DE102022107127A1

DE102022107127A1 - Steuereinrichtung und Steuerverfahren für ein Fahrzeug

Info

Publication number: DE102022107127A1
Application number: DE102022107127.8A
Authority: DE
Inventors: Flavio Montalbano; Lorenzo Pinto
Original assignee: Hyundai Mobis Co Ltd
Current assignee: Hyundai Mobis Co Ltd
Priority date: 2022-03-25
Filing date: 2022-03-25
Publication date: 2023-09-28
Also published as: KR20230139424A

Abstract

Gemäß mindestens einer Ausführungsform stellt die vorliegende Offenbarung eine Steuereinrichtung für ein Fahrzeug bereit, die aufweist: eine Sensoreinheit, die Informationen über einen Zustand des Fahrzeugs einschließlich eines Lenkwinkels, einer Fahrzeuggeschwindigkeit, einer Querbeschleunigung und einer Gierrate des Fahrzeugs erfasst; eine Recheneinheit, die eine Soll-Seitenkraft, die für die Vorderräder erforderlich ist, um ein Untersteuern des Fahrzeugs zu verhindern, eine geschätzte Seitenkraft, die eine Schätzung eines aktuellen Zustands der Vorderräder ist, und eine erforderliche Seitenkraft, die eine Differenz zwischen der Soll-Seitenkraft und der geschätzten Seitenkraft ist, unter Verwendung der von der Sensoreinheit erfassten Informationen berechnet; und eine Steuereinheit, die das Fahrzeug so steuert, dass eine Gewichtsverlagerung von einer Hinterradachse zu einer Vorderradachse des Fahrzeugs auf der Grundlage der erforderlichen Seitenkraft erfolgt, wenn festgestellt wird, dass das Untersteuern aufgetreten ist.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Offenbarung betrifft eine Steuereinrichtung und ein Steuerverfahren für ein Fahrzeug.
HINTERGRUND
Der in diesem Abschnitt beschriebene Inhalt liefert lediglich Hintergrundinformationen zur vorliegenden Offenbarung und stellt nicht den Stand der Technik dar.
Während des Fahrens eines Fahrzeugs kann es zu einem dringenden Abbiegevorgang aufgrund einer schnell abknickenden Straße oder von Hindernissen, wie z. B. einem Fahrzeug vor dem Fahrzeug, kommen. Eine Situation, in der die Fahrstabilität nicht gewährleistet ist, kann häufig aufgrund der Neigung des abbiegenden Fahrzeugs, der Beschaffenheit der Straßenoberfläche und des Neigungswinkels der Straße während der Fahrt auftreten.
Ein Fahrzeug verfügt über ein Antiblockiersystem (ABS), das ein Durchrutschen der Räder beim Bremsen des Fahrzeugs verhindert, und ein Antriebsschlupfregelsystem (TCS), das ein Durchrutschen der angetriebenen Räder bei plötzlicher Beschleunigung oder schneller Beschleunigung des Fahrzeugs verhindert. Ein System zur stabilen Aufrechterhaltung des Fahrzustands eines Fahrzeugs durch Steuerung des hydraulischen Drucks einer Bremse in Verbindung mit dem Antiblockiersystem und dem Antriebsschlupfregelsystem wird als elektronisches Stabilisierungssystem (ESC) bezeichnet.
Das ESC-System dient der stabilen Aufrechterhaltung der Lage des Fahrzeugs, wenn die Lage des Fahrzeugs während der Fahrt instabil ist. Das ESC-System kann die Lage des Fahrzeugs stabil halten, indem es die Bremse und das Motordrehmoment in einem Zustand steuert, in dem die Lage des Fahrzeugs gefährlich ist.
Um ein Untersteuern des Fahrzeugs zu vermeiden, kann das innere Rad des Fahrzeugs allein gebremst oder das Motordrehmoment reduziert werden. Es besteht jedoch das Problem, dass der oben beschriebene Vorgang langsam ist und die Lagesteuerung des Fahrzeugs begrenzt ist. Außerdem kann die Hinterradachse instabil werden und die Lagesteuerung des Fahrzeugs instabil werden, wenn der Bremseingriff in einer Untersteuerungssituation zunimmt.
