DE102007008357A1 - Fahrdynamik-Regelsystem für ein Kraftfahrzeug - Google Patents
Fahrdynamik-Regelsystem für ein Kraftfahrzeug Download PDFInfo
- Publication number
- DE102007008357A1 DE102007008357A1 DE200710008357 DE102007008357A DE102007008357A1 DE 102007008357 A1 DE102007008357 A1 DE 102007008357A1 DE 200710008357 DE200710008357 DE 200710008357 DE 102007008357 A DE102007008357 A DE 102007008357A DE 102007008357 A1 DE102007008357 A1 DE 102007008357A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- tire
- control system
- vehicle
- lateral stiffness
- slip angle
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
- B60G17/00—Resilient suspensions having means for adjusting the spring or vibration-damper characteristics, for regulating the distance between a supporting surface and a sprung part of vehicle or for locking suspension during use to meet varying vehicular or surface conditions, e.g. due to speed or load
- B60G17/015—Resilient suspensions having means for adjusting the spring or vibration-damper characteristics, for regulating the distance between a supporting surface and a sprung part of vehicle or for locking suspension during use to meet varying vehicular or surface conditions, e.g. due to speed or load the regulating means comprising electric or electronic elements
- B60G17/016—Resilient suspensions having means for adjusting the spring or vibration-damper characteristics, for regulating the distance between a supporting surface and a sprung part of vehicle or for locking suspension during use to meet varying vehicular or surface conditions, e.g. due to speed or load the regulating means comprising electric or electronic elements characterised by their responsiveness, when the vehicle is travelling, to specific motion, a specific condition, or driver input
- B60G17/0162—Resilient suspensions having means for adjusting the spring or vibration-damper characteristics, for regulating the distance between a supporting surface and a sprung part of vehicle or for locking suspension during use to meet varying vehicular or surface conditions, e.g. due to speed or load the regulating means comprising electric or electronic elements characterised by their responsiveness, when the vehicle is travelling, to specific motion, a specific condition, or driver input mainly during a motion involving steering operation, e.g. cornering, overtaking
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
- B60G17/00—Resilient suspensions having means for adjusting the spring or vibration-damper characteristics, for regulating the distance between a supporting surface and a sprung part of vehicle or for locking suspension during use to meet varying vehicular or surface conditions, e.g. due to speed or load
- B60G17/015—Resilient suspensions having means for adjusting the spring or vibration-damper characteristics, for regulating the distance between a supporting surface and a sprung part of vehicle or for locking suspension during use to meet varying vehicular or surface conditions, e.g. due to speed or load the regulating means comprising electric or electronic elements
- B60G17/0195—Resilient suspensions having means for adjusting the spring or vibration-damper characteristics, for regulating the distance between a supporting surface and a sprung part of vehicle or for locking suspension during use to meet varying vehicular or surface conditions, e.g. due to speed or load the regulating means comprising electric or electronic elements characterised by the regulation being combined with other vehicle control systems
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
- B60W40/00—Estimation or calculation of non-directly measurable driving parameters for road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub unit, e.g. by using mathematical models
- B60W40/12—Estimation or calculation of non-directly measurable driving parameters for road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub unit, e.g. by using mathematical models related to parameters of the vehicle itself, e.g. tyre models
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
- B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
- B62D6/00—Arrangements for automatically controlling steering depending on driving conditions sensed and responded to, e.g. control circuits
- B62D6/002—Arrangements for automatically controlling steering depending on driving conditions sensed and responded to, e.g. control circuits computing target steering angles for front or rear wheels
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
- B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
- B62D6/00—Arrangements for automatically controlling steering depending on driving conditions sensed and responded to, e.g. control circuits
- B62D6/002—Arrangements for automatically controlling steering depending on driving conditions sensed and responded to, e.g. control circuits computing target steering angles for front or rear wheels
- B62D6/006—Arrangements for automatically controlling steering depending on driving conditions sensed and responded to, e.g. control circuits computing target steering angles for front or rear wheels using a measured or estimated road friction coefficient
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
- B60G2400/00—Indexing codes relating to detected, measured or calculated conditions or factors
