DE102008046259B4 - A method and apparatus for determining a vehicle stability during braking and method and apparatus for adjusting a brake pressure for a vehicle - Google Patents

A method and apparatus for determining a vehicle stability during braking and method and apparatus for adjusting a brake pressure for a vehicle Download PDF

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    • B60VEHICLES IN GENERAL
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    • B60T8/00Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force
    • B60T8/17Using electrical or electronic regulation means to control braking
    • B60T8/172Determining control parameters used in the regulation, e.g. by calculations involving measured or detected parameters

Abstract

Verfahren zum Bestimmen einer Fahrstabilität eines Fahrzeugs beim Bremsen, umfassend:
- Bestimmen einer Schwerpunktslage (11) des Fahrzeugs,
- Bestimmen von Seitenkraftbeiwerten von Rädern (12-15) des Fahrzeugs, und
- Bestimmen eines Wertes für die Fahrstabilität des Fahrzeugs aus einer Geschwindigkeit des Fahrzeugs, der Schwerpunktslage (11) des Fahrzeugs, den Seitenkraftbeiwerten der Räder (12-15) des Fahrzeugs, einer Fahrzeugmasse und einem Fahrzeugträgheitsmoment um eine Fahrzeughochachse.

Figure DE102008046259B4_0000
A method for determining a driving stability of a vehicle when braking, comprising:
Determining a center of gravity position (11) of the vehicle,
Determining side force coefficients of wheels (12-15) of the vehicle, and
- Determining a value for the driving stability of the vehicle from a speed of the vehicle, the center of gravity (11) of the vehicle, the Seitenkraftbeiwerten the wheels (12-15) of the vehicle, a vehicle mass and a vehicle inertia about a vehicle's vertical axis.
Figure DE102008046259B4_0000

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Bestimmen einer Fahrstabilität eines Fahrzeugs beim Bremsen und eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Einstellen eines Bremsdrucks für ein Fahrzeug.The present invention relates to a method and apparatus for determining a running stability of a vehicle when braking, and an apparatus and a method for adjusting a brake pressure for a vehicle.

Die wichtigsten Kriterien beim Bremsen von Fahrzeugen, wie z.B. Personenkraftwagen oder Lastkraftwagen, sind der Bremsweg, die Lenkbarkeit und die Stabilität. Der Lenkbarkeit und der Stabilität kommt dabei wegen der höheren Sicherheit eine größere Bedeutung zu. Verliert ein Fahrzeug seine Stabilität, ist es für einen normalen Fahrer praktisch nicht möglich, eine Drehbewegung des Fahrzeugs wieder einzufangen.The most important criteria when braking vehicles, such as Passenger cars or trucks, are the braking distance, steerability and stability. Steerability and stability are more important because of the increased safety. If a vehicle loses its stability, it is virtually impossible for a normal driver to recapture a rotational movement of the vehicle.

Bremsanlagen heutiger Fahrzeuge sind meistens mit automatischen Blockierverhinderern (ABV), so genannten Antiblockiersystemen (ABS), ausgerüstet. Das ABS wirkt beim Bremsen des Fahrzeugs der Blockierneigung der Räder durch Regelung des Bremsdrucks entgegen, um die Seitenführung der Räder zu gewährleisten und in den meisten Fällen auch einen kurzen Bremsweg zu erzielen.Braking systems of today's vehicles are usually equipped with automatic anti-lock brakes (ABV), so-called anti-lock braking systems (ABS). The ABS counteracts the tendency of the wheels to lock when the vehicle is braked by regulating the brake pressure to ensure lateral support of the wheels and, in most cases, a short braking distance.

Die Lenkfähigkeit des Fahrzeugs wird in der Regel durch die Blockiervermeidung der lenkbaren Räder, im Allgemeinen der Vorderräder, sichergestellt. Die Verhinderung der Blockierung von hinteren Rädern stellt im Allgemeinen eine notwendige jedoch keine ausreichende Bedingung einer Fahrstabilität dar. Insbesondere bei höheren Geschwindigkeiten kann das Fahrzeug unkontrollierbare Drehungen ausführen, obwohl die Hinterräder nicht blockieren. Darüber hinaus sind konzeptbedingt einige Fahrzeuge, beispielsweise Fahrzeuge mit einem höheren Schwerpunkt, bei bestimmten Bremsmanövern, beispielsweise aus hohen Geschwindigkeiten in einer Kurve oder auf einer einseitig glatten Fahrbahn, schwer zu stabilisieren. Der Grund dafür liegt in einer ungünstigen Radlastverlagerung zwischen den Rädern während des Bremsvorgangs. Eine solche Verlagerung beeinflusst die Seitenführung der Räder und führt unter bestimmten Bedingungen zur Instabilität des Fahrzeugs.The steerability of the vehicle is usually ensured by the blockage avoidance of the steerable wheels, generally the front wheels. The prevention of rear wheel lock is generally a necessary, but not sufficient, condition for driving stability. Especially at higher speeds, the vehicle may make uncontrollable turns, although the rear wheels will not stall. In addition, due to the concept some vehicles, for example vehicles with a higher center of gravity, are difficult to stabilize during certain braking maneuvers, for example from high speeds in a curve or on a one-sided smooth road. The reason for this lies in an unfavorable Radlastverlagerung between the wheels during the braking process. Such a shift affects the lateral guidance of the wheels and leads under certain conditions to the instability of the vehicle.

In diesem Zusammenhang offenbart die DE 196 23 595 A1 ein Verfahren zur Regelung des Fahrverhaltens eines Fahrzeugs. Bei dem Verfahren wird anhand von Reifensensorsignalen zumindest die Fahrzeugmasse und der momentane Ort des Massenschwerpunktes des Fahrzeugs ermittelt. Ein Massenverteilungsmodell enthält als Grunddaten die Basismassenverteilung des Fahrzeugs, also solche Massen, die auch bei unterschiedlicher Beladung immer gleich sind. Des Weiteren werden variable Massen wie Ort und Masse der Fahrgäste, des Gepäcks usw. über die Reifensensorsignale ermittelt und im Massenverteilungsmodell zu einer variablen Massenverteilung abgelegt. In Kenntnis all solcher Daten lassen sich auch charakteristische Größen für die Fahrdynamik des Fahrzeugs ermitteln, sodass durch entsprechende Rechnung Gierwinkelgeschwindigkeit und Schwimmwinkel des Fahrzeugs berechnet werden können. Da aufgrund der Reifensensorik die Belastung der einzelnen Räder bekannt ist und zusätzlich der Massenschwerpunkt ermittelt ist, lässt sich das Verhalten des Fahrzeugs unter bestimmten Bedingungen leicht reproduzieren. Es kann beispielsweise berechnet werden, welche Seitenführungskraft ein bestimmtes Rad beim Durchfahren einer bestimmten Kurve aufbringen kann. Das Massenverteilungsmodell kann in ein Verfahren zur Regelung der Fahrstabilität im Sinne einer Giermomentenregelung eingegliedert werden. Die Regelstrecke des Regelverfahrens wird vom Fahrzeug gebildet, welches mit Reifensensoren versehen ist. Diese Reifensensorik erfasst die einzelnen Radlasten sowie auch Seiten- und Torsionskräfte, welche an den einzelnen Reifen angreifen. Zusätzlich werden die Einzelradgeschwindigkeiten erfasst. Auch diese können durch geeignete Reifensensorik ermittelt werden. In das Massenverteilungsmodell fließen die Einzelradgeschwindigkeiten sowie die gemessenen Kräfte wie z. B. Radlasten, Querkräfte und Längskräfte an den einzelnen Rädern ein. Anhand eines solchen Massenverteilungsmodells lassen sich die Gierwinkelbeschleunigung und die Schwimmwinkelgeschwindigkeit des Fahrzeugs ermitteln. Durch Integration nach der Zeit erhält man aus der Gierwinkelbeschleunigung und der Schwimmwinkelgeschwindigkeit die Gierrate und den Schwimmwinkel des Fahrzeugs. Diese fließen als aktuelle Ist-Zustände in ein an sich bekanntes Giermomentenregelgesetz ein. Die Sollvorgaben für die Regelung werden auf andere Weise berechnet. Hierzu werden die Einzelradgeschwindigkeiten in einem Geschwindigkeitsbeobachter in eine Fahrzeug-Referenzgeschwindigkeit umgerechnet. Ein lineares Einspurmodell berechnet aus dieser Referenzgeschwindigkeit und dem Lenkeinschlag der Vorderräder Zielvorgaben für die Schwimmwinkelgeschwindigkeit und die Gierwinkelbeschleunigung. Auch diese Werte werden aufintegriert zu Sollvorgaben für die Gierrate und den Schwimmwinkel des Fahrzeugs. Die Schwimmwinkel und die Gierraten werden miteinander verglichen und in ein aufzubringendes Sollgiermoment umgerechnet. Dieses aufzubringende Sollgiermoment wird dann in einem Radkräfteverteiler in auf die einzelnen Räder aufzubringende Radkräfte umgerechnet. Hierbei handelt es sich um Sollkräfte. Die Istkräfte entsprechen den gemessenen Kräften, welche von den Reifensensoren erfasst werden. Durch Differenzbildung der Sollkräfte mit den Istkräften werden in einem Radkraftregler die einzelnen Differenzkräfte beispielsweise in Bremsdrücke umgerechnet. Diese wirken wiederum auf das Fahrzeug ein.In this context, the DE 196 23 595 A1 a method for controlling the driving behavior of a vehicle. In the method, at least the vehicle mass and the instantaneous location of the center of mass of the vehicle are determined on the basis of tire sensor signals. As a basic data, a mass distribution model contains the basic mass distribution of the vehicle, ie those masses that are always the same even with different loadings. Furthermore, variable masses such as location and mass of passengers, baggage, etc. are determined via the tire sensor signals and stored in the mass distribution model to a variable mass distribution. Knowing all such data, it is also possible to determine characteristic variables for the driving dynamics of the vehicle so that the yaw angle speed and the vehicle's angle of slip can be calculated by appropriate calculation. Since the tire sensors detect the load on the individual wheels and, in addition, determine the center of gravity, the behavior of the vehicle can easily be reproduced under certain conditions. It can be calculated, for example, which cornering force can apply a particular wheel when driving through a particular curve. The mass distribution model can be incorporated into a method for controlling the driving stability in the sense of a yaw moment control. The controlled system of the control method is formed by the vehicle, which is provided with tire sensors. This tire sensor detects the individual wheel loads as well as lateral and torsional forces which are applied to the individual tires. In addition, the single-wheel speeds are recorded. These can also be determined by suitable tire sensors. In the mass distribution model flow the single wheel speeds and the measured forces such. B. wheel loads, shear forces and longitudinal forces on the individual wheels. On the basis of such a mass distribution model, the yaw angular acceleration and the float angle velocity of the vehicle can be determined. By integration with time, the yaw rate and the slip angle of the vehicle are obtained from the yaw angular acceleration and the slip angle velocity. These flow as current actual states into a known yaw moment control law. The target values for the control are calculated in another way. For this purpose, the single wheel speeds are converted in a speed observer into a vehicle reference speed. A linear single-track model uses this reference speed and the steering angle of the front wheels to calculate target values for the slip angle velocity and the yaw angular acceleration. These values are also integrated into target values for the yaw rate and the slip angle of the vehicle. The slip angles and the yaw rates are compared with each other and converted into an applied target yaw moment. This applied target yaw moment is then converted into a wheel force distributor in applied to the individual wheels wheel forces. These are nominal forces. The actual forces correspond to the measured forces detected by the tire sensors. By subtraction of the desired forces with the actual forces are in a Radkraftregler the individual differential forces, for example, converted into brake pressures. These in turn affect the vehicle.

Die DE 10 2004 035 004 A1 betrifft ein Verfahren zur Erhöhung der Fahrstabilität eines Kraftfahrzeugs. Das Verfahren benutzt eine modellgestützte Vorsteuerung, um ein kompensierendes Giermoment auf das Kraftfahrzeug aufzubringen. Als Eingangssignale für ein Vorsteuerverfahren werden drei Größen verwendet: 1. ein effektiver Lenkwinkel, der sich aus einem Fahrerlenkwinkel ergeben kann; 2. eine Fahrzeug-Referenzgeschwindigkeit, die in allen gängigen Fahrzeugregelungssystemen zur Verfügung gestellt wird; und 3. ein Wert für die Längsbeschleunigung, der vorzugsweise von einem Längsbeschleunigungssensor ausgegeben, aus Motor- und Bremsmomentenwerten oder der zeitlichen Ableitung der Fahrzeugreferenzgeschwindigkeit bestimmt werden kann. Optional können auch wahlweise noch einige der folgenden Größen in ein erweitertes Vorsteuerverfahren einfließen: Längsmoment-/Längskraftverteilung zwischen Vorder- und Hinterachse, die insbesondere aus der Längsbeschleunigung und/oder dem Längsschlupf an der Vorderachse und der Hinterachse berechnet werden kann; Mittlerer Radschlupf an Vorderachse und Hinterachse, wobei diese bspw. mit Hilfe der Fahrzeugreferenzgeschwindigkeit, den vier Raddrehzahlen und der Gierrate ermittelt werden können; Masse, Gierträgheitsmoment, Schwerpunktlage, wobei von festen Werten ausgegangen werden kann; mittlerer Schräglaufwinkel an Vorder- und Hinterachse mittels geeigneter Sensorik; mittlerer Kraftschlusskoeffizient an Vorder- und Hinterachse mittels geeigneter Sensorik; mittlere Schräglaufsteifigkeiten an Vorder- und Hinterachse mittels geeignetem Beobachter.The DE 10 2004 035 004 A1 relates to a method for increasing the driving stability of a motor vehicle. The method uses a model-based feedforward control to apply a compensating yaw moment to the motor vehicle. Three quantities are used as input signals for a pilot control process: 1. an effective steering angle, which may result from a driver steering angle; 2. a vehicle reference speed, which is provided in all common vehicle control systems; and 3. a value for the longitudinal acceleration, which may preferably be output by a longitudinal acceleration sensor, determined from engine and brake torque values or the time derivative of the vehicle reference speed. Optionally, some of the following variables may optionally also be included in an extended pilot control method: longitudinal torque / longitudinal force distribution between the front and rear axles, which can be calculated in particular from the longitudinal acceleration and / or the longitudinal slip at the front axle and the rear axle; Mean wheel slip on the front axle and rear axle, which can be determined, for example, with the aid of the vehicle reference speed, the four wheel speeds and the yaw rate; Mass, yaw moment of inertia, center of gravity, which can be assumed to be fixed values; average slip angle at front and rear axle by means of suitable sensors; average coefficient of adhesion at the front and rear axle by means of suitable sensors; Medium skew stiffnesses on front and rear axle by means of a suitable observer.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, die Fahrstabilität eines Fahrzeugs beim Bremsen zu gewährleisten, um einen stabilen Bremsvorgang sicherzustellen.Object of the present invention is therefore to ensure the driving stability of a vehicle when braking to ensure a stable braking operation.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Verfahren zum Bestimmen einer Fahrstabilität eines Fahrzeugs beim Bremsen nach Anspruch 1, ein Verfahren zum Einstellen eines Bremsdrucks für ein Fahrzeug nach Anspruch 11, eine Vorrichtung zum Bestimmen einer Fahrstabilität eines Fahrzeugs beim Bremsen nach Anspruch 16 und eine Vorrichtung zum Einstellen eines Bremsdrucks für ein Fahrzeug nach Anspruch 18 gelöst. Die abhängigen Ansprüche definieren bevorzugte und vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung.According to the present invention, this object is achieved by a method of determining a running stability of a vehicle when braking according to claim 1, a method of adjusting a brake pressure for a vehicle according to claim 11, a device for determining a driving stability of a vehicle when braking according to claim 16 and a device for adjusting a brake pressure for a vehicle according to claim 18 solved. The dependent claims define preferred and advantageous embodiments of the invention.

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Bestimmen einer Fahrstabilität eines Fahrzeugs beim Bremsen bereitgestellt. Das Verfahren umfasst ein Bestimmen einer Geschwindigkeit des Fahrzeugs, beispielsweise mit Hilfe einer Erfassung von Geschwindigkeiten von Rädern des Fahrzeugs, ein Bestimmen einer Schwerpunktslage des Fahrzeugs und ein Bestimmen von Seitenkraftbeiwerten von Rädern des Fahrzeugs. Aus der Geschwindigkeit des Fahrzeugs, der Schwerpunktslage des Fahrzeugs, den Seitenkraftbeiwerten der Räder des Fahrzeugs und einer Fahrzeugmasse und einem Fahrzeugträgheitsmoment um eine Fahrzeughochachse wird dann die Fahrstabilität des Fahrzeugs bestimmt.In the context of the present invention, a method for determining a driving stability of a vehicle during braking is provided. The method includes determining a speed of the vehicle, for example, by detecting speeds of wheels of the vehicle, determining a center of gravity position of the vehicle, and determining lateral force coefficients of wheels of the vehicle. From the speed of the vehicle, the center of gravity of the vehicle, the Seitenkraftbeiwerten the wheels of the vehicle and a vehicle mass and a vehicle moment of inertia about a vehicle's vertical axis, the driving stability of the vehicle is then determined.

Die Schwerpunktslage des Fahrzeugs kann beispielsweise einen Abstand eines Schwerpunkts des Fahrzeugs von der Vorderachse und einen Abstand des Schwerpunkts des Fahrzeugs von der Hinterachse umfassen. Die Seitenkraftbeiwerte können für jedes einzelne Rad des Fahrzeugs, d.h. das Rad vorne links, das Rad vorne rechts, das Rad hinten links und das Rad hinten rechts, einzeln bestimmt werden. Der für die Fahrstabilität des Fahrzeugs bestimmte Wert kann einen Wertebereich aufweisen, welcher einen stabilen Fahrzustand des Fahrzeugs anzeigt, und einen weiteren Wertebereich aufweisen, welcher einen instabilen Fahrzustand des Fahrzeugs anzeigt. So kann beispielsweise ein negativer Wert für die Fahrstabilität des Fahrzeugs einen stabilen Fahrzustand des Fahrzeugs anzeigen und ein positiver Wert einen instabilen Fahrzustand des Fahrzeugs anzeigen.The center of gravity position of the vehicle may include, for example, a distance of a center of gravity of the vehicle from the front axle and a distance of the center of gravity of the vehicle from the rear axle. The lateral force coefficients may be determined for each individual wheel of the vehicle, i. the left front wheel, the right front wheel, the rear left wheel and the rear right wheel are individually determined. The value determined for the running stability of the vehicle may have a value range indicating a stable driving state of the vehicle and a further value range indicating an unstable driving state of the vehicle. For example, a negative value for the driving stability of the vehicle may indicate a stable driving state of the vehicle, and a positive value may indicate an unstable driving state of the vehicle.