ZUSAMMENFASSUNG
Gemäß mindestens einer Ausführungsform stellt die vorliegende Offenbarung eine Steuereinrichtung für ein Fahrzeug bereit, die umfasst: eine Sensoreinheit, die Informationen über einen Zustand des Fahrzeugs einschließlich eines Lenkwinkels, einer Fahrzeuggeschwindigkeit, einer Querbeschleunigung und einer Gierrate des Fahrzeugs erfasst; eine Recheneinheit, die eine Soll-Seitenkraft, die für Vorderräder erforderlich ist, um ein Untersteuern des Fahrzeugs zu verhindern, eine geschätzte Seitenkraft, die eine Schätzung eines aktuellen Zustands der Vorderräder ist, und eine erforderliche Seitenkraft, die eine Differenz zwischen der Soll-Seitenkraft und der geschätzten Seitenkraft ist, unter Verwendung der von der Sensoreinheit erfassten Informationen berechnet; und eine Steuereinheit, die das Fahrzeug so steuert, dass eine Gewichtsverlagerung von einer Hinterradachse zu einer Vorderradachse des Fahrzeugs auf der Grundlage der erforderlichen Seitenkraft erfolgt / ausgeführt wird / auftritt, wenn festgestellt wird, dass das Untersteuern aufgetreten ist.
Gemäß mindestens einer Ausführungsform stellt die vorliegende Offenbarung ein Steuerverfahren für ein Fahrzeug bereit, das umfasst: Erfassen von Informationen über einen Zustand des Fahrzeugs, einschließlich einer Fahrtrichtung und einer Geschwindigkeit des Fahrzeugs; Berechnen einer Soll-Seitenkraft, die für Vorderräder erforderlich ist, um ein Untersteuern des Fahrzeugs zu verhindern, einer geschätzten Seitenkraft, die eine Schätzung eines aktuellen Zustands der Vorderräder ist, und einer erforderlichen Seitenkraft, die eine Differenz zwischen der Soll-Seitenkraft und der geschätzten Seitenkraft ist, auf der Grundlage der Informationen; und wenn festgestellt wird, dass das Untersteuern aufgetreten ist, Steuern des Fahrzeugs, so dass eine Gewichtsverlagerung von der Hinterradachse auf die Vorderradachse des Fahrzeugs auf der Grundlage der erforderlichen Seitenkraft erfolgt / ausgeführt wird / auftritt.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

1 ist ein Blockdiagramm einer Steuereinrichtung für ein Fahrzeug gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
2 ist ein Flussdiagramm eines Steuerverfahrens für ein Fahrzeug gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
3 zeigt Diagramme, in denen die eine angestrebte Seitenkraft und eine geschätzte Seitenkraft gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung verglichen werden.
4 zeigt Diagramme, die ein Signal für ein Überschreiten eines voreingestellten Lenkwinkels und ein Signal für ein Untersteuern gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellen.
5 zeigt Diagramme, die eine Motordrehmomentreduktion und einen Bremseingriff zur Gewichtsverlagerung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung veranschaulichen.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
In Anbetracht der obigen Ausführungen stellt die vorliegende Offenbarung eine Steuereinrichtung für ein Fahrzeug bereit, die in der Lage ist, das Fahrzeug stabil zu steuern, indem sie eine Seitenkraft der Vorderräder des Fahrzeugs unter Verwendung einer vorderen Gewichtsverlagerung in einer Untersteuerungssituation erhöht.
Das Ziel, das durch die vorliegende Offenbarung erreicht werden soll, ist nicht auf das oben genannte Ziel beschränkt, und andere, nicht erwähnte Ziele werden von den Fachleuten aus der folgenden Beschreibung klar verstanden werden.
Nachfolgend werden einige beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen im Detail beschrieben. In der folgenden Beschreibung bezeichnen gleiche Bezugsziffern vorzugsweise gleiche Elemente, auch wenn die Elemente in verschiedenen Zeichnungen dargestellt sind. Ferner wird in der folgenden Beschreibung einiger Ausführungsformen aus Gründen der Übersichtlichkeit und der Kürze auf eine detaillierte Beschreibung bekannter Funktionen und Konfigurationen verzichtet, die darin enthalten sind.
