Kraft ist: Q = –M(aYY' + aZZ') – Ixzr . (8)
Wobei I_xz das Trägheitsgierwankprodukt ist und r die Gierrate ist.
Gleichung (8) kann definiert werden in der Form: Q = –M[aym(Y'cosφ + Z'sinφ) + azm(–Y'sinφ + Z'cosφ) – gZ'] – Ixzr . (9)
Die Bewegungsgleichung von Lagrange ist gegeben als: I1φ .. + 12 I1'φ .2 = –Π'susp – cφ . – M[aym(Y'cosφ + Z'sinφ) + azm(–Y'sinφ + Z'cosφ)] (10)

Wobei I₁ = I_O + M(Y'² + Z'²).

Gleichung (10) ist für verschiedene Phasen der Wankbewegung einschließlich vor dem Abheben der Räder, ein Rad abgehoben, zwei Räder abgehoben, etc gültig. Man beachte, dass das Verhalten der Funktionen Y, Z, c, Π für diese Phasen verschieden ist.
Die Energie des Fahrzeugsystems kann dann definiert werden als: E = T + Π = 12 I1(φ)φ .2 + Πsusp(φ) + MgZ(φ) (11)
Die Energieänderung (Wankrate) während der Wankbewegung ist die Ableitung der Wankenergie E: E . = φ .Q (12)
Aus den Gleichungen (11) und (12) kann ein erfindungsgemäßer Wankstabilitätsanzeiger berechnet werden als:
Wobei E_2WL der vorbestimmte Energiebetrag ist, der benötigt wird, um zwei Fahrzeugräder abzuheben, E ._critical der vorbestimmte Betrag der Rate einer kritischen Energie ist, bei dem sich das Fahrzeug überschlagen wird, und c₁ und c₂ geschwindigkeitsabhängige Konstanten sind. Sowohl die Energie E_2WL als auch die Rate einer kritischen Energie E ._critical kann durch ein Testen des Fahrzeugs experimentell bestimmt werden. Für ein typisches SUV beträgt E_2WL 1000 Nm und E ._critical 12500 Nm/s. Die nachfolgende Tabelle 1 ist eine beispielhafte Nachschlagetabelle, die verwendet werden kann, um die zwei geschwindigkeitsabhängigen Konstanten c₁ und c₂ für verschiedene Fahrzeuggeschwindigkeiten auf der Grundlage von Simulationen bereitzustellen.
Tabelle 1
2 ist ein Flussablaufdiagramm 20, das ein Verfahren zur Bestimmung der Fahrzeugüberschlagsenergie E aus Gleichung (11), der Energiewankrate E . aus Gleichung (12) und des Wankstabilitätsanzeigers aus Gleichung (13) gemäß einer Ausführungsform der Erfindung zeigt. Bei Kasten 24 liest der Algorithmus von geeigneten Sensoren 22 mehrere Sensormesswerte, beispielsweise die Fahrzeugwankrate, die Fahrzeuggierrate, die Fahrzeugquerbeschleunigung, die Fahrzeuggeschwindigkeit und/oder den Lenkradwinkel. Die Sensoren 22, welche diese Informationen bereitstellen, können beliebige für diesen Zweck geeignete Sensoren sein, von denen viele bekannt sind, wie von Fachleuten wohlverstanden ist. Der Algorithmus schätzt dann bei Kasten 26 den Wankwinkel φ und schätzt bei Kasten 28 den Fahrzeugfahrbahnwinkel θ. In der Technik sind verschiedene Formeln bekannt, um einen Fahrzeugwankwinkel und einen Fahrzeugfahrbahnwinkel unter Verwendung eines oder mehrerer der voranstehend erwähnten Sensormesswerte zu schätzen. Bei einer Ausführungsform kann ein GPS-System verwendet werden, um die Schätzung des Wankwinkels φ und des Fahrbahnwinkels θ zu bestimmen. Ein für diesen Zweck geeignetes Beispiel kann in dem US-Patent Nr. 5,446,658 mit dem Titel "Method and Apparatus for Estimating Incline and Bank Angles of a Road Surface" gefunden werden. Aus dem geschätzten Wankwinkel φ und dem geschätzten Fahrbahnwinkel θ korrigiert der Algorithmus bei Kasten 30 den Wankwinkel φ. Aus dem korrigierten Wankwinkel φ berechnet der Algorithmus bei Kasten 32 die Wankenergie E aus Gleichung (11) und bei Kasten 34 die Wankenergierate E . aus Gleichung (12).
