DE102010032685A1

DE102010032685A1 - Holistische Steuerung zum Stabilisieren des Fahrzeug-Anhänger-Schwenkens

Info

Publication number: DE102010032685A1
Application number: DE102010032685A
Authority: DE
Inventors: Hsien-cheng Novi Wu; Jin-Jae Canton Chen; Nathan Howell Drummond
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2009-07-30
Filing date: 2010-07-29
Publication date: 2011-02-03
Anticipated expiration: 2030-07-30
Also published as: DE102010032685B4; JP2011031881A; US20110029210A1; US8326504B2

Abstract

Anhängerschwenk-Eingriffssystem. Das Anhängerschwenk-Eingriffssystem umfasst einen Anhänger mit einer Mehrzahl von Rädern, wobei jedes Rad eine Bremse hat, und ein den Anhänger ziehendes Fahrzeug. Das Fahrzeug umfasst eine Mehrzahl von Sensoren, die konfiguriert sind, um Betriebsmerkmale des Fahrzeugs zu erfassen, und einen Regler. Der Regler empfängt die erfassten Betriebsmerkmale von den Sensoren, bestimmt einen Fehler basierend auf einer Differenz zwischen einer erwarteten Gierrate und einer erfassten Gierrate, übt basierend auf der Differenz asymmetrische Bremskräfte auf ein oder mehrere Anhängerräder aus und übt Bremskräfte auf die Anhängerräder symmetrisch aus, wenn der Betrag der Differenz zwischen der erwarteten Gierrate und der erfassten Gierrate abnimmt.

Description

Hintergrund
Das Ziehen eines Anhängers hinter einem Fahrzeug wirft oft Stabilitätsprobleme sowohl für das Fahrzeug als auch für den Anhänger auf. Anhänger neigen dazu, in seitliche Richtung vor und zurück zu schwingen, wenn sie hinter einem Fahrzeug gezogen werden. Die Schwingungen können aufgrund von Wind auftreten, insbesondere bei hohen Fahrgeschwindigkeiten. Zusätzlich können Schwingungen als Ergebnis anderer Ereignisse auftreten. Zum Beispiel kann ein Bediener des Fahrzeugs ausweichen, um einen Zusammenstoß mit einem Hindernis auf der Fahrbahn zu vermeiden. Die schnelle Ausweichbewegung wird auf den Anhänger übertragen, und der Anhänger kann zu schwingen beginnen. Ohne geeignete Dämpfung können die Schwingungen weiter wachsen. Wenn die Schwingungen nicht verringert werden, können das Fahrzeug und der Anhänger instabil werden.
Kurzbeschreibung
Die vorliegende Erfindung betrifft das Dämpfen von Anhängerschwingungen durch selektives Bremsen der Anhängerbremsen. Genauer gesagt erfasst ein elektronisches Stabilitätssteuersystem eine Schwingung eines Anhängers und wendet asymmetrische und symmetrische Bremsmomente auf Bremsen des Anhängers an, um die Schwingung zu verringern.
Es sind einige Verfahren entwickelt worden, um durch Ausüben einer Bremskraft an den Rädern des Fahrzeugs Anhängerschwingungen zu dämpfen und in Frequenz und Stärke wesentlich zu verringern, um das Fahrzeug und den Anhänger zurück in einen stabilen Betriebszustand zu bringen. Zum Beispiel wird Anhänger-Schwenkdämpfung (Trailer Sway Mitigation, TSM) bei Fahrzeugen in der (hier durch Verweis aufgenommenen) am 11. August 2006 eingereichten US-Patentanmeldung Nr. 11/503,875 beschrieben. Ausgestaltungen der Erfindung bewirken eine Dämpfung von Anhängerschwingungen durch Ausüben einer Bremskraft an den Rädern des Anhängers.