Darüber hinaus werden verschiedene Ausdrücke wie „erster“, „zweiter“, „A“, „B“, „a“, „b“ usw. nur zur Unterscheidung zwischen den einzelnen Komponenten verwendet, nicht aber, um die Substanzen, die Reihenfolge oder die Abfolge der Komponenten zu implizieren oder anzudeuten. Wenn in dieser Beschreibung ein Teil eine Komponente „aufweist“ oder „umfasst“, bedeutet dies, dass das Teil auch andere Komponenten enthält und nicht ausschließt, es sei denn, es wird ausdrücklich etwas anderes angegeben. Die Begriffe wie „Einheit“, „Modul“ und dergleichen beziehen sich auf eine oder mehrere Einheiten zur Verarbeitung mindestens einer Funktion oder eines Vorgangs, die durch Hardware, Software oder eine Kombination davon implementiert sein können. Die Begriffe wie „Einheit“, „Modul“ und dergleichen beziehen sich auf eine oder mehrere Einheiten zur Verarbeitung mindestens einer Funktion oder eines Vorgangs, die durch Hardware, Software oder eine Kombination davon implementiert werden können.
In der vorliegenden Beschreibung bezeichnet eine Längsrichtung x eine Richtung, in die ein Fahrzeugrad gerichtet ist, und eine Querrichtung y eine Richtung, die senkrecht zur Längsrichtung verläuft. Eine vertikale Richtung z bezieht sich auf eine Richtung senkrecht zu den Quer- und Längsrichtungen, d. h. eine Richtung senkrecht zum Boden. Ferner sind die Einzelheiten der Gleichungen 1 bis 5, die hier offengelegt werden, Gleichungen, die üblicherweise im Zusammenhang mit der Fahrzeugsteuerung verwendet werden, so dass auf eine detaillierte Beschreibung verzichtet wird.
1 ist ein Blockdiagramm einer Steuereinrichtung für ein Fahrzeug gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
Bezugnehmend auf 1 kann eine Steuereinrichtung 100 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung eine Sensoreinheit 110, eine Recheneinheit 120, eine Steuereinheit 130, einen Motor 140 und eine Bremse 150 ganz oder teilweise aufweisen.
Die Sensoreinheit 110 kann Informationen über einen Zustand des Fahrzeugs erfassen. Beispielsweise kann die Sensoreinheit 110 Informationen über den Lenkwinkel, die Geschwindigkeit, die Querbeschleunigung, die Gierrate und dergleichen des Fahrzeugs erfassen. Die Sensoreinheit 110 kann die erfassten Informationen an die Recheneinheit 120 und die Steuereinheit 130 übermitteln.
Auf der Grundlage der von der Sensoreinheit 110 erfassten Informationen kann die Recheneinheit 120 Schlupfwinkel von Vorder- und Hinterrädern des Fahrzeugs berechnen. Dabei bezieht sich der Schlupfwinkel auf einen Winkel zwischen einer Richtung, in die die Räder gerichtet sind, und einer Fahrtrichtung des Fahrzeugs. Auf der Grundlage der von der Sensoreinheit 110 erfassten Informationen kann die Recheneinheit 120 Sättigungsindizes der Vorderräder und der Hinterräder des Fahrzeugs berechnen. Der Sättigungsindex bezieht sich auf einen Grad, der von einem Punkt entfernt ist, an dem ein Untersteuern oder Übersteuern des Fahrzeugs auf einer Phasenebene auftritt, die mit dem Schräglaufwinkel zusammenhängt. Die Steuereinheit 130 kann unter Verwendung des Schräglaufwinkels und des von der Recheneinheit 120 berechneten Sättigungsindex der Vorderräder feststellen, ob ein Untersteuern erzeugt wird.
Untersteuern kann auftreten, wenn die Vorderräder des Fahrzeugs in einem gesättigten Bereich arbeiten. Die vorliegende Offenbarung kann das Untersteuern durch Erhöhung einer Seitenkraft der Vorderräder des Fahrzeugs mildern. Das heißt, durch Steuerung der Vorderräder in einem ungesättigten Bereich auf der Phasenebene, kann die Mobilität und die Richtungsstabilität des Fahrzeugs erhöht werden kann.