- B60G2400/60—Load
- B60G2400/64—Wheel forces, e.g. on hub, spindle or bearing
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
- B60G2800/00—Indexing codes relating to the type of movement or to the condition of the vehicle and to the end result to be achieved by the control action
- B60G2800/01—Attitude or posture control
- B60G2800/016—Yawing condition
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
- B60G2800/00—Indexing codes relating to the type of movement or to the condition of the vehicle and to the end result to be achieved by the control action
- B60G2800/21—Traction, slip, skid or slide control
- B60G2800/212—Transversal; Side-slip during cornering
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
- B60G2800/00—Indexing codes relating to the type of movement or to the condition of the vehicle and to the end result to be achieved by the control action
- B60G2800/24—Steering, cornering
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
- B60G2800/00—Indexing codes relating to the type of movement or to the condition of the vehicle and to the end result to be achieved by the control action
- B60G2800/90—System Controller type
- B60G2800/91—Suspension Control
- B60G2800/915—Suspension load distribution
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
- B60G2800/00—Indexing codes relating to the type of movement or to the condition of the vehicle and to the end result to be achieved by the control action
- B60G2800/90—System Controller type
- B60G2800/94—Electronic Stability Program (ESP, i.e. ABS+ASC+EMS)
Abstract
Die Erfindung betrifft ein Fahrdynamik-Regelsystem für ein zweispuriges Kraftfahrzeug mit mit Reifen ausgestatteten Rädern, welches zumindest einen Aktuator ansteuert, mit dem die Fahrzeug-Dynamik veränderbar ist, und wobei die Seitensteifigkeit der Rad-Reifen berücksichtigt wird. Dabei werden die mit hinreichender Genauigkeit ermittelten Reifen-Seitensteifigkeiten (= Schräglaufsteifigkeiten) radindividuell oder achsindividuell berücksichtigt aus der geeignet ermittelten Rad-Seitenkraft und dem jeweiligen, geeignet ermittelten Reifen-Schräglaufwinkel ermittelt. Vorzugsweise wird die Reifen-Seitensteifigkeit bestimmt, indem die zeitliche Ableitung der Rad-Seitenkraft durch die zeitliche Ableitung des Reifen-Schräglaufwinkels dividiert wird. Das so gewonnene Signal kann geeignet nachbearbeitet werden. Die Rad-Seitenkraft kann gemessen oder mittels eines Fahrzeug-Modells berechnet werden. Vorzugsweise wird der Schräglaufwinkel achsindividuell aus dem geeignet ermittelten Schwimmwinkel des Fahrzeugs abgeleitet. Insbesondere wird/werden der oder die Aktuatoren derart angesteuert, dass die Seitensteifigkeit des oder der von dieser Ansteuerung betroffenen Reifen einen Minimalwert nicht unterschreitet.
Description
- Die Erfindung betrifft ein Fahrdynamik-Regelsystem für ein insbesondere zweispuriges Kraftfahrzeug mit mit Reifen ausgestatteten Rädern, wobei das Fahrdynamik-Regelsystem einen oder mehrere Aktuator(en) ansteuert, mit dem oder denen die Längsdynamik und/oder die Querdynamik und/oder die Vertikaldynamik des Kraftfahrzeugs veränderbar ist, wobei die Seitensteifigkeit der Rad-Reifen berücksichtigt wird. Zum technischen Umfeld wird beispielshalber auf die
EP 1 197 409 A2 verwiesen. - Die so genannten, heute an zweispurigen Kraftfahrzeugen im wesentlichen üblichen elektronischen Stabilitäts-Programme (ESP) können – als ein Fahrdynamik-Regelsystem nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 – die Fahrsicherheit des Fahrzeugs deutlich erhöhen, indem bei Erreichen eines unsicheren Fahrzustandes die Längsdynamik und die Querdynamik des Fahrzeugs direkt beeinflussende Eingriffe vorgenommen werden, d. h. es werden entweder radindividuell und vorzugsweise nur auf einer Seite des Fahrzeugs Bremsvorgänge und/oder an einer Fzg.-Achse geeignete Lenkvorgänge initiiert, mit Hilfe derer das Fahrzeug stabilisiert werden soll. Dabei liegt ein Regelkreis vor, derart, dass mittels geeigneter Aktuatoren der oder die Eingriffe solange durchgeführt wird oder werden, bis ein stabiler Fahrzustand erkannt ist.
- Dabei ist es jedoch durchaus möglich, dass durch das Fahrdynamik-Regelsystem weniger geeignete Aktuator-Eingriffe durchgeführt werden, unter anderem weil die aktuelle Seitensteifigkeit der Reifen (einzeln oder auf eine Achse bezogen), die auch als Schräglaufsteifigkeit bezeichnet wird, nicht mit hinreichender Genauigkeit berücksichtigt wird bzw. berücksichtigt werden kann. Grundsätzlich ist nämlich die Reifen-Seitensteifigkeit, die als Ableitung der vom einem Reifen übertragenen Seitenkraft nach dem zugehörigen Reifen-Schräglaufwinkel bzw. vereinfachend als Quotient aus der aktuellen Seitenkraft und dem zugehörigen Schräglaufwinkel definiert ist, bekanntermaßen vom Schräglaufwinkel des Reifens abhängig, d. h. insbesondere nicht konstant. Ferner weist die gemessene sog. Reifenkurve, in der die übertragbare Seitenkraft über dem Schräglaufwinkel dargestellt ist, einen hystereseförmigen Verlauf auf, der durch das Einlaufverhalten des Reifens und die Normalkraftdegression hervorgerufen wird. Weiterhin unterliegen die grundlegenden Eigenschaften des Reifens selbst stark schwankenden Einflüssen, wie Reifentyp und Reifenbauart, Temperatur, Fahr- oder Abrollgeschwindigkeit, Abnutzungsgrad, Reifendruck, usw.