Einer Ausgestaltung zufolge schafft die Erfindung ein Anhängerschwenk-Eingriffssystem. Das Anhängerschwenk-Eingriffssystem umfasst einen Anhänger mit mehreren Rädern, wobei jedes Rad eine Bremse hat, und ein Fahrzeug, das den Anhänger zieht. Das Fahrzeug umfasst eine Mehrzahl von Sensoren, die konfiguriert sind, um Betriebsmerkmale des Fahrzeugs zu erfassen, und einen Regler. Der Regler empfängt die erfassten Betriebsmerkmale von den Sensoren, bestimmt einen Fehler basierend auf einer Differenz zwischen einer erwarteten Gierrate und einer erfassten Gierrate und übt asymmetrisch Bremskräfte auf ein oder mehrere Anhängerräder basierend auf der Differenz aus und übt symmetrisch Bremskräfte auf die Anhängerräder aus, wenn der Absolutwert der Differenz zwischen der erwarteten Gierrate und der erfassten Gierrate abnimmt.
In einer anderen Ausgestaltung schafft die Erfindung ein Verfahren zum Verringern von Anhängerschwingung. Das Verfahren umfasst die Schritte des Berechnens einer Ziel-Gierrate für ein Fahrzeug, das Erfassen einer tatsächlichen Gierrate für das Fahrzeug, das Bestimmen eines Fehlerwerts basierend auf einer Differenz zwischen der Ziel-Gierrate und der erfassten Gierrate, das asymmetrische Ausüben von Bremskräften auf ein oder mehrere Räder des Anhängers basierend auf dem Fehler und das symmetrische Ausüben von Bremskräften auf eine Mehrzahl der ein oder mehreren Räder des Anhängers, wenn der Absolutwert eines Betrags des Fehlers abnimmt.
Andere Merkmale der Erfindung werden deutlich anhand der detaillierten Beschreibung und der beigefügten Zeichnungen.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs und eines Anhängers.
2 ist ein Blockdiagramm eines elektronischen Stabilitätssteuersystems.
3 ist ein Blockdiagramm einer Anhängerschwenk-Eingriffskomponente des elektronischen Stabilitätssteuersystems aus 2.
4 ist ein Blockdiagramm einer symmetrischen Bremssteuerfunktion.
5 ist ein Simulationsgraph einer Anhängerschwingung bei Anwendung einer symmetrischen Anhängerschwenk-Eingriffsfunktion.
6 ist ein Blockdiagramm einer asymmetrischen Bremssteuerfunktion.
7 ist ein Simulationsgraph einer Anhängerschwingung bei Anwendung einer asymmetrischen Anhängerschwenk-Eingriffsfunktion.
8 ist ein Simulationsgraph einer Anhängerschwingung, die die Auswirkungen einer kombinierten symmetrisch/asymmetrischen Anhängerschwenk-Eingriffsfunktion, einer symmetrischen Anhängerschwenk-Eingriffsfunktion und einer asymmetrischen Anhängerschwenk-Eingriffsfunktion vergleicht.
9 ist ein Simulationsgraph einer Anhängerschwingung, die die Geschwindigkeit des Anhängers bei Anwendung einer kombinierten symmetrisch/asymmetrischen Anhängerschwenk-Eingriffsfunktion, einer symmetrischen Anhängerschwenk-Eingriffsfunktion und einer asymmetrischen Anhängerschwenk-Eingriffsfunktion vergleicht.
Detaillierte Beschreibung
Bevor Ausgestaltungen der Erfindung im Detail erläutert werden, sei darauf hingewiesen, dass die Erfindung in ihrer Anwendung nicht auf die in der nachfolgenden Beschreibung dargelegten oder in den folgenden Zeichnungen gezeigten Konstruktionsdetails und Komponentenanordnungen beschränkt ist. Die Erfindung ist geeignet für andere Ausgestaltungen und in diversen Weisen anwendbar oder ausführbar.
Wie dem Durchschnittsfachmann klar sein sollte, sind die in den Figuren gezeigten Systeme Modelle dessen, was tatsächliche Systeme sein könnten. Viele der beschriebenen Module und logischen Strukturen sind als von einem Mikroprozessor oder einer ähnlichen Vorrichtung ausgeführte Software implementierbar oder als Hardware unter Verwendung diverser Komponenten wie etwa anwendungsspezifischer integrierter Schaltungen („ASICs”) implementierbar. Ausdrücke wie „Prozessor” können sich sowohl auf Hardware als auch auf Software beziehen. Außerdem werden im Laufe der Beschreibung groß geschriebene Ausdrücke verwendet. Solche Ausdrücke werden verwendet, um den üblichen Praktiken zu genügen und die Verknüpfung der Beschreibung mit den Codierbeispielen, Gleichungen und/oder Zeichnungen zu erleichtern. Aus der Verwendung der Großschreibung soll jedoch keine spezielle Bedeutung impliziert oder gefolgert werden.