Die Recheneinheit 120 kann unter Verwendung der von der Sensoreinheit 110 erfassten Informationen eine Soll-Seitenkraft berechnen. Dabei bezieht sich eine Soll-Seitenkraft auf eine Seitenkraft, die für die Vorderräder des Fahrzeugs erforderlich ist, um das Fahrzeug stabil zu fahren, wenn Untersteuern in dem Fahrzeug auftritt. Die Soll-Seitenkraft F_yF,Tg kann unter Verwendung von Gleichung 1 berechnet werden. $F_{y F, T g} = m v_{x} \cdot \frac{v_{x}}{l + U G v_{x}^{2}} δ_{F} \frac{l_{R}}{l}$
Die Recheneinheit 120 kann eine geschätzte Seitenkraft unter Verwendung der von der Sensoreinheit 110 erhaltenen Informationen berechnen. Dabei bezieht sich die geschätzte Seitenkraft auf eine aktuell an den Vorderrädern des aktuellen Fahrzeugs erzeugte Seitenkraft. Die Recheneinheit 120 kann die Soll-Seitenkraft mit der geschätzten Seitenkraft vergleichen, um eine erforderliche Seitenkraft zu berechnen. Die erforderliche Seitenkraft ΔF_yF ist die Differenz zwischen der Soll-Seitenkraft F_yF,Tg und der geschätzten Seitenkraft F_yF,est und kann unter Verwendung von Gleichung 2 berechnet werden. $Δ F_{y F} = (F_{y F, T g} - F_{y F, e s t})$
Um die Seitenkraft der Vorderräder zu erhöhen, muss eine Kraft erhöht werden, die in einer Richtung senkrecht zu den Vorderrädern wirkt. Um die Kraft in der Richtung senkrecht zu den Vorderrädern zu erhöhen, kann die Steuereinheit 130 der Steuereinrichtung 100 das Fahrzeug so steuern, dass eine Gewichtsverlagerung von der Hinterradachse auf die Vorderradachse erfolgt.
Die Steuereinheit 130 kann das Fahrzeug so steuern, dass eine Gewichtsverlagerung erfolgt durch Reduzieren eines Drehmoments des Motors 140 oder durch Steuern der Bremse 150, um eine Bremskraft auf das Fahrzeug auszuüben. Die Steuereinheit 130 kann das Drehmoment des Motors 140 auf einen voreingestellten Minimalwert reduzieren, um eine Gewichtsverlagerung des Fahrzeugs zu erzeugen. Wenn die Gewichtsverlagerung aufgrund der Drehmomentreduzierung des Motors 140 nicht ausreicht, um eine erforderliche Seitenkraft zu erzeugen, kann die Steuereinheit 130 die Bremse 150 steuern, um eine zusätzliche Gewichtsverlagerung zu erzeugen.
Die Gewichtsverlagerung unter Verwendung der Bremse 150 kann eine regenerative Bremse und eine herkömmliche Bremse umfassen. Darüber hinaus ist es bevorzugt, eine Hinterradbremse anstelle einer Vorderradbremse des Fahrzeugs für die Gewichtsverlagerung durch die Verwendung der Bremse 150 zu verwenden. Mit der vorliegenden Offenbarung soll die Seitenkraft der Vorderräder durch Gewichtsverlagerung erhöht werden. Nach dem Kamm'schen Reibkreisprinzip liegt die Summe einer Längskraft und einer Querkraft, die auf einen Reifen wirken, innerhalb des Maximalwertes einer Kraft, die der Reifen auf die Fahrbahn übertragen kann. Dementsprechend nimmt die Seitenkraft zwangsläufig ab, wenn die Längskraft zunimmt, und es ist daher vorzuziehen, die Bremse der Hinterräder zu steuern, um eine Gewichtsverlagerung des Fahrzeugs zu erzeugen, damit die auf die Vorderräder wirkende Längskraft nicht zunimmt.
Die Steuereinheit 130 kann das Fahrzeug so steuern, dass die Gewichtsverlagerung nicht ständig stattfindet. Um das Fahrzeug stabil zu steuern, kann die Steuereinheit 130 das Fahrzeug außerdem so steuern, dass die Gewichtsverlagerung nur während der Lenkung erfolgt. Beispielsweise kann die Steuereinheit 130 das Fahrzeug so steuern, dass die Gewichtsverlagerung nur erfolgt, wenn festgestellt wird, dass eine Lenkwinkelrate einen voreingestellten Lenkwinkelraten-Schwellenwert überschreitet oder ein Lenkwinkel einen voreingestellten Lenkwinkel-Schwellenwert oder eine Kombination davon überschreitet.
