DE102021128725A1 - System und Verfahren zum Steuern einer Bremse eines Fahrzeugs - Google Patents

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Hyundai Motor Co
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Abstract

Ein Bremssteuerungssystem und ein Bremssteuerungsverfahren sind dazu eingerichtet, eine Bremse zu steuern, um einen Schlupf zu verhindern und um eine Antriebskraft eines äußeren Rades sicherzustellen, durch Einstellen eines Bremsbetrags eines inneren Rades während sich ein Fahrzeug dreht. Das Verfahren weist folgende Schritte auf: Empfangen durch eine Elektronische-Stabilitätssteuerung-Vorrichtung (ESC-Vorrichtung) einer Funktionsaktivierungsanfrage, Ermitteln durch die ESC-Vorrichtung, ob Ausführungsbedingungen für eine Bremssteuerung eines eingeschlagenen inneren Rades eines Fahrzeugs erfüllt sind, als Reaktion auf die Funktionsaktivierungsanfrage und, wenn die Ausführungsbedingungen erfüllt sind, Steuern eines Bremsdrucks durch Bestimmen und Einstellen eines Bremsdrucksteuerungsbetrags eines inneren Rades, während sich das Fahrzeug dreht, basierend auf einem vorgegebenen Faktor.

Description

  • Hintergrund
  • Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Erfindung/Offenbarung betrifft ein System und ein Verfahren zum Steuern einer Bremse eines Fahrzeugs, insbesondere ein System und ein Verfahren zum Steuern einer Bremse zum Verhindern eines Schlupfes und zum Sicherstellen einer Antriebskraft eines äußeren Rades durch Einstellen eines Bremsbetrags eines inneren Rades während eines Drehens bzw. Wendens bzw. Lenkens eines Fahrzeugs.
  • Beschreibung der verwandten Technik
  • Ein Differentialgetriebe ist eine Vorrichtung, die in einem Fahrzeug erforderlich ist, um ein Drehen bzw. Wenden bzw. Lenken des Fahrzeugs zu ermöglichen. Das Differentialgetriebe ermöglicht es dem Fahrzeug zu drehen/wenden/lenken, indem es einen Drehzahlunterschied zwischen einem inneren und einem äußeren Rad bzw. zwischen einem Rad auf einer Seite des Fahrzeugs und einem Rad auf einer gegenüberliegenden Seite des Fahrzeugs kompensiert.
  • Wenn ein Fahrzeug dreht/wendet/lenkt, dreht ein inneres Rad von Antriebsrädern des Fahrzeugs aufgrund einer Bewegung einer Last bzw. aufgrund einer Belastung durch. Insbesondere, wenn ein großer Drehzahlunterschied zwischen einem inneren und einem äußeren Rad vorliegt, kann keine ausreichende Antriebskraft von dem durchdrehenden inneren Rad auf das äußere Rad, welches unter den Antriebsrädern dem inneren Rad gegenüberliegend angeordnet ist, aufgrund des Differentialgetriebes übertragen werden.
  • Um diesen Einschränkungen des Differentialgetriebes zu begegnen, wird eine mechanische Vorrichtung, wie etwa ein Differential mit begrenztem Schlupf (LSD=Limited Slip Differential), im Allgemeinen verwendet. Obwohl eine Vorrichtung, wie etwa ein LSD, vorteilhafterweise einen Schlupf verhindert, können die gesamten Kosten und das Gesamtgewicht des Fahrzeugs zunehmen und eine Änderung der Konfiguration ist notwendig, wenn eine mechanische Vorrichtung, einschließlich einer Kupplung bzw. die eine Kupplung aufweist, verwendet wird. Ebenso können Entwicklungskosten für Forschungs- und Entwicklungszwecke zum Implementieren der mechanischen Vorrichtung in verschiedenen Fahrzeugen bzw. in Fahrzeugen verschiedener Typen erforderlich sein.
  • Überblick
  • In einem Aspekt stellt die vorliegende Erfindung/Offenbarung ein System und ein Verfahren bereit zum Steuern einer Bremse zum Lösen eines Problems, welches darin besteht, dass eine Antriebskraft nicht auf ein äußeres Rad übertragen wird, wenn Schlupf an einem inneren Rad auftritt, während das Fahrzeug dreht/wendet/lenkt, ohne eine mechanische Vorrichtung, wie etwa ein Differential mit begrenztem Schlupf (LSD=Limited Slip Differential), einzusetzen.
  • Die von den Ausführungsformen gelösten technischen Probleme sind nicht auf die vorangehenden technischen Probleme beschränkt und andere technische Probleme, die nicht hier beschrieben sind, werden den Fachleuten auf dem Gebiet aus der nachfolgenden Beschreibung ersichtlich werden.
  • Die vorliegende Offenbarung hat die folgenden Merkmale, um die vorangehende Aufgabe der vorliegenden Erfindung/Offenbarung zu lösen und um charakteristische Funktionen gemäß der vorliegenden Erfindung/Offenbarung durchzuführen.
  • In einem Aspekt stellt die vorliegende Erfindung/Offenbarung ein Verfahren zum Steuern einer Bremse bereit, wobei das Verfahren aufweist: Empfangen einer Funktionsaktivierungsanfrage, Ermitteln, ob Ausführungsbedingungen für eine Bremssteuerung eines eingeschlagenen inneren Rades eines Fahrzeugs erfüllt sind, in Reaktion auf die Funktionsaktivierungsanfrage und, wenn die Ausführungsbedingungen erfüllt sind, Steuern eines Bremsdrucks durch Bestimmen und Einstellen eines Bremsdrucksteuerungsbetrags eines inneren Rades während das Fahrzeug lenkt/wendet/dreht, basierend auf einem vorgegebenen Faktor.