Gemäß einer Ausführungsform wird der Seitenkraftbeiwert für ein Rad des Fahrzeugs durch Bestimmen einer Umfangskraft des Rades, Bestimmen eines Schlupfes des Rades, beispielsweise aus der Winkelgeschwindigkeit des Rades und der Fahrzeuggeschwindigkeit, und Bestimmen des Seitenkraftbeiwertes des Rades aus der Umfangskraft, dem Schlupf und einer radspezifischen Konstante bestimmt.According to one embodiment, the lateral force coefficient for a wheel of the vehicle is determined by determining a circumferential force of the wheel, determining a slip of the wheel, for example from the angular velocity of the wheel and the vehicle speed, and determining the lateral force coefficient of the wheel from the circumferential force, the slip and a wheel-specific constant certainly.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird die Umfangskraft des Rades bestimmt, indem ein Bremsdruck eines Radbremszylinders einer Bremse des Rades erfasst wird, eine Winkelbeschleunigung des Rades bestimmt wird und die Umfangskraft aus dem Bremsdruck, der Winkelbeschleunigung und fahrzeugspezifischen Größen bestimmt wird. Die fahrzeugspezifischen Größen können eine Kolbenfläche des Radbremszylinders, einen mittleren Reibradius eines Bremsbelags einer Bremsscheibe der Bremse, einen Bremsenkennwert der Bremse, ein Trägheitsmoment des Rades und aller damit verbundenen Massen und einen dynamischen Reifenhalbmesser umfassen.According to another embodiment, the circumferential force of the wheel is determined by detecting a brake pressure of a wheel brake cylinder of a brake of the wheel, determining an angular acceleration of the wheel, and determining the circumferential force from the brake pressure, the angular acceleration, and vehicle-specific quantities. The vehicle-specific variables may include a piston area of the wheel brake cylinder, an average friction radius of a brake pad of a brake disk of the brake, a brake characteristic of the brake, a moment of inertia of the wheel and all masses connected thereto, and a dynamic tire radius.

Darüber hinaus kann bei dem Bestimmen der Umfangskraft zusätzlich ein Schleppmoment des Motors, welches auf das Rad wirkt, erfasst und bei der Bestimmung der Umfangskraft berücksichtigt werden. In addition, when determining the circumferential force, a drag torque of the motor acting on the wheel can be additionally detected and taken into account in the determination of the circumferential force.

Gemäß einer Ausführungsform kann die Schwerpunktslage des Fahrzeugs, beispielsweise der Abstand des Schwerpunkts des Fahrzeugs von der Vorderachse und der Abstand des Schwerpunkts des Fahrzeugs von der Hinterachse, aus den Umfangskräften der Räder und dem Radstand des Fahrzeugs bestimmt werden.According to one embodiment, the center of gravity of the vehicle, for example, the distance of the center of gravity of the vehicle from the front axle and the distance of the center of gravity of the vehicle from the rear axle, the peripheral forces of the wheels and the wheelbase of the vehicle can be determined.

Mit Hilfe des zuvor beschriebenen Verfahrens kann ein Wert für die Fahrstabilität des Fahrzeugs zuverlässig aus Messwerten und fahrzeugspezifischen Größen bestimmt werden. Die Messwerte stehen bei vielen modernen Fahrzeugen bereits ohnehin zur Verfügung oder können auf einfache Art und Weise mit geeigneten Sensoren erfasst werden.With the aid of the method described above, a value for the driving stability of the vehicle can be reliably determined from measured values and vehicle-specific variables. The measured values are already available in many modern vehicles anyway or can be detected in a simple manner with suitable sensors.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird weiterhin ein Verfahren zum Einstellen eines Bremsdrucks für ein Fahrzeug bereitgestellt. Das Verfahren umfasst ein Bestimmen von Schräglaufwinkeln der Räder des Fahrzeugs und ein Bestimmen eines Werts für eine Fahrstabilität des Fahrzeugs beim Bremsen. Der Bremsdruck an den Rädern des Fahrzeugs wird dann in Abhängigkeit der bestimmten Schräglaufwinkel und der bestimmten Fahrstabilität derart eingestellt, dass ein vorbestimmter Schräglaufwinkel nicht überschritten wird und dass ein vorbestimmter Wertebereich für die Fahrstabilität eingehalten wird. Die Fahrstabilität kann wie zuvor beschrieben bestimmt werden. Der vorbestimmte Wertebereich für die Fahrstabilität, in dem ein Fahrzeugzustand als stabil angesehen wird, kann beispielsweise einen Bereich von -∞ bis -0,5 umfassen.According to the present invention, there is further provided a method of adjusting a brake pressure to a vehicle. The method includes determining slip angles of the wheels of the vehicle and determining a value for vehicle stability during braking. The brake pressure at the wheels of the vehicle is then set in dependence on the determined slip angle and the determined driving stability such that a predetermined slip angle is not exceeded and that a predetermined value range for driving stability is maintained. The driving stability can be determined as described above. The predetermined value range for the driving stability in which a vehicle state is considered to be stable may include, for example, a range of -∞ to -0.5.

Mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Einstellen des Bremsdrucks wird die Fahrstabilität beim Bremsen sichergestellt und somit ein Ausbrechen des Fahrzeugs verhindert.With the aid of the method according to the invention for adjusting the brake pressure, the driving stability during braking is ensured, thus preventing the vehicle from breaking out.

Gemäß einer Ausführungsform des Verfahrens wird eine Gierwinkelgeschwindigkeit des Fahrzeugs erfasst, und daraus und aus weiteren Größen ein Schräglaufwinkel eines Rades des Fahrzeugs bestimmt. Die weiteren Größen können die Geschwindigkeit des Fahrzeugs, die Seitenkraftbeiwerte der Räder des Fahrzeugs, die Umfangskräfte der Räder des Fahrzeugs, die Schwerpunktslage des Fahrzeugs und die Fahrzeugmasse und das Fahrzeugträgheitsmoment um eine Fahrzeughochachse umfassen.According to one embodiment of the method, a yaw rate of the vehicle is detected, and determined therefrom and from other variables, a slip angle of a wheel of the vehicle. The further variables may include the speed of the vehicle, the lateral force coefficients of the wheels of the vehicle, the peripheral forces of the wheels of the vehicle, the center of gravity of the vehicle and the vehicle mass and the vehicle inertia about a vehicle's vertical axis.

Wie zuvor beschrieben, können die Schräglaufwinkel an der Vorderachse und an der Hinterachse des Fahrzeugs mit Hilfe einfach zu erfassender Größen des Fahrzeugs bestimmt werden. Der vorbestimmte Schräglaufwinkel, welcher bei der Einstellung des Bremsdrucks des Fahrzeugs nicht überschritten werden sollte, kann beispielsweise ein maximaler Schräglaufwinkel von 6° sein. Bis zu einem derartigen Schräglaufwinkel ist eine Stabilisierung des Fahrzeugs durch einen Lenkeingriff des Fahrers auf einfache Art und Weise möglich, so dass ein Stabilisieren des Fahrzeugs beim Bremsen auf beispielsweise stark unterschiedlich griffigen Untergründen an den rechten und linken Rädern des Fahrzeugs ermöglicht wird.As described above, the slip angles at the front axle and at the rear axle of the vehicle can be determined by means of easily detectable sizes of the vehicle. The predetermined slip angle, which should not be exceeded when setting the brake pressure of the vehicle, for example, be a maximum slip angle of 6 °. Up to such a slip angle is a stabilization of the vehicle by a steering intervention of the driver in a simple manner possible, so that a stabilization of the vehicle when braking on, for example, greatly different grip surfaces on the right and left wheels of the vehicle is possible.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird weiterhin eine Vorrichtung zum Bestimmen einer Fahrstabilität eines Fahrzeugs beim Bremsen bereitgestellt. Die Vorrichtung umfasst eine Verarbeitungseinheit, welche mit Sensoren des Fahrzeugs gekoppelt ist. Die Sensoren stellen Messwerte für eine Winkelgeschwindigkeit eines jeden Rades des Fahrzeugs und einen Bremsdruck an jedem Rad des Fahrzeugs bereit. Die Verarbeitungseinheit ist ausgestaltet, eine Geschwindigkeit des Fahrzeugs aus beispielsweise der Winkelgeschwindigkeit der Räder, einen Wert für die Fahrstabilität des Fahrzeugs aus der Geschwindigkeit des Fahrzeugs, den Winkelgeschwindigkeiten der Räder des Fahrzeugs, den Bremsdrücken an jedem Rad des Fahrzeugs und fahrzeugspezifischen Informationen zu bestimmen. Der Wert für die Fahrstabilität kann von der Verarbeitungseinheit, wie zuvor im Zusammenhang mit dem Verfahren zum Bestimmen einer Fahrstabilität eines Fahrzeugs beim Bremsen beschrieben, bestimmt werden.According to the present invention, there is further provided an apparatus for determining a running stability of a vehicle during braking. The device comprises a processing unit which is coupled to sensors of the vehicle. The sensors provide readings for an angular velocity of each wheel of the vehicle and a brake pressure on each wheel of the vehicle. The processing unit is configured to determine a speed of the vehicle from, for example, the angular velocity of the wheels, a value for the driving stability of the vehicle from the speed of the vehicle, the angular velocities of the wheels of the vehicle, the brake pressures at each wheel of the vehicle, and vehicle-specific information. The value for the driving stability may be determined by the processing unit as previously described in the context of the method for determining a driving stability of a vehicle when braking.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird schließlich eine Vorrichtung zum Einstellen eines Bremsdrucks für ein Fahrzeug bereitgestellt. Die Vorrichtung umfasst eine Verarbeitungseinheit welche mit Sensoren und einem Aktor des Fahrzeugs gekoppelt ist. Die Sensoren stellen Messwerte einer Winkelgeschwindigkeit eines jeden Rades des Fahrzeugs, einer Gierwinkelgeschwindigkeit des Fahrzeugs und eines Bremsdrucks für jedes Rad des Fahrzeugs bereit. Der Aktor dient zum Einstellen eines von der Verarbeitungseinheit bestimmten Bremsdrucks für das Fahrzeug. Die Verarbeitungseinheit ist derart ausgestaltet, dass sie aus den Messwerten der Sensoren und weiteren fahrzeugspezifischen Informationen Schräglaufwinkel der Räder des Fahrzeugs und einen Wert für eine Fahrstabilität des Fahrzeugs beim Bremsen bestimmt. In Abhängigkeit der bestimmten Schräglaufwinkel und der bestimmten Fahrstabilität wird dann der Bremsdruck an den Rädern derart eingestellt, dass ein vorbestimmter Schräglaufwinkel an keinem der Räder überschritten wird und dass ein vorbestimmter Wertebereich für die Fahrstabilität eingehalten wird. Zur Bestimmung der Fahrstabilität kann beispielsweise die zuvor beschriebene Vorrichtung zum Bestimmen einer Fahrstabilität eines Fahrzeugs beim Bremsen verwendet werden. Die Vorrichtung zum Einstellen des Bremsdrucks kann die Schräglaufwinkel der Räder und die Fahrstabilität des Fahrzeugs beispielsweise wie im Zusammenhang mit dem Verfahren zum Einstellen eines Bremsdrucks für ein Fahrzeug beschrieben bestimmen und den Bremsdruck für das Fahrzeug entsprechend einstellen.Finally, in accordance with the present invention, an apparatus for adjusting a brake pressure for a vehicle is provided. The device comprises a processing unit which is coupled to sensors and an actuator of the vehicle. The sensors provide readings of an angular velocity of each wheel of the vehicle, a yaw angular velocity of the vehicle, and a brake pressure for each wheel of the vehicle. The actuator is used to set a brake pressure for the vehicle determined by the processing unit. The processing unit is configured such that it determines slip angles of the wheels of the vehicle and a value for driving stability of the vehicle during braking from the measured values of the sensors and further vehicle-specific information. Depending on the particular slip angle and the particular driving stability, the brake pressure at the wheels is then adjusted such that a predetermined slip angle is not exceeded on any of the wheels and that a predetermined range of values for the driving stability is maintained. To determine the driving stability, for example, the device described above for determining a driving stability of a vehicle during braking can be used. The brake pressure adjusting device may determine the slip angles of the wheels and the running stability of the vehicle, for example, as described in connection with the method for adjusting a brake pressure for a vehicle and adjust the brake pressure for the vehicle accordingly.

Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen anhand bevorzugter Ausführungsformen erläutert.

  • 1 zeigt eine schematische Blockdarstellung einer Vorrichtung zum Einstellen eines Bremsdrucks für ein Fahrzeug gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • 2 zeigt eine schematische Darstellung einer Ansicht eines Fahrzeugs von oben mit auf das Fahrzeug wirkenden Kräften und Momenten.
  • 3 zeigt eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs mit auf das Fahrzeug wirkenden Kräften zur Bestimmung der Radlasten.
  • 4 zeigt ein Diagramm, welches die Radlasten der Räder eines Fahrzeugs über der Zeit beim Bremsen zeigt.
  • 5 zeigt ein Diagramm, welches die Seitenkraftbeiwerte der Räder eines Fahrzeugs über der Zeit beim Bremsen zeigt.
  • 6 zeigt in vier Diagrammen für jeweils ein Rad des Fahrzeugs jeweils simulierte Seitenkräfte und gemäß einer Ausführungsform bestimmte Seitenkräfte über der Zeit beim einem Bremsvorgang.
  • 7 stellt eine für die Fahrstabilität relevante Größe gemäß der vorliegenden Erfindung während eines Bremsvorgangs über der Zeit dar.
  • 8 stellt eine charakteristische Größe gemäß der vorliegenden Erfindung für eine Stabilität des Fahrzeugs während eines Bremsvorgangs über der Zeit dar.
  • 9 stellt weitere charakteristische Größen gemäß der vorliegenden Erfindung für die Fahrstabilität während eines Bremsvorgangs über der Zeit dar.
  • 10 stellt eine schematische Ansicht eines Fahrzeugs von oben mit auf das Fahrzeug wirkenden Kräften dar, wobei sich die rechten Räder des Fahrzeugs auf einem Untergrund befinden, welcher einen anderen Reibungskoeffizienten als der Untergrund, auf dem sich die linken Räder des Fahrzeugs befinden, aufweist.
  • 11 zeigt ein Diagramm, welches den Verlauf eines für die Fahrstabilität des Fahrzeugs charakteristischen Wertes gemäß der vorliegenden Erfindung während eines Bremsvorgangs über der Zeit darstellt.
  • 12 zeigt eine Darstellung, welche die gemäß der vorliegenden Erfindung geregelten Bremsdrücke an vier Rädern eines Fahrzeugs über der Zeit während eines Bremsvorgangs darstellt.
  • 13 zeigt einen Schräglaufwinkel der Hinterräder während eines Bremsvorgangs über der Zeit.
  • 14 zeigt einen Verlauf eines Lenkradwinkels während eines Bremsvorgangs über der Zeit.
The present invention will be explained below with reference to the drawings based on preferred embodiments.
  • 1 shows a schematic block diagram of a device for adjusting a brake pressure for a vehicle according to an embodiment of the present invention.
  • 2 shows a schematic representation of a view of a vehicle from above with forces and moments acting on the vehicle.
  • 3 shows a schematic representation of a vehicle with forces acting on the vehicle to determine the wheel loads.
  • 4 shows a diagram showing the wheel loads of the wheels of a vehicle over time when braking.
  • 5 Figure 11 is a graph showing the lateral force coefficients of the wheels of a vehicle over time during braking.
  • 6 shows in four diagrams for each wheel of the vehicle respectively simulated lateral forces and according to one embodiment, certain lateral forces over time in a braking operation.
  • 7 represents a relevant for the driving stability size according to the present invention during a braking operation over time.
  • 8th represents a characteristic quantity according to the present invention for a stability of the vehicle during a braking operation over time.
  • 9 Figure 12 illustrates further characteristic quantities according to the present invention for the driving stability during a braking operation over time.
  • 10 FIG. 12 illustrates a schematic top view of a vehicle with forces acting on the vehicle with the right wheels of the vehicle on a ground having a different coefficient of friction than the ground on which the left wheels of the vehicle are located. FIG.
  • 11 FIG. 12 is a graph showing the progress of a value characteristic of the running stability of the vehicle according to the present invention during a braking operation over time. FIG.
  • 12 FIG. 10 is a diagram illustrating the braking pressures on four wheels of a vehicle over time during a braking operation regulated in accordance with the present invention. FIG.
  • 13 shows a slip angle of the rear wheels during a braking operation over time.
  • 14 shows a course of a steering wheel angle during a braking operation over time.

1 zeigt eine Vorrichtung 1 zum Einstellen eines Bremsdrucks für ein Fahrzeug. Die Vorrichtung 1 umfasst eine Vorrichtung 2 zum Bestimmen einer Fahrstabilität eines Fahrzeugs beim Bremsen und eine Verarbeitungseinheit 3. Die Vorrichtung 2 zum Bestimmen der Fahrstabilität umfasst eine Verarbeitungseinheit 5, welche mit Sensoren 4 des Fahrzeugs gekoppelt ist. Mit Hilfe der Sensoren 4 werden der Verarbeitungseinheit 5 Winkelgeschwindigkeiten νVL, νVR, νHL, νHR für ein vorderes linkes Rad, ein vorderes rechtes Rad, ein hinteres linkes Rad und ein hinteres rechtes Rad des Fahrzeugs und Bremsdrücke pB,VL, pB,VR, pB,HL, pB,HR für das vordere linke Rad, das vordere rechte Rad, das hintere linke Rad und das hintere rechte Rad des Fahrzeugs bereitgestellt. Die Verarbeitungseinheit 5 bestimmt aus den von den Sensoren 4 bereitgestellten Werten und weiteren fahrzeugspezifischen Informationen eine Geschwindigkeit des Fahrzeugs und Seitenkraftbeiwerte cα,VL, cα,VR, cα,HL, cα,HR für das vordere linke Rad, das vordere rechte Rad, das hintere linke Rad und das hintere rechte Rad. Eine weitere Verarbeitungseinheit 6 der Vorrichtung 2 zum Bestimmen der Fahrstabilität bestimmt aus den Seitenkraftbeiwerten einen Stabilitätswert χ sowie Schräglaufwinkel αVL, αVR, αHL, αHR für das vordere linke Rad, das hintere linke Rad, das vordere rechte Rad und das hintere rechte Rad des Fahrzeugs. Eine genaue Beschreibung, wie aus den Messwerten der Sensoren die Werte für die Fahrstabilität und die Schräglaufwinkel bestimmt werden, wird später beschrieben werden. Die Verarbeitungseinheiten 5 und 6 können natürlich auch als eine Verarbeitungseinheit realisiert sein. 1 shows a device 1 for adjusting a brake pressure for a vehicle. The device 1 includes a device 2 for determining a running stability of a vehicle during braking and a processing unit 3 , The device 2 for determining the driving stability comprises a processing unit 5 , which with sensors 4 of the vehicle is coupled. With the help of the sensors 4 become the processing unit 5 Angular velocities ν VL , ν VR , ν HL , ν HR for a front left wheel, a front right wheel, a rear left wheel, and a rear right wheel of the vehicle and brake pressures p B, V L , p B, VR , p B, HL , p B, HR for the front left wheel, the front right wheel, the rear left wheel, and the rear right wheel of the vehicle. The processing unit 5 determined from those of the sensors 4 provided values and other vehicle-specific information, a speed of the vehicle and Seitenkraftbeiwerte c α, VL , c α, VR , c α, HL , c α, HR for the front left wheel, the front right wheel, the rear left wheel and the rear right Rad. Another processing unit 6 the device 2 for determining the driving stability, from the lateral force coefficients, a stability value θ and slip angles α VL , α VR , α HL , α HR for the front left wheel, the rear left wheel, the front right wheel, and the rear right wheel of the vehicle are determined. A detailed description, as from the measured values of the sensors the values for the driving stability and the skew angles are determined will be described later. The processing units 5 and 6 Of course, it can also be realized as a processing unit.