- Eine Abhilfemaßnahme für diese geschilderte Problematik aufzuzeigen, ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung.
- Die Lösung dieser Aufgabe ist für ein Fahrdynamik-Regelsystem nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 dadurch gekennzeichnet, dass die mit hinreichender Genauigkeit ermittelten Reifen-Seitensteifigkeiten (= Schräglaufsteifigkeiten der Reifen) radindividuell oder achsindividuell im Regelsystem berücksichtigt werden, wobei diese Reifen-Seitensteifigkeiten aus der geeignet ermittelten Rad-Seitenkraft und dem jeweiligen, geeignet ermittelten Reifen-Schräglaufwinkel ermittelt werden. Vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen sind Inhalt der Unteransprüche.
- Vorgeschlagen wird somit sowohl eine Erkennung der aktuellen Reifen-Seitensteifigkeiten entweder bezüglich jedes Reifens des Fahrzeugs individuell oder im Hinblick auf Lenkvorgänge zumindest für die mit den lenkbaren Rädern ausgestattete Achse individuell, als auch die Verwendung der erkannten bzw. geeignet ermittelten Reifen-Seitensteifigkeiten in der Fahrdynamik-Regelung. Damit können von der Fahrdynamik-Regelung mittels zumindest eines Aktuators ausgeführte Regeleingriffe gezielter und robuster erfolgen als bisher.
- Ein integriertes fahrdynamisches Regelkonzept beinhaltet im allgemeinen die Bausteine Fahrervorgabe, Sollmodell, Regler, Verteiler und schließlich das Fahrzeug selbst. Die Fahrervorgaben (bspw. ein vom Fahrer vorgegebener Lenkwinkel) werden im Sollmodell zu Sollgrößen (im Falle eines Lenkwinkels zu einer Gierrate) verarbeitet. Diese einzuhaltende Sollgröße wird mit der entsprechenden gemessenen Istgröße verglichen, woraufhin die festgestelte Regeldifferenz dem Regler zugeführt wird. Dieser muss entscheiden, welche Stellgröße erforderlich ist, um das durch das Sollmodell festgelegte gewünschte Verhalten des Fahrzeugs herzustellen. Anhand der ausgewählten Stellgröße, bei der es sich bspw. um ein für eine Stabilisierung des Fahrzeugs erforderliches Giermoment handeln kann, kann dann im genannten Verteiler dessen Aufteilung auf einen oder mehrere Aktuatoren, bspw. auf eine Vorderrad-Lenkung und eine Hinterrad-Lenkung, erfolgen. Dabei ist es im Hinblick auf eine sinnvolle Aufteilung äußerst vorteilhaft, wenn das Eingriffspotenzial der einzelnen Aktuatoren bekannt ist, d. h. wenn insbesondere bekannt ist, wie viel an zusätzlicher Seitenkraft an den einzelnen Reifen oder an den Reifen einer Achse zusammen betrachtet noch übertragen werden kann.
- Vorliegend steht für die Verteilung der Regeleingriffe die Erkennung des Eingriffspotenzials in Fzg.-Querrichtung im Vordergrund. Es können die entsprechenden Rad-Seitenkräfte analysiert und es kann daraufhin noch vorhandenes Potenzial für entsprechende Aktuator-Eingriffe in die Dynamik des Fahrzeugs, insbesondere in dessen Querdynamik, abgeleitet werden. Vorzugsweise handelt es sich dabei um die Querdynamik direkt beeinflussende Aktuatoren, also Aktuatoren, die die Lenkwinkel der einzelnen Räder beeinflussen. Konkret kann also an einem zweispurigen, zweiachsigen Fahrzeug, bei dem sowohl die Vorderräder als auch die Hinterräder (letztere üblicherweise nur geringfügig) lenkbar sind, entschieden werden, ob vorrangig an der Hinterachse oder an der Vorderachse ein zusätzlicher Lenkwinkel zur Erzeugung bspw. des im vorangegangenen Absatz genannten Giermoments (als stabilisierende Stellgröße) eingestellt wird, bzw. bis zu welchem Wert ein Lenkwinkel eingestellt werden kann, ohne dass die Seitensteifigkeit der von dieser Einstellung betroffenen Reifen einen Minimalwert unterschreitet. Allgemein ausgedrückt kann bzw. können also bei einem erfindungsgemäßen Fahrdynamik-Regelsystem der oder die Aktuatoren derart angesteuert werden, dass die Seitensteifigkeit des oder der von dieser Ansteuerung betroffenen Reifen einen Minimalwert nicht unterschreitet. Insbesondere liegt dieser Minimalwert im Bereich des Wertes „Null". In diesem Sinne kann auch in den Fällen, in denen aufgrund einer Ansteuerung eines Aktuators die Reifen-Seitensteifigkeit dem Wert „Null" sehr nahe kommt, dieser Aktuator-Eingriff abgebaut oder zurückgenommen werden.