1 zeigt ein Fahrzeug 100 mit vier Rädern 105A, 105B, 105C und 105D. Die vorderen Räder 105A und 105B sind an eine Vorderachse 110 gekoppelt, und die hinteren Räder 105C und 105D sind an eine Hinterachse 115 gekoppelt. Das Fahrzeug 100 umfasst einen Motor 120 und eine elektronische Steuereinheit („ECU”) 125. Ein Bediener (d. h. Fahrer) des Fahrzeugs 100 betätigt eine Drossel und Bremse und dreht ein Lenkrad, um das Fahrzeug in eine gewünschte Richtung zu richten.
Das Fahrzeug 100 umfasst auch eine Mehrzahl von Sensoren, die der ECU 125 Information liefern. Die Sensoren umfassen einen Lenkwinkelsensor 135, einen Motordrehmomentsensor 140, eine Mehrzahl von Radgeschwindigkeitssensoren 145A, 145B, 145C und 145D zu jedem Rad, einen Bremssystemhauptzylinder-Drucksensor 150, einen Lateralbeschleunigungssensor 155 und einen Gierratensensor 160. Natürlich könnte das Fahrzeug 100 in anderen Ausgestaltungen mehr oder weniger Sensoren enthalten. Erfasste Zustände werden gewandelt und in kalibrierte Signale konvertiert, die den Betrieb des Fahrzeugs 100 anzeigen. Wenn zum Beispiel die Radgeschwindigkeitssensoren 145A, 145B, 145C und 145D mit Kalibrierschaltungen oder einem Prozessor ausgestattet sind, können die Sensoren die Geschwindigkeit intern in eine kalibrierte Form umwandeln. Anderenfalls können die erfassten Zustände durch andere externe Prozesse in fachbekannter Weise (zum Beispiel durch die ECU 125) in kalibrierte Signale umgewandelt werden. Sensoren können zusätzlich zu den beschriebenen oder an deren Stelle verwendet werden, um andere Ereignisse wie etwa Querbewegungen oder Beschleunigung des Fahrzeugs 100 zu erfassen. Kollektiv werden die Werte der von den Sensoren ausgegebenen Signale als erfasste Werte oder Werte bezeichnet.
Ein Anhänger 200 ist an das hintere Ende des Fahrzeugs durch eine Kupplung 205 gekoppelt. Der Anhänger 200 umfasst vier Räder 210A, 210B, 210C und 210D. Die vorderen Räder 210A und 210B sind an eine Vorderachse 215 gekoppelt, und die hinteren Räder 210C und 210D sind an eine Hinterachse 220 gekoppelt. Der Anhänger 200 kann unterschiedliche Zahlen von Achsen haben (zum Beispiel eine) (und daher eine unterschiedliche Zahl von Rädern) und kann ein Sattelauflieger, ein „Fullsize”-Anhänger, ein Bootsanhänger, ein Wohnwagenanhänger oder dergleichen sein. Der Anhänger 200 weist auch an jedem der Räder 210A bis 210D Bremsen auf. Die Bremsen können elektrisch oder hydraulisch sein und sind von der ECU 125 über elektrische Signale (zum Beispiel individuell an die Bremsventile oder an elektrische Motoren oder Stellglieder) gesteuert.
Die ECU 125 legt einen Satz von Fahrzeugzielen für das Fahrzeug 100 fest. Insbesondere wenn der Fahrer versucht, das Fahrzeug in eine bestimmte Richtung oder mit einer bestimmten Geschwindigkeit zu bewegen, werden die Fahrereingaben erfasst, und die Fahrereingaben anzeigende Signale werden an die ECU 125 gesendet. In Folge dessen bestimmt die ECU 125 einen Satz von die Fahrereingaben (zum Beispiel Lenkung, Drosselklappe etc.) anzeigenden Fahrzeugzielen. Wenn zum Beispiel der Fahrer versucht, das Fahrzeug 100 mit einem Lenkrad in eine bestimmte Richtung zu lenken, erzeugt die ECU 125 einen Satz von Fahrzeugzielen, die dem vom Fahrer erzeugten Lenkwinkel entsprechen. Bei manchen Ausgestaltungen umfasst der Satz von Fahrzeugzielen einen Satz von Gierraten. Als Ergebnis umfasst der Satz von Fahrzeugzuständen einen Satz von Gierraten, die das Fahrzeug 100 tatsächlich aufweist, und einen Satz von basierend auf der Lenkeingabe des Fahrers erwarteten Gierraten.