Der Algorithmus bestimmt dann bei Kasten 36 die geschwindigkeitsabhängigen Konstanten c₁ und c₂ auf der Grundlage der Fahrzeuggeschwindigkeit aus einer wünschenswerten Nachschlagetabelle, beispielsweise Tabelle 1. Dann bestimmt der Algorithmus bei Kasten 38 die Energie E_2WL und die kritische Energierate E ._critical für das spezielle Fahrzeug. Der Algorithmus berechnet dann bei Kasten 40 unter Verwendung von Gleichung (13) den Wankstabilitätsanzeiger RI.
3 ist ein Flussablaufdiagramm 44, das einen allgemeinen Überblick über einen Algorithmus für ein Steuerungssystem zur Überschlagsverhinderung zeigt, welches den voranstehend berechneten Wankstabilitätsanzeiger RI verwendet, um geeignete Maßnahmen zur Verhinderung eines Fahrzeugüberschlags zu ergreifen. Der Algorithmus liest bei Kasten 46 zunächst den Wankstabilitätsanzeiger RI und stellt dann bei Entscheidungsraute 48 fest, ob der Wankstabilitätsanzeiger RI kleiner als eine erste Schwelle Th_1 ist. Bei einer Ausführungsform schafft der Schwellenwert Th_1 eine erste Schwelle, die angibt, wann die Fahrzeugräder bei einem speziellen Fahrzeug anfangen, vom Boden abzuheben. Wenn der Wankstabilitätsanzeiger RI bei der Entscheidungsraute 48 kleiner als die erste Schwelle Th_1 ist, dann besteht bei dem Fahrzeug nicht die Gefahr, dass seine Räder vom Boden abheben, und der Algorithmus verlässt den Algorithmus.
Wenn der Wankstabilitätsanzeiger RI bei der Entscheidungsraute 52 größer als die erste Schwelle Th_1 ist, dann stellt der Algorithmus bei Entscheidungsraute 50 fest, ob der Wankstabilitätsanzeiger RI kleiner als ein zweiter Schwellenwert Th_2 ist. Bei einer Ausführungsform repräsentiert der Schwellenwert Th_2 die Schwelle, über welcher zwei Fahrzeugräder an derselben Seite vom Boden mehr als 54 mm abheben. Wenn der Wankstabilitätsanzeiger RI größer als der erste Schwellenwert Th_1 aber kleiner als der zweite Schwellenwert Th_2 ist, dann ergreift das Stabilitätssteuerungssystem bei Kasten 52 eine erste kleinere Steuerungsmaßnahme. Diese erste Aktion könnte ein differentielles Bremsen für ein Rad, ein Nachstellen des Lenkradwinkels oder ein Versteifen der Federung umfassen.
Wenn der Wankstabilitätsanzeiger RI bei der Entscheidungsraute 52 größer als der zweite Schwellenwert ist, dann stellt der Algorithmus bei Entscheidungsraute 54 fest, ob der Wankstabilitätsanzeiger RI kleiner als ein dritter Schwellenwert Th_3 ist. Wenn der Wankstabilitätsanzeiger RI größer als der zweite Schwellenwert Th_2, aber kleiner als der dritte Schwellenwert Th_3 ist, dann ergreift die Stabilitätssteuerung bei Kasten 56 eine zweite Steuerungsmaßnahme. Die zweite Steuerungsmaßnahme kann die Intensität der Steuerungsmaßnahme über die erste Steuerungsmaßnahme erhöhen und möglicherweise eine koordinierte Steuerung bei verschiedenen Steuerungssystemen schaffen.