  • Figurenliste
  • Die vorangehenden und andere Merkmale der vorliegenden Erfindung/Offenbarung werden nun im Detail durch Bezugnahme auf bestimmte beispielhafte Ausführungsformen davon beschrieben, die in den beigefügten Zeichnungen dargestellt sind, die nachfolgend lediglich beispielhaft angeführt werden und sich daher nicht einschränkend auf die vorliegende Erfindung/Offenbarung auswirken.
    • 1 ist eine Darstellung, die eine Konfiguration eines Bremssteuerungssystems gemäß der vorliegenden Erfindung/Offenbarung zeigt.
    • 2 ist ein Flussdiagramm, welches einen Betrieb einer Ausführungsbedingungsermittlungsvorrichtung eines Bremssteuerungssystems gemäß der vorliegenden Erfindung/Offenbarung zeigt.
    • 3 ist eine schematische Darstellung, die Ausführungsbedingungen eines Bremssteuerungssystems gemäß der vorliegenden Erfindung/Offenbarung zeigt.
    • 4 ist ein Flussdiagramm, welches einen Betrieb einer Vorrichtung zum Ermitteln eines eingeschlagenen inneren Rades und eines äußeren Rades eines Bremssteuerungssystems gemäß der vorliegenden Erfindung/Offenbarung zeigt.
    • 5 ist eine Darstellung, die ein Beispiel der Charakteristiken eines Reifens eines bestimmten Fahrzeugs zeigt.
    • 6 ist ein Flussdiagramm eines Bremssteuerungsverfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung/Offenbarung.
    • 7 ist ein Flussdiagramm eines Bremssteuerungsverfahrens gemäß einiger Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung/Offenbarung.
  • Detaillierte Beschreibung
  • Es versteht sich, dass Begriffe wie „Fahrzeug“ oder „Fahrzeug-“ oder andere ähnliche Begriffe, die hier verwendet werden, einschließen: motorgetriebene Fahrzeuge im Allgemeinen, wie etwa Personenkraftfahrzeuge, die einschließen: Sports Utility Vehicles (SUVs), Busse, Lastwagen, zahlreiche Nutzfahrzeuge, Wasserfahrzeuge, die zahlreiche Boote und Schiffe einschließen, Flugzeuge und dergleichen, sowie Hybridfahrzeuge, Elektrofahrzeuge, Plug-in-Hybrid-Elektrofahrzeuge, wasserstoffbetriebene Fahrzeuge und andere Alternativkraftstofffahrzeuge (z.B. Kraftstoffe, die aus von Erdöl verschiedenen Kraftstoffen abgeleitet sind). Ein Hybridfahrzeug, auf welches hier Bezug genommen wird, ist ein Fahrzeug, das zwei oder mehr Antriebsquellen aufweist, z.B. Fahrzeuge mit Benzin- und Elektroantrieb.
  • Die hier verwendete Terminologie ist lediglich zum Zwecke der Beschreibung bestimmter Ausführungsformen bereitgestellt und ist nicht dazu vorgesehen, die Erfindung/Offenbarung einzuschränken. Die hier verwendeten Singularformen „ein/eine“ und „der/die/das“ sind dazu vorgesehen, ebenso die Pluralformen einzuschließen, sofern sich aus dem Zusammenhang nicht eindeutig etwas anderes ergibt. Es sollte ferner verständlich sein, dass die Begriffe „aufweist“ und/oder „aufweisend“, sofern in dieser Beschreibung verwendet, die Anwesenheit der angegebenen Merkmale, Größen, Schritte, Operationen, Elemente und/oder Komponenten angeben, nicht jedoch die Anwesenheit oder den Zusatz eines anderen Merkmals, einer anderen Größe, anderer Schritte, Operationen, Elemente, Komponenten und/oder Gruppen davon ausschließen. Der hier verwendete Begriff „und/oder“ schließt jede Kombination der zugeordneten gelisteten Elemente ein. Sofern nichts Abweichendes beschrieben ist, soll in der gesamten Beschreibung der Begriff „aufweisen“ und Abwandlungen, wie „aufweist“ oder „aufweisend“ derart verstanden werden, dass er den Einschluss der angegebenen Elemente, nicht jedoch den Ausschluss eines anderen Elements impliziert. Darüber hinaus bedeuten die in der Beschreibung beschriebenen Begriffe „-einheit“, „-er“, „-or“ und „-modul“ Einheiten zum Ausführen wenigstens einer Funktion und Operation und können implementiert werden/sein durch Hardware-Komponenten oder Software-Komponenten und Kombinationen davon.
  • Darüber hinaus kann die Steuerungslogik der vorliegenden Erfindung/Offenbarung verkörpert sein als nichtflüchtige computerlesbare Medien auf einem computerlesbaren Medium, welches ausführbare Programmanweisungen enthält, die von einem Prozessor, einer Steuerungseinheit oder dergleichen ausführbar sind. Beispiele von computerlesbaren Medien schließen ein, sind jedoch nicht beschränkt auf: Festwertspeicher (ROM), Direktzugriffsspeicher (RAM), Compact-Disc-ROMs (CD-ROMs), magnetische Bänder, Disketten, Flash-Speicher, Chipkarten und optische Datenspeichervorrichtungen. Das computerlesbare Medium kann auch in einem Netzwerk verteilt sein, das an Computersysteme gekoppelt ist, so dass die computerlesbaren Medien in einer verteilten Weise gespeichert und ausgeführt werden, z.B. durch einen Telematik-Server oder ein Controller Area Network (CAN).
  • Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung/Offenbarung im Detail durch Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Spezielle Strukturen oder Funktionen, die in den Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung/Offenbarung beschrieben werden, dienen lediglich Veranschaulichungszwecken. Ausführungsformen gemäß dem Konzept der vorliegenden Erfindung/Offenbarung können in zahlreichen Formen implementiert werden und es sollte verständlich sein, dass sie nicht als auf die in der vorliegenden Beschreibung beschriebenen Ausführungsformen beschränkt ausgelegt werden sollen, sondern alle vom Umfang der vorliegenden Erfindung/Offenbarung umfassten Modifikationen, Äquivalente oder Alternativen enthalten sollen.
  • Es versteht sich, dass obwohl zur Beschreibung zahlreicher Elemente die Begriffe „erster/erste/erstes“, „zweiter/zweite/zweites“ usw. hier verwendet werden können, diese Elemente nicht durch diese Begriffe eingeschränkt sein sollen. Diese Begriffe dienen lediglich dazu, ein Element von einem anderen zu unterscheiden. Beispielsweise kann ein nachfolgend diskutiertes Element als ein zweites Element bezeichnet werden, ohne von den Lehren der vorliegenden Erfindung/Offenbarung abzuweichen. Ähnlich kann das zweite Element ebenso als erstes Element bezeichnet werden.
  • Es versteht sich, dass wenn angegeben ist, dass ein Element an ein anderes Element gekoppelt ist oder mit einem anderen Element verbunden ist, es direkt an das andere Element gekoppelt sein kann oder direkt mit dem anderen Element verbunden sein kann, oder dass andere Elemente dazwischen angeordnet sein können. Im Gegensatz dazu versteht es sich, dass, wenn angegeben ist, dass ein Element „direkt gekoppelt ist“ an ein anderes Element oder „direkt verbunden ist“ mit einem anderen Element, keine Elemente dazwischen vorhanden sind. Andere Ausdrücke, die die Beziehung zwischen Elementen erklären, wie etwa „zwischen“, „direkt zwischen“, „benachbart zu“ oder „direkt benachbart zu“, sollten ähnlich ausgelegt werden.
  • Ähnliche Bezugszahlen bezeichnen ähnliche Komponenten in der Beschreibung. Die hier verwendete Terminologie dient lediglich dazu, bestimmte Ausführungsformen zu beschreiben, und ist nicht dazu vorgesehen, einschränkend zu sein.
  • Die vorliegende Erfindung/Offenbarung kann das Problem lösen, bei welchem eine Antriebskraft nicht auf ein äußeres Rad übertragen wird, wenn Schlupf bei einem inneren Rad auftritt, wenn ein Fahrzeug sich dreht/wendet/lenkt, indem ein Bremsdruck eingestellt wird, anstatt eine mechanische Vorrichtung, wie etwa ein Begrenzter-Schlupf-Differential (LSD), bereitzustellen.
  • Insbesondere kann gemäß der vorliegenden Erfindung/Offenbarung ein Bremsdruck eingestellt werden unter Verwendung eines elektronischen Stabilitätssteuerungssystems (ESC-Systems), welches in einem Fahrzeug enthalten ist, ohne ein neues, separates System zu implementieren. Insbesondere kann gemäß der vorliegenden Erfindung/Offenbarung eine Antriebskraft auf das äußere Rad übertragen werden durch Ermitteln eines Schlupfs an einem inneren Rad und Verhindern eines Schlupfes durch einen hydraulischen Bremsdruck unter Verwendung eines ESC-Systems.
  • Dementsprechend kann die vorliegende Erfindung/Offenbarung eine dynamische Fahrumgebung für einen Fahrer bereitstellen durch Verbessern einer Leistungsfähigkeit beim Ausbrechen beim Lenken/Wenden und eine Driftfunktion (z.B. auf einer Rennstrecke).
  • Im Vergleich zu einem Fahrzeug, bei welchem eine herkömmliche mechanische Vorrichtung eingesetzt wird, können die Kosten und ein Gewicht eines Fahrzeugs gemäß der vorliegenden Erfindung/Offenbarung wesentlich verringert werden und es kann nicht erforderlich sein, eine Layout-Ausgestaltung zum Einbauen einer derartigen mechanischen Vorrichtung zu berücksichtigen.
  • Darüber hinaus können die Entwicklungskosten und die Arbeitskraft, die erforderlich ist/sind, um die herkömmliche mechanische Vorrichtung an unterschiedliche Fahrzeugmodelle anzupassen, verringert werden.
  • Nachfolgend wird im Detail Bezug auf zahlreiche Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung/Offenbarung genommen, von welcher Beispiele in den beigefügten Zeichnungen dargestellt und nachfolgend beschrieben sind.
  • Wie in 1 gezeigt kann ein Bremssteuerungssystem gemäß der vorliegenden Erfindung/Offenbarung aufweisen: eine elektronische Stabilitätssteuerungseinheit bzw. Stabilitätssteuerungsvorrichtung (ESC-Einheit) 100 und eine Steuereinheit 200 für eine Bremssteuerung gemäß der vorliegenden Erfindung/Offenbarung. Die Steuereinheit 200 kann in die ESC-Einheit 100 integriert sein oder kann eine gesonderte Steuerungseinheit sein, die dazu eingerichtet ist, mit der ESC-Einheit 100 zu kommunizieren. Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung/Offenbarung anhand einer Steuereinheit 200 beschrieben, die in die ESC-Einheit 100 integriert ist.