Die Schräglaufwinkel und der Wert für die Fahrstabilität werden von der Vorrichtung 2 an die Verarbeitungseinheit 3 der Vorrichtung 1 zum Einstellen des Bremsdrucks übertragen. In der Verarbeitungseinheit 3 werden die Schräglaufwinkel mit einem höchstzulässigen Schräglaufwinkel verglichen und ein Bremsdruck 7, welcher von der Verarbeitungseinheit 3 an ein Bremssystem 8 des Fahrzeugs ausgegeben wird, wird in Abhängigkeit der bestimmten Schräglaufwinkel eingestellt. Beispielsweise kann der Bremsdruck 7 mit Hilfe eines Reglers 9 der Verarbeitungseinheit 3 verringert werden, sobald einer der Schräglaufwinkel einen vorbestimmten maximalen Schräglaufwinkel von beispielsweise 6° überschreitet. Darüber hinaus wird mit Hilfe des Reglers 9 und dem von der Vorrichtung 2 bestimmten Wert χ der Fahrstabilität der Bremsdruck 7 derart eingestellt, dass ein aktueller Wert der Fahrstabilität χist kleiner als ein vorgegebener Wert χsoll ist. Der vorgegebene maximale Wert für die Fahrstabilität χsoll kann beispielsweise -0,5 oder eine weitere fahrzeugspezifische Größe betragen.The slip angles and the value for the driving stability are determined by the device 2 to the processing unit 3 the device 1 transmitted to adjust the brake pressure. In the processing unit 3 the slip angles are compared with a maximum allowable slip angle and a brake pressure 7 that of the processing unit 3 to a braking system 8th of the vehicle is set depending on the determined slip angle. For example, the brake pressure 7 with the help of a regulator 9 the processing unit 3 be reduced as soon as one of the slip angle exceeds a predetermined maximum slip angle, for example, 6 °. In addition, with the help of the regulator 9 and that of the device 2 certain value χ the driving stability of the brake pressure 7 set so that a current value of driving stability χ is smaller than a predetermined value χ soll is. The predetermined maximum value for the driving stability χ should be, for example, -0.5 or another vehicle-specific size.

Der an das Bremssystem 8 des Fahrzeugs ausgegebene Bremsdruck 7 kann beispielsweise einen Bremsdruck im Hauptbremszylinder des Fahrzeugs einstellen. Das Bremssystem 8 des Fahrzeugs kann weiterhin einen Blockierverhinderer, ein so genanntes Antiblockiersystem (ABS) umfassen. Mit Hilfe des Blockierverhinderers werden dann die Bremsdrücke an den einzelnen Rädern bei Erkennen eines Blockierens eines Rades weiter verringert.The to the brake system 8th the vehicle output brake pressure 7 For example, can set a brake pressure in the master cylinder of the vehicle. The brake system 8th The vehicle may further comprise an anti-lock device, a so-called anti-lock braking system (ABS). With the help of the anti-lock brake the brake pressures at the individual wheels are then further reduced upon detection of a wheel lock.

Unter Bezugnahme auf die 2-9 wird nachfolgend die Arbeitsweise der Vorrichtung 2 zum Bestimmen der Fahrstabilität des Fahrzeugs genauer beschrieben werden. Danach wird unter Bezugnahme auf die 10-14 die Arbeitsweise der Vorrichtung 1 zum Einstellen des Bremsdrucks für das Fahrzeug genauer beschrieben werden.With reference to the 2-9 Below is the operation of the device 2 for determining the driving stability of the vehicle will be described in more detail. After that, referring to the 10-14 the operation of the device 1 for setting the brake pressure for the vehicle will be described in more detail.

Im Folgenden werden eine Bedingung der Fahrstabilität eines Fahrzeugs beim Bremsen und ihre Bestimmung im realen Fahrbetrieb beschrieben. Um einen stabilen Bremsvorgang zu gewährleisten, muss diese Stabilitätsbedingung stets erfüllt werden.In the following, a condition of driving stability of a vehicle during braking and its determination in real driving will be described. To ensure a stable braking process, this stability condition must always be met.

Bewegungsgleichungen von Kraftfahrzeugen beim BremsenEquations of motion of motor vehicles when braking

Zunächst wird unter Bezugnahme auf 2 ein minimales zweispuriges Gesamtfahrzeugmodell betrachtet, um ein Gesamtfahrzeugverhalten beim Bremsen zu bestimmen.First, referring to 2 considered a minimum two-lane overall vehicle model to determine overall vehicle behavior during braking.

Mit Ψ wird der Gierwinkel des Fahrzeugs gegenüber einem raumfesten Koordinatensystem x0 ,y0 bezeichnet. Ein Winkel β zwischen einer Fahrzeuglängsachse 10 und einer Richtung der Fahrgeschwindigkeit v am Fahrzeugschwerpunkt 11 wird Schwimmwinkel β genannt. Ein Winkel Ψ + β zwischen einer Parallelen zur x0 -Achse und der Fahrgeschwindigkeitsrichtung wird als Kurswinkel bezeichnet. Dementsprechend dreht sich der Vektor der Geschwindigkeit v mit einer Winkelgeschwindigkeit Ψ̇ +β̇̇ im raumfesten Koordinatensystem x0 ,y0 . Eine Beschleunigung des Fahrzeugschwerpunktes 11 im raumfesten Koordinatensystem, also die Ableitung des Geschwindigkeitsvektors des Fahrzeugschwerpunktes 11 im raumfesten Koordinatensystem, setzt sich somit aus einer so genannten Zentripetalbeschleunigung ν(Ψ̇ + β̇̇) und einer Relativbeschleunigung v zusammen. Diese Beschleunigungen sind in 2 eingezeichnet.With Ψ the yaw angle of the vehicle is compared to a spatially fixed coordinate system x 0 . y 0 designated. An angle β between a vehicle longitudinal axis 10 and a direction of the vehicle speed v at the vehicle's center of gravity 11 is called slip angle β. An angle Ψ + β between a parallel to the x 0 Axis and the driving speed direction is called the course angle. Accordingly, the vector of velocity v rotates at an angular velocity Ψ̇ + β̇̇ in the spatially fixed coordinate system x 0 . y 0 , An acceleration of the vehicle's center of gravity 11 in the spatially fixed coordinate system, ie the derivation of the velocity vector of the vehicle's center of gravity 11 in the spatially fixed coordinate system, is thus composed of a so-called centripetal acceleration ν (Ψ̇ + β̇̇) and a relative acceleration v together. These accelerations are in 2 located.

Winkel αVL, αVR, αHL, αHR zwischen Radmittelebenen und den jeweiligen Geschwindigkeitsrichtungen der Räder 12-15 werden Schräglaufwinkel genannt. Wegen der kinematischen Zwangsbedingungen lassen sie sich durch den Schwimmwinkel β und die Gierwinkelgeschwindigkeit Ψ̇ durch Gleichungen (1) bis (4) ausdrücken: tan ( δ V α V L ) = ν  sin β + l V ψ ˙ ν  cos β b V ψ ˙ ,

Figure DE102008046259B4_0001
tan ( δ V α V R ) = ν  sin β + l V ψ ˙ ν  cos β + b V ψ ˙ ,
Figure DE102008046259B4_0002
tan ( α H L ) = ν  sin β + l H ψ ˙ ν  cos β b H ψ ˙ ,
Figure DE102008046259B4_0003
tan ( α H R ) = ν  sin β + l H ψ ˙ ν  cos β b H ψ ˙ .
Figure DE102008046259B4_0004
Angle α VL , α VR , α HL , α HR between Radmittelebenen and the respective speed directions of the wheels 12 - 15 are called slip angle. Because of the kinematic constraints they can be expressed by the slip angle β and the yaw angular velocity Ψ̇ by equations (1) to (4): tan ( δ V - α V L ) = ν sin β + l V ψ ˙ ν cos β - b V ψ ˙ .
Figure DE102008046259B4_0001
tan ( δ V - α V R ) = ν sin β + l V ψ ˙ ν cos β + b V ψ ˙ .
Figure DE102008046259B4_0002
tan ( α H L ) = - ν sin β + l H ψ ˙ ν cos β - b H ψ ˙ .
Figure DE102008046259B4_0003
tan ( α H R ) = - ν sin β + l H ψ ˙ ν cos β - b H ψ ˙ ,
Figure DE102008046259B4_0004

Dabei wird angenommen, dass die Räder 12, 13 einer lenkbaren Achse (in diesem Fall der Vorderachse) mit einem gleichen Lenkwinkel δV parallel eingeschlagen sind.It is assumed that the wheels 12 . 13 a steerable axle (in this case, the front axle) with a same steering angle δ V are taken in parallel.

In der Regel sind Halbspurweiten bV und bH gegenüber einem Kursradius ρ = ν/(Ψ̇ + β̇̇) klein, d.h., es gelten bV << ρ ≈ v/Ψ̇ und bH << ρ ≈ ν/Ψ̇, also bVΨ̇ <<ν, bHΨ̇ <<ν. Die Terme bVΨ̇ und bHΨ̇ in Gleichungen (1) bis (4) können somit vernachlässigt werden. Die Schräglaufwinkel an den Rädern einer Achse sind in diesem Fall praktisch gleich und können somit aus Gleichungen (5) und (6) bestimmt werden: tan ( δ V α V ) = ν  sin β + l V ψ ˙ ν  cos β ,

Figure DE102008046259B4_0005
tan ( α H ) = ν  sin β + l H ψ ˙ ν cos β .
Figure DE102008046259B4_0006
As a rule, half-track widths b V and b H are small compared to a course radius ρ = ν / (Ψ̇ + β̇̇), ie b V << ρ ≈ v / Ψ̇ and b H << ρ ≈ ν / Ψ̇, ie b V Ψ̇ << ν, b H Ψ̇ << ν. The terms b V Ψ̇ and b H Ψ̇ in equations (1) to (4) can thus be neglected. The slip angles at the wheels of an axle are practically the same in this case and can thus be determined from equations (5) and (6): tan ( δ V - α V ) = ν sin β + l V ψ ˙ ν cos β .
Figure DE102008046259B4_0005
tan ( α H ) = ν sin β + l H ψ ˙ ν cos β ,
Figure DE102008046259B4_0006

Da die Winkel δVV, αH und β während einer normalen Fahrt klein sind, ist eine Linearisierung der Gleichungen (5) und (6) statthaft. Somit ergeben sich Gleichungen (7) und (8): α V = δ V β l V ψ ˙ ν ,

Figure DE102008046259B4_0007
α H = β + l H ψ ˙ ν .
Figure DE102008046259B4_0008
Since the angles δ VV , α H and β are small during normal travel, linearization of equations (5) and (6) is allowed. Thus, equations (7) and (8) result: α V = δ V - β - l V ψ ˙ ν .
Figure DE102008046259B4_0007
α H = - β + l H ψ ˙ ν ,
Figure DE102008046259B4_0008

Während eines allgemeinen Bremsvorgangs wirken auf das Fahrzeug neben den Bremskräften (Umfangskräften) F V L U ,   F V R U ,   F H L U  und  F H R U

Figure DE102008046259B4_0009
noch die Seitenkräfte F V L S ,   F V R S ,   F H L S
Figure DE102008046259B4_0010
und F H R S .
Figure DE102008046259B4_0011
Diese Kräfte sind ebenfalls in 2 eingezeichnet. Die Luftkräfte werden hier vernachlässigt.During a general braking operation, the vehicle acts in addition to the braking forces (circumferential forces) F V L U . F V R U . F H L U and F H R U
Figure DE102008046259B4_0009
still the lateral forces F V L S . F V R S . F H L S
Figure DE102008046259B4_0010
and F H R S ,
Figure DE102008046259B4_0011
These forces are also in 2 located. The air forces are neglected here.

Mit der Masse des Fahrzeugs m und einem Trägheitsmoment um die Fahrzeughochachse JZ werden kinetischen Gleichungen für das Fahrzeugmodell aufgestellt:With the mass of the vehicle m and a moment of inertia about the vehicle vertical axis J Z are set up kinetic equations for the vehicle model:

Aus dem Impulssatz (Kräftegleichgewicht) in Fahrzeuglängsrichtung ergibt sich Gleichung (9): m ν ( ψ ˙ + β ˙ ) sin β ˙ m ν ˙ cos β ( F H L U + F H R U ) ( F V L U + F V R U ) cos δ V ( F V L S + F V R S ) sin δ V = 0,

Figure DE102008046259B4_0012
The momentum balance (force equilibrium) in the vehicle longitudinal direction yields equation (9): m ν ( ψ ˙ + β ˙ ) sin β ˙ - m ν ˙ cos β - ( F H L U + F H R U ) - ( F V L U + F V R U ) cos δ V - ( F V L S + F V R S ) sin δ V = 0
Figure DE102008046259B4_0012

Aus dem Impulssatz (Kräftegleichgewicht) in Fahrzeugquerrichtung ergibt sich Gleichung (10): m ν ( ψ ˙ + β ˙ ) cos β m ν ˙ sin β ( F H L S + F H R S ) ( F V L S + F V R S ) cos δ V + ( F V L U + F V R U ) sin δ V = 0,

Figure DE102008046259B4_0013
From the set of impulses (equilibrium of forces) in the vehicle transverse direction, equation (10) results: m ν ( ψ ˙ + β ˙ ) cos β - m ν ˙ sin β - ( F H L S + F H R S ) - ( F V L S + F V R S ) cos δ V + ( F V L U + F V R U ) sin δ V = 0
Figure DE102008046259B4_0013

Aus dem Drallsatz (Momentengleichgewicht) um die Fahrzeughochachse ergibt sich Gleichung (11) J Z ψ ¨ l V ( F V L S + F V R S ) cos  δ V + l V ( F V L U + F V R U ) sin  δ V + l H ( F H L S + F H R S ) + b V ( F V R U cos  δ V F V L U cos δ V + F V R S sin  δ V F V L S  sin  δ V ) + b H ( F H R U F H L U ) = 0.

Figure DE102008046259B4_0014
From the spin set (moment equilibrium) around the vehicle vertical axis results equation (11) J Z ψ ¨ - l V ( F V L S + F V R S ) cos δ V + l V ( F V L U + F V R U ) sin δ V + l H ( F H L S + F H R S ) + b V ( F V R U cos δ V - F V L U cos δ V + F V R S sin δ V - F V L S sin δ V ) + b H ( F H R U - F H L U ) = 0th
Figure DE102008046259B4_0014

Da die Winkelgrößen während eines normalen Bremsvorgangs klein sind, vereinfachen sich die Gleichungen (9) bis (11) ohne große Abweichung zu den Gleichungen (12) bis (14): m ˙ ν + ( F H L U + F H R U ) + ( F V L U + F V R U ) = 0,

Figure DE102008046259B4_0015
m ν ( ψ ˙ + β ˙ ) + m ν ˙ β ( F H L S + F H R S ) ( F V L S + F V R S ) + ( F V L U + F V R U ) δ V = 0,
Figure DE102008046259B4_0016
J Z ψ ¨ l V ( F V L S + F V R S ) + l V ( F V L U + F V R U ) δ V + l H ( F H L S + F H R S ) + b V ( F V R U F V L U ) + b H ( F H R U F H L U ) = 0.
Figure DE102008046259B4_0017
Since the angle quantities are small during a normal braking operation, the equations (9) to (11) are simplified without much deviation from equations (12) to (14): m ˙ ν + ( F H L U + F H R U ) + ( F V L U + F V R U ) = 0
Figure DE102008046259B4_0015
m ν ( ψ ˙ + β ˙ ) + m ν ˙ β - ( F H L S + F H R S ) - ( F V L S + F V R S ) + ( F V L U + F V R U ) δ V = 0
Figure DE102008046259B4_0016
J Z ψ ¨ - l V ( F V L S + F V R S ) + l V ( F V L U + F V R U ) δ V + l H ( F H L S + F H R S ) + b V ( F V R U - F V L U ) + b H ( F H R U - F H L U ) = 0th
Figure DE102008046259B4_0017

Gleichungen (13) und (14) sind für die Fahrstabilität maßgebend und werden näher betrachtet. Die Seitenkräfte F V L S ,   F V R S ,   F H L S F H R S

Figure DE102008046259B4_0018
lassen sich mit den Schräglaufwinkeln αV, αH und den Seitenkraftbeiwerten der Räder cαVL, cαVR, cαHL, cαHR in folgenden linearisierten Formen als Gleichungen (15) bis (18) ausdrücken: F V L S = c α V L α V ,
Figure DE102008046259B4_0019
F V R S = c α V R α V ,
Figure DE102008046259B4_0020
F H L S = c α H L α H ,
Figure DE102008046259B4_0021
F H R S = c α H R α H .
Figure DE102008046259B4_0022
Equations (13) and (14) are relevant to driving stability and are considered in more detail. The lateral forces F V L S . F V R S . F H L S . F H R S
Figure DE102008046259B4_0018
can be expressed with the slip angles α V , α H and the lateral force coefficients of the wheels c αVL , c αVR , c αHL , c αHR in the following linearized forms as equations (15) to (18): F V L S = c α V L α V .
Figure DE102008046259B4_0019
F V R S = c α V R α V .
Figure DE102008046259B4_0020
F H L S = c α H L α H .
Figure DE102008046259B4_0021
F H R S = c α H R α H ,
Figure DE102008046259B4_0022

Werden diese Beziehungen sowie Gleichungen (7) und (8) in Gleichungen (13) und (14) eingesetzt, erhält man Gleichungen (19) und (20): β ˙ = c α V m ν ( β + δ V l V ψ ˙ ν ) + c α H m ν ( β + l H ψ ˙ ν ) F V L U + F V R U m ν δ V ν ˙ ν β ψ ˙ ,

Figure DE102008046259B4_0023
ψ ¨ = l V c α V J Z ( β + δ V l V ψ ˙ ν ) l H c α H J Z ( β + l H ψ ˙ ν ) l ν ( F V L U + F V R U ) J Z δ V + b V ( F V L U F V R U ) + b H ( F H L U F H R U ) J Z .
Figure DE102008046259B4_0024
If these relationships and equations (7) and (8) are used in equations (13) and (14), equations (19) and (20) are obtained: β ˙ = c α V m ν ( - β + δ V - l V ψ ˙ ν ) + c α H m ν ( - β + l H ψ ˙ ν ) - F V L U + F V R U m ν δ V - ν ˙ ν β - ψ ˙ .
Figure DE102008046259B4_0023
ψ ¨ = l V c α V J Z ( - β + δ V - l V ψ ˙ ν ) - l H c α H J Z ( - β + l H ψ ˙ ν ) - l ν ( F V L U + F V R U ) J Z δ V + b V ( F V L U - F V R U ) + b H ( F H L U - F H R U ) J Z ,
Figure DE102008046259B4_0024

Dabei sind cαV = cαVL + cαVR und cαH = cαHL, + cαHR die Seitenkraftbeiwerte aller Räder der Vorder- und Hinterachse. Gleichungen (19) und (20) entsprechen somit im Wesentlichen einem Einspurmodell mit der Erweiterung um ein zusätzliches Giermoment, das bei asymmetrischen Bremskräften entstehen wird.Here, c αV = c αVL + c αVR and c αH = c αHL , + c αHR are the lateral force coefficients of all wheels of the front and rear axles. Equations (19) and (20) thus essentially correspond to a one-track model with the addition of an additional yaw moment, which will arise with asymmetric braking forces.