Wenn der Wankstabilitätsanzeiger bei der Entscheidungsraute 54 größer als der dritte Schwellenwert Th_3 ist, dann ergreift der Steuerungsalgorithmus bei Kasten 58 eine dritte Steuerungsmaßnahme. Die dritte Steuerungsmaßnahme kann eine Notbremsung umfassen, um das Fahrzeug schnell zu verlangsamen.
Die vorausgehende Erörterung offenbart und beschreibt rein beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung. Aus dieser Erörterung und den begleitenden Zeichnungen und Ansprüchen wird ein Fachmann leicht erkennen, dass vielfältige Änderungen, Modifikationen und Variationen darin durchgeführt werden können, ohne von dem Geist und Schutzumfang der Erfindung abzuweichen, wie er in den nachfolgenden Ansprüchen definiert ist.
Ein System 20 und ein Verfahren zur Bereitstellung eines Fahrzeugwankstabilitätsanzeigers, der die Neigung für einen Fahrzeugüberschlag schätzt. Das System bestimmt eine Fahrzeugkinematik aus Fahrzeugsensoren 22, wie z.B. eine Wankrate, eine Gierrate, eine Querbeschleunigung, eine Fahrzeuggeschwindigkeit, etc. Aus diesen Kinematikwerten schätzt das System einen Fahrzeugwankwinkel 26 und einen Fahrbahnwinkel 28 des Fahrzeugs 10. Aus dem geschätzten Fahrbahnwinkel stellt das System einen korrigierten Wankwinkel 30 bereit. Aus dem korrigierten Wankwinkel bestimmt das System eine Wankenergie 32 des Fahrzeugs 10 und eine Wankenergierate 34 des Fahrzeugs. Aus der Wankenergie und der Wankenergierate berechnet das System einen Wankstabilitätsanzeiger 40, der das Potential definiert, dass das Fahrzeug 10 abheben oder sich überschlagen wird. Ausgehend von dem Wankstabilitätsanzeiger können Fahrzeugstabilitätssteuerungssysteme geeignete Maßnahmen ergreifen.

Claims

Verfahren (20) zum Erzeugen eines Wankstabilitätsanzeigers zur Anzeige der Wahrscheinlichkeit, dass ein Fahrzeug (10) abheben oder sich überschlagen wird, wobei das Verfahren (20) umfasst, dass: ein Wankratensignal der Wankrate des Fahrzeugs (10) bereitgestellt (24) wird; ein Gierratensignal der Gierrate des Fahrzeugs (10) bereitgestellt (24) wird; ein Querbeschleunigungssignal der Querbeschleunigung des Fahrzeugs (10) bereitgestellt (24) wird; ein Geschwindigkeitssignal der Geschwindigkeit des Fahrzeugs (10) bereitgestellt (24) wird; ein Lenkradwinkelsignal des Lenkradwinkels des Fahrzeugs (10) bereitgestellt (24) wird; ein Wankwinkelsignal des Fahrzeugs (10) auf der Grundlage des Wankratensignals und/oder des Gierratensignals und/oder des Querbeschleunigungssignals und/oder des Geschwindigkeitssignals und/oder des Lenkradwinkelsignals geschätzt (26) wird; ein Fahrbahnwinkelsignal des Fahrzeugs (10) aus dem Wankratensignal und/oder dem Gierratensignal und/oder dem Querbeschleunigungssignal und/oder dem Fahrzeuggeschwindigkeitssignal und/oder dem Lenkradwinkelsignal geschätzt (26) wird; das Wankwinkelsignal auf der Grundlage des geschätzten Fahrbahnwinkelsignals korrigiert (30) wird, um ein korrigiertes Wankwinkelsignal bereitzustellen; ein Wankenergiesignal auf der Grundlage des korrigierten Wankwinkelsignals berechnet (32) wird; ein Wankenergieratensignal auf der Grundlage des Wankenergiesignals berechnet (34) wird; ein Signal einer kritischen Energie und ein Signal einer Rate einer kritischen Energie bestimmt (38) wird; und der Wankstabilitätsanzeiger auf der Grundlage des Wankenergiesignals, des Wankenergieratensignals, des Signals einer kritischen Energie und des Signals einer Rate einer kritischen Energie berechnet (40) wird.
