DE102007030222A1 - Verfahren zur Stabilisierung eines Fahrzeuggespanns - Google Patents

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    • B60T2230/06—Tractor-trailer swaying

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Stabilisierung eines Fahrzeugs, bei dem - das Fahrzeug in Bezug auf Schlingerbewegungen überwacht wird und - dem Fahrzeug beim Erkennen einer Schlingerbewegung automatisch ein im Wesentlichen periodisches Gierung im Wesentlichen gegenphasig ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Einprägung des Giermoments durch Aufbringung einer unsymmetrischen Antriebsmomentenverteilung auf das linke und rechte Rad wenigstens einer Achse erfolgt.

Description

  • Stand der Technik
  • Mit aktiven Antriebsstrangkomponenten ist es möglich, auf Anforderung durch ein elektronisches Steuer- oder Regelgerät unterschiedliche Antriebsmomente auf die einzelnen Räder aufzubringen. Dadurch wird es möglich, analog zu einer radindividuellen Bremskraftverteilung mittels einer radindividuellen Antriebsmomentenverteilung ein stabilisierendes Giermoment um die Hochachse zu erzeugen. Bei PKW's mit Anhängern können im Fahrbetrieb Pendelbewegungen des Anhängers auftreten. Zur Behebung dieses Problems ist aus der DE 199 64 048 A1 ein Verfahren und eine Einrichtung zum Stabilisieren eines Straßenfahrzeugs, insbesondere eines Personenkraftwagens, mit einem durch das Straßenfahrzeug gezogenen Anhänger bekannt. Dabei wird das Straßenfahrzeug in bezug auf Schlingerbewegungen überwacht und dem Straßenfahrzeug beim Erkennen einer Schlingerbewegung durch radindividuelle Bremseingriffe automatisch ein Giermoment eingeprägt, das der Schlingerbewegung im wesentlichen gegenphasig ist.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Stabilisierung eines Fahrzeugs oder eines Fahrzeuggespanns, insbesondere eines Kraftfahrzeugs mit einem durch das Kraftfahrzeug gezogenen Anhänger, bei dem
    • – das Fahrzeug oder der Anhänger in Bezug auf Schlingerbewegungen überwacht wird und
    • – dem Fahrzeug beim Erkennen einer Schlingerbewegung automatisch ein periodisches bzw. im wesentlichen periodisches Giermoment eingeprägt wird, welches der Schlingerbewegung gegenphasig bzw. im wesentlichen gegenphasig ist.
  • Der Kern der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Einprägung des Giermoments durch Aufbringung einer radindividuellen bzw. unsymmetrischen Antriebsmomentenverteilung auf die angetriebenen Räder, insbesondere auf das linke und rechte Rad wenigstens einer Achse, erfolgt. Im Gegensatz zu Bremseingriffen werden Antriebsmomenteneingriffe durch den Fahrer sehr viel schwächer wahrgenommen und damit als weniger störend empfunden. Dadurch werden die Schwingungen schon sehr frühzeitig gedämpft, ohne dass der Fahrer dies als störend empfindet. Vorteilhaft ist hierbei der Sicherheitsgewinn gegenüber den später einsetzenden Bremseingriffen und der Komfortgewinn durch den Fahrer, da er die Eingriffe im allgemeinen nicht oder kaum wahrnehmen wird.
  • Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Fahrzeug um ein Zugfahrzeug handelt, welches mit wenigstens einem Anhänger verbunden ist. Die Anwendung der Erfindung auf Fahrzeugespanne ist deshalb vorteilhaft, weil Anhänger bei rascher Fahrt zu einer Schlingerbewegung neigen können („Anhängerschlingern").
  • Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Schlingerbewegung durch Auswertung der Ausgangssignale eines im Zugfahrzeug enthaltenen Sensors erkannt wird. Hier wird die Eigenschaft ausgenutzt, dass sich eine Schlingerbewegung des Anhängers über die Anhängerkupplung auf das Zugfahrzeug überträgt. Dies erlaubt eine kostengünstige Implementierung und Umsetzung der Erfindung, da moderne Kraftfahrzeuge ohnehin bereits über eine umfangreiche Sensorik beispielsweise im Rahmen einer Fahrdynamikregelung verfügen. Der Sensor kann jedoch auch im Anhänger enthalten sein.
  • Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass das Vorliegen einer Schlingerbewegung anhand des Ausgangssignals eines Gierratensensors erkannt wird. Ein Gierratensensor ist in zahlreichen modernen Fahrzeugen bereits serienmäßig vorhanden, da er zur Standardsensorik einer Fahrdynamikregelung gehört.
  • Anstelle des Gierratensensors können auch die Ausgangssignale anderer, die Querdynamik erfassender Sensoren wie beispielsweise eines Querbeschleunigungssensors oder eines Schwimmwinkelsensors, zur Detektion von Schlingerbewegungen verwendet werden.
  • Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass eine Schlingerbewegung dann als vorliegende detektiert wird, wenn das Ausgangssignal des Gierratensensors periodische Signalanteile in einem vorgegebenen Frequenzbereich aufweist. Durch Versuche hat sich gezeigt, dass eine Anhängerschlingerbewegung typischerweise eine Frequenz im Bereich zwischen 0.5 Hz und 1.5 Hz aufweist.
  • Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die unysmmetrische Antriebsmomentenverteilung auf das linke und rechte Rad derselben Achse, insbesondere der Hinterachse des Zugfahrzeugs, erfolgt.
  • Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Aufbringung der unsymmetrischen Antriebsmomentenverteilung auf die einzelnen Räder durch radindividuelle Ansteuerung von den einzelnen Rädern zugeordneten Kupplungen erfolgt.
  • Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass zur Erzeugung der unsymmetrischen Antriebsmomentenverteilung die Antriebsmomente des linken und des rechten Rad jeweils periodisch erhöht und erniedrigt werden, wobei zwischen dem an das linke Rad angelegten periodischen Antriebsmomentenverlauf und dem an das rechte Rad angelegten periodischen Antriebsmomentenverlauf eine Phasenverschiebung von 180 Grad besteht. Dadurch wird in einfacher Art und Weise ein periodischer, auf das Fahrzeug wirkender Giermomentenverlauf erzeugt. Ebenso wäre bei einem allradgetriebenen Fahrzeug eine fahrsituationsabhängige Antriebsmomentenverteilung zwischen Vorder- und Hinterachse denkbar.
  • Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich zur Aufbringung einer unsymmetrischen Antriebsmomentenverteilung radindividuelle Bremseingriffe durchgeführt werden, wobei die Bremsmomente des linken und des rechten Rad jeweils periodisch erhöht und erniedrigt werden, wobei zwischen dem an das linke Rad angelegten periodischen Bremsmomentenverlauf und dem an das rechte Rad angelegten periodischen Bremsmomentenverlauf eine Phasenverschiebung von 180 Grad besteht.
  • Weiter umfasst die Erfindung eine Vorrichtung, enthaltend Mittel, welche zur Durchführung der Verfahren nach den vorhergehenden Ansprüchen ausgestaltet sind.
  • Die Zeichnung umfasst die 1 und 2.
  • 1 zeigt den Ablauf des erfindungsgemäßen Verfahrens
  • 2 zeigt ein Fahrzeuggespann mit den erfindungswesentlichen Größen.
  • Pendelschwingungen eines Anhängers werden durch die im Zugfahrzeug befindliche Sensorik des Fahrdynamikregelungssystems erst bei stärkerer Amplitude sicher erkannt. Da zur Stabilisierung verwendete Bremseingriffe vom Fahrer als komfortmindernd wahrgenommen werden, werden diese erst bei sicherer Erkennung eines Anhängerpendelns zugelassen.
  • Kern der Erfindung ist, bei auftretenden Pendelschwingungen eines PKW-Anhängergespanns sehr frühzeitig, d. h. bereits vor dem Einsetzen der aktiven Bremseingriffe zur Stabilisierung, leichte Giermomente auf das Zugfahrzeug durch eine asymmetrische Antriebsmomentenverteilung mit Hilfe von aktiven Antriebsstrangkomponenten zu geben. Dabei können beispielsweise den einzelnen Rädern zugeordnete Kupplungen eingesetzt werden.
  • Im Gegensatz zu Bremseingriffe werden Antriebsmomenteneingriffe durch den Fahrer sehr viel schwächer wahrgenommen und damit als weniger störend empfunden.
  • Dadurch werden die Schwingungen schon sehr frühzeitig gedämpft, ohne dass der Fahrer dies als störend empfindet.
  • Vorteilhaft ist hierbei der Sicherheitsgewinn gegenüber den später einsetzenden Bremseingriffen und der Komfortgewinn durch den Fahrer, da er die Eingriffe im allgemeinen nicht oder kaum wahrnehmen wird.
  • Der Ablauf des erfindungsgemäßen Verfahrens ist in 1 dargestellt. Nach dem Start des Verfahrens in Block 100 wird in Block 101 ermittelt, ob eine Schlingerbewegung des Fahrzeugs vorliegt. Liegt keine Schlingerbewegung vor (in 1 mit „n" gekennzeichnet), dann wird zu Block 100 zurückverzweigt. Liegt dagegen eine Schlingerbewegung vor (in Block 101 mit „y" gekennzeichnet), dann wird dem Kraftfahrzeug in Block 102 beim Erkennen automatisch ein periodisches bzw. im wesentlichen periodisches Giermoment eingeprägt, welches der Schlingerbewegung gegenphasig bzw. im wesentlichen gegenphasig ist. Dies erfolgt durch Aufbringung einer unsymmetrischen Antriebsmomentenverteilung auf das linke und rechte Rad wenigstens einer Achse. In Block 103 endet das erfindungsgemäße Verfahren.
  • In 2 kennzeichnet 1 das Zugfahrzeug und 2 den Anhänger, welcher eine mit S symbolisierte periodische Schlingerbewegung ausführt. Diese Schlingerbewegung überträgt sich über die Deichsel 3 auf das Zugfahrzeug und äußert sich dort in periodischen Anteilen in der Gierrate ω und der Querbeschleunigung ay. Die Räder sind folgendermaßen gekennzeichnet:
    • RVR
    = rechtes Vorderrad,
    RVL
    = linkes Vorderrad,
    RHR
    = rechtes Hinterrad,
    RHL
    = linkes Hinterrad.
  • 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
    • - DE 19964048 A1 [0001]