  • Die ESC-Einheit 100 kann dazu eingerichtet sein, Messinformationen von zahlreichen Sensoren eines Fahrzeugs in Echtzeit zu empfangen. Insbesondere kann die ESC-Einheit 100 Informationen über einen Lenkwinkel des Fahrzeugs von einem Lenkwinkelsensor 10 empfangen, kann Informationen über eine seitliche Beschleunigung von einem Seitliche-Beschleunigung-Sensor 20 erhalten und kann Informationen über eine Gierrate von einem Gierratensensor 30 sammeln. Die ESC-Einheit 100 kann Informationen über Raddrehzahlen von Raddrehzahlsensoren 40 des Fahrzeugs sammeln. Die ESC-Einheit 100 kann Informationen über ein Antriebsdrehmoment von einem Drehmomentsensor 50 erfassen und kann Informationen über eine Änderung eines Gaspedalhubs bzw. Gaspedalbetätigungsbetrags von einem Gaspedalhubsensor 60 sammeln.
  • Die ESC-Einheit 100 kann eine Eingabe einer Funktionsanfrageeinheit 70 empfangen. Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung/Offenbarung kann die Funktionsanfrageeinheit 70 eine Funktionsaktivierungstaste sein, die in einem Fahrzeuginnenraum montiert ist, und kann eine AN-und-AUS-Eingabe durch einen Fahrer empfangen. Insbesondere kann, wenn der Fahrer auf einer Rennstrecke fahren will oder driften will, eine Bremssteuerung gemäß der vorliegenden Erfindung/Offenbarung durchgeführt werden, durch Betätigen der Funktionsanfrageeinheit 70. Wenn die Funktionsanfrageeinheit 70 eine AN-Eingabe empfängt, kann die ESC-Einheit 100 in einem Stand-by-Zustand bzw. einem WarteZustand sein, um eine Bremssteuerung gemäß der vorliegenden Erfindung/Offenbarung durchzuführen, und kann dazu eingerichtet sein, eine Bremse gemäß der vorliegenden Erfindung/Offenbarung zu steuern, wenn Ausführungsbedingungen, die nachfolgend beschrieben werden, erfüllt sind. Das bedeutet, dass, wie in 2 gezeigt, nachdem die Funktion aktiviert ist, im Stand-by-Zustand ermittelt werden kann, ob die Ausführungsbedingungen erfüllt sind (S40). Wenn die Ausführungsbedingungen zum Durchführen der Bremssteuerung erfüllt sind, kann die Bremssteuerung durchgeführt werden (S42, Beginne Steuerung). Wenn die Ausführungsbedingungen nicht erfüllt sind, kann das Bremssteuerungssystem im Stand-by-Zustand bleiben (S30, Stand-by an bis Beginn der Steuerung).
  • Die ESC-Einheit 100 kann eine Ausführungsbedingungsermittlungsvorrichtung 210 aufweisen. Die Ausführungsbedingungsermittlungsvorrichtung 210 kann im Stand-by-Zustand ermitteln, ob ein hydraulischer Bremsdruck tatsächlich gesteuert werden muss, um einen Radschlupf zu verhindern, um eine Bremssteuerung durchzuführen. Wie in 3 gezeigt, kann die Ausführungsbedingungsermittlungsvorrichtung 210 eine Drehbedingung C1, eine Beschleunigungsbedingung C2 und eine Schlupfbedingung C3 ermitteln bzw. bestimmen. Wenn diese Bedingungen C1, C2 und C3 erfüllt sind, können Operationen/Schritte für eine Bremsdrucksteuerung gemäß der vorliegenden Erfindung/Offenbarung durchgeführt werden.
  • Die Ausführungsbedingungsermittlungsvorrichtung 210 kann ermitteln, ob die Drehbedingung C1 erfüllt ist, basierend auf einem aktuellen Lenkwinkel (Ist-Lenkwinkel), einer aktuellen seitlichen Beschleunigung (seitlichen Ist-Beschleunigung) und einer aktuellen Gierrate (Ist-Gierrate) eines Fahrzeugs. Der Lenkwinkel kann in die Ausführungsbedingungsermittlungsvorrichtung 210 vom Lenkwinkelsensor 10 eingegeben werden, die seitliche Beschleunigung kann in die Ausführungsbedingungsermittlungsvorrichtung 210 von dem Seitliche-Beschleunigung-Sensor 20 eingegeben werden und die Gierrate kann in die Ausführungsbedingungsermittlungsvorrichtung 210 von dem Gierratensensor 30 eingegeben werden. Wenn der Lenkwinkel größer als ein vorgegebener Referenz-Lenkwinkel F1 ist, die seitliche Beschleunigung größer als eine vorgegebene seitliche Referenz-Beschleunigung F2 ist und die Gierrate größer als eine vorgegebene Referenz-Gierrate F3 ist, d.h. wenn alle drei Bedingungen erfüllt sind, kann die Ausführungsbedingungsermittlungsvorrichtung 210 ermitteln/bestimmen, dass die Drehbedingung C1 erfüllt ist.
  • Die Ausführungsbedingungsermittlungsvorrichtung 210 kann ermitteln/bestimmen, ob die Beschleunigungsbedingung C2 erfüllt ist, basierend auf Informationen über die Vorderraddrehzahl, das Antriebsdrehmoment und die Gangschaltung bzw. den Getriebegang (z.B. den eingelegten Gang) des Fahrzeugs. Das bedeutet, dass, wenn die Vorderraddrehzahl größer als eine vorgegebene Referenz-Vorderraddrehzahl F4 ist, das Antriebsdrehmoment größer als ein vorgegebenes Referenz-Antriebsdrehmoment F5 ist und der Gang ein vorgegebener Referenz-Gang F6 ist, d.h., wenn alle drei Bedingungen erfüllt sind, die Ausführungsbedingungsermittlungsvorrichtung 210 ermitteln/bestimmen kann, dass die Beschleunigungsbedingung C2 erfüllt ist.