Verfahren (20) nach Anspruch 1, wobei das Berechnen (40) des Wankstabilitätsanzeigers auch ein Verwenden geschwindigkeitsabhängiger Konstanten umfasst.
Verfahren (20) nach Anspruch 2, wobei die geschwindigkeitsabhängigen Konstanten in einer Nachschlagetabelle für verschiedene Fahrzeuggeschwindigkeiten bereitgestellt (36) werden.
Verfahren (20) nach Anspruch 2, wobei das Berechnen (40) des Wankstabilitätsanzeigers ein Verwenden der Gleichung umfasst:
wobei RI der Wankstabilitätsanzeiger ist, c₁ und c₂ die geschwindigkeitsabhängigen Konstanten sind, E_2WL das Signal einer kritischen Energie ist, E ._critical das Signal einer Rate einer kritischen Energie ist, E das Wankenergiesignal ist und E . das Wankenergieratensignal ist.
Verfahren (20) nach Anspruch 1, wobei das Berechnen (32) des Wankenergiesignals ein Verwenden der Gleichung umfasst: E = T + Π = 12 I1(φ)φ .2 + Πsusp(φ) + MgZ(φ)wobei E das Wankenergiesignal ist, T die kinetische Energie des Fahrzeugs (10) ist, Π die potentielle Energie des Fahrzeugs (10) ist, I₁ das Wankmassenträgheitsmoment ist, M die Masse des Fahrzeugs (10) ist, φ der Wankwinkel ist, Π_susp die potentielle Energie einer Federung des Fahrzeugs (10) während der Wankbewegung ist, g die Gravitationskonstante ist und Z die Bewegung des Fahrzeugschwerpunkts in eine vertikale Richtung ist.
Verfahren (20) nach Anspruch 1, wobei das Berechnen (34) des Wankenergieratensignals ein Verwenden der Gleichung umfasst: E . = φ .Qwobei E . das Wankenergieratensignal, φ . die Ableitung des Wankwinkelsignals ist und Q eine verallgemeinerte Kraft auf das Fahrzeug (10) ist.
Verfahren (20) nach Anspruch 1, wobei das Bestimmen (38) des Signals einer kritischen Energie und des Signals einer Rate einer kritischen Energie ein Bestimmen (38) des Signals einer kritischen Energie und des Signals einer Rate einer kritischen Energie auf experimentelle Weise durch ein Fahrzeugtesten umfasst.
Verfahren (20) nach Anspruch 1, wobei das Schätzen (26) eines Wankwinkelsignals und das Schätzen (28) eines Fahrbahnwinkelsignals ein Verwenden eines GPS-Signals umfasst.
Verfahren (20) zum Erzeugen eines Wankstabilitätsanzeigers zum Anzeigen der Wahrscheinlichkeit, dass ein Fahrzeug (10) abheben oder sich überschlagen wird, wobei das Verfahren umfasst, dass Fahrzeugkinematiksignale bereitgestellt (24) werden; ein Fahrzeugwankwinkelsignal aus den Fahrzeugkinematiksignalen geschätzt (26) wird; ein Wankenergiesignal auf der Grundlage des geschätzten Wankwinkelsignals berechnet (32) wird; ein Wankenergieratensignal auf der Grundlage des Wankenergiesignals berechnet (34) wird; und der Wankstabilitätsanzeiger unter Verwendung des Wankenergiesignals und des Wankenergieratensignals berechnet (40) wird.