2 ist ein Flussdiagramm eines Steuerverfahrens für ein Fahrzeug gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
Bezugnehmend auf 2 kann das Steuerverfahren für ein Fahrzeug Informationen über einen Fahrzeugzustand (S201) erfassen. Die Sensoreinheit 110 kann Informationen über einen Lenkwinkel, eine Geschwindigkeit, eine Querbeschleunigung, eine Gierrate und dergleichen des Fahrzeugs erfassen. Die Sensoreinheit 110 kann die erfassten Informationen an die Berechnungseinheit 120 und die Steuereinheit 130 übertragen.
Die Steuereinheit 130 kann feststellen, ob ein Untersteuern in dem Fahrzeug aufgetreten ist (S203). Wenn die Steuereinheit 130 feststellt, dass ein Untersteuern in dem Fahrzeug aufgetreten ist, kann die Recheneinheit 120 eine Soll-Seitenkraft und eine geschätzte Seitenkraft berechnen (S205). Nach der Berechnung der Soll-Seitenkraft und der geschätzten Seitenkraft kann die Berechnungseinheit 120 eine erforderliche Seitenkraft unter Verwendung von Gleichung 2 berechnen (S207). Falls kein Untersteuern auftritt, endet der Algorithmus.
Die Recheneinheit 120 kann ein erforderliches Gewicht ΔF_zF berechnen unter Verwendung der Gleichungen 3 und 4 (S209). Dabei bezieht sich das erforderliche Gewicht auf ein Gewicht, das in einer Richtung senkrecht zu der Vorderradachse aufgebracht wird, so dass die erforderliche Seitenkraft auftritt. Die erforderliche Seitenkraft kann mit Hilfe von Gl. 3 umgerechnet werden (ΔF_yF,C). Das erforderliche Gewicht ΔF_zF kann mit Hilfe von Gl. 4 berechnet werden, welche die umgerechnete erforderliche Seitenkraft ΔF_yF,C und den Kammschen Reibungskreis verwendet. $G_{C} (s) = k \frac{s + z_{0}}{s + n_{0}}, z_{0} \in ℝ^{\geq 0}; k, n_{0} \in ℝ^{> 0}; z_{0} < n_{0}$
${(μ Δ F_{2 F})}^{2} = F_{x F}^{2} - Δ F_{y F, G}^{2}$
Die Berechnungseinheit 120 kann eine äußere Längskraft ΔFx berechnen basierend auf dem erforderlichen Gewicht ΔF_zF unter Verwendung von Gl. 5 (S211) berechnen. Dabei bezieht sich die äußere Längskraft auf eine Kraft, die von der Hinterradachse des Fahrzeugs auf die Vorderradachse wirkt, um das erforderliche Gewicht zu erzeugen. $Δ F_{z F} = Δ F x \frac{h_{C G}}{l}$
Die Steuereinheit 130 kann das Fahrzeug so steuern, dass eine Gewichtsverlagerung von der Hinterradachse auf die Vorderradachse auf der Grundlage der von der Recheneinheit 120 berechneten externen Längskraft (S213) erfolgt.
Die Steuereinheit 130 kann das Fahrzeug so steuern, dass eine Gewichtsverlagerung erfolgt durch Reduzieren eines Drehmoments des Motors 140 oder durch Steuern der Bremse 150 derart, dass sie eine Bremskraft auf das Fahrzeug ausübt. Die Steuereinheit 130 kann das Drehmoment des Motors 140 auf einen voreingestellten Minimalwert reduzieren, um die Gewichtsverlagerung des Fahrzeugs zu erzeugen. Wenn die Gewichtsverlagerung aufgrund der Verringerung des Drehmoments des Motors 140 nicht ausreicht, um eine erforderliche Seitenkraft zu erzeugen, kann die Steuereinheit 130 die Bremse 150 steuern, um eine zusätzliche Gewichtsverlagerung zu erzeugen.
3 zeigt Diagramme, in denen die Soll-Seitenkraft und die geschätzte Seitenkraft gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung verglichen werden.