Das Fahrzeug 100 umfasst eine elektronische Stabilitätssteuer-(„ESC”)-Anwendung oder ein ESC-Modul. Die ESC-Anwendung ist ein Softwareprogramm, das von der ECU 125 ausgeführt wird und ein oder mehrere elektronische Stabilitätssteuerfunktionen umfasst. Die ECU 125 empfängt den Fahrzeugmerkmalen entsprechende Signale von den Fahrzeugsensoren (zum Beispiel dem Motordrehmomentsensor 140, den Radgeschwindigkeitssensoren 145A bis 145D, dem Hauptzylinder-Drucksensor 150, dem Lateralbeschleunigungssensor 155 und dem Gierratensensor 160), und die ESC-Anwendung verwendet diese Signale, um eine Instabilität des Fahrzeugs 100 zu erfassen und bei der Korrektur dieser Situation zu helfen. Wenn zum Beispiel der Regler 125 einen Lenkkontrollverlust erfasst, setzt der Regler 125 automatisch eine oder mehrere der Bremsen des Fahrzeugs ein, um beim Lenken des Fahrzeugs 100 in eine gewünschte Richtung zu helfen. D. h. die ESC-Anwendung erhöht die Stabilität des Fahrzeugs 100, indem sie eine Steuerung der Bremsen (oder, allgemeiner, des Raddrehmoments) in einer vorgegebenen Weise bewirkt. Diese Bremsung (oder allgemeiner Drehmomentsteuerung) kann symmetrisches und asymmetrisches Bremsen sein. Die ESC kann außerdem Anhängerschwingungen erfassen und dämpfen. Bei manchen Ausgestaltungen reduziert der Regler 125 auch die Motorleistung, wenn er ein Durchdrehen oder Rutschen des Fahrzeugs 100 erfasst, bis der Fahrer die Kontrolle über das Fahrzeug 100 wieder erlangt.
Symmetrische Bremskräfte sind Bremskräfte, die in gleicher Weise auf alle Räder (oder auf die zwei Vorderräder oder die zwei Hinterräder) ausgeübt werden. Asymmetrische Bremskräfte sind Bremskräfte, die ungleichmäßig auf ein oder mehrere der Räder ausgeübt werden. Zum Beispiel kann eine asymmetrische Bremskraft auf das rechte Vorderrad allein ausgeübt werden. Eine ähnliche asymmetrische Bremskraft kann auf das linke Vorderrad allein ausgeübt werden. Oder die asymmetrische Bremsung kann in wechselnden Proportionen auf mehrere Räder ausgeübt werden.
Wenn der Anhänger 200 zu schwingen beginnt, kann der Fahrer in einem Versuch, die Bewegung zu kompensieren, auf die Schwingung durch Lenken oder Drücken eines Bremspedals reagieren. Dadurch kann der Fahrer übersteuern und die Kontrolle über das Fahrzeug verlieren. Zusätzlich zu Fahrzeugstabilitätsfunktionenen umfasst die ESC-Anwendung eine Anhängerschwenk-Eingriffsfunktion (Trailer Sway Intervention-, TSI-Funktion). Die TSI unterstützt den Fahrer beim Verringern von Anhängerschwingungen. Wenn das ESC erfasst, dass der Anhänger 200 schwingt, erzeugt das ESC diverse asymmetrische und symmetrische Bremskräfte, bis die Anhängerschwingungen auf ein akzeptables Niveau verringert sind.