Verfahren (20) nach Anspruch 9, das ferner umfasst, dass ein Signal einer kritischen Energie und ein Signal einer Rate einer kritischen Energie bestimmt (38) wird, wobei das Berechnen (40) des Wankstabilitätsanzeigers auch ein Verwenden des Signals einer kritischen Energie und des Signals einer Rate einer kritischen Energie umfasst.
Verfahren (20) nach Anspruch 10, wobei das Bestimmen (38) des Signals einer kritischen Energie und des Signals einer Rate einer kritischen Energie ein Bestimmen (38) des Signals einer kritischen Energie und des Signals einer Rate einer kritischen Energie auf experimentelle Weise durch ein Fahrzeugtesten umfasst.
Verfahren (20) nach Anspruch 10, wobei das Berechnen (40) des Wankstabilitätsanzeigers auch ein Verwenden geschwindigkeitsabhängiger Konstanten umfasst.
Verfahren (20) nach Anspruch 12, wobei die geschwindigkeitsabhängigen Konstanten in einer Nachschlagetabelle für verschiedene Fahrzeuggeschwindigkeiten bereitgestellt (36) werden.
Verfahren (20) nach Anspruch 12, wobei das Berechnen (40) des Wankstabilitätsanzeigers ein Verwenden der Gleichung umfasst:
wobei RI der Wankstabilitätsanzeiger ist, c₁ und c₂ die geschwindigkeitsabhängigen Konstanten sind, E_2WL das Signal einer kritischen Energie ist, E ._critical das Signal einer Rate einer kritischen Energie ist, E das Wankenergiesignal ist und E . das Wankenergieratensignal ist.
Verfahren (20) nach Anspruch 9, wobei das Berechnen (32) des Wankenergiesignals ein Verwenden der Gleichung umfasst: E = T + Π = 12 I1(φ)φ .2 + Πsusp(φ) + MgZ(φ)wobei E das Wankenergiesignal ist, T die kinetische Energie des Fahrzeugs (10) ist, Π die potentielle Energie des Fahrzeugs (10) ist, I₁ das Wankmassenträgheitsmoment ist, M die Masse des Fahrzeugs (10) ist, φ der Wankwinkel ist, Π_susp die potentielle Energie einer Federung des Fahrzeugs (10) während der Wankbewegung ist, g die Gravitationskonstante ist und Z die Bewegung des Fahrzeugschwerpunkts in eine vertikale Richtung ist.
Verfahren (20) nach Anspruch 9, wobei das Berechnen (34) des Wankenergieratensignals ein Verwenden der Gleichung umfasst: E . = φ .Qwobei E . das Wankenergieratensignal ist, φ . die Ableitung des Wankwinkelsignals ist und Q eine verallgemeinerte Kraft auf das Fahrzeug (10) ist.
Verfahren (20) nach Anspruch 9, wobei das Schätzen (26) des Wankwinkelsignals ein Verwenden eines GPS-Signals umfasst.
Verfahren (20) nach Anspruch 9, wobei das Bereitstellen (24) von Fahrzeugkinematiksignalen ein Bereitstellen von Fahrzeugkinematiksignalen von einem Wankratensensor (22) und/oder einem Gierratensensor (22) und/oder einem Querbeschleunigungssensor (22) und/oder einem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor (22) und/oder einem Fahrzeuglenkradwinkelsensor (22) umfasst.