Bezugnehmend auf 3 kann die Steuereinrichtung 100 eine Gewichtsverlagerung des Fahrzeugs erzeugen, wenn es eine Differenz zwischen der Soll-Seitenkraft und der geschätzten Seitenkraft gibt. Es ist zu erkennen, dass in Untersteuerungssituationen, während die Soll-Seitenkraft (Drv Req.) des Fahrzeugs zunimmt, die aktuelle geschätzte Seitenkraft (Estimat.) des Fahrzeugs im Vergleich zur Soll-Seitenkraft abweichen kann. Dementsprechend kann die Steuereinheit 130 das Fahrzeug so steuern, dass eine Gewichtsverlagerung erfolgt, wenn die Differenz zwischen der Soll-Seitenkraft und der geschätzten Seitenkraft auftritt. Durch die Gewichtsverlagerung auf das Vorderrad wird die auf die Vorderräder wirkende Seitenkraft erhöht, um das Untersteuern des Fahrzeugs abzumildern.
4 zeigt Diagramme, die ein Signal für das Überschreiten eines voreingestellten Lenkwinkels und ein Signal für ein Untersteuern gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellen.
Wie in 4 dargestellt, kann die Steuereinheit 130 ein Signal empfangen, wenn die Lenkung des Fahrzeugs einen voreingestellten Winkel oder eine Winkelgeschwindigkeit erreicht. Nach Empfangen des Signals, das sich auf den Lenkwinkel bezieht, kann die Steuereinheit 130 ein Signal empfangen, ob ein Untersteuern des Fahrzeugs erzeugt wird. Beispielsweise kann die Steuereinheit 130 nur dann feststellen, dass ein Untersteuern in dem Fahrzeug aufgetreten ist, wenn festgestellt wird, dass die Lenkwinkelrate einen voreingestellten Lenkwinkelraten-Schwellenwert überschreitet, und das Fahrzeug so steuern, eine Gewichtsverlagerung zu erzeugen. Bei Erhalt des Untersteuererzeugungssignals kann die Steuereinheit 130 das Fahrzeug so steuern, dass eine Gewichtsverlagerung von der Hinterradachse auf die Vorderradachse erfolgt.
Die Berechnungseinheit 120 kann eine erforderliche Seitenkraft, ein erforderliches Gewicht und eine externe Längskraft nach dem oben beschriebenen Verfahren berechnen. Die Steuereinheit 130 kann den Motor 140 und die Bremse 150 auf der Grundlage der berechneten externen Längskraft steuern, um eine Gewichtsverlagerung auf die Vorderradachse zu erzeugen.
5 zeigt Diagramme, die eine Verringerung eines Motordrehmoments und einen Bremseingriff für eine Gewichtsverlagerung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung veranschaulichen.
Wie in 5 dargestellt, kann die Steuereinheit 130 den Motor 140 und die Bremse 150 steuern, um eine Gewichtsverlagerung zu erzeugen. Zunächst kann die Steuereinheit 130 das Drehmoment des Motors 140 auf einen Minimalwert reduzieren, um eine Gewichtsverlagerung zu erzeugen. Die Recheneinheit 120 kann eine erste externe Längskraft berechnen, die durch eine Verringerung im Drehmoment des Motors 140 erzeugt wird. Die Recheneinheit 120 kann eine zweite externe Längskraft berechnen, die durch Subtraktion der ersten externen Längskraft von der externen Längskraft zur Erzeugung der erforderlichen Seitenkraft erhalten wird.
Die zweite externe Längskraft kann eine externe Längskraft sein, die durch den Eingriff der Bremse 150 erzeugt wird. Basierend auf der zweiten externen Längskraft kann die Steuereinheit 130 die Bremse 150 steuern, um eine zusätzliche Gewichtsverlagerung zu erzeugen. Aus 5 ist ersichtlich, dass der Eingriff der Bremse 150 erfolgt, nachdem das Drehmoment des Motors 140 den Minimalwert erreicht hat.
Gemäß einer Ausführungsform kann die Steuereinrichtung für ein Fahrzeug die Mobilität und die Lagestabilität des Fahrzeugs erhöhen durch Erhöhen der Seitenkraft der Vorderräder des Fahrzeugs unter Verwendung einer vorderen Gewichtsverlagerung in einer Untersteuerungssituation.
Obwohl im Flussdiagramm der vorliegenden Offenbarung beschrieben wird, dass die Prozesse sequentiell ausgeführt werden, dient dies lediglich der Veranschaulichung der technischen Idee einiger Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung. Mit anderen Worten, da ein normaler Fachmann auf dem Gebiet, zu dem die Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung gehören, verschiedene Modifikationen und Änderungen vornehmen kann, indem er die im Flussdiagramm/Zeitdiagramm beschriebenen Prozesse ändert oder einen oder mehrere der Prozesse parallel ausführt, ohne von den wesentlichen Merkmalen der Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung abzuweichen, ist das Flussdiagramm/Zeitdiagramm nicht auf eine zeitliche Abfolge beschränkt.