- Was die Ermittlung der erfindungsgemäß zu berücksichtigenden Reifen-Seitensteifigkeit mit hinreichender Genauigkeit betrifft, so ist dies auf unterschiedliche Arten möglich. Zum einen kann diese mit der sog. Sekantenmethode erfolgen, indem die Radseitenkraft einfach durch den Reifen-Schräglaufwinkel dividiert wird. Alternativ kann die Reifen-Seitensteifigkeit oder ein Rohsignal hierfür mittels der sog. Tangentenmethode bestimmt werden, indem die zeitliche Ableitung der Rad-Seitenkraft durch die zeitliche Ableitung des Reifen-Schräglaufwinkels dividiert wird.
- Beides wird im Folgenden unter Verweis auf die beigefügte
1 sowie auf die in der beigefügten2 aufgeführten Gleichungen (2.1) und (2.2) näher erläutert, wobei in der beigefügten3 die in den Gleichungen von2 enthaltenen Formelzeichen kurz erläutert sind. In der bereits genannten1 ist ein beispielhafter Kurven-Verlauf für die übertragbare Rad-Seitenkraft Fy (in Newton (N)) über dem Schräglaufwinkel α (in °) des Rades bzw. des Reifens dargestellt. - Bei Anwendung der genannten Sekantenmethode zur Ermittlung der Reifen-Seitensteifigkeit wird angenommen, dass sich der Reifen linear verhält (vgl. die in
1 eingezeichnete, den Kurvenverlauf ersetzende Sekante), so dass sich die Steifigkeit einfach nach Gleichung (2.1) von2 berechnet. Soll hingegen dem tatsächlichen nichtlinearen Verhalten der Fahrzeug-Reifen Rechnung getragen werden, so wird eine Bestimmung der aktuellen Reifen-Seitensteifigkeit mittels einer lokalen Ableitung vorgeschlagen, d. h. es wird mittels der sog. Tangentenmethode die Steigung der Tangenten (vgl. ebenfalls Darstellung in1 ) im aktuellen Arbeitspunkt Fy(α) berechnet. Um das Problem der Ableitung von Fy nach α zu umgehen, wird die in Gleichung (2.2) wiedergegebene Aufspaltung vorgeschlagen, wonach die zeitliche Ableitung der Seitenkraft Fy durch die zeitliche Ableitung des Schräglaufwinkels α dividiert wird. Die zeitlichen Ableitungen sind einfach bestimmbar, bspw. bzw. vorzugsweise mittels eines Zustandsvariablenfilters 2. Ordnung. - Die Berechnung nach der nichtlinearen Tangenten-Methode gemäß Gleichung (2.2) weist eine größere Spreizung der erkannten Steifigkeiten auf als die lineare Sekanten-Methode nach Gleichung (2.1), wodurch sich für erstgenannte eine genauere Ermittlung ergibt. Dieser Vorteil bedingt jedoch den Nachteil, dass die nichtlineare Berechnung durch die Bildung der zeitlichen Ableitungen empfindlicher gegenüber einem Signal-Rauschen ist, d. h. die Genauigkeit ist umso größer, je geringer das Messsignal verrauscht ist Unter Berücksichtigung dessen kann somit je nach der Genauigkeitsanforderung und Dynamikanforderung die jeweils besser geeignete Methode gewählt werden.
- Abweichend von der Darstellung in
1 weist jedoch die reale Reifenkurve Fy(α) einen hystereseförmigen Verlauf auf, der durch die Effekte Einlaufverhalten und Normalkraftdegression hervorgerufen wird und der die Bestimmung der aktuellen Tangente erschweren kann. Die Reifeneigenschaften unterliegen bekanntlich stark schwankenden Einflüssen wie etwa Reifentyp und Reifenart, Temperatur, Abroll-Geschwindigkeit, Abnutzungsgrad, Reifendruck, etc. Daher kann unter gewissen Umständen eine modellbasierte Kompensation mit dem Ziel einer Reifenkurve ohne Hysterese ggf. nicht in ausreichender Güte möglich sein. Um in solchen Fällen ohne eine Kompensation des hystereseformigen Verlaufes auszukommen, wird eine im weiteren erläuterte Nachbearbeitung des mit der genannten Tangenten-Methode gewonnenen und hier sog. Rohsignals der Reifen-Seitensteifigkeit gemäß Gleichung (2.2) vorgeschlagen. - Für betragsmäßig sehr kleine Änderungen des Schräglaufwinkels α, d. h. wenn die zeitliche Ableitung des Rad-Schräglaufwinkels dem Wert „Null" nahe kommt, ergibt sich schließlich kein realistischer Wert mehr für die Reifen-Seitensteifigkeit, weshalb die „Steigungsermittlung" gemäß der Tangenten-Methode dann angehalten wird. Ein entsprechendes Schaltsignal hierfür sollte mit einem geringeren Zeitverzug als das zur Steigungsermittlung verwendete bestimmt werden. Da eine Filterung mit einer kleineren Zeitkonstanten ein stärker verrauschtes Signal liefert, sollte an dieser Stelle ein guter Kompromiss zwischen einer Dämpfung des Messrauschens und einem Zeitverzug eingestellt werden.