System zum Erzeugen eines Wankstabilitätsanzeigers, der die Wahrscheinlichkeit anzeigt, dass ein Fahrzeug (10) abheben oder sich überschlagen wird, wobei das System umfasst: mehrere Fahrzeugsensoren (22) zur Bereitstellung von Fahrzeugkinematikinformationen; ein Mittel (26) zum Schätzen eines Fahrzeugwankwinkelsignals aus den Fahrzeugkinematikinformationen; ein Mittel (32) zum Berechnen eines Wankenergiesignals auf der Grundlage des geschätzten Wankwinkelsignals; ein Mittel (34) zum Berechnen eines Wankenergieratensignals auf der Grundlage des Wankenergiesignals; und ein Mittel (40) zum Berechnen des Wankstabilitätsanzeigers unter Verwendung des Wankenergiesignals und des Wankenergieratensignals.
System nach Anspruch 19, das ferner ein Mittel (38) zur Bestimmung eines Signals einer kritischen Energie und eines Signals einer Rate einer kritischen Energie umfasst, wobei das Mittel (40) zur Berechnung des Wankstabilitätsanzeigers das Signal einer kritischen Energie und das Signal einer Rate einer kritischen Energie verwendet.
System nach Anspruch 20, wobei das Mittel (38) zur Bestimmung des Signals einer kritischen Energie und des Signals einer Rate einer kritischen Energie ein Mittel zur Bestimmung des Signals einer kritischen Energie und des Signals einer Rate einer kritischen Energie auf experimentelle Weise durch ein Fahrzeugtesten umfasst.
System nach Anspruch 20, wobei das Mittel (40) zur Berechnung des Wankstabilitätsanzeigers geschwindigkeitsabhängige Konstanten verwendet.
System nach Anspruch 22, wobei die geschwindigkeitsabhängigen Konstanten in einer Nachschlagetabelle für verschiedene Fahrzeuggeschwindigkeiten bereitgestellt sind.
System nach Anspruch 22, wobei das Mittel (40) zur Berechnung des Wankstabilitätsanzeigers die Gleichung verwendet:
wobei RI der Wankstabilitätsanzeiger ist, c₁ und c₂ die geschwindigkeitsabhängigen Konstanten sind, E_2WL das Signal einer kritischen Energie ist, E ._critical das Signal einer Rate einer kritischen Energie ist, E das Wankenergiesignal ist und E . das Wankenergieratensignal ist.
System nach Anspruch 19, wobei das Mittel (32) zur Berechnung eines Wankenergiesignals die Gleichung verwendet: E = T + Π = 12 I1(φ)φ .2 + Πsusp(φ) + MgZ(φ)wobei E das Wankenergiesignal ist, T die kinetische Energie des Fahrzeugs (10) ist, Π die potentielle Energie des Fahrzeugs (10) ist, I₁ das Wankmassenträgheitsmoment ist, M die Masse des Fahrzeugs (10) ist, φ der Wankwinkel ist, Π_susp die potentielle Energie einer Federung des Fahrzeugs (10) während der Wankbewegung ist, g die Gravitationskonstante ist und Z die Bewegung des Fahrzeugschwerpunkts in eine vertikale Richtung ist.
System nach Anspruch 19, wobei das Mittel (34) zur Berechnung des Wankenergieratensignals die Gleichung verwendet: E . = φ .Qwobei E . das Wankenergieratensignal ist, φ . die Ableitung des Wankwinkelsignals ist und Q eine verallgemeinerte Kraft auf das Fahrzeug (10) ist.
System nach Anspruch 19, wobei das Mittel (26) zum Schätzen eines Wankwinkelsignals und Schätzen eines Fahrbahnwinkelsignals ein Verwenden eines GPS-Signals umfasst.
System nach Anspruch 19, wobei das Bereitstellen (24) der Fahrzeugkinematiksignale ein Bereitstellen der Fahrzeugkinematiksignale von einem Wankratensensor (22) und/oder einem Gierratensensor (22) und/oder einem Querbeschleunigungssensor (22) und/oder einem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor (22) und/oder einem Fahrzeuglenkradwinkelsensor (22) umfasst.