Eine entsprechende Zustandsraumdarstellung der Gleichungen (19) und (20) ergibt die Gleichungen (21) und (22): β ˙ = ( c α V m ν c α H m ν ν ˙ ν ) β + ( c α V l V m ν 2 + c α H l H m ν 2 1 ) ψ ˙ + ( c α V m ν F V L U + F V R U m ν ) δ V ,

Figure DE102008046259B4_0025
ψ ¨ = ( l V c α V J Z + l H c α H J Z ) β + ( l V 2 c α V J Z ν l H 2 c α H J Z ν ) ψ ˙ + ( l V c α V J Z l V ( F V L U + F V R U ) J Z ) δ V + b V ( F V L U F V R U ) + b H ( F H L U F H R U ) J Z .
Figure DE102008046259B4_0026
oder in Matrixschreibweise die Gleichung (23): x ˙ = A x + b δ V + υ
Figure DE102008046259B4_0027
mit dem Zustandsvektor x = [ ψ ˙ β ] ,
Figure DE102008046259B4_0028
der Systemmatrix A = [ c α V c α H m ν ˙ m ν   l V c α V + l H c α H m ν 2 m ν 2 l V c α V + l H c α H J Z   l V 2 c α V l H 2 c α H J Z ν ] ,
Figure DE102008046259B4_0029
der Eingangsmatrix b = [ c α V F V L U F V R U m ν l V ( c α V F V L U F V R U ) J Z ]
Figure DE102008046259B4_0030
und dem Vektor der Störgrößen υ = [ b V ( F V L U F V R U ) + 0 b H ( F H L U F H R U ) J Z ] .
Figure DE102008046259B4_0031
A corresponding state space representation of equations (19) and (20) yields equations (21) and (22): β ˙ = ( - c α V m ν - c α H m ν - ν ˙ ν ) β + ( - c α V l V m ν 2 + c α H l H m ν 2 - 1 ) ψ ˙ + ( c α V m ν - F V L U + F V R U m ν ) δ V .
Figure DE102008046259B4_0025
ψ ¨ = ( - l V c α V J Z + l H c α H J Z ) β + ( - l V 2 c α V J Z ν - l H 2 c α H J Z ν ) ψ ˙ + ( l V c α V J Z - l V ( F V L U + F V R U ) J Z ) δ V + b V ( F V L U - F V R U ) + b H ( F H L U - F H R U ) J Z ,
Figure DE102008046259B4_0026
or in matrix notation the equation (23): x ˙ = A x + b δ V + υ
Figure DE102008046259B4_0027
with the state vector x = [ ψ ˙ β ] .
Figure DE102008046259B4_0028
the system matrix A = [ - c α V - c α H - m ν ˙ m ν - l V c α V + l H c α H - m ν 2 m ν 2 - l V c α V + l H c α H J Z - l V 2 c α V - l H 2 c α H J Z ν ] .
Figure DE102008046259B4_0029
the input matrix b = [ c α V - F V L U - F V R U m ν l V ( c α V - F V L U - F V R U ) J Z ]
Figure DE102008046259B4_0030
and the vector of the disturbances υ = [ b V ( F V L U - F V R U ) + 0 b H ( F H L U - F H R U ) J Z ] ,
Figure DE102008046259B4_0031

Man erkennt, dass es sich hier um ein lineares zeitvariantes System handelt, da sich die Geschwindigkeit v in der System- und der Eingangsmatrix während eines Bremsvorgangs ständig ändert. Dementsprechend sind die Eigenschaften des Systems auch über der Fahrgeschwindigkeit veränderlich. Bei den folgenden Untersuchungen wird die Geschwindigkeit jedoch zunächst aus Vereinfachung „eingefroren“. Dies ist auch erlaubt, da die Längsdynamik des Fahrzeugs nach Gleichung (12) während eines normalen Bremsvorgangs praktisch als von der Querdynamik entkoppelt betrachtet werden kann. Werden solche quasi-stationären Untersuchungen auf andere Geschwindigkeiten übertragen, so erhält man ein Gesamtbild der Systemeigenschaften, wie z.B. der Steuerbarkeit und der Stabilität.It can be seen that this is a linear time-varying system because the velocity v in the system and input matrix constantly changes during braking. Accordingly, the characteristics of the system are also variable over the driving speed. In the following investigations, however, the speed is first "frozen" for simplicity. This is also allowed because the longitudinal dynamics of the vehicle according to equation (12) during a normal braking operation can be considered practically decoupled from lateral dynamics. If such quasi-stationary investigations are transferred to other speeds, one obtains an overall picture of the system properties, such as e.g. controllability and stability.

Steuerbarkeit von Kraftfahrzeugen beim BremsenControllability of motor vehicles when braking

Die Steuerbarkeitsmatrix des Systems nach Gleichung (23) lautet: Q = [ b A B ] = [ c α V F V L U F V R U m ν   c α V c α H m ν ˙ m ν c α V F V L U F V R U m ν + l V c α V + l H c α H m ν 2 m ν 2 l V ( c α V F V L U F V R U ) J Z l V ( c α V F V L U F V R U ) J Z   l V c α V + l H c α H J Z c α V F V L U F V R U m ν + l V 2 c α V l H 2 c α H J Z ν l V ( c α V F V L U F V R U ) J Z ] .

Figure DE102008046259B4_0032
The controllability matrix of the system according to equation (23) is: Q = [ b A B ] = [ c α V - F V L U - F V R U m ν - c α V - c α H - m ν ˙ m ν c α V - F V L U - F V R U m ν + - l V c α V + l H c α H - m ν 2 m ν 2 l V ( c α V - F V L U - F V R U ) J Z l V ( c α V - F V L U - F V R U ) J Z - l V c α V + l H c α H J Z c α V - F V L U - F V R U m ν + - l V 2 c α V - l H 2 c α H J Z ν l V ( c α V - F V L U - F V R U ) J Z ] ,
Figure DE102008046259B4_0032

Da der Seitenkraftbeiwert cαV in der Regel deutlich höher als die Bremskräfte F V L U + F V R U

Figure DE102008046259B4_0033
liegt, können die letzteren vernachlässigt werden. Die Steuerbarkeitsmatrix reduziert sich somit auf Gleichung (24): Q = [ c α V m ν   c α V c α H m ν c α V m ν + l V c α V + l H c α H m ν 2 m ν 2 l V c α V J Z l V c α V J Z   l V c α V + l H c α H J Z c α V m ν + l V 2 c α V l H 2 c α H J Z ν l V c α V J Z   ] .
Figure DE102008046259B4_0034
Since the lateral force coefficient c αV usually much higher than the braking forces F V L U + F V R U
Figure DE102008046259B4_0033
the latter can be neglected. The controllability matrix is thus reduced to equation (24): Q = [ c α V m ν - c α V - c α H m ν c α V m ν + - l V c α V + l H c α H - m ν 2 m ν 2 l V c α V J Z l V c α V J Z - l V c α V + l H c α H J Z c α V m ν + - l V 2 c α V - l H 2 c α H J Z ν l V c α V J Z ] ,
Figure DE102008046259B4_0034

Das System ist genau dann steuerbar, wenn die Matrix Q regulär ist, d.h., dass Gleichung (25) erfüllt ist det  Q = c α V 2 m ν 2 J Z 2 ν 2 ( J Z ( l V + l H ) c α H m l V l H ( l V + l H ) c α H + m 2 l V 2 ν 2 ) 0.

Figure DE102008046259B4_0035
The system is controllable if and only if the matrix Q is regular, that is, equation (25) is satisfied det Q = c α V 2 m ν 2 J Z 2 ν 2 ( J Z ( l V + l H ) c α H - m l V l H ( l V + l H ) c α H + m 2 l V 2 ν 2 ) 0th
Figure DE102008046259B4_0035

Da bei einem Pkw näherungsweise JZ ≈ mlVlH gilt, nimmt der Term in Klammern J Z ( l V + l H ) c α H m l V l H ( l V + l H ) c α H + m 2 l V 2 ν 2

Figure DE102008046259B4_0036
in der Regel einen positiven Wert an. Die notwendige Bedingung für die Steuerbarkeit des Fahrzeugs lautet somit: cαV ≠ 0, d.h. der Seitenkraftbeiwert der Vorderachse muss einen von Null verschiedenen Wert (in der Praxis einen genügend großen Wert wegen der oben getroffenen Annahmen zur Vereinfachung) aufweisen. Aus diesem Grund sollen die lenkenden Vorderräder beim Bremsen nicht blockieren.Since in a car approximately J Z ≈ ml V l H holds, the term in brackets J Z ( l V + l H ) c α H - m l V l H ( l V + l H ) c α H + m 2 l V 2 ν 2
Figure DE102008046259B4_0036
usually a positive value. The necessary condition for the steerability of the vehicle is thus: c αV ≠ 0, ie the lateral force coefficient of the front axle must have a non-zero value (in practice a sufficiently large value because of the simplification assumptions made above). For this reason, the steering front wheels should not block when braking.

Stabilitätsbedingung von Kraftfahrzeugen beim BremsenStability condition of motor vehicles during braking

Durch das ABS-System wird das Blockieren der Räder verhindert. Somit wird die Steuerbarkeit des Fahrzeugs gewährleistet. Man kann theoretisch durch Lenken die auf das Fahrzeug wirkende Störungen kompensieren und sogar das Schleudern des Hecks korrigieren. Der Fahrer fungiert in diesem Fall als ein Zustandsregler der Form der Gleichung (26) δ V = Rx .

Figure DE102008046259B4_0037
The ABS system prevents the wheels from locking. Thus, the controllability of the vehicle is ensured. Theoretically, steering can compensate for the disturbances on the vehicle and even correct the skidding of the stern. The driver acts in this case as a state controller of the form of equation (26). δ V = Rx ,
Figure DE102008046259B4_0037

Dabei ist R eine 1 × 2 -Rückführmatrix.Where R is a 1 × 2 feedback matrix.

Wird Gleichung (26) in (23) eingesetzt, ergibt sich die Differentialgleichung der Zustandsregelung (Zustandsgleichung des closed-loop Systems) nach Gleichung (27): x ˙ = ( A + b R ) x + υ .

Figure DE102008046259B4_0038
If equation (26) is used in (23), the differential equation of the state control (equation of state of the closed-loop system) according to equation (27) results: x ˙ = ( A + b R ) x + υ ,
Figure DE102008046259B4_0038

Die Systemmatrix, die für die Systemeigenschaften maßgebend ist, wird durch die Rückführung geändert. Das heißt, man kann durch geeignete Wahl der Rückführmatrix ein eigentlich instabiles Fahrzeug stabilisieren. Ein geübter Fahrer kann das meistens, ein Normalfahrer (und das sind die meisten) hingegen kann es häufig nicht.The system matrix, which governs the system properties, is changed by the feedback. That is, one can stabilize an actually unstable vehicle by suitable choice of the feedback matrix. A skilled driver can do that most of the time, a normal driver (and that's the majority), however, often can not.

Untersuchungen haben gezeigt, dass ein Normalfahrer bei einer Schleuderbewegung meistens nicht richtig und schnell genug gegenlenkt. Es muss auch immer damit gerechnet werden, dass der Fahrer erst nach einer Zeitspanne, die etwa seiner Reaktionszeit entspricht, korrigierend eingreifen kann. Aus diesen Gründen wird bei der folgenden Stabilitätsuntersuchung das systemeigene Verhalten des Fahrzeugs, also ohne Fahrereingriffe, näher betrachtet. Dies wird durch die homogene Zustandsdifferentialgleichung ẋ = Ax nach Gleichung (28) ausgedrückt. [ ψ ¨ β ˙ ] = [ c α V c α H m ν ˙ m ν   l V c α V + l H c α H m ν 2 m ν 2 l V c α V + l H c α H J Z   l V 2 c α V l H 2 c α H J Z ν ] [ ψ ˙ β ]

Figure DE102008046259B4_0039
Studies have shown that a normal skier usually does not steer properly and fast enough during a skid. It must always be expected that the driver can intervene only after a period of time that corresponds approximately to his reaction time, corrective. For these reasons, in the following stability study, the native behavior of the vehicle, ie without Driver interventions, closer look. This is expressed by the homogeneous state differential equation ẋ = Ax according to equation (28). [ ψ ¨ β ˙ ] = [ c α V - c α H - m ν ˙ m ν - l V c α V + l H c α H - m ν 2 m ν 2 - l V c α V + l H c α H J Z - l V 2 c α V - l H 2 c α H J Z ν ] [ ψ ˙ β ]
Figure DE102008046259B4_0039

Die Lösung dieser Gleichung (28) für z.B. die Giergeschwindigkeit beschreibt Gleichung (29): ψ ˙ = ζ 1 e λ 1 ' + ζ 2 e λ 2 ' .

Figure DE102008046259B4_0040
The solution of this equation (28) for eg the yaw rate is described by equation (29): ψ ˙ = ζ 1 e λ 1 ' + ζ 2 e λ 2 ' ,
Figure DE102008046259B4_0040

Dabei werden die Koeffizienten ζ1, ζ2 durch Anfangsbedingungen der Zustandsgrößen β(t = 0) und ψ̇(t = 0) bestimmt. λ1, λ2 sind die Eigenwerte der Systemmatrix A, also die Lösungen der charakteristischen Gleichung des Systems nach Gleichungen (30) bis (32): det ( λ I A ) = λ 2 + 2 σ λ + ω 2 = 0

Figure DE102008046259B4_0041
mit 2 σ = m ( l V 2 c α V + l H 2 c α H ) + J Z ( c α V + c α H + m ν ˙ ) J Z m ν
Figure DE102008046259B4_0042
und ω 2 = ( l V + L H ) 2 c α V c α H + m ν 2 ( l H c α H l V c α V ) + m ν ˙ ( l V 2 c α V + l H 2 c α H ) J Z m ν 2 .
Figure DE102008046259B4_0043
The coefficients ζ 1, ζ 2 are determined by initial conditions of the state variables β (t = 0) and ψ̇ (t = 0). λ 1 , λ 2 are the eigenvalues of the system matrix A, ie the solutions of the characteristic equation of the system according to equations (30) to (32): det ( λ I - A ) = λ 2 + 2 σ λ + ω 2 = 0
Figure DE102008046259B4_0041
With 2 σ = m ( l V 2 c α V + l H 2 c α H ) + J Z ( c α V + c α H + m ν ˙ ) J Z m ν
Figure DE102008046259B4_0042
and ω 2 = ( l V + L H ) 2 c α V c α H + m ν 2 ( l H c α H - l V c α V ) + m ν ˙ ( l V 2 c α V + l H 2 c α H ) J Z m ν 2 ,
Figure DE102008046259B4_0043

Daraus folgt unmittelbar Gleichung (33) λ 1,2 = σ ± σ 2 ω 2 .

Figure DE102008046259B4_0044
It follows immediately equation (33) λ 1.2 = - σ ± σ 2 - ω 2 ,
Figure DE102008046259B4_0044

Aus der Lösung der homogenen Gleichung (29) erkennt man, dass die Stabilitätsforderung erfüllt wird, wenn die reellen Teile der Eigenwerte λ1 und λ2 negativ sind, d.h. Gleichung (34) erfüllt ist: Re ( λ 1,2 ) < 0.

Figure DE102008046259B4_0045
From the solution of the homogeneous equation (29) it can be seen that the stability requirement is satisfied if the real parts of the eigenvalues λ 1 and λ 2 are negative, ie equation (34) is satisfied: re ( λ 1.2 ) < 0th
Figure DE102008046259B4_0045

Genau dann nämlich strebt das System unter einer Störung stets gegen einen stationären Zustand. Andernfalls wird keine Gleichgewichtslage (Beharrungslage) erreicht.It is then that the system always strives against a steady state under a fault. Otherwise, no equilibrium position (steady state) is achieved.

Die Eigenwerte sind nicht nur für die Stabilität ausschlaggebend sondern beeinflussen darüber hinaus das Zeitverhalten des Systems weitgehend. Je „negativer“ Re(λ1,2) ist, umso schneller klingt ein Übergangsvorgang ab. Dies merkt man als Fahrer unmittelbar daran, wie leicht sich das Fahrzeug kontrollieren lässt.The eigenvalues are not only decisive for the stability but also largely influence the time behavior of the system. The more "negative" Re (λ 1,2 ) is, the faster a transition process will sound. As a driver, you immediately notice how easily the vehicle can be controlled.

Bei realen Fahrzeugen ist σ praktisch immer eine positive Größe. ω2 kann dagegen sowohl einen positiven als auch einen negativen Wert nehmen und stellt deshalb eine charakteristische Größe für die Stabilität dar.For real vehicles, σ is almost always a positive quantity. On the other hand, ω 2 can take both a positive and a negative value and therefore represents a characteristic variable for the stability.

Für den Fall ω2 > 0 gilt stets Re(λ1,2)<0, also ist das Fahrzeug stabil. Ist dabei σ2 - ω2 > 0, sind λ1 und λ2 negativ reell. Man hat in diesem Fall einen monotonen Zeitvorgang. Bei σ2 - ω2 < 0 sind λ1 und λ2 konjugiert komplex. Zu einem solchen konjugiert komplexen Eigenwertpaar gehört ein abklingender Schwingungsvorgang.For the case ω 2 > 0, Re (λ 1,2 ) <0 always applies, so the vehicle is stable. If σ 2 - ω 2 > 0, λ 1 and λ 2 are negatively real. One has in this case a monotonous time process. For σ 2 - ω 2 <0, λ 1 and λ 2 are conjugate complex. Such a conjugate complex eigenvalue pair includes a decaying vibrational process.

