DE102019216056A1

DE102019216056A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Verhinderung eines Überschlags nach vorn eines einspurigen Kraftfahrzeugs

Info

Publication number: DE102019216056A1
Application number: DE102019216056.5A
Authority: DE
Inventors: Markus Henzler; Markus Lemejda; Florian Bauer
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2019-10-17
Filing date: 2019-10-17
Publication date: 2021-04-22
Also published as: JP2021075270A; US20210114568A1; US11866021B2

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verhinderung eines Überschlags nach vorn bzw. eines Überschlags um die Fahrzeugquerachse eines einspurigen Kraftfahrzeugs bei einem Bremsvorgang von dessen Vorderrad, bei dem- eine Abhebeindikatorgröße ermittelt wird, welche die Überschlagsgefährdung durch ein vom Abheben bedrohtes oder bereits vom Untergrund abgehobenes Hinterrad repräsentiert und- abhängig davon zur Verhinderung eines Überschlags die Bremskraft am Vorderrad abgebaut wird.

Description

Stand der Technik
Die DE 10 2013 217 593 A1 offenbart ein Verfahren zur Ermittlung einer maximal zulässigen Bremsverzögerung eines einspurigen Verfahrens zur Vermeidung eines Überschlags nach vorn, bei dem
- die Gesamtneigung des Fahrzeugs um seine Querachse bzgl. der Richtung der Erdanziehung ermittelt wird und
- abhängig von der ermittelten Gesamtneigung ein maximal zulässiger Verzögerungswert ermittelt wird.
Offenbarung der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verhinderung eines Überschlags nach vorn bzw. eines Überschlags um die Fahrzeugquerachse eines einspurigen Kraftfahrzeugs bei einem Bremsvorgang von dessen Vorderrad, bei dem

- eine Abhebeindikatorgröße ermittelt wird, welche die Überschlagsgefährdung durch ein vom Abheben bedrohtes oder bereits vom Untergrund abgehobenes Hinterrad repräsentiert und
- abhängig davon zur Verhinderung eines Überschlags die Bremskraft am Vorderrad abgebaut wird.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass mit zunehmender Überschlagsgefährdung ein schnellerer und/oder stärkerer Bremskraftabbau am Vorderrad erfolgt.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Abhebeindikatorgröße abhängig vom Nickwinkel, der Nickwinkelgeschwindigkeit sowie dem Schwimmwinkel des Hinterrads ermittelt wird.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass

- abhängig vom Nickwinkel des Kraftfahrzeugs eine Nickwinkelindikatorgröße ermittelt wird,
- abhängig von der Nickwinkelgeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs eine Nickwinkelgeschwindigkeitsindikatorgröße ermittelt wird,
- abhängig vom Schwimmwinkel des Hinterrads eine Schwimmwinkelindikatorgröße ermittelt wird und
- abhängig von der Nickwinkelindikatorgröße, der Nickwinkelgeschwindigkeitsindikatorgröße und der Schwimmwinkelindikatorgröße die Abhebeindikatorgröße ermittelt wird.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Abhebeindikatorgröße durch Summation der Nickwinkelindikatorgröße, der Nickwinkelgeschwindigkeitsindikatorgröße sowie der Schwimmwinkelindikatorgröße ermittelt wird.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem einspurigen Kraftfahrzeug um ein Motorrad handelt.
Weiter umfasst die Erfindung eine Vorrichtung, enthaltend Mittel, die zur Durchführung der erfindungsgemäßen Verfahren ausgestaltet sind. Dabei handelt es sich insbesondere um ein Steuergerät, in welchem der Programmcode zur Durchführung der erfindungsgemäßen Verfahren hinterlegt ist.
Bei der Vorrichtung handelt es sich zum Beispiel um ein Antiblockiersystem.
Die Zeichnung umfasst die 1 und 2.