Verschiedene Implementierungen der hier beschriebenen Systeme und Techniken können durch digitale elektronische Schaltungen, integrierte Schaltungen, feldprogrammierbare Gate-Arrays (FPGAs), anwendungsspezifische integrierte Schaltungen (ASICs), Computerhardware, Firmware, Software und/oder Kombinationen davon realisiert werden. Diese verschiedenen Implementierungen können eine Implementierung durch ein oder mehrere Computerprogramme umfassen, die auf einem programmierbaren System ausführbar sind. Das programmierbare System umfasst mindestens einen programmierbaren Prozessor (bei dem es sich um einen Spezialprozessor oder einen Allzweckprozessor handeln kann), der mit einem Speichersystem, mindestens einer Eingabevorrichtung und mindestens einer Ausgabevorrichtung verbunden ist, um Daten und Befehle von diesen zu empfangen und zu übertragen. Computerprogramme (auch bekannt als Programme, Software, Softwareanwendungen oder Codes) enthalten Anweisungen für den programmierbaren Prozessor und sind auf einem „computerlesbaren Medium“ gespeichert.
Das computerlesbare Aufzeichnungsmedium umfasst alle Arten von Aufzeichnungsgeräten, in denen von einem Computersystem lesbare Daten gespeichert sind. Das computerlesbare Aufzeichnungsmedium kann nichtflüchtige oder nichttransitorische Medien wie ROM, RAM, CD-ROM, Magnetband, Diskette, Speicherkarte, Festplatte, optische Platte und Speichervorrichtung sowie ein temporäres Medium wie ein Datenübertragungsmedium einschließen. Darüber hinaus kann das computerlesbare Aufzeichnungsmedium in einem netzverbundenen Computersystem verteilt sein, und computerlesbare Codes können auf verteilte Weise gespeichert und ausgeführt werden.
Verschiedene Implementierungen der hier beschriebenen Systeme und Techniken können durch einen programmierbaren Computer implementiert werden. Dabei umfasst der Computer einen programmierbaren Prozessor, ein Datenspeichersystem (einschließlich eines flüchtigen Speichers, eines nichtflüchtigen Speichers oder einer anderen Art von Speichersystem oder einer Kombination davon) und mindestens eine Kommunikationsschnittstelle. Ein programmierbarer Computer kann beispielsweise ein Server, ein Netzwerkgerät, eine Set-Top-Box, ein eingebautes Gerät, ein Computererweiterungsmodul, ein Personalcomputer, ein Laptop, ein persönlicher Datenassistent (PDA), ein Cloud-Computersystem oder ein mobiles Gerät sein.
Obwohl beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung zu Veranschaulichungszwecken beschrieben wurden, wird der Fachmann erkennen, dass verschiedene Änderungen, Ergänzungen und Ersetzungen möglich sind, ohne von der Idee und dem Umfang der beanspruchten Erfindung abzuweichen. Daher wurden beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung der Kürze und Klarheit halber beschrieben. Der Umfang der technischen Idee der vorliegenden Ausführungsformen wird durch die Abbildungen nicht eingeschränkt. Dementsprechend würde ein normaler Fachmann verstehen, dass der Umfang der beanspruchten Erfindung nicht durch die oben ausdrücklich beschriebenen Ausführungsformen, sondern durch die Ansprüche und deren Äquivalente begrenzt werden soll.

Claims

Steuereinrichtung für ein Fahrzeug, aufweisend: eine Sensoreinheit, die ausgebildet ist, Informationen über einen Zustand des Fahrzeugs einschließlich eines Lenkwinkels, einer Fahrzeuggeschwindigkeit, einer Querbeschleunigung und einer Gierrate des Fahrzeugs zu erfassen; eine Recheneinheit, die ausgebildet ist, eine Soll-Seitenkraft, die für die Vorderräder erforderlich ist, um ein Untersteuern des Fahrzeugs zu verhindern, eine geschätzte Seitenkraft, die eine Schätzung eines aktuellen Zustands der Vorderräder ist, und eine erforderliche Seitenkraft, die eine Differenz zwischen der Soll-Seitenkraft und der geschätzten Seitenkraft ist, unter Verwendung der von der Sensoreinheit erfassten Informationen zu berechnen; und eine Steuereinheit, die ausgebildet ist, das Fahrzeug so zu steuern, dass eine Gewichtsverlagerung von einer Hinterradachse zu einer Vorderradachse des Fahrzeugs auf der Grundlage der erforderlichen Seitenkraft ausgeführt wird, wenn festgestellt wird, dass das Untersteuern aufgetreten ist.