Für den Fall ω2 < 0 wird einer der Eigenwerte positiv. Dadurch wird die Stabilitätsbedingung (34) nicht mehr erfüllt. Diese Situation kann auftreten, wenn der Term lHcαH - lVcαV einen bestimmten negativen Wert unterschreitet (in diesem Fall ist das Fahrzeug wegen IHcαH -lVcαV < 0 übersteuernd). Der Term m ν ˙ ( l V 2 c α V + l H 2 c α H )

Figure DE102008046259B4_0046
der beim Bremsen zwar einen vergleichsweise kleinen negativen Wert annimmt, führt aber zur weiteren Verschärfung der Situation.For the case ω 2 <0, one of the eigenvalues becomes positive. This will change the stability condition ( 34 ) is no longer fulfilled. This situation can occur if the term l H c αH - l V c αV falls below a certain negative value (in this case, the vehicle is overdriven because of I H c αH -l V c αV <0). The term m ν ˙ ( l V 2 c α V + l H 2 c α H )
Figure DE102008046259B4_0046
Although the braking takes a comparatively small negative value, but leads to further aggravation of the situation.

Da der Term lHcαH -lVcαV mit ν2 multipliziert wird, kann eine Instabilität bei höheren Geschwindigkeiten schon durch Bremsen hervorgerufen werden, denn wegen der Belastung der Vorderachse und der Entlastung der Hinterachse im Bremsmanöver nimmt der Seitenkraftbeiwert der Vorderachse zu und der Seitenkraftbeiwert der Hinterachse ab. Wirkt auf das Fahrzeug zusätzlich noch eine Querbeschleunigung, so werden sich die Radlasten zwischen links und rechts verlagern.Since the term l H c αH -l V c αV is multiplied by ν 2 , instability at higher speeds can already be caused by braking, because of the load on the front axle and the relief of the rear axle in the braking maneuver increases the Seitenkraftbeiwert the front axle and the lateral force coefficient of the rear axle. If a lateral acceleration also acts on the vehicle, the wheel loads will shift between left and right.

Radlaständerung von Kraftfahrzeugen beim BremsenWheel load change of motor vehicles during braking

Im Folgenden werden unter Bezugnahme auf 3 Radlaständerungen beim Bremsen und ihr Einfluss auf die Stabilität des Fahrzeugs mit Hilfe eines einfachen Modells qualitativ betrachtet. Das Fahrzeug der 3 umfasst eine Hinterachse 16, eine Vorderachse 17 und Räder 12-15.The following are with reference to 3 Wheel load changes during braking and their influence on the stability of the vehicle with the help of a simple model considered qualitatively. The vehicle of the 3 includes a rear axle 16 , a front axle 17 and wheels 12-15 ,

Nach 3 lassen sich die Radlasten F V L Z ,   F V R Z ,   F H L Z ,   F H R Z

Figure DE102008046259B4_0047
unter Berücksichtigung von Längs- und Querbeschleunigung in erster Nährung durch Gleichungen (35) bis (38) ausdrücken: F V L Z = 1 2 m g l H l 1 2 m a x h l ε m a y h 2 b ,
Figure DE102008046259B4_0048
F V R Z = 1 2 m g l H l 1 2 m a x h l + ε m a y h 2 b ,
Figure DE102008046259B4_0049
F H L Z = 1 2 m g l V l + 1 2 m a x h l ( 1 ε ) m a y h 2 b ,
Figure DE102008046259B4_0050
F H R Z = 1 2 m g l V l + 1 2 m a x h l + ( 1 ε ) m a y h 2 b .
Figure DE102008046259B4_0051
To 3 let the wheel loads F V L Z . F V R Z . F H L Z . F H R Z
Figure DE102008046259B4_0047
Expressing longitudinal and lateral acceleration in first approximation by equations (35) to (38): F V L Z = 1 2 m G l H l - 1 2 m a x H l - ε m a y H 2 b .
Figure DE102008046259B4_0048
F V R Z = 1 2 m G l H l - 1 2 m a x H l + ε m a y H 2 b .
Figure DE102008046259B4_0049
F H L Z = 1 2 m G l V l + 1 2 m a x H l - ( 1 - ε ) m a y H 2 b .
Figure DE102008046259B4_0050
F H R Z = 1 2 m G l V l + 1 2 m a x H l + ( 1 - ε ) m a y H 2 b ,
Figure DE102008046259B4_0051

Dabei wird vereinfachend angenommen, dass die Spurweiten der Vorder- und der Hinterachse identisch sind, nämlich bV = bH =b. Mit ε werden die Unterschiede der Aufbaufeder- und der Stabilisatorhärte zwischen der Vorder- und der Hinterachse berücksichtigt. Durch Einstellungen der Aufbaufeder- und der Stabilisatorhärte kann die seitliche Radlastverlagerung wegen der Querbeschleunigung gezielt auf die Vorder- und die Hinterachse verteilt werden.It is assumed simplifying that the gauges of the front and rear axles are identical, namely b V = b H = b. With ε the differences of the Aufbaufeder- and the stabilizer hardness between the front and the rear axle are considered. By adjusting the Aufbaufeder- and the stabilizer hardness, the lateral Radlastverlagerung can be distributed due to the lateral acceleration targeted to the front and rear axles.

Aus Gleichungen (35) bis (38) kann man erkennen, dass die Radlasten maßgeblich durch die Schwerpunktslage lV / l, lH /l, h/l und h/2b beeinflusst werden. Diese ist in erster Linie durch das Fahrzeugkonzept bedingt und verändert sich ja nach Beladungstand. Ein höheres Verhältnis der Schwerpunktshöhe zum Radstand h/l bedingt beim Bremsen eine größere Radlastverlagerung von Hinter- auf Vorderräder. Beim Vorhandensein einer Querbeschleunigung führt ein höheres Verhältnis der Schwerpunktshöhe zur Spurweite h/2b zu einer größeren Radlastverlagerung zwischen linken 12, 15 und rechten Rädern 13, 14. Auf einseitig glatter Fahrbahn (µ-Split) wird eine solche Verlagerung die Seitenkraftbeiwerte der Achsen stark beeinflussen. Eine zu starke Entlastung der Räder auf der griffigeren Seite kann z.B. zum Verlust der Seitenführung der Achsen führen.It can be seen from equations (35) to (38) that the wheel loads are decisively influenced by the center of gravity position l V / l, l H / l, h / l and h / 2b. This is primarily due to the vehicle concept and changes after load level. A higher ratio of the center of gravity height to the wheelbase h / l requires a greater wheel load displacement from rear to front wheels during braking. In the presence of a lateral acceleration, a higher ratio of the center of gravity height to the track h / 2b results in a larger wheel load shift between left 12, 15 and right wheels 13 . 14 , On a one-sided slippery road surface (μ-split), such a shift will strongly influence the lateral force coefficients of the axles. Too much relief of the wheels on the grippier side can lead eg to the loss of lateral guidance of the axles.

Neben der Radlast und dem Reibbeiwert hängen die Seitenkraftbeiwerte noch vom Umfangsschlupf der Räder ab. Im Folgenden werden die Reifeneigenschaften näher betrachtet.In addition to the wheel load and the coefficient of friction, the lateral force coefficients still depend on the circumferential slip of the wheels. The tire properties are considered in more detail below.

Reifeneigenschaften und Bestimmung der Seitenkraftbeiwerte Tire properties and determination of lateral force coefficients

Zur Beschreibung der Reifeneigenschaften wird das HSRI-Reifenmodell herangezogen, weil dieses auf fahrzeugtechnischen Grundlagen beruhende Modell einen Einblick in die Zusammenhänge und Abhängigkeiten zwischen den einzelnen Größen (Kräften, Schräglaufwinkel, Umfangsschlupf usw.) ermöglicht.To describe the tire properties, the HSRI tire model is used, because this based on vehicle-technical basics model provides insight into the relationships and dependencies between the different sizes (forces, slip angle, circumferential slip, etc.).

Der Berechnung liegen die Verformungen der Reifenprofilteilchen und die dadurch hervorgerufenen Schubspannungen im Latsch zugrunde. Ob die Profilteilchen im Latsch schon teilweise die Kraftschlussgrenze erreichen, wird durch eine Hilfsgröße nach Gleichung (39) charakterisiert. S ¯ = ( C s 0 S ) 2 + ( c α 0 tan α ) 2 μ F Z ( 1 S )

Figure DE102008046259B4_0052
The calculation is based on the deformations of the tire tread particles and the resulting shear stresses in the laces. Whether the profile particles in the landslide already partially reach the adhesion limit is determined by an auxiliary size s characterized according to equation (39). S ¯ = ( C s 0 S ) 2 + ( c α 0 tan α ) 2 μ F Z ( 1 - S )
Figure DE102008046259B4_0052

Dabei bezeichnet S den Umfangsschlupf, α den Schräglaufwinkel und µ den Reibbeiwert eines Rades. Ferner ist c s 0

Figure DE102008046259B4_0053
die Nullpunkttangente der Umfangskraft-Umfangsschlupf-Kurve bei Schräglaufwinkel α = 0. Analog ist c α 0
Figure DE102008046259B4_0054
die Nullpunkttangente der Seitenkraft-Schräglaufwinkel-Kurve bei Umfangsschlupf S = 0. Die Größen c s 0
Figure DE102008046259B4_0055
und c α 0
Figure DE102008046259B4_0056
hängen in erster Linie von der Radlast nach Gleichungen (40) und (41) ab: c s 0 = κ s F Z
Figure DE102008046259B4_0057
c α 0 = ( κ α 1 + κ α 2 F Z F Nenn Z ) F Z .
Figure DE102008046259B4_0058
S denotes the circumferential slip, α the slip angle and μ the friction coefficient of a wheel. Further is c s 0
Figure DE102008046259B4_0053
the zero point tangent of the circumferential force-circumferential slip curve at slip angle α = 0. Analogous c α 0
Figure DE102008046259B4_0054
the zero point tangent of the lateral force skew angle curve with circumferential slippage S = 0. The sizes c s 0
Figure DE102008046259B4_0055
and c α 0
Figure DE102008046259B4_0056
depend primarily on the wheel load according to equations (40) and (41): c s 0 = κ s F Z
Figure DE102008046259B4_0057
c α 0 = ( κ α 1 + κ α 2 F Z F nominal Z ) F Z ,
Figure DE102008046259B4_0058

Im Fall S ≤ 0,5 befinden sich alle Profilteilchen im Latsch noch im Haftbereich, also wird die Kraftschlussgrenze noch nicht erreicht. Die Kräfte ergeben sich aus der Integration der Spannungen über den Latsch und lassen sich auf folgende Weise ausdrücken:

  • Eine Umfangskraft wird durch Gleichung (42) beschrieben F U = c s 0 S ,
    Figure DE102008046259B4_0059
In the case S ≤ 0.5, all profile particles in the laces are still in the adhesion area, so the adhesion limit is not yet reached. The forces result from the integration of the voltages across the Laces and can be expressed in the following way:
  • A circumferential force is described by Equation (42) F U = c s 0 S .
    Figure DE102008046259B4_0059

Eine Seitenkraft wird durch Gleichung (43) beschrieben F S = c α 0 tan α

Figure DE102008046259B4_0060
A lateral force is described by Equation (43) F S = c α 0 tan α
Figure DE102008046259B4_0060

Im Fall > 0,5 gleiten die Profilteilchen im Latsch teilweise oder gar komplett. Durch Integration der Spannungen im Haft- und Gleitbereich über den Latsch ergeben sich die Kräfte wie folgt:

  • Die Umfangskraft ergibt sich zu Gleichung (44).
F U = c s 0 S 1 S S ¯ 0,25 S ¯ 2 ,
Figure DE102008046259B4_0061
In the case> 0.5, the profile particles slide partially or even completely in the laces. By integrating the stresses in the adhesion and sliding area over the Laces, the forces are as follows:
  • The circumferential force is given by equation (44).
F U = c s 0 S 1 - S S ¯ - 0.25 S ¯ 2 .
Figure DE102008046259B4_0061

Die Seitenkraft ergibt sich zu Gleichung (45). F S = c α 0 tan α 1 S S ¯ 0,25 S ¯ 2 .

Figure DE102008046259B4_0062
The lateral force results in equation (45). F S = c α 0 tan α 1 - S S ¯ - 0.25 S ¯ 2 ,
Figure DE102008046259B4_0062

Es ist anzumerken, dass nach Gleichungen (42) und (43) bzw. (44) und (45) ein einfacher Zusammenhang zwischen der Umfangs- und der Seitenkraft nach Gleichungen (46) und (47) besteht: F S tan α = c α 0 c s 0 F U S

Figure DE102008046259B4_0063
folglich c α F S tan α = c α 0 c s 0 F U S .
Figure DE102008046259B4_0064
It should be noted that equations (42) and (43) or (44) and (45) show a simple relationship between the circumferential and lateral forces according to equations (46) and (47): F S tan α = c α 0 c s 0 F U S
Figure DE102008046259B4_0063
consequently c α F S tan α = c α 0 c s 0 F U S ,
Figure DE102008046259B4_0064

Diese Beziehung besagt, dass der Seitenkraftbeiwert cα sich beim Bremsen durch die Umfangskraft FU und den entsprechenden Umfangsschlupf bestimmen lässt. Nach Gleichungen (40) und (41) hängt der Koeffizient c α 0 / c s 0

Figure DE102008046259B4_0065
von der Radlast nach Gleichung (48) ab: c α 0 c s 0 = κ α 1 + κ α 2 F Z F Nenn Z κ s .
Figure DE102008046259B4_0066
This relationship states that the lateral force coefficient c α can be determined during braking by the circumferential force F U and the corresponding circumferential slip. According to equations (40) and (41), the coefficient depends c α 0 / c s 0
Figure DE102008046259B4_0065
from the wheel load according to equation (48): c α 0 c s 0 = κ α 1 + κ α 2 F Z F nominal Z κ s ,
Figure DE102008046259B4_0066

Wenn die Radlast FZ nicht sehr stark von ihrem Nennwert F Nenn Z

Figure DE102008046259B4_0067
abweicht, gilt Gleichung (49) c α 0 c s 0 = κ α 1 κ s = κ = Konstant
Figure DE102008046259B4_0068
und ist in der Regel eine gute Nährung, weil in diesem Fall καl für den Zähler der Gleichung (48) maßgebend ist. Somit wird der Aufwand zur Radlastschätzung erspart. Gleichung (47) zur Berechnung des Seitenkraftbeiwerts kann dann durch Gleichung (50) ausgedrückt werden: c α κ F U S .
Figure DE102008046259B4_0069
If the wheel load F Z is not very strong from its face value F nominal Z
Figure DE102008046259B4_0067
deviates, equation (49) applies c α 0 c s 0 = κ α 1 κ s = κ = Constant
Figure DE102008046259B4_0068
and is usually a good nourishment, because in this case κ αl is decisive for the numerator of equation (48). Thus, the effort for wheel load estimation is spared. Equation (47) for calculating the lateral force coefficient can then be expressed by equation (50): c α κ F U S ,
Figure DE102008046259B4_0069

Der Koeffizient κ muss vorab durch Messungen bestimmt werden.The coefficient κ must be determined beforehand by measurements.

Die Umfangskraft (in diesem Fall Bremskraft) FU wird im realen Fahrzeug nicht direkt gemessen und muss über den Bremsdruck nach Gleichung (51) berechnet werden: F U = p B A r C B + J r a d ω ˙ + M M o t o r R d y n .

Figure DE102008046259B4_0070
The circumferential force (braking force in this case) F U is not measured directly in the real vehicle and must be calculated via the brake pressure according to equation (51): F U = p B A r C B + J r a d ω ˙ + M M O t O r R d y n ,
Figure DE102008046259B4_0070

Hierbei ist pB der Bremsdruck, A die Kolbenfläche des Radbremszylinders, r der mittlere Reibradius des Bremsbelags auf der Bremsscheibe und CB der Bremsenkennwert. Mit ω̇ wird die Winkelbeschleunigung des Rades bezeichnet. Ferner ist JRad das Trägheitsmoment des Rades und aller damit verbundenen Drehmassen, Rdyn der dynamische Reifenhalbmesser.Here, p B is the brake pressure, A the piston surface of the wheel brake cylinder, r the mean friction radius of the brake pad on the brake disc and C B the brake characteristic. With ω̇ the angular acceleration of the wheel is called. Further, J Rad is the moment of inertia of the wheel and all associated rotational masses, R dyn the dynamic tire radius.

Wird beim Bremsen nicht ausgekuppelt, wird der erforderliche Bremsdruck eines Antriebsrades wegen des darauf wirkenden Motorschleppmoments MMotor beim gleichen Schlupf kleiner. Je höher die Fahrgeschwindigkeit und je niedriger des eingelegten Gangs ist, desto stärker ist die Wirkung des Motorbremsmoments.If not disengaged during braking, the required brake pressure of a drive wheel because of the acting thereon motor drag torque M motor at the same slip is smaller. The higher the vehicle speed and the lower the engaged gear, the stronger the effect of the engine braking torque.

Der oben vorgestellte Ansatz zur Berechnung des Seitenkraftbeiwerts berücksichtigt Reibbeiwert- sowie Radlaständerungen automatisch und funktioniert auch bei kombinierten Manövern, z.B. bei gleichzeitigem Auftreten des Umfangsschlupfs und des Schräglaufwinkels. Er ist jedoch empfindlich bei sehr kleinen Umfangsschlupfwerten. Diese Einschränkung ist aber für den realen Einsatz nicht gravierend, da die Bremsstabilität erst bei größeren Umfangsschlupfwerten ein Thema wird.The approach to calculating the lateral force coefficient presented above automatically considers friction coefficient and wheel load changes and also works in combined maneuvers, e.g. with simultaneous occurrence of the circumferential slip and the skew angle. However, it is sensitive to very small circumferential slip values. However, this limitation is not serious for real use, since the braking stability only becomes an issue with larger circumferential slip values.