  • Die Ausführungsbedingungsermittlungsvorrichtung 210 kann dazu eingerichtet sein, zu ermitteln/bestimmen, ob die Schlupfbedingung C3 erfüllt ist. Wenn ein Schlupfunterschied (eine Schlupfdifferenz) zwischen einem inneren und einem äußeren Rad der Antriebsräder größer als eine vorgegebene Referenz-Schlupf-Differenz F7 ist, kann die Ausführungsbedingungsermittlungsvorrichtung 210 ermitteln/bestimmen, dass die Schlupfbedingung C3 erfüllt ist.
  • In diesem Fall kann mit einer Ermittlung/Bestimmung darüber fortgefahren werden, welches das innere Rad beim Lenken/Drehen/Wenden des Fahrzeugs und welches das äußere Rad beim Lenken/Drehen/Wenden des Fahrzeugs ist. Die ESC-Einheit 100 kann eine Inneres-und-Äußeres-Rad-Ermittlungseinheit 220 aufweisen. Die Inneres-und-Äußeres-Rad-Ermittlungseinheit 220 kann ermitteln, ob das innere Rad beim Lenken/Drehen/Wenden des Fahrzeugs ein linkes Rad oder ein rechtes Rad ist. Wie in 4 gezeigt kann gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung/Offenbarung die Inneres-und-Äußeres-Rad-Ermittlungseinheit 220 Informationen über die aktuelle Gierrate von dem Gierratensensor 30 sammeln und kann ermitteln, ob die Gierrate einen negativen Wert oder einen positiven Wert aufweist (S222). Wenn die erfasste Gierrate größer 0 ist, kann die Inneres-und-Äußeres-Rad-Ermittlungseinheit 220 ermitteln/bestimmen, dass das innere Rad ein hinteres linkes Rad RL ist und das äußere Rad ein hinteres rechtes Rad RR ist (S224). Im Gegensatz dazu kann die Inneres-und-Äußeres-Rad-Ermittlungseinheit 220, wenn die Gierrate einen negativen Wert kleiner als 0 hat, ermitteln/bestimmen, dass das innere Rad ein hinteres rechtes Rad RR ist und das äußere Rad ein hinteres linkes Rad RL ist (S226).
  • Hier bedeutet eine linke Seite eine Fahrerseite und eine rechte Seite bedeutet eine Beifahrerseite. In Abhängigkeit von Einstellungen kann auch das Gegenteil möglich sein.
  • Wenn die Ausführungsbedingungen, die die Drehbedingung C1, die Beschleunigungsbedingung C2 und die Schlupfbedingung C3 enthalten, erfüllt sind, kann die ESC-Einheit 100 eine Reihe von Operationen für eine Bremsdrucksteuerung durchführen. Das bedeutet, dass die ESC-Einheit 100 einen Bremsdrucksteuerungsbetrag bestimmen kann und einen Bremsdruck basierend auf dem bestimmten Bremsdrucksteuerungsbetrag steuern kann. Zu diesem Zweck kann gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung/Offenbarung die ESC-Einheit 100 aufweisen: eine Inneres-Rad-Soll-Schlupf-Berechnungseinheit 230, eine Inneres-Rad-Soll-Raddrehzahl-Berechnungseinheit 240, eine Schlupffehler-Berechnungseinheit 250, eine Soll-Bremsdrehmoment-Berechnungseinheit 260 und eine Soll-Bremsbetrag-Berechnungseinheit 270.
  • Die Inneres-Rad-Soll-Schlupf-Berechnungseinheit 230 kann dazu eingerichtet sein, einen Soll-Schlupf eines eingeschlagenen inneren Rades zu berechnen. Ein Ziel einer Bremssteuerung gemäß der vorliegenden Erfindung/Offenbarung kann sein, einen Schlupf des eingeschlagenen inneren Rades gemäß den Charakteristiken des Fahrzeugs zu begrenzen, um eine maximale Antriebskraft sicherzustellen. Da die maximale Antriebskraft sich in Abhängigkeit von den Charakteristiken eines Reifens eines Fahrzeugs ändern kann, die mit einer Reibung des Reifens aufgrund des Schlupfes korrespondieren, kann ein Schlupf zum Sicherstellen der maximalen Antriebskraft basierend auf einem Reifencharakteristikwert ermittelt werden. Wenn ein Testwert von Reifencharakteristiken als ein Parameter eingegeben wird, kann die Inneres-Rad-Soll-Schlupf-Berechnungseinheit 230 eine maximale Schlupfrate ermitteln/bestimmen, die mit der gegenwärtigen Fahrgeschwindigkeit korrespondiert, und kann einen Soll-Schlupf Atarget (bzw. λSoll) ermitteln/bestimmen. Beispielsweise kann, wenn die Charakteristiken eines Reifens eines bestimmten Fahrzeugs wie in 5 gezeigt gegeben sind, ein angemessener Soll-Schlupf zum Sicherstellen der maximalen Antriebskraft wie in der nachfolgenden Tabelle 1 gezeigt gegeben sein. [Tabelle 1]
    Geschwindigkeit 10 ... 40 60 ... Vmax
    Soll-Schlupf des inneren Rades 15 ... 10 5 ... 2
  • Wie vorangehend beschrieben, kann eine Soll-Raddrehzahl Viw,target (Viw,Soll) des inneren Rades aus dem von der Inneres-Rad-Soll-Schlupf-Berechnungseinheit 230 bestimmten Soll-Schlupf λtarget des inneren Rades berechnet werden. Gemäß einer Formel zum Berechnen eines Radschlupfes kann eine Gleichung für den Soll-Schlupf λtarget des inneren Rades wie in Gleichung 1 gezeigt erhalten werden. λ t a r g e t = V − V i w , t a r g e t V × 100
    Figure DE102021128725A1_0001
  • Die Inneres-Rad-Soll-Raddrehzahl-Berechnungseinheit 240 kann eine Soll-Raddrehzahl Viw,target des inneren Rades durch Gleichung 2 durch Umordnen der Gleichung 1 in Bezug auf die Soll-Raddrehzahl Viw,target des inneren Rades berechnen. V i w , t a r g e t = V − λ t a r g e t ⋅ V 100
    Figure DE102021128725A1_0002
  • Hier ist V die aktuelle Fahrzeuggeschwindigkeit und kann als eine Entfernung (km usw.) pro Stunde angegeben sein.