- Für betragsmäßig kleine Schräglaufwinkel α wird die Verwendung eines konstanten geeigneten Ersatzwertes für die Seitensteifigkeit vorgeschlagen, falls gleichzeitig die Änderungsgeschwindigkeit des Schräglaufwinkes, d. h. der Betrag der zeitlichen Ableitung des Rad-Schräglaufwinkels, gering ist. Hingegen sollte bei kleinen Schräglaufwinkeln α und bei gleichzeitig großem Betrag der zeitlichen Ableitung des Rad-Schräglaufwinkels, wenn somit ein hochdynamischer Vorgang und/oder ein Nulldurchgang des Schräglaufwinkels vorliegt, eine regelungstechnische Überblendung zwischen einem bzw. dem genannten Ersatzwert für die Reifen-Seitensteifigkeit und dem genannten Rohsignal durchgeführt werden. Da im übrigen das hier angenommene, prinzipielle Reifenverhalten nach
1 nur für den rollenden Reifen gültig ist, kann bei sehr geringen Abroll-Geschwindigkeiten des Reifens ebenfalls der bereits genannte Ersatzwert für die Reifen-Seitensteifigkeit verwendet werden. Dieser mehrfach genannte konstante Ersatzwert für die Reifen-Seitensteifigkeit kann für Reifen an der Vorderachse eines PKW's in der Größenordnung von 150.000 N/rad und für Reifen an der Hinterachse eines PKW's in der Größenordnung von 250.000 N/rad liegen. Im übrigen wird vorgeschlagen, die Änderungsrate der Reifen-Seitensteifigkeit regelungstechnisch betragsmäßig zu begrenzen, um zu starke Sprünge abzufangen. - Bislang wurde die Ermittlung der Reifen-Seitensteifigkeit aus den physikalischen Größen „Rad-Seitenkraft Fy" und „Schräglaufwinkel α" beschrieben. Grundsätzlich können diese Größen am Rad des Fahrzeugs laufend gemessen werden. Der Schräglaufwinkel ist optisch (vorzugsweise mittels Laser) grundsätzlich messbar und die Seitenkraft kann mittels geeigneter Messfühler in der Radnabe ermittelt werden. In heutigen Großserien-Fahrzeugen bedingt eine solche Messung jedoch einen unvertretbar hohen Aufwand. Deshalb wird vorgeschlagen, diese benötigten Größen ersatzweise mit hinreichender Genauigkeit zu schätzen.
- Was den Schräglaufwinkel betrifft, so ist es für eine Lenkungsregelung, d. h. wenn der oder die genannte(n) Aktuator(en) die Lenkwinkel der Räder einer oder mehrerer Achsen des Fahrzeugs stellen bzw. beeinflussen können, ausreichend, wenn ein achsindividueller Schräglaufwinkel bekannt ist, nachdem die beiden Räder einer Achse auch nur gemeinsam (und nicht radindividuell) gelenkt werden können. Der achsindividuelle Schräglaufwinkel αi (mit i = v für die Vorderachse bzw. i = h für die Hinterachse des Fahrzeugs) kann aus dem auf die jeweilige Achse bezogenen Schwimmwinkel βv bzw. βh des Fahrzeugs und dem an den lenkbaren Rädern dieser Achse eingestellten Lenkwinkel δv, bzw. δh, welcher einfach messbar und somit bekannt ist, bekanntlich einfach durch Subtraktion der letztgenannten Größen abgeleitet werden (vgl. Gleichungen (2.8), (2.9) in
2 ). Dabei kann der Schwimmwinkel β des Fahrzeugs – wie dem Fachmann weiterhin bekannt ist – entweder gemessen werden oder aus der Gierrate des Fahrzeugs unter Berücksichtigung der Fahrzeug-Längsgeschwindigkeit mit hinreichender Genauigkeit geschätzt werden. Über eine dem Fachmann ebenfalls bekannte Transformation ist aus dem Schwimmwinkel β des Fahrzeugs der achsbezogene Schwimmwinkel βv bzw. βh ableitbar, vgl. hierzu ebenfalls die Gleichungen (2.8), (2.9) in2 . - Was die aktuelle Rad-Seitenkraft betrifft, so ist es für eine Lenkungsregelung, d. h. wenn der oder die genannte(n) Aktuator(en) die Lenkwinkel der Räder einer oder mehrerer Achsen des Fahrzeugs stellen bzw. beeinflussen können, ausreichend, wenn eine achsindividuelle Seitenkraft bekannt ist, nachdem die beiden Räder einer Achse auch nur gemeinsam (und nicht radindividuell) gelenkt werden können. Diese achsindividuelle Seitenkraft kann ebenfalls berechnet werden, und zwar aus dem Drall- und dem Schwerpunktsatz eines dem Fachmann bekannten Einspurmodells des Fahrzeugs, und zwar unter der Annahme, dass keine unsymmetrischen Radlängskräfte (bspw. hervorgerufen durch radindividuelle Bremsregeleingriffe) auftreten. Hierzu wird auf die Gleichungen (2.3), (2.4), (2.5), (2.6) in