Bestimmung der Stabilitätsbedingung im realen Fahrbetrieb Determination of the stability condition in real driving

Mit dem oben vorgestellten Ansatz können Seitenkraftbeiwerte der Räder beim Bremsen bestimmt werden. Darauf basierend lassen sich die für die Stabilität charakteristische Größe ω2 bzw. die Eigenwerte des Systems λ1,2 berechnen. Im Folgenden wird ein konkretes Beispiel dargestellt. Dabei handelt es sich um die Geradeausbremsung eines Fahrzeugs auf einer einseitig glatten Fahrbahn (Eis auf der linken Seite und Beton auf der rechten Seite) mit einer Anfangsgeschwindigkeit von 85 Km/h. Das Fahrzeug hat eine hohe Schwerpunktslage und ist mit einem nicht angepassten ABS ausgerüstet. Ein menschlicher Fahrer muss dabei versuchen, das Fahrzeug geradeaus zu fahren.With the approach presented above, lateral force coefficients of the wheels during braking can be determined. Based on this, the quantity ω 2 characteristic of the stability or the eigenvalues of the system λ 1,2 can be calculated. The following is a concrete example. This is the straight braking of a vehicle on a one-sided smooth road (ice on the left side and concrete on the right side) with an initial speed of 85 km / h. The vehicle has a high center of gravity and is equipped with an unmatched ABS. A human driver must try to drive the vehicle straight ahead.

Das Fahrzeug verhält sich während dieses Bremsvorgangs unruhig und lässt sich nur schwer vom Fahrer beherrschen. Dieses Manöver wird im Rechner mit Hilfe eines Mehrkörper-Gesamtfahrzeugmodells rekonstruiert, damit messtechnisch aufwändige Größen wie Radlasten, Schräglaufwinkel und Seitenkräfte für weitere Untersuchungen bzw. für die Validierung des vorgestellten Verfahrens zur Bestimmung der Fahrstabilität zugänglich gemacht werden.The vehicle behaves restless during this braking process and is difficult to control by the driver. This maneuver is reconstructed in the computer with the aid of a multi-body overall vehicle model, so that metrologically complex parameters such as wheel loads, slip angles and lateral forces are made available for further investigations or for the validation of the presented method for determining the driving stability.

In 4 sind die durch Simulation rekonstruierten Radlasten dargestellt. Der Graph 18 zeigt die Radlast am linken Vorderrad, der Graph 19 die Radlast am rechten Vorderrad, der Graph 20 die Radlast am linken Hinterrad und der Graph 21 die Radlast am rechten Hinterrad.In 4 the wheel loads reconstructed by simulation are shown. The graph 18 shows the wheel load on the left front wheel, the graph 19 the wheel load on the right front wheel, the graph 20 the wheel load on the left rear wheel and the graph 21 the wheel load on the right rear wheel.

Anhand dieser Figur sieht man deutlich, dass die Verzögerung zur Radlastverlagerung von der Hinter- auf die Vorderachse führt, während die durch das Gieren hervorgerufene Querbeschleunigung zur Radlastverlagerung zwischen den linken und den rechten Rädern führt. Die Radlastverlagerungen sind in diesem Fall wegen der hohen Schwerpunktslage des Fahrzeugs ausgeprägt. Besonders stark entlastet wird das Hinterrad auf der griffigeren Fahrbahnseite, wenn die ungleichen Bremskräfte das Fahrzeug zu dieser Seite drehen und der Fahrer keine entsprechende Korrektur durch Lenken einleitet (z.B. um die zweite oder die vierte Sekunde in 4).It can be seen clearly from this figure that the deceleration leads to wheel load shifting from the rear to the front axle, while the lateral acceleration caused by the yawing leads to wheel load shifting between the left and right wheels. The Radlastverlagerungen are pronounced in this case because of the high center of gravity of the vehicle. The rear wheel is particularly relieved on the grippier side of the road when the unequal braking forces turn the vehicle to this side and the driver does not initiate a corresponding correction by steering (eg by the second or the fourth second in 4 ).

In diesem Fall ist auch zu erwarten, dass die hintere Achse stark an ihrer Seitenführungsfähigkeit verliert. Dies erkennt man auch tatsächlich aus den Seitenkraftbeiwerten, die mit dem zuvor beschriebenen Verfahren berechnet sind. 5 zeigt die berechneten Seitenkraftbeiwerte für die einzelnen Räder des Fahrzeugs. Graph 22 zeigt den Seitenkraftbeiwert des linken Vorderrads, Graph 23 den Seitenkraftbeiwert des rechten Vorderrads, Graph 24 den Seitenkraftbeiwert des linken Hinterrads und Graph 25 den Seitenkraftbeiwert des rechten Hinterrads.In this case, it is also to be expected that the rear axle loses much of its cornering ability. In fact, this can be seen from the lateral force coefficients calculated using the method described above. 5 shows the calculated lateral force coefficients for the individual wheels of the vehicle. graph 22 shows the lateral force coefficient of the left front wheel, graph 23 the lateral force coefficient of the right front wheel, graph 24 the lateral force coefficient of the left rear wheel and graph 25 the lateral force coefficient of the right rear wheel.

Zur Validierung der berechneten Seitenkraftbeiwerte werden sie mit den durch Simulation rekonstruierten Schräglaufwinkeln der Räder multipliziert. 6 zeigt für jedes Rad die rekonstruierten Seitenkräfte 26, 28, 30, 32 und die gemäß dem obigen Verfahren berechneten Seitenkräfte 27, 29, 31, 33. 6 zeigt, dass die berechneten Seitenkräfte mit den rekonstruierten Seitenkräften gut übereinstimmen.To validate the calculated lateral force coefficients, they are multiplied by the wheel slip angles reconstructed by simulation. 6 shows the reconstructed lateral forces for each wheel 26 . 28 . 30 . 32 and the lateral forces calculated according to the above method 27 . 29 . 31 . 33 , 6 shows that the calculated lateral forces are in good agreement with the reconstructed lateral forces.

Nach Gleichungen (31), (32) und (33) werden die Größen σ und ω2 sowie die Eigenwerte (Pole) λ1,2 berechnet. Die Ergebnisse sind in 7, 8 und 9 dargestellt.According to equations (31), (32) and (33), the quantities σ and ω 2 and the eigenvalues (poles) λ 1,2 are calculated. The results are in 7 . 8th and 9 shown.

Während die Größe σ in diesem Bremsvorgang stets positiv bleibt, wird die Größe ω2 um die zweite Sekunde nach 8 teilweise negativ. Dementsprechend hat der erste Eigenwert (siehe 9) in diesem Fall einen positiven Realteil, was auf Instabilität des Fahrzeugs hindeutet. Durch die unerwartete Fahrverhaltenänderung hat der Fahrer Schwierigkeit, das Drehen des Fahrzeugs einzufangen. Eine häufige Folge davon ist das Überlenken seitens des Fahrers, welches das Problem teilweise verstärkt.While the quantity σ always remains positive in this braking operation, the quantity ω 2 becomes smaller by the second second 8th partially negative. Accordingly, the first eigenvalue (see 9 ) in this case a positive real part, which indicates instability of the vehicle. Due to the unexpected drivability change, the driver has difficulty capturing the turning of the vehicle. A common consequence of this is the overriding on the part of the driver, which partially amplifies the problem.

In 5 hat sich die Konstellation der Seitenkraftbeiwerte nach der vierten Sekunde nicht verbessert. Folglich bleibt das Fahrzeug übersteuernd, d.h. lHcαH < lVcαV. Nach 8 weist das Fahrzeug trotzdem ein stabiles Verhalten auf, da die Fahrgeschwindigkeit in diesem Fall nicht mehr so hoch ist und ein übersteuerndes Fahrzeug auch nur ab einer bestimmten Geschwindigkeit instabil wird. Daraus folgt, dass die Bremskräfte mit abnehmender Fahrgeschwindigkeit entsprechend erhöht werden können, um einen möglichst kurzen Bremsweg zu erzielen.In 5 The constellation of lateral force coefficients did not improve after the fourth second. Consequently, the vehicle remains oversteering, ie, L H c α H <1 V c αV . To 8th Nevertheless, the vehicle has a stable behavior, since the driving speed in this case is not so high and an oversteering vehicle is unstable even at a certain speed. It follows that the braking forces can be increased accordingly with decreasing driving speed in order to achieve the shortest possible braking distance.

Wie zuvor beschrieben, wurde ein Verfahren zum Bestimmen einer Stabilitätsbedingung beim Bremsen hergeleitet. Dabei stellt ω2 eine charakteristische Größe dar und korreliert gut mit der subjektiven Wahrnehmung des Fahrers von der Kontrollierbarkeit des Fahrzeugs.As described above, a method for determining a stability condition in braking has been derived. Here, ω 2 represents a characteristic quantity and correlates well with the subjective perception of the driver of the controllability of the vehicle.

Darüber hinaus ist das Verfahren geeignet die Bestimmung der Stabilitätsbedingung beim Bremsen unterschiedlicher Art zu ermöglichen, z.B. Geradausbremsen auf homogener und heterogener Fahrbahn, Bremsen in der Kurve usw. In addition, the method is suitable to allow the determination of the stability condition during braking of different types, for example, straight braking on a homogeneous and heterogeneous road, braking in the curve, etc.

Es ist anzumerken, dass die dabei benötigten Größen lV , lH , m, JZ auch vom Beladungszustand abhängig und deshalb veränderlich sind. Die Variation dieser Größen wirkt negativ auf die Genauigkeit der Bestimmung. Mit einem gewissen Aufwand lassen sich diese Größen auch berechnen. Man kann z.B. das Fahrzeug so leicht geradeaus bremsen, dass die durch die Verzögerung hervorgerufene Radlastverlagerung vernachlässigbar klein bleibt. Werden dabei die Drehgeschwindigkeiten der Vorder- und der Hinterräder gleich geregelt, sind also die Umfangsschlupfwerte der Räder gleich, so stellt das Verhältnis F V U / F H U

Figure DE102008046259B4_0071
nach Gleichungen (35), (36), (37), (38) eine gute Schätzung des Verhältnisses lV /lH dar. Da der Radstand lV + lH konstant ist, können lV und lH berechnet werden.It should be noted that the required sizes l V . l H , m, J Z also dependent on the load condition and therefore are changeable. The variation of these quantities has a negative effect on the accuracy of the determination. With a certain amount of effort, these quantities can also be calculated. For example, the vehicle can be braked straight ahead so easily that the wheel load shift caused by the deceleration remains negligibly small. If the rotational speeds of the front and rear wheels are regulated in the same way, ie if the circumferential slip values of the wheels are the same, the ratio is set F V U / F H U
Figure DE102008046259B4_0071
according to equations (35), (36), (37), (38) a good estimate of the ratio l V / l H dar. Since the wheelbase l V + l H is constant, can l V and l H be calculated.

Auf der anderen Seite sind die Variationsbereiche der Größen lV , lH , m und JZ in der Regel nicht erheblich groß. Die entstandenen Ungenauigkeiten bzw. Abweichungen in den bestimmten Werten von ω2 bzw. Re(λ1,2) werden somit die Nutzung der Stabilitätsbedingung praktisch nicht verhindern.On the other side are the variation ranges of sizes l V . l H , m and J Z usually not significantly big. The resulting inaccuracies or deviations in the specific values of ω 2 or Re (λ 1,2 ) will thus practically not prevent the use of the stability condition.

Mit Nutzung wird hier gemeint, dass man die Stabilitätsbedingung nicht nur bestimmt, sondern auch bei der Regelung von Bremsdrücken gezielt einsetzt, wie nachfolgend beschrieben werden wird. Das Ziel ist, die Haftung der Räder auf der Fahrbahn bei Erfüllung der Stabilitätsbedingung optimal auszunutzen.By use is meant here that one not only determines the stability condition, but also uses it selectively in the regulation of brake pressures, as will be described below. The aim is to make the best possible use of the grip of the wheels on the roadway when the stability condition is met.

Verfahren zum Einstellen eines Bremsdrucks für ein FahrzeugMethod for setting a brake pressure for a vehicle

Beim Bremsen verändern sich die Fahrzeugparameter, welche für das Fahrverhalten maßgebend sind. Bei einer zu starken Veränderung dieser Parameter kann ein unerwünschtes Fahrverhalten, im Extermfall sogar Instabilität auftreten. Ein normaler Fahrer wird in solchen Situationen meist überrascht und überfordert. Um dies zu vermeiden, müssen bestimmte Bedingungen beim Bremsen erfüllt werden. Die Erfüllung dieser Bedingungen kann durch eine gezielte Regelung der Bremsdrücke erreicht werden. Das Ziel der Regelung ist neben der Beherrschbarkeit des Fahrzeugs auch ein möglichst kurzer Bremsweg. Im Folgenden werden die zu erfüllenden Bedingungen und die entsprechenden Regelstrategien vorgestellt.When braking, the vehicle parameters which are decisive for the driving behavior change. If the parameters are changed too much, unwanted drivability, even extreme instability, can occur. A normal driver is usually surprised and overwhelmed in such situations. To avoid this, certain conditions must be met during braking. The fulfillment of these conditions can be achieved by a targeted regulation of the brake pressures. The aim of the regulation is in addition to the controllability of the vehicle also the shortest possible braking distance. In the following, the conditions to be fulfilled and the corresponding control strategies are presented.

Stabilitätsbedingung des GesamtfahrzeugsStability condition of the whole vehicle

Die Stabilität von Fahrzeugen beim Bremsen wurde zuvor anhand der Differentialgleichungen (23) untersucht.The stability of vehicles during braking was previously examined using differential equations (23).

Die Stabilität des Fahrzeugs wird maßgebend durch die Eigenwerte der Systemmatrix A aus Gleichungen (52) bis (54) bestimmt: λ 1,2 = σ ± σ 2 ω 2

Figure DE102008046259B4_0072
2 σ = ( A 11 + A 22 ) m ( l V 2 c α V + l H 2 c α H ) + J Z ( c α V + c α H + m v ˙ ) J Z m v
Figure DE102008046259B4_0073
ω 2 = A 11 A 22 A 12 A 21 = ( l V + l H ) 2 c α V c α H + m v 2 ( l H c α H l V c α V ) + m v ˙ ( l V 2 c α V + l H 2 c α H ) J Z m v 2
Figure DE102008046259B4_0074
The stability of the vehicle is decisively determined by the eigenvalues of the system matrix A from equations (52) to (54): λ 1.2 = - σ ± σ 2 - ω 2
Figure DE102008046259B4_0072
2 σ = - ( A 11 + A 22 ) - m ( l V 2 c α V + l H 2 c α H ) + J Z ( c α V + c α H + m v ˙ ) J Z m v
Figure DE102008046259B4_0073
ω 2 = A 11 A 22 - A 12 A 21 = ( l V + l H ) 2 c α V c α H + m v 2 ( l H c α H - l V c α V ) + m v ˙ ( l V 2 c α V + l H 2 c α H ) J Z m v 2
Figure DE102008046259B4_0074

Um die Stabilität des Fahrzeugs zu gewährleisten, soll der Realteil des ersten Eigenwerts einen negativen Wert annehmen (der Realteil des zweiten Eigenwerts ist stets negativ), nämlich Re ( λ 1 ) < 0

Figure DE102008046259B4_0075
oder anders ausgedrückt ω 2 > 0.
Figure DE102008046259B4_0076
In order to ensure the stability of the vehicle, the real part of the first eigenvalue should assume a negative value (the real part of the second eigenvalue is always negative), namely re ( λ 1 ) < 0
Figure DE102008046259B4_0075
or in other words ω 2 > 0th
Figure DE102008046259B4_0076

Mit dem zuvor beschriebenen Verfahren zum Bestimmen der Stabilität eines Fahrzeugs können die Größen ω2 bzw. λ1 im realen Fahrbetrieb bestimmt werden. Daher wird Bedingung (55) bzw. (56) bei der Regelung von Bremsdrücken einbezogen. Wenn die Bremsdrücke so geregelt werden, dass die Bedingung (55) bzw. (56) stets eingehalten wird, bleibt das Fahrzeug theoretisch stabil. Man muss allerdings noch darauf achten, dass ein stabiles Fahrzeug für den Fahrer nicht zwangsläufig leicht zu beherrschen ist.With the method described above for determining the stability of a vehicle, the variables ω 2 or λ 1 can be determined in real driving operation. Therefore, condition ( 55 ) respectively. ( 56 ) included in the regulation of brake pressures. When the brake pressures are controlled so that the condition ( 55 ) respectively. ( 56 ) is always maintained, the vehicle remains theoretically stable. However, one must still make sure that a stable vehicle for the driver is not necessarily easy to control.

Beim Bremsen (z.B. auf heterogener Fahrbahn, in der Kurve oder unter anderen Störungen) ist häufig eine Korrektur durch Lenken erforderlich, da sonst das Fahrzeug schnell die richtige Spur verlassen wird. Ein durchschnittlicher Fahrer ist meistens nur mit dem Fahrverhalten in normalen Fahrsituationen vertraut. Eine zu starke Veränderung des Fahrverhaltens beim Bremsen könnte den Fahrer überraschen und evtl. zu einer falschen Fahrerreaktion führen. Zur Charakterisierung des Fahrverhaltens können Frequenzgänge herangezogen werden.Braking (e.g., on a heterogeneous road, cornering or other disturbances) often requires steering correction, otherwise the vehicle will quickly leave the correct lane. An average driver is usually familiar only with the driving behavior in normal driving situations. Too much change in driving behavior during braking might surprise the driver and possibly lead to a wrong driver reaction. Frequency responses can be used to characterize the driving behavior.

Beurteilung des Fahrverhaltens mittels des GierfrequenzgangsAssessment of the driving behavior by means of the yaw frequency response

Der Gierfrequenzgang stellt ein wertvolles Hilfsmittel zur Beurteilung des Fahrverhaltens dar. Aus Differentialgleichungen (23) kann man mit Hilfe der Laplace-Transformation die Gierübertragungsfunktion (57) herleiten: G ( s ) = ψ ˙ ( s ) δ V ( s ) = K T Z s + 1 s 2 + 2 σ s + ω 2 = K T Z s + 1 ( s λ 1 ) ( s λ 2 )

Figure DE102008046259B4_0077
mit K = A 21 b 11 A 11 b 21 = ( c α H l + m v ˙ l v ) ( c α V F V L U F V L U ) J Z m v
Figure DE102008046259B4_0078
und T Z = b 21 K m v l V c α H l + m v ˙ l v .
Figure DE102008046259B4_0079
The yaw frequency response is a valuable tool for assessing driving behavior. From differential equations ( 23 ) one can use the Laplace transform to use the yaw transfer function ( 57 ) derive: G ( s ) = ψ ˙ ( s ) δ V ( s ) = K T Z s + 1 s 2 + 2 σ s + ω 2 = K T Z s + 1 ( s - λ 1 ) ( s - λ 2 )
Figure DE102008046259B4_0077
With K = A 21 b 11 - A 11 b 21 = ( c α H l + m v ˙ l v ) ( c α V - F V L U - F V L U ) J Z m v
Figure DE102008046259B4_0078
and T Z = b 21 K - m v l V c α H l + m v ˙ l v ,
Figure DE102008046259B4_0079

Dabei ist / = lV + lH.Where / = 1 V + 1 H.

Wird für s in der Gierübertragungsfunktion (57) die komplexe Frequenz j2πf eingesetzt, erhält man den Gierfrequenzgang: F ( f ) = G ( j 2 π f ) = K j 2 π f T Z + 1 4 π 2 f 2 + j 4 π f σ + ω 2 = K j 2 π f T Z + 1 ( j 2 π f λ 1 ) ( j 2 π f λ 2 ) .