1 zeigt in Form eines Blockdiagramms für einen Ausführungsfall die Bestimmung des Stabilitätsindikators.
2 zeigt den Ablauf einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Moderne Zweiräder sind zumeist serienmäßig mit einer Inertialmesstechnik ausgestattet, welche zur Erfassung unterschiedlicher Fahrdynamikdaten dient. Diese Fahrdynamikdaten erlauben die Ermittlung eines Stabilitätsindikators, welche die Stabilität des Zweirads bzgl. einer Abhebegefahr des Hinterrads oder darüber hinausgehend eines abgehobenen Hinterrads repräsentiert. Abhängig davon kann beim Vorderrad eine vorhandene Bremskraft bzw. ein vorhandener Bremsdruck abgebaut werden. Dadurch erhöht sich die Aufstandskraft des Hinterrades wieder und das Hinterrad wird damit fester an die Fahrbahn gebracht. Ein abgehobenes Hinterrad wird durch den Druckabbau am Vorderrad wieder auf die Fahrbahn zurückgebracht.
Die Schätzung für Größen wie den Nickwinkel, der Nickrate und auch den Schwimmwinkel findet zum Beispiel im Steuergerät des Antiblockiersystems statt. Weiterhin können auch die Raddrehzahlen in die Ermittlung der genannten Größen eingehen.
Der Stabilitätsindikator ist eine abstrahierte Größe um die Stabilität eines Zweirads bzgl. eines Abhebens des Hinterrads während eines Bremsvorgangs abzubilden. In einer Ausbaustufe kann der Wert zwischen 0 und 1 liegen wobei 0 ein stabiles und 1 ein instabiles Zweirad repräsentiert. Ein stabiles Zweirad bedeutet in diesem Zusammenhang, dass das Hinterrad einen guten, dauerhaften Bodenkontakt hat während ein maximal instabiles Zweirad ein hoch abgehobenes Hinterrad kurz vor dem Überschlag des Motorrades aufweist. Eine zusätzlich erhöhte Instabilität liegt vor, wenn das abgehobene Hinterrad stark seitlich versetzt ist und einen großen Schwimmwinkel aufweist.
Um den Stabilitätsindikator zu bilden wird wenigstens eine der folgenden Größen ausgewertet:

- der Nickwinkel
- die Nickrate
- der Schwimmwinkel

Beim Nickwinkel handelt es sich um den Drehwinkel des Zweirads um dessen Querachse. Die Nickrate ist die zeitliche Ableitung des Nickwinkels bzw. die Änderung des Nickwinkels pro Zeiteinheit und kann auch als Nickwinkelgeschwindigkeit bezeichnet werden.
Die Struktur einer Ausgestaltung der Erfindung ist in 1 dargestellt. Als Eingangsgrößen dienen der Nickwinkel N, die Nickrate dN/dt sowie der Schwimmwinkel S. In Block 101 wird aus dem Nickwinkel N eine Größe I1 ermittelt, welche die aus dem Nickwinkel resultierende Überschlagsgefahr darstellt. In Block 102 wird aus der Nickrate dN/dt eine Größe I2 ermittelt, welche die aus der Nickrate resultierende Überschlagsgefahr darstellt und in Block 103 wird anhand des Schwimmwinkels S des Hinterrads die aus dem Schwimmwinkel sich ergebende Überschlagsgefahr, welche durch die Indikatorgröße I3 dargestellt ist, ermittelt.
In den Blöcken 101, 102 und 103 sind jeweils beispielhaft Kennlinien dargestellt, wobei in Abszissenrichtung die jeweilige Eingangsgröße N bzw. dN/dt bzw. S aufgetragen ist und in Ordinatenrichtung die dazugehörige Indikatorgröße I1 bzw. I2 bzw. 13.
Während in 1 drei Indikatorgrößen I1, I2 und I3 ermittelt werden, kann im einfachsten Fall aus nur einer der Eingangsgrößen ein Indikator bzw. Kriterium abgeleitet werden. Die in den Blöcken 101, 102 und 103 abgebildeten Kennlinien sind als lineare Kennlinien dargestellt. Diese Kennlinien können im einfachsten Fall z.B. aber auch lediglich eine Abfrage darstellen, ob die Eingangsgröße einen vorgegebenen Schwellenwert überschritten hat. Zum Beispiel wird I1= 1 gesetzt, wenn der Nickwinkel N einen vorgegebenen Schwellenwert N0 überschreitet. Ist jedoch N < N0, dann wird I1= 0 gesetzt.
Selbstverständlich können die einzelnen Kennlinien auch beliebig komplexe, nichtlineare Zusammenhänge abbilden.
In Block 104 werden die Größen 11, I2 und I3 geeignet kombiniert und daraus eine Abhebeindikatorgröße I ermittelt.
Im einfachsten Fall werden die Teilkriterien addiert, d.h. I = I1+ I2 + I3. Durch eine Normierung kann I auf einen Maximalwert von 1 begrenzt werden.
Natürlich kann auch eine kompliziertere Kombination der einzelnen Indikatoren stattfinden.
Der Ablauf einer Ausgestaltung des Verfahrens ist in 2 abgebildet. Nach dem Start des Verfahrens in Block 200 werden in Block 201 die Ausgangssignale der Sensoren ausgewertet und die jeweils darauf basierenden Indikatorwerte berechnet. Aus den einzelnen Werten wird in Block 202 der Stabilitätsindikator berechnet. Dieser Indikator wird in einem nächsten Schritt 203 ausgewertet. Je nach Ergebnis der Auswertung kommt es in Block 204 zu einer unterschiedlichen Anpassung des Bremskraftniveaus an der Vorderradbremse.
Überschreitet der Wert des Indikators in Block 204 zum Beispiel eine vorher eingestellte Maximalwertschwelle so bedeutet das eine hohe Wahrscheinlichkeit für ein vom Abheben bedrohtes oder abgehobenes Hinterrad. Daher wird eine Anpassung der Bremskraft nach unten durchgeführt. Zeigt der Indikator ein stabiles Fahrzeug an so kann das Bremskraftniveau sogar am Vorderrad nach oben angepasst werden. Das Bremskraftniveau bleibt dabei immer unterhalb oder gleich der Fahrervorgabe, d.h. überschreitet die Fahrervorgabe nicht.
Das Verfahren beginnt durch die Rückkopplung von Block 203 zu Block 201 von vorne und endet in Block 205, wenn der Fahrer die Bremsung beendet.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102013217593 A1 [0001]