2 verwiesen. - Mit der vorgeschlagenen Bestimmung der Reifen-Seitensteifigkeit ergibt sich der Vorteil, dass keine Reifenparameter einfließen. Folglich ist die vorgeschlagene Berechnungsmethode gegenüber Reifenverschleiß, Reifenwechsel, Erwärmung, und weitere Störeinflüsse im Gegensatz zu modellbasierten Systemen relativ robust. Wie bereits erwähnt kann dann mit der so gewonnenen Steifigkeitsinformation die Ansteuerung des oder der genannten Aktuators/Aktuatoren zielgerichtet erfolgen; wenn mehrere Aktuatoren ansteuerbar sind, so im Falle lenkbarer Räder sowohl an der Vorderachse als auch an der Hinterachse des Fahrzeugs, kann eine günstige Aufteilung der geforderten Stellgröße (vgl. weiter oben: bspw. ein stabilisierendes Giermoment) auf die einzelnen Aktuatoren erfolgen. Im Falle des bereits mehrfach genannten Lenkregelsystems kann somit ausgehend vom vom Regler geforderten Stabilisierungs-Moment ein hierfür erforderlicher Lenkwinkel an der Vorderachse abgleitet werden, vgl. die beiden Gleichungen (2.7). Weiterhin kann mit der bekannten Reifen-Seitensteifigkeit ein Eingriff des Aktuators, also bspw. ein Lenkeingriff, wieder reduziert werden, wenn der bzw. die Reifen der betreffenden Achse in Sättigung geraten, d. h. wenn die ermittelte Seitensteifigkeit einen Minimalwert (bspw. in der Größenordnung von minimal über Null) unterschreitet. Im übrigen ist in einem solchen Fall, d. h. wenn die mit hinreichender Genauigkeit ermittelte Seitensteifigkeit cα für eine zu wählende Zeitspanne minimal ist, d. h. praktisch den Wert „Null" annimmt, der aktuelle Reibwert gleich dem maximal möglichen Kraftquotienten.
- ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
- Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
- Zitierte Patentliteratur
-
- - EP 1197409 A2 [0001]
Claims (11)
- Fahrdynamik-Regelsystem für ein insbesondere zweispuriges Kraftfahrzeug mit mit Reifen ausgestatteten Rädern, wobei das Fahrdynamik-Regelsystem einen oder mehrere Aktuator(en) ansteuert, mit dem oder denen die Längsdynamik und/oder die Querdynamik und/oder die Vertikaldynamik des Kraftfahrzeugs veränderbar ist, wobei die Seitensteifigkeit der Rad-Reifen berücksichtigt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die mit hinreichender Genauigkeit ermittelten Reifen-Seitensteifigkeiten (= Schräglaufsteifigkeiten der Reifen) radindividuell oder achsindividuell berücksichtigt werden und dass diese Reifen-Seitensteifigkeiten aus der geeignet ermittelten Rad-Seitenkraft und dem jeweiligen, geeignet ermittelten Reifen-Schräglaufwinkel ermittelt werden.
- Fahrdynamik-Regelsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Reifen-Seitensteifigkeit mittels der sog. Sekantenmethode bestimmt wird, indem die Radseitenkraft durch den Reifen-Schräglaufwinkel dividiert wird.
- Fahrdynamik-Regelsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Reifen-Seitensteifigkeit oder ein Rohsignal hierfür mittels der sog. Tangentenmethode bestimmt wird, indem die zeitliche Ableitung der Rad-Seitenkraft durch die zeitliche Ableitung des Reifen-Schräglaufwinkels dividiert wird.
- Fahrdynamik-Regelsystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das genannte Rohsignal der Reifen-Seitensteifigkeit nachbearbeitet wird, derart dass für geringe Fahrgeschwindigkeiten des Fahrzeugs und/oder für kleine Schräglaufwinkel bei gleichzeitig geringem Betrag der zeitlichen Ableitung des Reifen-Schräglaufwinkels ein geeigneter konstanter Ersatzwert für die Seitensteifigkeit verwendet wird.