Figure DE102008046259B4_0080
Is used for s in the yaw transfer function ( 57 ) uses the complex frequency j2πf, one obtains the yaw frequency response: F ( f ) = G ( j 2 π f ) = K j 2 π f T Z + 1 - 4 π 2 f 2 + j 4 π f σ + ω 2 = K j 2 π f T Z + 1 ( j 2 π f - λ 1 ) ( j 2 π f - λ 2 ) ,
Figure DE102008046259B4_0080

Der Frequenzgang stellt also einen Ausschnitt aus der Übertragungsfunktion dar, nämlich die Gesamtheit ihrer Funktionswerte auf der imaginären Achse.The frequency response thus represents a section of the transfer function, namely the entirety of its functional values on the imaginary axis.

Aus dem Gierfrequenzgang (60) folgt ein Amplitudengang |F(f)| und ein Phasengang ∠F(f). Sie beschreiben die Amplitude und die Phase der Giergeschwindigkeit nach Abklingen des Einschwingvorgangs (was Stabilität voraussetzt) gegenüber einer harmonischen Anregung am Lenkrad. Bei einer sehr niedrigen Frequenz, also f → 0, entspricht F(0)= K/ω2 dem so genannten Gierverstärkungsfaktor, nämlich dem Verhältnis zwischen der Giergeschwindigkeit und dem Lenkradwinkel bei einer stationären Kreisfahrt.From the yaw frequency response ( 60 ) follows an amplitude response | F (f) | and a phase transition ∠F (f). They describe the amplitude and the phase of the yaw rate after the decay of the transient (which requires stability) against a harmonious excitation on the steering wheel. At a very low frequency, ie f → 0, F (0) = K / ω 2 corresponds to the so-called yaw amplification factor, namely the ratio between the yaw rate and the steering wheel angle in a stationary circular drive.

Der Gierfrequenzgang soll sich während des Bremsvorgangs möglichst nicht zu stark ändern, damit der Fahrer nicht überfordert wird.The yaw frequency response should not change too much during the braking process, so that the driver is not overwhelmed.

Sowohl der Amplitudengang als auch der Phasengang des Gierfrequenzgangs fallen, insbesondere bei höheren Geschwindigkeiten, sehr früh und sehr steil ab (was auf eine starke Veränderung des Fahrverhaltens hindeutet), wenn die Größe Re(λ1) zwar negativ aber nicht klein genug ist. Es ist deshalb sinnvoll, Re(λ1) wie folgt zu begrenzen: Re ( λ 1 ) < τ , ( τ < 0 )

Figure DE102008046259B4_0081
oder alternativ ω 2 > ξ , ( ξ > 0 ) .
Figure DE102008046259B4_0082
Both the amplitude response and the phase response of the yaw frequency response fall off very early and very steeply, especially at higher speeds (indicating a large change in drivability) when the quantity Re (λ 1 ) is negative but not small enough. It therefore makes sense to limit Re (λ 1 ) as follows: re ( λ 1 ) < τ . ( τ < 0 )
Figure DE102008046259B4_0081
or alternatively ω 2 > ξ . ( ξ > 0 ) ,
Figure DE102008046259B4_0082

Die Grenzwerte τ bzw. ξ sind zweckmäßig durch Applikationen festzulegen, damit die Ungenauigkeiten in den Schätzwerten und vor allem die Wahrnehmung des Fahrverhaltens vom Fahrer berücksichtigt werden können.The limit values τ and ξ are expediently to be determined by means of applications, so that the inaccuracies in the estimated values and above all the perception of the driving behavior by the driver can be taken into account.

Die Grenzwerte sollen nicht zu großzügig gewählt werden, damit ein normaler Fahrer mit der Veränderung des Fahrverhaltens beim Bremsen noch zurechtkommen kann. Auf der anderen Seite führen zu konservativ gewählte Werte zur Verminderung der Bremsdrücke und demzufolge einem längeren Bremsweg.The limits should not be too generous, so that a normal driver can still cope with the change in driving behavior when braking. On the other hand, too conservative values lead to a reduction in brake pressures and consequently a longer braking distance.

Die Größe Re(λ1) wird mit abnehmender Fahrgeschwindigkeit schnell kleiner. Die Bremsdrücke können entsprechend erhöht werden, ohne die Stabilitätsbedingung zu verletzen. Die Bremsdrücke müssen jedoch wegen der Reifeneigenschaften begrenzt werden, damit die Stabilität der Räder sowohl in der Umfangsrichtung (also nicht blockieren) als auch in der Seitenrichtung gewährleistet wird.The quantity Re (λ 1 ) decreases rapidly as the vehicle speed decreases. The brake pressures can be increased accordingly without violating the stability condition. However, the braking pressures must be limited because of the tire characteristics, so that the stability of the wheels is ensured both in the circumferential direction (not blocked) and in the lateral direction.

Begrenzung der SchräglaufwinkelLimiting the slip angle

Ähnlich wie die Umfangskraft über dem Umfangsschlupf kann die Seitenkraft nur bis zu einer bestimmten Grenze mit dem Schräglaufwinkel ansteigen. Wird diese Grenze überschritten, wird die Seitenkraft nicht mehr größer oder gar abfallen, obwohl der Schräglaufwinkel sich weiter vergrößert. In diesem Fall gerät das Fahrzeug in einen instabilen Bereich, d.h. es wird kein stationärer Zustand erreicht. Diese Situation kann besonders beim Bremsen auf einseitig glatter Fahrbahn auftreten. In 10 ist der quasi-stationäre (mit „quasi“ ist gemeint, dass die Fahrgeschwindigkeit sich noch verändert) Zustand einer Geradeausbremsung auf einer solchen Fahrbahn exemplarisch dargestellt. Das Fahrzeug fährt in diesem Fall mit einem Schwimmwinkel β geradeaus.Similar to the circumferential force over the circumferential slip, the lateral force can only increase up to a certain limit with the skew angle. If this limit is exceeded, the lateral force will not increase or decrease, although the skew angle continues to increase. In this case, the vehicle gets into an unstable area, ie no stationary state is reached. This situation can occur especially when braking on one-sided slippery roads. In 10 is the quasi-stationary (by "quasi" is meant that the driving speed is still changing) state of a straight-braking on such a roadway exemplified. In this case the vehicle drives straight ahead with a slip angle β.

Das durch die asymmetrischen Bremskräfte F V L U < F V R U , F H L U < F H R U

Figure DE102008046259B4_0083
hervorgerufene Störgiermoment muss durch ein entgegen wirkendes Moment kompensiert werden, das durch die Seitenkräfte F V L S ,   F V R S ,   F H L S ,   F H R S
Figure DE102008046259B4_0084
erzeugt wird. Diese Seitenkräfte führen wiederum zu Schräglaufwinkeln αVL, αVR, αHL, αHR. Es ist leicht einzusehen, dass die Schräglaufwinkel in diesem Fall mit einer steigenden Bremsstärke größer werden. Die Bremsstärke muss deshalb begrenzt werden, damit diese Winkel eine bestimmte Grenze nicht überschreiten. Dabei genügt es im Allgemeinen, die quasi-stationären Schräglaufwinkel heranzuziehen.That by the asymmetrical braking forces F V L U < F V R U . F H L U < F H R U
Figure DE102008046259B4_0083
caused Störgiermoment must be compensated by a counteracting moment, by the side forces F V L S . F V R S . F H L S . F H R S
Figure DE102008046259B4_0084
is produced. These lateral forces in turn lead to slip angles α VL , α VR , α HL , α HR . It is easy to see that the slip angles increase in this case with increasing braking power. The braking power must therefore be limited so that these angles do not exceed a certain limit. It is generally sufficient to use the quasi-stationary slip angles.

Im quasi-stationären Zustand gilt x ˙ = [ β ˙ ψ ¨ ] = 0.

Figure DE102008046259B4_0085
In the quasi-stationary state applies x ˙ = [ β ˙ ψ ¨ ] = 0th
Figure DE102008046259B4_0085

Differentialgleichungen (23) reduzieren sich somit auf folgende algebraische Gleichungen 0 = Ax + b δ V + υ .

Figure DE102008046259B4_0086
Differential equations ( 23 ) are thus reduced to the following algebraic equations 0 = Ax + b δ V + υ ,
Figure DE102008046259B4_0086

Daraus können der quasi-stationäre Schwimmwinkel und der erforderliche Lenkeinschlagwinkel bei einer gemessenen Gierwinkelgeschwindigkeit bestimmt werden: β = υ 21 b 11 ( A 12 b 21 A 22 b 11 ) ψ ˙ A 11 b 21 A 21 b 11 ,

Figure DE102008046259B4_0087
δ V = υ 21 A 11 ( A 12 A 21 A 11 A 22 ) ψ ˙ A 21 b 11 A 11 b 21 .
Figure DE102008046259B4_0088
From this, the quasi-stationary slip angle and the required steering angle can be determined at a measured yaw rate: β = υ 21 b 11 - ( A 12 b 21 - A 22 b 11 ) ψ ˙ A 11 b 21 - A 21 b 11 .
Figure DE102008046259B4_0087
δ V = υ 21 A 11 - ( A 12 A 21 - A 11 A 22 ) ψ ˙ A 21 b 11 - A 11 b 21 ,
Figure DE102008046259B4_0088

Aufgrund folgender Zusammenhänge α V = δ V β l V ψ ˙ v ,

Figure DE102008046259B4_0089
α H = β + l H ψ ˙ v .
Figure DE102008046259B4_0090
ergeben sich quasi-stationäre Schräglaufwinkel der Vorder- und Hinterräder.Due to the following relationships α V = δ V - β - l V ψ ˙ v .
Figure DE102008046259B4_0089
α H = - β + l H ψ ˙ v ,
Figure DE102008046259B4_0090
result in quasi-stationary slip angle of the front and rear wheels.

Regelstrategiecontrol strategy

Ein stabiler und beherrschbarer Bremsvorgang setzt demzufolge drei Bedingungen voraus:

  1. 1. Die Stabilitätsbedingung des Gesamtfahrzeugs nach (61) bzw. (62) muss erfüllt werden;
  2. 2. Die Schräglaufwinkel der Räder dürfen eine bestimmte Grenze nicht überschreiten;
  3. 3. Die Räder dürfen nicht blockieren.
A stable and controllable braking operation therefore requires three conditions:
  1. 1. The stability condition of the whole vehicle according to ( 61 ) respectively. ( 62 ) must be fulfilled;
  2. 2. The slip angles of the wheels must not exceed a certain limit;
  3. 3. The wheels must not lock.

Unter diesen Bedingungen soll die Haftung der Räder auf der Fahrbahn optimal ausgenutzt werden, um einen möglichst kurzen Bremsweg zu erzielen. Dies kann durch eine gezielte Regelung der Bremsdrücke bzw. der Schlupfwerte erreicht werden.Under these conditions, the adhesion of the wheels on the road should be optimally utilized to achieve the shortest possible braking distance. This can be achieved by a targeted regulation of the brake pressures or the slip values.

Im Prinzip sind viele Regelstrategien denkbar. Eine Ausführungsform ist in 1 dargestellt. Das Blockieren der Räder wird wie gewohnt durch einen herkömmlichen Blockierverhinderer 8 verhindert. Allerdings wird der Bremsdruck im Hauptzylinder unter obigen Bedingungen 1 und 2 geregelt. Ein Vorteil dieser Strategie liegt darin, dass Bremskräfte der linken und der rechten Räder auch auf einseitig glatter Fahrbahn annährend gleich sind, solange der Blockierverhinderer 8 noch nicht aktiv ist, z.B. bei einem leichten Bremsen. Der Fahrer wird in diesem Fall zwar nicht über den Fahrbahnzustand informiert, braucht aber auch nicht gegenzulenken.In principle, many control strategies are conceivable. One embodiment is in 1 shown. The locking of the wheels is as usual by a conventional anti-lock 8th prevented. However, the brake pressure in the master cylinder becomes subject to the above conditions 1 and 2 regulated. An advantage of this strategy is that braking forces of the left and right wheels are approximately the same even on one-sided slippery roads, as long as the anti-lock 8th not yet active, eg with a light brake. Although the driver is not informed about the road condition in this case, he also does not need to counter-steer.

Diese Regelstrategie wird nun mit Hilfe eines Mehrkörper-Gesamtfahrzeugmodells untersucht. Als Regelgröße wird dabei Re(λ1) verwendet. Alternativ kann auch die Größe ω2 herangezogen werden.This control strategy is now being investigated with the help of a multi-body complete vehicle model. As a controlled variable, Re (λ 1 ) is used. Alternatively, the size ω 2 can be used.

Die vorgestellte Regelstrategie funktioniert beim Bremsen unterschiedlicher Art, z.B. Geradausbremsen auf homogener und heterogener Fahrbahn, Bremsen in der Kurve usw. Exemplarisch werden im Folgenden lediglich einige Simulationsergebnisse beim Geradausbremsen auf einer einseitig (links in diesem Fall) glatten Fahrbahn gezeigt.The presented control strategy works in braking of different types, e.g. Straight braking on homogeneous and heterogeneous road surfaces, braking in the curve, etc. As an example, only a few simulation results during straight braking on a one-sided (left in this case) smooth roadway are shown below.

Wie 11 zeigt, wurde die Vorgabe τ = -0,5 während des Bremsvorgangs gut eingehalten. Die Bedingung 1 ist somit erfüllt.As 11 shows, the default τ = -0.5 was well maintained during the braking process. The condition 1 is thus fulfilled.

Da Re(λ1) zu Beginn des Bremsvorgangs deutlich kleiner als die Vorgabe ist, wird der Bremsdruck im Hauptzylinder schnell aufgebaut. Die Drehgeschwindigkeit der Räder auf der glatten Fahrbahnseite nimmt rasch ab. In diesem Fall spricht der Blockierverhinderer an, damit der Bremsdruck in den entsprechenden Radzylindern nicht weiter steigt und das Blockieren verhindert wird, wie in 12 gezeigt. Der Graph 34 zeigt den Bremsdruck am linken Vorderrad, der Graph 35 den Bremsdruck am rechten Vorderrad, der Graph 36 den Bremsdruck am linken Hinterrad und der Graph 37 den Bremsdruck am rechten Hinterrad.Since Re (λ 1 ) at the beginning of the braking process is significantly smaller than the default, the brake pressure in the master cylinder is built up quickly. The rotational speed of the wheels on the slippery side of the road decreases rapidly. In this case, the anti-lock device responds so that the brake pressure in the respective wheel cylinders does not increase any further and blocking is prevented as in 12 shown. The graph 34 shows the brake pressure on the left front wheel, the graph 35 the brake pressure on the right front wheel, the graph 36 the brake pressure on the left rear wheel and the graph 37 the brake pressure on the right rear wheel.

Da die Räder auf der griffigen Fahrbahnseite (rechts) noch mehr Bremskräfte übertragen können, wird der Bremsdruck unter den Stabilitätsbedingungen 1 und 3 weiter erhöht, bis der Schräglaufwinkel eines Rades (in diesem Fall auf der Hinterachse) die vorgegebene Grenze (in diesem Fall 6°) erreicht. Der Verlauf des Schräglaufwinkels ist in 13 dargestellt.Since the wheels on the grip side of the road (right) can transmit even more braking forces, the brake pressure under the stability conditions 1 and 3 further increased until the slip angle of a wheel (in this case on the rear axle) reaches the predetermined limit (in this case 6 °). The course of the slip angle is in 13 shown.

Das Fahrverhalten in höheren Geschwindigkeitsbereichen, also zu Beginn der Bremsung, ändert sich relativ stark. Um dies zu verbessern, ist statt einer konstanten eine mit der Fahrgeschwindigkeit variable Grenze τ denkbar.The driving behavior in higher speed ranges, ie at the beginning of the braking, changes relatively strongly. In order to improve this, a variable limit τ that is variable with the driving speed is conceivable instead of a constant one.

Der erforderliche Lenkradwinkel während des Bremsvorgangs ist in 14 gezeigt. Man erkennt, dass diese Regelstrategie eine sanfte Lenkkorrektur ermöglicht.The required steering wheel angle during braking is in 14 shown. It can be seen that this control strategy allows a smooth steering correction.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1, 21, 2
Vorrichtungcontraption
33
Verarbeitungseinheitprocessing unit
44
Sensorensensors
5, 65, 6
Verarbeitungseinheitprocessing unit
77
Bremsdruckbrake pressure
88th
Bremssystem, BlockierverhindererBrake system, anti-lock device
99
Reglerregulator
1010
Fahrzeuglängsachsevehicle longitudinal axis
1111
FahrzeugschwerpunktCenter of gravity
12-1512-15
Radwheel
1616
Hinterachserear axle
1717
VorderachseFront
18-3718-37
Graphgraph

Claims (19)

