DE102008002361A1

DE102008002361A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Vermeidung seitlichen Umkippens bei Rückwärtsfahrt

Info

Publication number: DE102008002361A1
Application number: DE102008002361A
Authority: DE
Inventors: Patrick Lott; Marc Reh; Bernhard Heisler
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2008-06-11
Filing date: 2008-06-11
Publication date: 2009-12-17
Also published as: WO2009149974A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Vermeidung des seitlichen Umkippens eines Fahrzeugs, bei dem - die Fahrtrichtung des Fahrzeugs bzgl. seiner Längsachse ermittelt wird, - eine eine mögliche Umkippgefahr des Fahrzeugs charakterisierende Umkippgröße ermittelt wird und - abhängig von der Fahrtrichtung und der Umkippgröße ein fahrerunabhängiger Stabilisierungseingriff durchgeführt wird oder ein Stabilisierungshinweis an den Fahrer erfolgt.

Description

Stand der Technik
Fahrzeuge mit hohem Schwerpunkt wie z. B. Transporter oder PKW's mit Dachlast können bei entsprechender Anregung während der Fahrt seitwärts umkippen. Als mögliche Stabilisierungsmöglichkeit sind aus der DE 38 05 589 A1 ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Steuern einer Bremsanlage für ein Schwerfahrzeug bekannt. Wenn ein Querbeschleunigungssensor anzeigt, dass sich die Querbeschleunigung einem vorgegebenen kritischen Wert nähert, welcher ein Kippen des Fahrzeugs möglich werden lässt, wird zunächst der Fahrer gewarnt und/oder das Fahrzeug zwangsweise gebremst.
Offenbarung der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Vermeidung des seitlichen Umkippens eines Fahrzeugs, bei dem

– die Fahrtrichtung des Fahrzeugs bzgl. seiner Längsachse ermittelt wird,
– eine eine mögliche Umkippgefahr des Fahrzeug charakterisierende Umkippgröße ermittelt wird und
– abhängig von der Fahrtrichtung und der Umkippgröße ein fahrerunabhängiger Stabilisierungseingriff durchgeführt wird oder ein Stabilisierungshinweis bzw. eine Stabilisierungsaufforderung an den Fahrer erfolgt.

Durch die Ermittlung der Fahrtrichtung bzgl. der Fahrzeuglängsachse, d. h. es wird ermittelt, ob eine Vorwärtsfahrt oder eine Rückwärtsfahrt vorliegt, kann je nach Fahrtrichtung ein optimiertes Verfahren zur Umkippvermeidung zum Einsatz kommen. Die Fahrtrichtung kann beispielsweise anhand der Ganginformation, d. h. anhand einer Information über die eingelegte Gangstufe, ermittelt werden.
Die Umkippgröße kann je nach Fahrtrichtung verschieden sein: Beispielsweise kann bei Vorwärtsfahrt eine die Fahrzeugquerdynamik beschreibende Größe wie z. B. die Querbeschleunigung als Umkippgröße betrachtet werden während bei Rückwärtsfahrt eine die Fahrzeuglängsdynamik beschreibende Größe wie z. B. die Fahrzeuglängsgeschwindigkeit als Umkippgröße betrachtet wird.
Eine Umkippgefahr besteht bei Rückwärtsfahrt z. B. dann, wenn die Fahrzeuglängsgeschwindigkeit einen Schwellenwert überschreitet, wobei der Schwellenwert von einer Lenkgröße wie z. B. dem Lenkradwinkel oder der Lenkradwinkelgeschwindigkeit abhängig ist.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet,

– dass es sich bei der Umkippgröße um eine die Fahrzeuglängsdynamik kennzeichnende Fahrzeuglängsdynamikgröße handelt und
– bei Vorliegen einer Rückwärtsfahrt abhängig von der Fahrzeuglängsdynamikgröße ein fahrerunabhängiger Stabilisierungseingriff durchgeführt wird oder ein Stabilisierungshinweis an den Fahrer erfolgt.