Claims (10)

  1. Verfahren zur Stabilisierung eines Kraftfahrzeugs (1) mit einem durch das Kraftfahrzeug gezogenen Anhänger (2), bei dem – das Kraftfahrzeug oder der Anhänger in Bezug auf Schlingerbewegungen (S) überwacht wird (101) und – dem Kraftfahrzeug beim Erkennen einer Schlingerbewegung (S) automatisch ein im wesentlichen periodisches Giermoment eingeprägt wird, welches der Schlingerbewegung im wesentlichen gegenphasig ist (102), dadurch gekennzeichnet, dass die Einprägung des Giermoments durch Aufbringung einer radindividuellen Antriebsmomentenverteilung auf die angetriebenen Räder (RHR, RHL, RVR, RVL) erfolgt.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der radindividuellen Antriebsmomentenverteilung um die Aufbringung einer unsymmetrischen Antriebsmomentenverteilung auf das linke und rechte Rad wenigstens einer Achse (RHR, RHL, RVR, RL) handelt.
  3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schlingerbewegung durch Auswertung der Ausgangssignale (ω) eines im Kraftfahrzeug oder im Anhänger enthaltenen Sensors erkannt wird.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Vorliegen einer Schlingerbewegung anhand des Ausgangssignals eines Gierratensensors (ω) oder eines Querbeschleunigungssensors oder eines Schwimmwinkelsensors erkannt wird.
  5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Schlingerbewegung dann als vorliegend detektiert wird, wenn das Ausgangssignal des Gierratensensors periodische Signalanteile in einem vorgegebenen Frequenzbereich aufweist.
  6. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die unsymmetrische Antriebsmomentenverteilung auf das linke und rechte Rad der Hinterachse (RHR, RHL) des Kraftfahrzeugs erfolgt.
  7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufbringung der radindividuellen Antriebsmomentenverteilung auf die einzelnen Räder durch radindividuelle Ansteuerung von den einzelnen Rädern (RHR, RHL, RVR, RVL) zugeordneten Kupplungen erfolgt.
  8. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass zur Erzeugung der unsymmetrischen Antriebsmomentenverteilung die Antriebsmomente des linken und des rechten Rad jeweils periodisch erhöht und erniedrigt werden, wobei zwischen dem an das linke Rad angelegten periodischen Antriebsmomentenverlauf und dem an das rechte Rad angelegten periodischen Antriebsmomentenverlauf eine Phasenverschiebung von 180 Grad besteht.
  9. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich zur Aufbringung einer unsymmetrischen Antriebsmomentenverteilung radindividuelle Bremseingriffe durchgeführt werden, wobei die Bremsmomente des linken und des rechten Rad jeweils periodisch erhöht und erniedrigt werden, wobei zwischen dem an das linke Rad angelegten periodischen Bremsmomentenverlauf und dem an das rechte Rad angelegten periodischen Bremsmomentenverlauf eine Phasenverschiebung von 180 Grad besteht.
  10. Vorrichtung, enthaltend Mittel, welche zur Durchführung der Verfahren nach den vorhergehenden Ansprüchen ausgestaltet sind.
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