Claims

Verfahren zur Verhinderung eines Überschlags nach vorn eines einspurigen Kraftfahrzeugs bei einem Bremsvorgang des Vorderrads, bei dem - eine Abhebeindikatorgröße (I) ermittelt wird, welche die Überschlagsgefährdung durch ein vom Abheben bedrohtes oder bereits vom Untergrund abgehobenes Hinterrad repräsentiert (202) und - abhängig davon zur Verhinderung eines Überschlags die Bremskraft am Vorderrad abgebaut wird (204).
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mit wachsender Überschlagsgefährdung ein schnellerer und/oder stärkerer Bremskraftabbau am Vorderrad erfolgt (204).
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Abhebeindikatorgröße (I) abhängig vom Nickwinkel (N), der Nickwinkelgeschwindigkeit (dN/dt) sowie dem Schwimmwinkel (S) des Hinterrads ermittelt wird.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass - abhängig vom Nickwinkel (N) des Kraftfahrzeugs eine Nickwinkelindikatorgröße (11) ermittelt wird, - abhängig von der Nickwinkelgeschwindigkeit (dN/dt) des Kraftfahrzeugs eine Nickwinkelgeschwindigkeitsindikatorgröße (12) ermittelt wird, - abhängig vom Schwimmwinkel (S) des Hinterrads eine Schwimmwinkelindikatorgröße (I3) ermittelt wird und - abhängig von der Nickwinkelindikatorgröße (11), der Nickwinkelgeschwindigkeitsindikatorgröße (12) und der Schwimmwinkelindikatorgröße (13) die Abhebeindikatorgröße (I) ermittelt wird.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Abhebeindikatorgröße (I) durch Summation der Nickwinkelindikatorgröße (11), der Nickwinkelgeschwindigkeitsindikatorgröße (12) sowie der Schwimmwinkelindikatorgröße (I3) ermittelt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem einspurigen Kraftfahrzeug um ein Motorrad handelt.
Vorrichtung, enthaltend Mittel, die zur Durchführung der erfindungsgemäßen Verfahren ausgestaltet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass es sich hierbei um ein Antiblockiersystem handelt.