Bei einer Rückwärtsfahrt besteht eine besonders große Umkippgefahr, da die gelenkten Räder sich nunmehr an der Rückseite bzgl. der Fahrtrichtung befinden, d. h. die üblicherweise gelenkten Vorderräder des Fahrzeugs spielen bei einer Rückwärtsfahrt die Rolle der Hinterräder. Ein Lenken der Hinterräder übt einen wesentlich stärkeren Einfluss auf das Fahrverhalten des Fahrzeugs aus als das übliche Lenken der Vorderräder.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Stabilisierungseingriff um einen die Geschwindigkeit des Fahrzeugs reduzierenden Stabilisierungseingriff handelt. Durch die Reduktion der Geschwindigkeit findet eine Verringerung der das Fahrzeug zum Umkippen treibenden Kräfte statt.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Stabilisierungseingriff um eine Betätigung der Fahrzeugbremsen, um eine Rücknahme des Motormoments, um eine Rücknahme von Radantriebsmomenten oder um eine Änderung der Getriebeübersetzung handelt.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der Fahrzeuglängsdynamikgröße um die Fahrzeuglängsgeschwindigkeit handelt.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Stabilisierungseingriff um einen den Kurvenradius der Fahrzeugtrajektorie vergrößernden Stabilisierungseingriff handelt. Durch die Vergrößerung des Bahnradius findet ebenfalls eine Verringerung der das Fahrzeug zum Umkippen treibenden Kräfte statt.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem den Kurvenradius der Fahrzeugtrajektorie vergrößernden Stabilisierungseingriff um eine Verringerung des Lenkwinkels an der Vorderachse, um einen Gegenlenkeingriff an der Hinterachse oder um ein unterschiedlich starkes Bremsen des kurveninneren und kurvenäußeren Rades wenigstens einer Fahrzeugachse handelt.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Stabilisierungseingriff um einen den Schwerpunkt des Fahrzeugs verschiebenden Eingriff handelt.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem den Schwerpunkt des Fahrzeugs verschiebenden Eingriff um einen Eingriff in das Fahrwerk mittels aktiver Fahrwerkskomponenten handelt. Dies kann beispielsweise ein Eingriff in die Einfederwege der Dämpfer ein.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Stabilisierungshinweis an den Fahrer um eine Lenkradmomentvorgabe handelt, welche das Lenkrad bei einer Kurvenfahrt in kurvenäußere Lenkrichtung leichtgängiger als in kurveninnere Lenkrichtung macht. Dadurch wird der Fahrer angeregt, einen bzgl. des Umkippens stabilisierend wirkenden Lenkeingriff durchzuführen, ohne dass jedoch eine Bevormundung des Fahrers stattfindet.
Weiter umfasst die Erfindung eine Vorrichtung, enthaltend Mittel zur Durchführung der erfindungsgemäßen Verfahren. Die vorteilhaften Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Verfahren äußern sich selbstverständlich auch als vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung und umgekehrt.
Die Zeichnung umfasst 1. In 1 ist der Ablauf einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens eingezeichnet.
Die Erfindung dient der Verhinderung eines seitlichen Umkippens eines Fahrzeugs, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, bei Rückwärtsfahrt. Dabei sind verschiedene Systemkonfigurationen zur Kippvermeidung denkbar und die Kippgefahr kann durch verschiedene Maßnahmen verringert werden, insbesondere durch

a) eine Geschwindigkeitsreduktion des Fahrzeugs,
b) die Eingrenzung/Dämpfung der Anregung des Fahrzeugs durch den Fahrer oder durch Umwelteinflüsse oder
c) aktive Stabilisierungseingriffe.

Die Geschwindigkeitsreduktion gemäß a) kann durch aktiven Bremsmomentenaufbau, insbesondere durch achssymmetrischen Bremsmomentenaufbau erreicht werden. Im angetriebenen Fall kann die Geschwindigkeitsreduktion auch durch eine Motormomentreduktion erfolgen. Im Falle einer variablen Getriebeübersetzung kann die erreichbare Geschwindigkeit durch eine günstige Übersetzung auf ein unkritisches Maß begrenzt werden.
Die Anregung des Fahrzeugs gemäß b) kann durch folgende Maßnahmen begrenzt oder verringert werden:

– Verringerung des Lenkwinkels an der Vorderachse durch einen aktiven Steller für eine Aktivlenkung bzw. Lenkwinkel-Überlagerung
– Gegenlenken an der Hinterachse durch einen Steller mittels einer aktiven Hinterachslenkung
– Lenkmomentvorgabe auf das Lenkrad als Lenkempfehlung für den Fahrer
– Antriebs- und Schleppmomentenverschiebung durch ein aktives Differentialgetriebe an den Achsen
– Ansteuerung aktiver Fahrwerkkomponenten wie z. B. Dämpfern zum Ausgleich von Nick- und Wankbewegungen.
– unsymmetrisches Bremsen and Vorderachse und/oder Hinterachse. Als Stabilisierungsmaßnahme eignet sich beispielsweise das Bremsen beider kurvenäußeren Räder oder das Bremsen nur des kurvenäußeren Hinterrads des Fahrzeugs. Das kurvenäußere Hinterrad des Fahrzeugs befindet sich bei Rückwärtsfahrt kurvenaußen vorne bzgl. der Fahrtrichtung.
– radindividuelle Motormomenteingriffe z. B. bei Verwendung von Radnabenmotoren