Steuereinrichtung nach Anspruch 1, wobei die Berechnungseinheit ferner ausgebildet ist, ein erforderliches Gewicht zu berechnen, das durch die Gewichtsverlagerung auf die Vorderradachse aufgebracht wird, auf der Grundlage der erforderlichen Seitenkraft.
Steuereinrichtung nach Anspruch 2, wobei die Recheneinheit ferner ausgebildet ist, eine externe Längskraft zu berechnen, welche die Gewichtsverlagerung erzeugt, auf der Grundlage des erforderlichen Gewichts.
Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Steuereinheit ausgebildet ist, die Gewichtsverlagerung zu erzeugen unter Verwendung mindestens einer von einer ersten Steuerung zur Steuerung des Motordrehmoments des Fahrzeugs, sich zu verringern, und von einer zweiten Steuerung zum Aufbringen einer Bremskraft auf das Fahrzeug.
Steuereinrichtung nach Anspruch 4, wobei die Steuereinheit ausgebildet ist, die zweite Steuerung durchzuführen, wenn die durch die erste Steuerung erzeugte Gewichtsverlagerung nicht ausreicht.
Steuereinrichtung nach Anspruch 4 oder 5, wobei bei der zweiten Steuerung eine Bremskraft erzeugt wird unter Verwendung mindestens einer aus einer regenerativen Bremsung und Basisbremsung des Fahrzeugs.
Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, wobei bei der zweiten Steuerung eine Bremskraft unter Verwendung einer Hinterradbremse des Fahrzeugs erzeugt wird.
Die Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Steuereinheit ausgebildet ist, das Fahrzeug so zu steuern, dass die Gewichtsverlagerung nicht kontinuierlich erfolgt.
Die Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die Steuereinheit ausgebildet ist, zu bestimmen, ob das Untersteuern auftritt oder nicht, unter Verwendung eines Schräglaufwinkels des Fahrzeugs und einer auf den Schräglaufwinkel bezogenen Phasenebene.
Steuerverfahren für ein Fahrzeug, umfassend: Erfassen von Informationen über einen Zustand des Fahrzeugs, einschließlich einer Fahrtrichtung und einer Geschwindigkeit des Fahrzeugs; auf der Grundlage der Informationen, Berechnen einer Soll-Seitenkraft, die für Vorderräder erforderlich ist, um ein Untersteuern des Fahrzeugs zu verhindern, einer geschätzten Seitenkraft, die eine Schätzung eines aktuellen Zustands der Vorderräder ist, und einer erforderlichen Seitenkraft, die eine Differenz zwischen der Soll-Seitenkraft und der geschätzten Seitenkraft ist; und wenn festgestellt wird, dass das Untersteuern aufgetreten ist, derartiges Steuern des Fahrzeugs, dass eine Gewichtsverlagerung von der Hinterradachse auf die Vorderradachse des Fahrzeugs auf der Grundlage der erforderlichen Seitenkraft ausgeführt wird.
Steuerverfahren nach Anspruch 10, wobei bei dem Berechnen ferner ein erforderliches Gewicht, das durch die Gewichtsübertragung auf die Vorderradachse aufgebracht wird, auf der Grundlage der erforderlichen Seitenkraft berechnet wird.
Steuerverfahren nach Anspruch 10 oder 11, wobei bei dem Berechnen ferner eine externe Längskraft, welche die Gewichtsverlagerung erzeugt, auf der Grundlage des erforderlichen Gewichts berechnet wird.
Steuerverfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 12, wobei das Steuern aufweist eine erste Steuerung zur Steuerung eines Motordrehmoments des Fahrzeugs, sich zu verringern; und eine zweite Steuerung zum Aufbringen einer Bremskraft auf das Fahrzeug.
Steuerverfahren nach Anspruch 13, wobei die zweite Steuerung durchgeführt wird, wenn die durch die erste Steuerung erzeugte Gewichtsverlagerung unzureichend ist.