Allgemein vergrößert die TSI die Stabilität des Fahrzeugs 100 und des Anhängers 200, indem sie eine Steuerung der Bremsen (oder, allgemeiner, des Raddrehmoments) des Anhängers 200 in einer vorgegebenen Weise bewirkt. Asymmetrisches und symmetrisches Bremsen (oder, allgemeiner, Drehmomentsteuerung) wird auf die Anhängerräder 210A bis 210D ausgeübt, um Anhängerschwingungen zu dämpfen. Symmetrische Bremskräfte werden in gleicher Weise auf die Anhängerräder 210A bis 210D ausgeübt, während asymmetrische Bremskräfte ungleichmäßig auf eines oder mehrere der Räder ausgeübt werden. Zum Beispiel kann eine Bremskraft auf das rechte Rad allein ausgeübt werden. Ferner kann eine ähnliche Bremskraft auf das linke Rad allein ausgeübt werden. Diverse asymmetrische Bremsungen können durchgeführt werden, bis die Anhängerschwingungen auf ein akzeptables Niveau abnehmen.
2 veranschaulicht die Funktionen einer ESC-Anwendung 250. Ein Filter 255 empfängt ein Gierratensignal 260(zum Beispiel vom Gierratensensor 160) und führt an dem Gierratensignal 260 diverse Filteroperationen durch, wobei ein bandpassgefiltertes Signal 265 und ein tiefpassgefiltertes Signal 270 erzeugt werden. Das bandpassgefilterte Signal 265 wird einem Signalverarbeitungsmodul 275 zugeführt, das ein Gierratenschwingungssignal 280 und ein Steuersignal 285 erzeugt. Ein Schwingungsmaximumerfassungsmodul 290 empfängt das Tiefpasssignal 270 von dem Filter 255 und das Gierratenschwingungssignal 280 und das Steuersignal 285 vom Signalverarbeitungsmodul 275. Das Schwingungsmaximumerfassungsmodul 290 erfasst die maximale Schwingung der Gierrate für jeden Gierratenzyklus. Das Schwingungsmaximumerfassungsmodul 290 liefert ein die maximale Gierrate für den gegenwärtigen Gierratenzyklus anzeigendes Signal 295 an ein Schwingungsanalysemodul 300. Das Schwingungsanalysemodul 300 empfängt auch das Gierratenschwingungssignal 280 vom Signalverarbeitungsmodul 275. Das Schwingungsanalysemodul 300 liefert ein Steuersignal 305, das anzeigt, ob die Schwingung der Gierrate eine vorgegebene Schwelle übersteigt.
Das ESC 250 umfasst auch ein Gierratenschwellenmodul 310, das ein die Geschwindigkeit des Fahrzeugs anzeigendes Signal 312 empfängt. Das Gierratenschwellenmodul 310 bestimmt eine maximal zulässige Gierrate basierend auf der Geschwindigkeit des Fahrzeugs 100 und erzeugt ein Gierratenschwellensignal 315. Ein Situationsmodul 320 empfängt das Gierratenschwellensignal 315 und ein Fahrerlenkeingabensignal 325 (zum Beispiel vom Lenkwinkelsensor 135) und erzeugt ein Schwellenvergleichssignal 327 (das zum Beispiel anzeigt, ob der Fahrer versucht, in einer bestimmten Situation zu übersteuern).
Ein Vergleichsmodul 330 empfängt das Steuersignal 395 von dem Schwingungsanalysemodul 300, das Schwellenvergleichssignal 327 vom Situationsmodul 320, ein Pedalauslenkungssignal 335, das die Betätigung eines Bremspedals durch den Fahrer anzeigt, und ein Anhängeranschlusssignal 340, das anzeigt, ob das Fahrzeug elektrisch und mechanisch mit einem Anhänger verbunden ist. Bei manchen Ausgestaltungen gibt es kein Anhängeranschlusssignal.
Basierend auf den empfangenen Signalen liefert das Vergleichsmodul 330 ein Steuersignal 345 an ein Anhängerbremsmodul und ein Steuersignal 355 an ein Fahrzeugbremsmodul 360. Die Steuersignale 345 und 355 zeigen an, ob und in welchem Umfang die Bremsmodule 350 und 360 ihre Stabilitätssteuerfunktionen ausführen sollten. Das Vergleichsmodul 330 liefert außerdem ein Anhängerschwenk-Dämpfungssignal 365 (das zum Beispiel anzeigt, ob die TSI-Funktion betriebsbereit ist) und ein Motordrehmomentverringerungssignal 370 (zum Beispiel, um die ECU 125 zu veranlassen, das vom Motor 120 ausgegebene Drehmoment zu verringern und eine Verzögerung des Fahrzeugs zu unterstützen).