Verfahren zum Bestimmen einer Fahrstabilität eines Fahrzeugs beim Bremsen, umfassend: - Bestimmen einer Schwerpunktslage (11) des Fahrzeugs, - Bestimmen von Seitenkraftbeiwerten von Rädern (12-15) des Fahrzeugs, und - Bestimmen eines Wertes für die Fahrstabilität des Fahrzeugs aus einer Geschwindigkeit des Fahrzeugs, der Schwerpunktslage (11) des Fahrzeugs, den Seitenkraftbeiwerten der Räder (12-15) des Fahrzeugs, einer Fahrzeugmasse und einem Fahrzeugträgheitsmoment um eine Fahrzeughochachse.A method for determining a driving stability of a vehicle when braking, comprising: Determining a center of gravity position (11) of the vehicle, Determining side force coefficients of wheels (12-15) of the vehicle, and - Determining a value for the driving stability of the vehicle from a speed of the vehicle, the center of gravity (11) of the vehicle, the Seitenkraftbeiwerten the wheels (12-15) of the vehicle, a vehicle mass and a vehicle inertia about a vehicle's vertical axis. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Wert χ für die Fahrstabilität aus der Geschwindigkeit v des Fahrzeugs, einem Abstand lV eines Schwerpunkts (11) des Fahrzeugs von der Vorderachse (17), einem Abstand lH des Schwerpunkts (11) von der Hinterachse (16), den Seitenkraftbeiwerten vorne links cαVL, vorne rechts cαVR, hinten links cαHL, hinten rechts cαHR der Räder (12-15), der Fahrzeugmasse m und dem Fahrzeugträgheitsmoment JZ um eine Fahrzeughochachse wie folgt ermittelt wird: χ = Re ( σ + σ 2 + ω 2 ) ,
Figure DE102008046259B4_0091
wobei σ = m ( l V 2 c α V + l H 2 c α H ) + J Z ( c α V + c α H + m v ˙ ) 2 J Z m v ,
Figure DE102008046259B4_0092
ω 2 = ( l V + l H ) 2 c α V c α H + m v 2 ( l H c α H l V c α V ) + m v ˙ ( l V 2 c α V + l H 2 c α H ) J 2 m v 2 ,
Figure DE102008046259B4_0093
c α V = c α V L + c α V R
Figure DE102008046259B4_0094
und c α H = c α H L + c α H R
Figure DE102008046259B4_0095
gilt.
Method according to Claim 1 , characterized in that the value χ for the driving stability from the speed v of the vehicle, a distance l V of a center of gravity (11) of the vehicle from the front axle (17), a distance l H of the center of gravity (11) from the rear axle (16 ), the lateral force coefficients front left c αVL , front right c αVR , rear left c αHL , rear right c αHR of the wheels (12-15), the vehicle mass m and the vehicle moment of inertia J Z is determined about a vehicle vertical axis as follows: χ = re ( - σ + σ 2 + ω 2 ) .
Figure DE102008046259B4_0091
in which σ = m ( l V 2 c α V + l H 2 c α H ) + J Z ( c α V + c α H + m v ˙ ) 2 J Z m v .
Figure DE102008046259B4_0092
ω 2 = ( l V + l H ) 2 c α V c α H + m v 2 ( l H c α H - l V c α V ) + m v ˙ ( l V 2 c α V + l H 2 c α H ) J 2 m v 2 .
Figure DE102008046259B4_0093
c α V = c α V L + c α V R
Figure DE102008046259B4_0094
and c α H = c α H L + c α H R
Figure DE102008046259B4_0095
applies.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Bestimmen eines Seitenkraftbeiwertes der Seitenkraftbeiwerte für ein Rad (12-15) des Fahrzeugs umfasst: - Bestimmen einer Umfangskraft des Rades (12-15), - Erfassen eines Schlupfes des Rades (12-15), und - Bestimmen des Seitenkraftbeiwertes des Rades (12-15) aus der Umfangskraft, dem Schlupf und radspezifischen Konstanten. Method according to Claim 2 characterized in that determining a lateral force coefficient of the lateral force coefficients for a wheel (12-15) of the vehicle comprises: - determining a circumferential force of the wheel (12-15), - detecting slippage of the wheel (12-15), and - determining the lateral force coefficient of the wheel (12-15) from the circumferential force, the slip and the wheel-specific constant. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Seitenkraftbeiwert cα für ein Rad (12-15) aus der Umfangskraft FU, dem Schlupf und der radspezifischen Konstanten κ wie folgt ermittelt wird: c α = κ F U S .
Figure DE102008046259B4_0096
Method according to Claim 3 , characterized in that the lateral force coefficient c α for a wheel (12-15) from the circumferential force F U , the slip and the wheel-specific constant κ is determined as follows: c α = κ F U S ,
Figure DE102008046259B4_0096
Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Bestimmen der Umfangskraft des Rad (12-15) umfasst: - Erfassen eines Bremsdrucks eines Radbremszylinders einer Bremse des Rades (12-15), - Erfassen einer Winkelgeschwindigkeit des Rades (12-15), - Bestimmen einer Winkelbeschleunigung des Rades (12-15) aus der Winkelgeschwindigkeit, und - Bestimmen der Umfangskraft aus dem Bremsdruck, der Winkelbeschleunigung und fahrzeugspezifischen Größen.Method according to Claim 3 or 4 characterized in that determining the circumferential force of the wheel (12-15) comprises: - detecting a brake pressure of a wheel brake cylinder of a brake of the wheel (12-15), - detecting an angular velocity of the wheel (12-15), - determining an angular acceleration of the wheel (12-15) from the angular velocity, and - determining the circumferential force from the brake pressure, the angular acceleration and vehicle-specific quantities. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die fahrzeugspezifischen Größen - eine Kolbenfläche des Radbremszylinders, - einen mittleren Reibradius eines Bremsbelags einer Bremsscheibe der Bremse, - einen Bremsenkennwert der Bremse, - ein Trägheitsmoment des Rades (12-15) und aller damit verbundenen Massen und - einen dynamischen Reifenhalbmesser umfassen.Method according to Claim 5 , characterized in that the vehicle-specific variables - a piston surface of the wheel brake cylinder, - a mean friction radius of a brake pad of a brake disc of the brake, - a brake characteristic of the brake, - a moment of inertia of the wheel (12-15) and all masses connected thereto and - a dynamic Include tire radius. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Bestimmen der Umfangskraft des Rades (12-15) ferner umfasst: - Erfassen eines auf das Rad (12-15) wirkendes Motorschleppmoments und - Bestimmen der Umfangskraft zusätzlich aus dem Motorschleppmoment.Method according to Claim 6 characterized in that determining the circumferential force of the wheel (12-15) further comprises: - detecting an engine drag torque acting on the wheel (12-15) and - additionally determining the circumferential force from the engine drag torque. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Umfangskraft FU des Rades (12-15) aus dem Bremsdruck pB, der Winkelbeschleunigung ω̇, der Kolbenfläche A des Radbremszylinders, dem mittleren Reibradius r des Bremsbelags der Bremsscheibe der Bremse, dem Bremsenkennwert CB der Bremse, dem Trägheitsmoment JRad des Rades und aller damit verbundenen Massen, dem dynamischen Reifenhalbmesser Rdyn und dem auf das Rad (12-15) wirkende Motorschleppmoment MMotor wie folgt ermittelt wird: F U = p B A r C B + J R a d ω ˙ + M M o t o r R d y n
Figure DE102008046259B4_0097
Method according to Claim 7 , characterized in that the circumferential force F U of the wheel (12-15) from the brake pressure p B , the angular acceleration ω̇, the piston surface A of the wheel brake cylinder, the average friction radius r of the brake pad of the brake disc, the brake characteristic C B of the brake, the moment of inertia J wheel of the wheel and all masses associated therewith, the dynamic tire radius R dyn and the engine drag torque M motor acting on the wheel (12-15) are determined as follows: F U = p B A r C B + J R a d ω ˙ + M M O t O r R d y n
Figure DE102008046259B4_0097
Verfahren nach einem der Ansprüche 5-8, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwerpunktslage (11) des Fahrzeugs aus den Umfangskräften der Räder (12-15) und dem Radstand des Fahrzeugs bestimmt wird.Method according to one of Claims 5 - 8th , characterized in that the center of gravity (11) of the vehicle from the peripheral forces of the wheels (12-15) and the wheelbase of the vehicle is determined. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand lV des Schwerpunkts (11) des Fahrzeugs von der Vorderachse (17) und der Abstand lH des Schwerpunkts (11) von der Hinterachse (16) aus dem Verhältnis F V U / F H U
Figure DE102008046259B4_0098
der Umfangskraft der Vorderräder (12, 13) zu der Umfangskraft der Hinterräder (14, 15) und dem Radstand l wie folgt ermittelt wird: l V / l H = F V U / F H U  und  l V + l H = l .
Figure DE102008046259B4_0099
Method according to Claim 9 , characterized in that the distance l V of the center of gravity (11) of the vehicle from the front axle (17) and the distance l H of the center of gravity (11) from the rear axle (16) from the ratio F V U / F H U
Figure DE102008046259B4_0098
the circumferential force of the front wheels (12, 13) to the peripheral force of the rear wheels (14, 15) and the wheelbase l is determined as follows: l V / l H = F V U / F H U and l V + l H = l ,
Figure DE102008046259B4_0099
Verfahren zum Einstellen eines Bremsdrucks für ein Fahrzeug, umfassend: Bestimmen von Schräglaufwinkeln von Rädern (12-15) des Fahrzeugs, Bestimmen eines Werts für eine Fahrstabilität des Fahrzeugs beim Bremsen, und Einstellen des Bremsdrucks (7) an den Rädern (12-15) des Fahrzeugs in Abhängigkeit der bestimmten Schräglaufwinkel und der bestimmten Fahrstabilität derart, dass ein vorbestimmter Schräglaufwinkel nicht überschritten wird und dass ein vorbestimmter Wertebereich für die Fahrstabilität eingehalten wird.A method of adjusting a brake pressure for a vehicle, comprising: Determining slip angles of wheels (12-15) of the vehicle, Determining a value for vehicle stability during braking, and Adjusting the brake pressure (7) on the wheels (12-15) of the vehicle depending on the determined slip angle and the determined driving stability such that a predetermined slip angle is not exceeded and that a predetermined range of values for the driving stability is maintained. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Wert für die Fahrstabilität nach einem der Ansprüche 1 bis 10 bestimmt wird.Method according to Claim 11 , characterized in that the value for the driving stability according to one of Claims 1 to 10 is determined. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der vorbestimmte Wertebereich für die Fahrstabilität einen Bereich von -∞ bis -0,5 umfasst.Method according to Claim 12 , characterized in that said predetermined range of values for driving stability comprises a range of -∞ to -0.5. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 13 dadurch gekennzeichnet, dass ferner eine Gierwinkelgeschwindigkeit des Fahrzeugs erfasst wird, und dass der Schräglaufwinkel eines Rades (12-15) des Fahrzeugs aus der Gierwinkelgeschwindigkeit und weiteren Größen bestimmt wird, wobei die weiteren Größen die Geschwindigkeit des Fahrzeugs, Seitenkraftbeiwerte der Räder des Fahrzeugs, Umfangskräfte der Räder des Fahrzeugs, eine Schwerpunktslage des Fahrzeugs, eine Fahrzeugmasse und ein Fahrzeugträgheitsmoment um eine Fahrzeughochachse umfassen.Method according to one of Claims 11 to 13 characterized in that a yaw angular velocity of the vehicle is further detected, and that the slip angle of a wheel (12-15) of the vehicle is determined from the yaw rate and other magnitudes, the other magnitudes being the speed of the vehicle, lateral force coefficients of the wheels of the vehicle, circumferential forces the wheels of the vehicle, a center of gravity of the vehicle, a vehicle mass and a vehicle inertia about a vehicle vertical axis. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 14 dadurch gekennzeichnet, dass der vorbestimmte Schräglaufwinkel 6° beträgt.Method according to one of Claims 11 to 14 characterized in that the predetermined slip angle is 6 °. Vorrichtung zum Bestimmen einer Fahrstabilität eines Fahrzeugs beim Bremsen, umfassend eine Verarbeitungseinheit (5, 6), welche mit Sensoren (4) des Fahrzeugs gekoppelt ist, wobei die Sensoren (4) folgende Messwerte bereitstellen: - eine Winkelgeschwindigkeit jedes Rades (12-15) des Fahrzeugs und - einen Bremsdruck für jedes Rad (12-15) des Fahrzeugs, wobei die Verarbeitungseinheit (5, 6) ausgestaltet ist, einen Wert für die Fahrstabilität des Fahrzeugs aus einer Geschwindigkeit des Fahrzeugs, den Winkelgeschwindigkeiten jedes Rades (12-15) des Fahrzeugs, den Bremsdrücken für jedes Rad (12-15) des Fahrzeugs und fahrzeugspezifischen Informationen zu bestimmen.Device for determining a driving stability of a vehicle during braking, comprising a processing unit (5, 6) which is coupled to sensors (4) of the vehicle, the sensors (4) providing the following measured values: - An angular velocity of each wheel (12-15) of the vehicle and a brake pressure for each wheel (12-15) of the vehicle, the processing unit (5, 6) being configured, a value for the driving stability of the vehicle from a speed of the vehicle, the angular speeds of each wheel (12-15) of the vehicle, determine the brake pressures for each wheel (12-15) of the vehicle and vehicle-specific information. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (2) zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 10 ausgestaltet ist.Device after Claim 16 , characterized in that the device (2) for carrying out the method according to one of Claims 1 to 10 is designed. Vorrichtung zum Einstellen eines Bremsdrucks für ein Fahrzeug, umfassend eine Verarbeitungseinheit (3), welche mit Sensoren (4) und einem Aktor (8) des Fahrzeugs gekoppelt ist, wobei die Sensoren (4) folgende Messwerte bereitstellen: - eine Winkelgeschwindigkeit jedes Rades (12-15) des Fahrzeugs, - eine Gierwinkelgeschwindigkeit und - einen Bremsdruck für jedes Rad (12-15) des Fahrzeugs, wobei der Aktor (8) zum Einstellen eines von der Verarbeitungseinheit (3) bestimmten Bremsdrucks (7) für das Fahrzeug ausgestaltet ist, wobei die Verarbeitungseinheit (3) ausgestaltet ist, Schräglaufwinkel der Räder (12-15) des Fahrzeugs und einen Wert für eine Fahrstabilität des Fahrzeugs beim Bremsen aus den Messwerten der Sensoren (4) und Fahrzeugspezifischen Informationen zu bestimmen und den Bremsdruck (7) für das Fahrzeug in Abhängigkeit der bestimmten Schräglaufwinkel und der bestimmten Fahrstabilität derart einzustellen, dass ein vorbestimmter Schräglaufwinkel nicht überschritten wird und dass ein vorbestimmter Wertebereich für die Fahrstabilität eingehalten wird.Device for setting a brake pressure for a vehicle, comprising a processing unit (3) which is coupled to sensors (4) and an actuator (8) of the vehicle, the sensors (4) providing the following measured values: an angular velocity of each wheel (12-15) of the vehicle, a yaw rate and a brake pressure for each wheel (12-15) of the vehicle, wherein the actuator (8) is designed to set a brake pressure (7) for the vehicle determined by the processing unit (3), wherein the processing unit (3) is configured to determine slip angles of the wheels (12-15) of the vehicle and a value for driving stability of the vehicle when braking from the measured values of the sensors (4) and vehicle-specific information, and the brake pressure (7) for the vehicle Adjust vehicle depending on the particular slip angle and the specific driving stability such that a predetermined slip angle is not exceeded and that a predetermined range of values for driving stability is maintained. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Vomchtung (1) zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 11 bis 15 ausgestaltet ist.Device after Claim 18 , characterized in that the device (1) for carrying out the method according to one of Claims 11 to 15 is designed.
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20150128046A (en) * 2014-05-08 2015-11-18 현대모비스 주식회사 SYSTEM AND METHOD FOR CONTROLLING VEHICLE WHEEL USING iTire SENSOR
CN105946863B (en) * 2016-06-23 2018-06-29 吉林大学 A kind of determining method in vehicle run stability region

Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3840456A1 (en) * 1988-12-01 1990-06-07 Bosch Gmbh Robert METHOD FOR INCREASING THE CONTROL OF A VEHICLE
DE4030653A1 (en) * 1990-09-28 1992-04-02 Bosch Gmbh Robert METHOD FOR DETERMINING THE SLOPING ANGLE AND / OR THE SIDE GUIDING FORCE OF A BRAKED VEHICLE
DE4234456A1 (en) * 1992-01-18 1993-07-22 Bosch Gmbh Robert Antilocking braking control method with cornering correction - monitoring differences between actual steering and control settings for correction factor for braking
DE19515046A1 (en) * 1994-11-25 1996-06-27 Teves Gmbh Alfred Vehicle stability regulation system
DE19623595A1 (en) * 1996-06-13 1997-12-18 Teves Gmbh Alfred Method for regulating the driving behavior of a vehicle
DE19851978A1 (en) * 1998-11-11 2000-05-25 Daimler Chrysler Ag Procedure for controlling the lateral dynamics of a vehicle with front axle steering
DE10102002A1 (en) * 2001-01-18 2002-07-25 Bosch Gmbh Robert Method and device for coordinating interventions in the driving behavior of a vehicle
EP1338490A2 (en) * 2002-02-23 2003-08-27 Mando Corporation Method of controlling travelling stability of vehicle
DE102004035004A1 (en) * 2004-07-20 2006-02-16 Bayerische Motoren Werke Ag Method for increasing the driving stability of a motor vehicle
DE102004036565A1 (en) * 2004-07-28 2006-02-16 Robert Bosch Gmbh Coordination of a vehicle dynamics control system with a rear axle steering system
DE102006050215A1 (en) * 2005-11-22 2007-06-14 Continental Teves Ag & Co. Ohg Method for stabilizing vehicle, involves determination of yawing moment on vehicle whereby driving road performance of vehicle is controlled depending on deviation between reference yaw rate and actual yaw rate
DE102006009680A1 (en) * 2006-03-02 2007-09-06 Bayerische Motoren Werke Ag System for controlling the dynamics of vehicle movement of a two-track vehicle determines the mass moment of inertia of the vehicle by determining the current yawing moment and dividing the yawing moment by the yaw acceleration
DE4224073B4 (en) * 1991-07-22 2007-11-08 Nissan Motor Co., Ltd., Yokohama Brake force control device and method for controlling the braking force of a brake system

Patent Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3840456A1 (en) * 1988-12-01 1990-06-07 Bosch Gmbh Robert METHOD FOR INCREASING THE CONTROL OF A VEHICLE
DE4030653A1 (en) * 1990-09-28 1992-04-02 Bosch Gmbh Robert METHOD FOR DETERMINING THE SLOPING ANGLE AND / OR THE SIDE GUIDING FORCE OF A BRAKED VEHICLE
DE4224073B4 (en) * 1991-07-22 2007-11-08 Nissan Motor Co., Ltd., Yokohama Brake force control device and method for controlling the braking force of a brake system
DE4234456A1 (en) * 1992-01-18 1993-07-22 Bosch Gmbh Robert Antilocking braking control method with cornering correction - monitoring differences between actual steering and control settings for correction factor for braking
DE19515046A1 (en) * 1994-11-25 1996-06-27 Teves Gmbh Alfred Vehicle stability regulation system
DE19623595A1 (en) * 1996-06-13 1997-12-18 Teves Gmbh Alfred Method for regulating the driving behavior of a vehicle
DE19851978A1 (en) * 1998-11-11 2000-05-25 Daimler Chrysler Ag Procedure for controlling the lateral dynamics of a vehicle with front axle steering
DE10102002A1 (en) * 2001-01-18 2002-07-25 Bosch Gmbh Robert Method and device for coordinating interventions in the driving behavior of a vehicle
EP1338490A2 (en) * 2002-02-23 2003-08-27 Mando Corporation Method of controlling travelling stability of vehicle
DE102004035004A1 (en) * 2004-07-20 2006-02-16 Bayerische Motoren Werke Ag Method for increasing the driving stability of a motor vehicle
DE102004036565A1 (en) * 2004-07-28 2006-02-16 Robert Bosch Gmbh Coordination of a vehicle dynamics control system with a rear axle steering system
DE102006050215A1 (en) * 2005-11-22 2007-06-14 Continental Teves Ag & Co. Ohg Method for stabilizing vehicle, involves determination of yawing moment on vehicle whereby driving road performance of vehicle is controlled depending on deviation between reference yaw rate and actual yaw rate
DE102006009680A1 (en) * 2006-03-02 2007-09-06 Bayerische Motoren Werke Ag System for controlling the dynamics of vehicle movement of a two-track vehicle determines the mass moment of inertia of the vehicle by determining the current yawing moment and dividing the yawing moment by the yaw acceleration

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