Der Ablauf einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist in 1 dargestellt. Nach dem Start des Verfahrens in Block 100 wird in Block 101 die Fahrtrichtung des Fahrzeugs ermittelt und danach in Block 102 eine eine mögliche Umkippgefahr des Fahrzeugs charakterisierende Umkippgröße ermittelt. In Block 103 wird anschließend abhängig von der Fahrtrichtung und der Umkippgröße ein fahrerunabhängiger Stabilisierungseingriff durchgeführt oder es erfolgt ein Stabilisierungshinweis an den Fahrer. In Block 104 endet das erfindungsgemäße Verfahren. Der Stabilisierungshinweis an den Fahrer kann in z. B. optischer, akustischer oder haptischer Form erfolgen.
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 3805589 A1 [0001]

Claims

Verfahren zur Vermeidung des seitlichen Umkippens eines Fahrzeugs, bei dem – die Fahrtrichtung des Fahrzeugs bzgl. seiner Längsachse ermittelt wird (101), – eine eine mögliche Umkippgefahr des Fahrzeug charakterisierende Umkippgröße ermittelt wird (102) und – abhängig von der Fahrtrichtung und der Umkippgröße ein fahrerunabhängiger Stabilisierungseingriff durchgeführt wird oder eine Stabilisierungsaufforderung an den Fahrer erfolgt (103).
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, – dass es sich bei der Umkippgröße (102) um eine die Fahrzeuglängsdynamik kennzeichnende Fahrzeuglängsdynamikgröße handelt und – bei Vorliegen einer Rückwärtsfahrt abhängig von der Fahrzeuglängsdynamikgröße ein fahrerunabhängiger Stabilisierungseingriff durchgeführt wird oder eine Stabilisierungsaufforderung an den Fahrer erfolgt (103).
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein fahrerunabhängiger Stabilisierungseingriff dann durchgeführt wird oder eine Stabilisierungsaufforderung an den Fahrer dann erfolgt (103), wenn die Fahrzeuglängsdynamikgröße einen Schwellenwert überschreitet, wobei der Schwellenwert abhängig vom Lenkradwinkel oder von der Lenkradwinkelgeschwindigkeit ist.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Stabilisierungseingriff (103) um einen die Geschwindigkeit des Fahrzeugs reduzierenden Stabilisierungseingriff handelt.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Stabilisierungseingriff (103) um eine Betätigung der Fahrzeugbremsen, um eine Rücknahme des Motormoments, um eine Rücknahme von Radantriebsmomenten oder um eine Änderung der Getriebeübersetzung handelt.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der Fahrzeuglängsdynamikgröße um die Fahrzeuglängsgeschwindigkeit handelt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Stabilisierungseingriff (103) um einen den Kurvenradius der Fahrzeugtrajektorie vergrößernden Stabilisierungseingriff handelt.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem den Kurvenradius der Fahrzeugtrajektorie vergrößernden Stabilisierungseingriff (103) um eine Verringerung des Lenkwinkels an der Vorderachse, um einen Gegenlenkeingriff an der Hinterachse oder um ein unterschiedlich starkes Bremsen des kurveninneren und kurvenäußeren Rades wenigstens einer Fahrzeugachse handelt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Stabilisierungseingriff (103) um einen den Schwerpunkt des Fahrzeugs verschiebenden Eingriff handelt.
Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem den Schwerpunkt des Fahrzeugs verschiebenden Eingriff um einen Eingriff in das Fahrwerk mittels aktiver Fahrwerkskomponenten handelt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der Stabilisierungsaufforderung an den Fahrer um eine Lenkradmomentvorgabe handelt, welche das Lenkrad bei einer Kurvenfahrt in kurvenäußere Lenkrichtung leichtgängiger als in kurveninnere Lenkrichtung macht.
Vorrichtung, enthaltend Mittel zur Durchführung der Verfahren nach den vorgehend genannten Ansprüchen.