Zusätzlich zum Steuersignal 355 empfängt das Fahrzeugbremsmodul 360 das Steuersignal 305 von dem Schwingungsanalysemodul 300, das bandpassgefilterte Gierratensignal 265, das Gierratenschwellensignal 315 und ein Signal 375, das basierend auf der Drosselklappenbetätigung durch den Fahrer das gewünschte Motordrehmoment anzeigt. Basierend auf diesen Eingaben erzeugt das Fahrzeugbremsmodul 360 ein symmetrisches Fahrzeugbremssignal 380 und ein asymmetrisches Fahrzeugbremssignal 385, die das auf die Bremsen des Fahrzeugs ausgeübte Bremsmoment wie oben beschrieben steuern.
Das Anhängerbremsmodul 350 empfängt das Steuersignal 345 vom Vergleichsmodul 330 und das bandpassgefilterte Gierratensignal 265. Basierend auf diesen Eingaben erzeugt das Anhängerbremsmodul 350 ein symmetrisches Anhängerbremssignal 390 und ein asymmetrisches Anhängerbremssignal 395. Das symmetrische Anhängerbremssignal 390, das asymmetrische Anhängerbremssignal 395, das symmetrische Fahrzeugbremssignal 380 und das asymmetrische Fahrzeugbremssignal 385 werden alle einem Momentoptimiermodul 400 zugeführt, welches die Anhängerbremssignale optimiert und die optimierten symmetrischen und asymmetrischen Anhängerbremssignale 405 und 410 an eine Anhängersteuerung 415 liefert. Die Anhängersteuerung 415 steuert die Bremsen des Anhängers basierend auf den Signalen 401 und 410.
3 zeigt die Funktionen einer Anhängerschwenk-Eingriffsfunktion 450. Ein Gierprüfmodul 455 empfängt Informationen von einer Mehrzahl von Fahrzeugsensoren 460. Basierend auf Daten von den Sensoren 460 erzeugt das Gierprüfmodul 455 eine Ziel-Gierrate 465 und eine gemessene Gierrate 470. Die Ziel-Gierrate 465 wird mit der gemessenen Gierrate 470 verglichen, und ein Differenz- oder Fehlersignal 475 wird erzeugt. Das Fehlersignal 475 stellt die Differenz dar zwischen der von einem Fahrer des Fahrzeugs 100 beabsichtigten Gierrate und der tatsächlich erfassten Gierrate. Das Fehlersignal 475 wird einem Bandpassfilter 480 zugeführt, der ein gefiltertes Fehlersignal 485 erzeugt.
Das gefilterte Fehlersignal 485 wird einem ersten Addierer 490 zugeführt, der zu dem gefilterten Fehlersignal 485eine Konstante hinzu addiert. Bei manchen Ausgestaltungen ist die Konstante Null. Die Ausgabe des ersten Addierers 490 ist ein asymmetrisches Steuersignal 495. Das asymmetrische Steuersignal 495 wird einem ersten Regler mit geschlossenem Regelkreis 500 (d. h. einem PID-Regler) zugeführt. Der erste Regler mit geschlossenem Regelkreis 500 bestimmt ein Ausmaß des an die Bremse des Anhängers 200 anzulegenden Bremsmoments und die Verteilung des Moments auf die Bremsen und gibt ein dieses Drehmoment und die Verteilung anzeigendes asymmetrisches Signal 505 aus.