- Fahrdynamik-Regelsystem nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Ermittlung der Seitensteifigkeit angehalten wird, wenn die zeitliche Ableitung des Reifen-Schräglaufwinkels dem Wert „Null" nahe kommt.
- Fahrdynamik-Regelsystem nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das genannte Rohsignal der Reifen-Seitensteifigkeit nachbearbeitet wird, derart dass für kleine Schräglaufwinkel bei gleichzeitig großem Betrag der zeitlichen Ableitung des Reifen-Schräglaufwinkels und/oder bei einem Nulldurchgang des Schräglaufwinkels eine regelungstechnische Überblendung zwischen einem Ersatzwert für die Seitensteifigkeit und dem Rohsignal durchgeführt wird.
- Fahrdynamik-Regelsystem nach einem der Ansprüche 3–6, dadurch gekennzeichnet, dass die Änderungsrate der Reifen-Seitensteifigkeit regelungstechnisch betragsmäßig begrenzt ist.
- Fahrdynamik-Regelsystem nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Radseitenkraft gemessen wird oder achsindividuell aus einer mittels eines Fahrzeug-Modells berechneten Achsseitenkraft bestimmt wird.
- Fahrdynamik-Regelsystem nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schräglaufwinkel achsindividuell aus dem geeignet ermittelten Schwimmwinkel des Fahrzeugs abgeleitet wird.
- Fahrdynamik-Regelsystem nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der oder die Aktuatoren derart angesteuert wird oder werden, dass die Seitensteifigkeit des oder der von dieser Ansteuerung betroffenen Reifen einen Minimalwert nicht unterschreitet.
- Fahrdynamik-Regelsystem nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in den Fällen, in denen aufgrund einer Ansteuerung eines Aktuators die Reifen-Seitensteifigkeit dem Wert „Null" sehr nahe kommt, dieser Aktuator-Eingriff abgebaut oder zurückgenommen wird.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE200710008357 DE102007008357A1 (de) | 2007-02-21 | 2007-02-21 | Fahrdynamik-Regelsystem für ein Kraftfahrzeug |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE200710008357 DE102007008357A1 (de) | 2007-02-21 | 2007-02-21 | Fahrdynamik-Regelsystem für ein Kraftfahrzeug |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102007008357A1 true DE102007008357A1 (de) | 2008-08-28 |
Family
ID=39645773
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE200710008357 Withdrawn DE102007008357A1 (de) | 2007-02-21 | 2007-02-21 | Fahrdynamik-Regelsystem für ein Kraftfahrzeug |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE102007008357A1 (de) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20120022745A1 (en) * | 2010-07-26 | 2012-01-26 | Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft | Method for operating a steering system |
DE102011084185A1 (de) * | 2011-10-07 | 2013-04-11 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Lenksystem eines zweispurigen Kraftfahrzeugs |
DE102013110490A1 (de) | 2013-09-23 | 2015-03-26 | Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft | Verfahren und Vorrichtung zur Regelung der Gier- und Querdynamik eines Fahrzeugs |
CN107539311A (zh) * | 2016-06-23 | 2018-01-05 | 福特全球技术公司 | 车辆轮胎饱和度估计装置 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3935588A1 (de) * | 1989-10-23 | 1991-04-25 | Forschungsgesellschaft Kraftfa | Verfahren zur gewaehrleistung der fahrstabilitaet von kraftfahrzeugen |
DE19617590A1 (de) * | 1996-05-02 | 1997-11-06 | Teves Gmbh Alfred | Verfahren zur Bestimmung eines Fahrzeug-Sollverhaltens |
EP1197409A2 (de) | 2000-10-12 | 2002-04-17 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Fahrdynamik-Regelsystem eines Kraftfahrzeuges |
US20050154513A1 (en) * | 2004-01-14 | 2005-07-14 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Vehicle dynamics behavior reproduction system |
-
2007
- 2007-02-21 DE DE200710008357 patent/DE102007008357A1/de not_active Withdrawn
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3935588A1 (de) * | 1989-10-23 | 1991-04-25 | Forschungsgesellschaft Kraftfa | Verfahren zur gewaehrleistung der fahrstabilitaet von kraftfahrzeugen |
DE19617590A1 (de) * | 1996-05-02 | 1997-11-06 | Teves Gmbh Alfred | Verfahren zur Bestimmung eines Fahrzeug-Sollverhaltens |