  • Die ESC-Einheit 100 kann die Schlupffehler-Berechnungseinheit 250 aufweisen. Wie in der nachfolgenden Gleichung 3 gezeigt, kann die Schlupffehler-Berechnungseinheit 250 einen Schlupffehler e zwischen dem Schlupf λ des aktuellen inneren Rades und dem gemäß Gleichung 1 berechneten Soll-Schlupf λtarget berechnen.
  • Zusammen mit der berechneten Soll-Drehzahl Viw,target des inneren Rades kann der Schlupffehler e einen Bremsdrucksteuerungsbetrag beeinflussen. e = λ − λ t a r g e t
    Figure DE102021128725A1_0003
  • Der Schlupf λ des aktuellen inneren Rades kann gemäß der nachfolgenden Gleichung 4 berechnet werden. λ = V − V i w V × 100
    Figure DE102021128725A1_0004
  • Hier kann Viw eine Raddrehzahl des aktuellen inneren Rades sein.
  • Die ESC-Einheit 100 kann den Bremsdrucksteuerungsbetrag basierend auf der Soll-Raddrehzahl Viw,target des inneren Rades und dem Soll-Bremsdrehmoment τtarget (τSoll) bestimmen. Das bedeutet, dass das Soll-Bremsdrehmoment τtarget basierend auf der bestimmten Soll-Raddrehzahl Viw,target des inneren Rades bestimmt werden kann. Ein Soll-Bremsbetrag Ptarget (PSoll) kann basierend auf dem bestimmten Soll-Bremsdrehmoment τtarget bestimmt werden. Zu diesem Zweck kann die ESC-Einheit 100 die Soll-Bremsdrehmoment-Berechnungseinheit 260 und die Soll-Bremsbetrag-Berechnungseinheit 270 aufweisen.
  • Die Soll-Bremsdrehmoment-Berechnungseinheit 260 kann das Soll-Bremsdrehmoment τtarget gemäß der nachfolgenden Gleichung 5 bestimmen. Das Soll-Bremsdrehmoment τtarget kann ein Berechnungsgebiet zum Bestimmen eines Bremsdrehmoments zum Erfüllen einer Soll-Drehzahl sein und kann basierend auf einer Korrelation zwischen Energie und Drehzahl bzw. Geschwindigkeit berechnet werden. τ t a r g e t = 0.5 ⋅ W ⋅ ( V i w 2 − V i w , t a r g e t 2 ) r e v
    Figure DE102021128725A1_0005
  • Hier ist Wein Fahrzeuggewichtsspezifikationswert und rev ist die Drehzahl (RPM) eines Motors bzw. Verbrennungsmotors eines Fahrzeugs.
  • Wenn das Soll-Bremsdrehmoment τtarget berechnet wird, kann die Soll-Bremsbetrag-Berechnungseinheit 270 einen Soll-Bremsbetrag Ptarget gemäß der nachfolgenden Gleichung 6 berechnen. Der Soll-Bremsbetrag Ptarget kann verwendet werden, um einen hydraulischen Bremsbetrag zum Erfüllen des Soll-Bremsdrehmoments τtarget zu bestimmen/ermitteln und kann bestimmt werden basierend auf einer Raddynamik, die mit einer Korrelation zwischen Raddrehmoment und Bremsdruck korrespondiert. P t a r g e t = τ t a r g e t ⋅ r 2 ⋅ μ ⋅ r '
    Figure DE102021128725A1_0006
  • Hier ist r der Radius eines Reifens, ist µ ein Reibungskoeffizient eines Reibungsmaterials und ist r' ein effektiver Radius einer Bremse.
  • Die ESC-Einheit 100 kann einen Schlupf des inneren Rades durch Anwenden des bestimmten Soll-Bremsbetrags Ptarget auf das innere Rad, an welchem der Schlupf auftritt, verhindern.
  • Durch Bezugnahme auf die 6 und 7 wird nachfolgend ein Bremssteuerungsverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung/Offenbarung beschrieben.
  • Im Schritt S10 kann das Bremssteuerungsverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung/Offenbarung beginnen.
  • Im Schritt S20 kann eine Funktionsaktivierungsanfrage eingegeben werden. Die Funktionsaktivierungsanfrage kann durchgeführt bzw. verarbeitet werden durch Betätigen des Bremssteuerungsfunktionsaktivierungsknopfes gemäß der vorliegenden Erfindung/Offenbarung, der in einem Fahrzeuginnenraum montiert ist. Als nicht-einschränkendes Beispiel kann eine AN-Eingabe des Aktivierungsknopfes ein Knopf bzw. eine Eingabe sein, um einem Fahrzeug zu gestatten, in einen Rennstrecke-Fahrmodus einzutreten. Als ein anderes nicht-einschränkendes Beispiel kann eine AN-Eingabe des Aktivierungsknopfes ein Knopf bzw. eine Eingabe sein, um einem Fahrzeug zu gestatten, in einen Drift-Modus einzutreten.