Das gefilterte Fehlersignal 485 wird auch einem Spitzenidentifikationsmodul 510 zugeführt. Das Spitzenidentifikationsmodul 510 bestimmt die Spitze des gefilterten Fehlersignals 485 für jeden Zyklus der Gierschwingung und gibt ein Spitzensignal 512 aus. Ein zweiter Addierer 515 bestimmt die Differenz zwischen dem Spitzensignal 512 und dem gegenwärtigen gefilterten Fehlersignal 485 und gibt ein Differenzsignal 520 aus. Das Differenzsignal 520 wird einem Schalter 525 zugeführt. Der Schalter 525 ist geschlossen, wenn sich das gefilterte Fehlersignal 485 von einer (positiven oder negativen) Spitze gegen Null bewegt (das heißt wenn d(|gefilterter Fehler 485|)/dt kleiner als Null ist), und ist die restliche Zeit offen. Wenn der Schalter 525 geschlossen ist, wird das Differenzsignal 520 einem zweiten Regler mit geschlossenem Regelkreis 530 (zum Beispiel einem PID-Regler) zugeführt. Der zweite Regler mit geschlossenem Regelkreis 530 bestimmt, welche Menge von Bremsmoment symmetrisch an die Anhängerbremsen anzulegen ist. Eine hydraulische Einheit 535 empfängt das asymmetrische Signal 505 und ein symmetrisches Signal 540 (von dem zweiten Regler mit geschlossenem Regelkreis 530) und erzeugt Bremsdrehmomentsignale 545 und 550 für die linke beziehungsweise rechte Anhängerbremse (d. h. bei einem Anhänger 200 mit zwei Rädern).
4 veranschaulicht die Funktionen einer symmetrischen Bremsfunktion 600. Ein Vergleichsmodul 605 vergleicht das gefilterte Gierratenfehlersignal 485 mit dem gefilterten Gierratenfehler-Spitzensignal 512. Die Differenz 520 wird einem Verstärker 610 zugeführt, was zu einem symmetrischen Signal 615 führt, das einem symmetrischen Regler 620 zugeführt wird. Der symmetrische Regler 620 liefert ein symmetrisches (gleiches) Bremsmoment 625 an die Bremsen. Wie in 5 gezeigt, wird das symmetrische Bremsmoment 625 an die Anhängerbremsen in der Zeit angelegt, in der sich der Gierratenfehler von einer positiven oder negativen Spitze nach Null bewegt (wenn der Schalter 525 geschlossen ist).
6 veranschaulicht die Funktionen einer asymmetrischen Bremsfunktion 650. Ein Vergleichsmodul 655 vergleicht das gefilterte Gierratenfehlersignal 485 mit einer Konstante (zum Beispiel Null). Die Differenz 660 wird einem Verstärker 665 und einem Differenzierer 670 zugeführt. Die resultierenden Signale werden in einem Addierer 675 addiert und einem Regler 680 zugeführt, der (für einen einachsigen Anhänger) ein rechtes Anhängerbremsmoment 685 und ein linkes Anhängerbremsmoment 690 erzeugt. Wie in 7 gezeigt, wird das asymmetrische Bremsmoment 685/690 (auf unterschiedlichen Niveaus) an die Anhängerbremse in der gesamten Zeit angelegt, in der eine übermäßige Anhängerschwingung auftritt.
Die symmetrische Anhängerbremsung und die asymmetrische Anhängerbremsung wirken zusammen und kompensieren einander. Wenn die symmetrische Bremsung an ihrem Maximum ist, ist die asymmetrische Bremsung an ihrem Minimum, und umgekehrt (Symmetrisch und Asymmetrisch stehen zum Beispiel in umgekehrter Beziehung). So ist in Zeiträumen, in denen sich der Gierratenfehler von Null zu einer Spitze bewegt, die asymmetrische Bremsung an ihrem Maximum, und die symmetrische Bremsung ist Null. Wenn der Fehler sich von einer Spitze nach Null bewegt, haben symmetrische und asymmetrische Bremsung veränderliche Proportionen. 8 zeigt die Ergebnisse eines Simulationstests der Kombination von symmetrischem/asymmetrischem Anhängerbremsen 700 im Vergleich zu rein symmetrischem Anhängerbremsen 705 und rein asymmetrischem Anhängerbremsen 710. Und 9 zeigt die resultierende simulierte Geschwindigkeit des Anhängers unter Verwendung der drei Bremsverfahren, der Kombination von symmetrischem/asymmetrischem Anhängerbremsen 715, von symmetrischem Anhängerbremsen allein 720 und von asymmetrischem Anhängerbremsen allein 725.
Diverse Merkmale und Vorteile der Erfindung sind in den nachfolgenden Ansprüchen dargelegt.