EP1197409A2 (de) | 2000-10-12 | 2002-04-17 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Fahrdynamik-Regelsystem eines Kraftfahrzeuges |
US20050154513A1 (en) * | 2004-01-14 | 2005-07-14 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Vehicle dynamics behavior reproduction system |
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20120022745A1 (en) * | 2010-07-26 | 2012-01-26 | Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft | Method for operating a steering system |
DE102010036619A1 (de) * | 2010-07-26 | 2012-01-26 | Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft | Verfahren zum Betreiben eines Lenksystems |
CN102343936A (zh) * | 2010-07-26 | 2012-02-08 | F.波尔希名誉工学博士公司 | 用于操纵转向系统的方法 |
CN102343936B (zh) * | 2010-07-26 | 2014-12-24 | F.波尔希名誉工学博士公司 | 用于操纵转向系统的方法 |
DE102010036619B4 (de) * | 2010-07-26 | 2020-08-27 | Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft | Verfahren zum Betreiben eines Lenksystems |
DE102011084185A1 (de) * | 2011-10-07 | 2013-04-11 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Lenksystem eines zweispurigen Kraftfahrzeugs |
DE102013110490A1 (de) | 2013-09-23 | 2015-03-26 | Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft | Verfahren und Vorrichtung zur Regelung der Gier- und Querdynamik eines Fahrzeugs |
CN107539311A (zh) * | 2016-06-23 | 2018-01-05 | 福特全球技术公司 | 车辆轮胎饱和度估计装置 |
CN107539311B (zh) * | 2016-06-23 | 2022-07-19 | 福特全球技术公司 | 车辆轮胎饱和度估计装置 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP0943515B1 (de) | Verfahren zur Regelung des Gierverhaltens von Fahrzeugen | |
DE102010030986B4 (de) | Verfahren zur Bestimmung einer Zahnstangenkraft für eine Lenkvorrichtung in einem Fahrzeug | |
EP0897359B1 (de) | Verfahren zur bestimmung eines fahrzeug-sollverhaltens | |
EP1089901B1 (de) | Regelschaltung zum regeln der fahrstabilität eines fahrzeugs anhand eines fahrzeugreferenzmodells | |
DE102010042135B4 (de) | Verfahren zur Bestimmung einer Zahnstangenkraft für eine Lenkvorrichtung in einem Fahrzeug | |
EP2065291A1 (de) | Verfahren zum Betrieb einer Überlagerungslenkung für ein Kraftfahrzeug | |
DE102007051590A1 (de) | Verfahren zum Verteilen von Antriebs- oder Schleppmomenten auf die angetriebenen Räder eines Kfz | |
EP2288532B1 (de) | Vorrichtung und verfahren zur beeinflussung der fahrzeugquerdynamik | |
DE19849508A1 (de) | Verfahren zur Regelung des Fahrverhaltens eines Fahrzeuges | |
DE102007008357A1 (de) | Fahrdynamik-Regelsystem für ein Kraftfahrzeug | |
DE102004008265A1 (de) | Verfahren zur Antriebsschlupfregelung eines Kraftfahrzeugs | |
DE102011079859B4 (de) | Betriebsverfahren eines Fahrzeug-Lenksystems | |
EP2440439B1 (de) | Verfahren zur erzeugung eines auf die fahrzeugräder eines fahrzeugs wirkenden differenzmoments | |
DE102008034908A1 (de) | Verfahren zur Stabilisierung eines Fahrzeuges bei Aquaplaning | |
WO2013064312A1 (de) | Verfahren und vorrichtung zum betreiben eines kraftfahrzeugs | |
DE102016005966A1 (de) | Verfahren zum Verbessern des Gierverhaltens eines Kraftfahrzeugs | |
DE102010037417B3 (de) | Verfahren zum Bilden eines den Schweregrad eines Übersteuerungsvorgangs in einem Fahrmanöver angebenden Schweregrad-Index | |
DE10141273A1 (de) | Verfahren zur Erhöhung der Fahrstabilität bei einem Fahrzeug | |
DE102020213413A1 (de) | Gierratenregelungsaktivierung | |
DE102019103090B4 (de) | Verfahren zum Bestimmen eines Vorgabewertes für einen Servomotor eines Fahrzeug-Lenksystems | |
EP1362754B1 (de) | Verfahren zur Erhöhung der Fahrstabilität bei einem Fahrzeug | |
DE10206730B4 (de) | Gierdämpfung bei der Fahrzeuglenkung | |
DE102011010491A1 (de) | Verfahren und Steuerungsvorrichtung zum Aktivieren einer Fahrdynamikregelung, sowie Kraftwagen | |
DE102008046259A1 (de) | Verfahren und Vorrichtung zum Bestimmen einer Fahrstabilität eines Fahrzeugs beim Bremsen und Verfahren und Vorrichtung zum Einstellen eines Bremsdrucks für ein Fahrzeug | |
DE102016214564A1 (de) | Verfahren und Steuersystem zur Fahrdynamikregelung eines Fahrzeugs und Fahrzeug |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OM8 | Search report available as to paragraph 43 lit. 1 sentence 1 patent law | ||
R005 | Application deemed withdrawn due to failure to request examination |
Effective date: 20140222 |