  • Wenn die Funktionsaktivierungsanfrage eingegeben wird, kann das Fahrzeug in einen Stand-by-Zustand für eine Bremssteuerung gemäß der vorliegenden Erfindung/Offenbarung eintreten (S30). Ob die Ausführungsbedingungen zum Durchführen einer Bremssteuerung gemäß der vorliegenden Erfindung/Offenbarung erfüllt sind, können hier im Stand-by-Zustand ermittelt/bestimmt werden (S40). Selbst wenn die Funktionsaktivierungsanfrage eingegeben wird, kann ermittelt/bestimmt werden, ob eine Hydraulikdrucksteuerung tatsächlich erforderlich ist, um einen Radschlupf zu verhindern. Nur wenn die Ausführungsbedingung erfüllt ist, kann eine Bremssteuerung gemäß der vorliegenden Erfindung/Offenbarung durchgeführt werden.
  • Wie vorangehend beschrieben, können die Ausführungsbedingungen aufweisen: die Drehbedingung C1, die Beschleunigungsbedingung C2 und die Schlupfbedingung C3 und, wenn jede Bedingung erfüllt ist, kann eine Reihe von Operationen für eine Bremsdrucksteuerung durchgeführt werden (S60).
  • Im Schritt S62 kann der Soll-Schlupf λtarget des inneren Rades basierend auf einem Reifencharakteristikwert ermittelt/bestimmt werden. Die Soll-Raddrehzahl Viw,target des inneren Rades kann gemäß Gleichung 2 basierend auf dem ermittelten/bestimmten Soll-Schlupf λtarget des inneren Rades berechnet werden (S64).
  • Wenn die Soll-Raddrehzahl Viw,target des inneren Rades ermittelt/bestimmt ist, kann das Soll-Bremsdrehmoment τtarget gemäß Gleichung 5 berechnet werden. Der Soll-Bremsbetrag Ptarget kann gemäß Gleichung 6 berechnet werden (S66).
  • Die ESC-Einheit 100 kann eine Bremssteuerung gemäß der vorliegenden Erfindung/Offenbarung durch Einstellen eines Hydraulikbremsbetrags des inneren Rades basierend auf dem berechneten Soll-Bremsbetrag Ptarget durchführen (S70).
  • Im Schritt S80 kann eine Bedingung zum Beenden einer Bremsdrucksteuerung ermittelt/bestimmt werden. Wenn die Funktionsaktivierungsanfrage aufgehoben bzw. beendet wird, kann eine Bremsdrucksteuerung beendet werden (S90). Wie vorangehend beschrieben, kann eine Bremsdrucksteuerung beendet werden, wenn eine Betätigung des Aktivierungsknopfes durch den Fahrer beendet wird bzw. wenn der Aktivierungsknopf in eine AUS-Stellung versetzt wird.
  • Wenn wenigstens eine von der Dreh-/Lenk-/Wendebedingung C1, der Beschleunigungsbedingung C2 oder der Schlupfbedingung C3 nicht erfüllt ist, kann die Bremsdrucksteuerung in einen Stand-by-Zustand der Steuerung bzw. für die Steuerung eintreten (S44). Beispielsweise kann, wenn der Lenkwinkel gleich oder kleiner als ein vorgegebener Referenz-Lenkwinkel ist, das Fahrzeug in einen Stand-by-Zustand für die Steuerung eintreten, unabhängig davon, ob andere Bedingungen erfüllt sind, und, wenn alle Ausführungsbedingungen erneut erfüllt sind, kann die Bremsdrucksteuerung durchgeführt werden.
  • Die vorliegende Offenbarung kann eine Dynamisches-Fahren-Umgebung bereitstellen durch Steuern (z.B. Regeln) eines Schlupfes eines inneren Rades, welcher auftritt, während das Fahrzeug dreht/lenkt/wendet, unter Verwendung einer Bremssteuerung, ohne eine mechanische Vorrichtung, wie etwa ein LSD, um eine Leistungsfähigkeit beim Verlassen eines Drehens/Lenkens/Wendens zu verbessern und um einen Drift (z.B. auf einer Rennstrecke) zu erleichtern, und kann die Kosten und ein Gewicht eines Fahrzeugs, Entwicklungskosten und eine Arbeitskraft im Vergleich zum Stand der Technik verringern.
  • Die vorliegende Erfindung/Offenbarung kann ein Verfahren zum Verhindern eines Schlupfes eines eingeschlagenen inneren Rades durch eine Bremssteuerung und zum Verwenden der maximalen Antriebskraft eines Fahrzeugs bereitstellen.
  • Die vorliegende Erfindung/Offenbarung kann ein Bremssteuerungsverfahren und ein Bremssteuerungssystem durch eine herkömmlich eingesetzte elektronische Stabilitätssteuerung (ESC) ohne ein gesondertes System bereitstellen.
  • Die vorliegende Erfindung/Offenbarung kann ein Bremssteuerungssystem und ein Bremssteuerungsverfahren bereitstellen, die es ermöglichen, dass ein Fahrer Spaß beim Fahren eines Fahrzeugs empfindet, indem eine Leistungsfähigkeit beim Ausbrechen beim Drehen/Lenken/Wenden verbessert wird und eine Driftfunktion während eines Fahrens auf einer Rennstrecke ermöglicht wird.
  • Es ist für die Fachleute auf dem Gebiet verständlich, dass die Effekte, die mit der vorliegenden Erfindung/Offenbarung erzielt werden könnten, nicht darauf beschränkt sind, was vorangehend im Einzelnen beschrieben worden ist, und dass andere Vorteile der vorliegenden Erfindung/Offenbarung deutlicher verständlich sein werden aus der vorangehenden detaillierten Beschreibung.