Claims

Anhängerschwenk-Eingriffssystem mit: – einem Anhänger mit einer Mehrzahl von Rädern, wobei jedes Rad eine Bremse hat; und – einem den Anhänger ziehenden Fahrzeug, wobei das Fahrzeug umfasst – eine Mehrzahl von Sensoren, die konfiguriert sind, um Betriebsmerkmale des Fahrzeugs zu erfassen, – einen Regler, der konfiguriert ist, um die erfassten Betriebsmerkmale von der Mehrzahl von Sensoren zu empfangen, einen Fehler zu bestimmen, wobei der Fehler eine Differenz zwischen einer erwarteten Gierrate und einer erfassten Gierrate ist, basierend auf der Differenz zwischen der erwarteten Gierrate und der erfassten Gierrate Bremskräfte asymmetrisch auf ein oder mehrere Anhängerräder auszuüben, und – Bremskräfte symmetrisch auf die Anhängerräder auszuüben, wenn der Absolutwert der Differenz zwischen der erwarteten Gierrate und der erfassten Gierrate abnimmt.
Anhängerschwenk-Eingriffssystem nach Anspruch 1, bei dem die asymmetrischen Bremskräfte in einer entgegengesetzten Beziehung zu den symmetrischen Bremskräften stehen.
Anhängerschwenk-Eingriffssystem nach Anspruch 1, bei dem eine Stärke der asymmetrischen Bremskräfte von einem ersten Regler mit geschlossenem Regelkreis unter Verwendung des Fehlers festgelegt wird.
Anhängerschwenk-Eingriffssystem nach Anspruch 3, bei dem der erste Regler mit geschlossenem Regelkreis ein PID-Regler ist.
Anhängerschwenk-Eingriffssystem nach Anspruch 3, bei dem eine Stärke der symmetrischen Bremskräfte von einem zweiten Regler mit geschlossenem Regelkreis unter Verwendung einer Differenz zwischen dem Fehler und einem Spitzenstärke der Differenz zwischen der erwarteten Gierrate und der erfassten Gierrate festgelegt wird.
Anhängerschwenk-Eingriffssystem nach Anspruch 5, bei dem der zweite Regler mit geschlossenem Regelkreis ein PID-Regler ist.
Anhängerschwenk-Eingriffssystem nach Anspruch 1, bei dem das Anhängerschwenk-Eingriffssystem Teil eines elektronischen Stabilitätssteuersystems ist.
Anhängerschwenk-Eingriffssystem nach Anspruch 7, bei dem ein Betrieb des elektronischen Fahrzeugstabilitätssteuersystems am Fahrzeug modifiziert ist, wenn der Anhänger vorhanden ist.
Verfahren zum Verringern von Anhängerschwingung, mit den Schritten: – Berechnen einer Ziel-Gierrate für ein Fahrzeug; – Erfassen einer tatsächlichen Gierrate für das Fahrzeug; – Bestimmen eines Fehlerwerts basierend auf einer Differenz zwischen der Ziel-Gierrate und der erfassten Gierrate; – asymmetrisches Ausüben von Bremskräften auf ein oder mehrere Räder eines Anhängers basierend auf dem Fehler; und – symmetrisches Ausüben von Bremskräften auf eine Mehrzahl der ein oder mehreren Räder des Anhängers, wenn der Absolutwert einer Stärke des Fehlers abnimmt.
Verfahren nach Anspruch 9, bei dem die asymmetrisch ausgeübten Bremskräfte in einer entgegengesetzten Beziehung zu den symmetrisch ausgeübten Bremskräften stehen.
Verfahren nach Anspruch 9, das ferner das Durchführen einer PID-Regelung mit geschlossenem Regelkreis an dem Fehler zum Bestimmen der asymmetrischen Bremskraft umfasst.
Verfahren nach Anspruch 9, das ferner das des Bestimmens einer Spitzenstärke des Fehlers für jeden Zyklus des Fehlers umfasst.
Verfahren nach Anspruch 12, das ferner das Bestimmen einer Differenz zwischen der Spitzenstärke des Fehlers und dem bestimmten Fehler umfasst.
Verfahren nach Anspruch 13, das ferner das Durchführen von PID-Regelung an der Differenz zwischen der Spitzenstärke des Fehlers und dem bestimmten Fehler zum Bestimmen der symmetrischen Bremskraft umfasst.
Verfahren nach Anspruch 9, bei dem ein oder mehrere elektronische Fahrzeugstabilitätssteuerfunktionen verändert werden, wenn das Fahrzeug einen Anhänger zieht.