  • Die Erfindung ist im Detail durch Bezugnahme auf bevorzugte Ausführungsformen davon beschrieben worden. Es wird jedoch den einschlägigen Fachleuten auf dem Gebiet klar sein, dass Änderungen an diesen Ausführungsformen vorgenommen werden können, ohne von den Prinzipien und dem Wesen der Erfindung abzuweichen, deren Umfang durch die beigefügten Ansprüche und deren Äquivalente definiert ist.

Claims (15)

  1. Verfahren zum Steuern einer Bremse, wobei das Verfahren aufweist: Empfangen durch eine elektronische Stabilitätssteuerungsvorrichtung (ESC-Vorrichtung) (100) einer Funktionsaktivierungsanfrage (S20), Ermitteln durch die ESC-Vorrichtung (100), ob Ausführungsbedingungen für eine Bremssteuerung eines eingeschlagenen inneren Rades eines Fahrzeugs erfüllt sind, als Antwort auf die Funktionsaktivierungsanfrage (S40), und wenn die Ausführungsbedingungen erfüllt sind, Steuern eines Bremsdrucks (S60) durch Bestimmen und Einstellen eines Bremsdrucksteuerungsbetrags eines inneren Rades, während das Fahrzeug dreht, basierend auf einem vorgegebenen Faktor.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei bestimmt wird, dass die Ausführungsbedingungen erfüllt sind, wenn alle von einer Drehbedingung (C1), die konfiguriert ist, zu ermitteln, ob sich das Fahrzeug dreht, einer Beschleunigungsbedingung (C2), die konfiguriert ist zu ermitteln, ob das Fahrzeug beschleunigt, und einer Schlupfbedingung (C3), die konfiguriert ist zu ermitteln, ob eine Drehzahldifferenz zwischen dem eingeschlagenen inneren Rad und einem äußeren Rad erfüllt sind.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, wobei, wenn ein Lenkwinkel des Fahrzeugs größer als ein vorgegebener Referenz-Lenkwinkel ist, eine seitliche Beschleunigung des Fahrzeugs größer als eine vorgegebene seitliche Referenz-Beschleunigung ist, und eine Gierrate des Fahrzeugs größer als eine vorgegebene Referenz-Gierrate ist, bestimmt wird, dass die Drehbedingung (C1) erfüllt ist.
  4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, wobei, wenn eine Drehzahl eines Vorderrades des Fahrzeugs größer als eine vorgegebene Referenz-Vorderraddrehzahl ist, ein Antriebsdrehmoment des Fahrzeugs größer als ein vorgegebenes Referenz-Antriebsdrehmoment ist und wenn ein Getriebegang des Fahrzeugs ein vorgegebener Referenz-Getriebegang ist, bestimmt wird, dass die Beschleunigungsbedingung (C2) erfüllt ist.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, wobei die Schlupfbedingung (C3) erfüllt ist, wenn eine Schlupfdifferenz zwischen dem eingeschlagenen inneren Rad und dem äußeren Rad größer als eine vorgegebene Referenz-Schlupfdifferenz ist.
  6. Verfahren nach Anspruch 5, wobei ein inneres Rad während eines Drehens basierend auf einer Gierrate des Fahrzeugs bestimmt wird.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das Steuern des Bremsdrucks (S60) aufweist: Berechnen eines Soll-Bremsbetrags basierend auf einem Soll-Schlupf und einer Soll-Raddrehzahl des inneren Rades während sich das Fahrzeug dreht (S66).
  8. Verfahren nach Anspruch 7, wobei das Steuern des Bremsdrucks (S60) aufweist: Bestimmen des Soll-Schlupfes basierend auf Charakteristiken eines Reifens des Fahrzeugs (S62).
  9. Verfahren nach Anspruch 8, ferner aufweisend: Berechnen der Soll-Raddrehzahl des inneren Rades basierend auf dem Soll-Schlupf (S64).
  10. Verfahren nach Anspruch 9, ferner aufweisend: Berechnen eines Soll-Bremsdrehmoments des Fahrzeugs basierend auf der berechneten Soll-Raddrehzahl und einer Ist-Raddrehzahl.
  11. Verfahren nach Anspruch 10, ferner aufweisend: Bestimmen eines Soll-Bremsbetrags basierend auf dem Soll-Bremsdrehmoment.
  12. Verfahren nach Anspruch 11, wobei ein Hydraulikbremsbetrag des inneren Rades basierend auf dem Soll-Bremsbetrag eingestellt wird und der Hydraulikbremsbetrag durch die ESC-Vorrichtung (100) des Fahrzeugs eingestellt wird.
  13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei, wenn die Funktionsaktivierungsanfrage abgestellt wird (S80), die Steuerung des Bremsdrucks beendet wird (S90).
  14. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 6, nach Anspruch 2 und einem der Ansprüche 7 bis 12 oder nach Anspruch 2 und 13, wobei: wenn wenigstens eine von der Drehbedingung (C1), der Beschleunigungsbedingung (C2) oder der Schlupfbedingung (C3) bei der Steuerung des Bremsdrucks nicht erfüllt ist, die Steuerung des Bremsdrucks beendet wird und, wenn sowohl die Drehbedingung (C1) als auch die Beschleunigungsbedingung (C2) und die Schlupfbedingung (C3) erneut erfüllt sind, die Steuerung des Bremsdrucks durchgeführt wird.
  15. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 12, nach Anspruch 8 und 13 oder nach Anspruch 8 und 14, ferner aufweisend: Berechnen eines Schlupffehlers zwischen dem Soll-Schlupf und einem Ist-Schlupf des inneren Rades, wobei der Schlupffehler in dem Soll-Bremsbetrag berücksichtigt wird.
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