DE102023102222A1 - Method for operating a tilting vehicle - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Neigefahrzeugs, das einen Fahrzeugrahmen, das ein Vorderrad, das ein Hinterrad, einen Antrieb, der am Fahrzeugrahmen festgelegt ist und durch den das Hinterrad antreibbar ist, das eine Hinterradschwinge, die am Fahrzeugrahmen festgelegt ist und an der das Hinterrad drehbar angeordnet ist, das ein Federbein, durch das die Hinterradschwinge am Rahmen abgestützt ist, das eine durch ein Bremsbetätigungsmittel ansteuerbare Bremseinheit, durch die zumindest das Hinterrad abbremsbar ist, und das eine Steuereinheit umfasst, der ein Sensormittel funktional zugeordnet ist, durch die der Fahrzustand des Neigefahrzeugs erfassbar ist, in der für jeden Fahrzustand, wie Geschwindigkeit des Neigefahrzeugs, ein maximales Bremsmoment des Hinterrads hinterlegt ist, und durch die der Antrieb und die Bremseinheit ansteuerbar ist The invention relates to a method for operating a tilting vehicle, which comprises a vehicle frame, a front wheel, a rear wheel, a drive which is fixed to the vehicle frame and by which the rear wheel can be driven, a rear wheel swing arm which is fixed to the vehicle frame and on which the rear wheel is rotatably arranged, a spring strut by which the rear wheel swing arm is supported on the frame, a brake unit which can be controlled by a brake actuating means and by which at least the rear wheel can be braked, and a control unit to which a sensor means is functionally assigned, by which the driving state of the tilting vehicle can be detected, in which a maximum braking torque of the rear wheel is stored for each driving state, such as the speed of the tilting vehicle, and by which the drive and the brake unit can be controlled.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Neigefahrzeugs.The invention relates to a method for operating a tilting vehicle.
Die maximale Verzögerung eines Neigefahrzeugs wird bei trockenen Straßenverhältnissen unter anderem dadurch begrenzt, dass das Hinterrad aufgrund der dynamischen Radlastverlagerung den Bodenkontakt verliert. Die Verzögerung, bei der das Hinterrad abhebt, hängt im Wesentlichen von dem Verhältnis zwischen Radstand, Schwerpunkthöhe und Lage des Schwerpunkts in Fahrzeuglängsrichtung ab.The maximum deceleration of a tilting vehicle in dry road conditions is limited, among other things, by the rear wheel losing contact with the ground due to the dynamic wheel load shift. The deceleration at which the rear wheel lifts off depends essentially on the relationship between the wheelbase, the height of the center of gravity and the position of the center of gravity in the longitudinal direction of the vehicle.
Eine Aufgabe eines Ausführungsbeispiels der Erfindung ist, ein Verfahren zum Betreiben eines Neigefahrzeugs vorzuschlagen, mit dem die maximale Verzögerung eines Motorrads steigerbar ist.An object of an embodiment of the invention is to propose a method for operating a tilting vehicle with which the maximum deceleration of a motorcycle can be increased.
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zum Betreiben eines Neigefahrzeugs, das einen Fahrzeugrahmen, das ein Vorderrad, das ein Hinterrad, einen Antrieb, der am Fahrzeugrahmen festgelegt ist und durch den das Hinterrad antreibbar ist, das eine Hinterradschwinge, die am Fahrzeugrahmen festgelegt ist und an der das Hinterrad drehbar angeordnet ist, das ein Federbein, durch das die Hinterradschwinge am Rahmen abgestützt ist, das eine durch ein Bremsbetätigungsmittel ansteuerbare Bremseinheit, durch die zumindest das Hinterrad abbremsbar ist, und das eine Steuereinheit umfasst, der ein Sensormittel funktional zugeordnet ist, durch die der Fahrzustand des Neigefahrzeugs erfassbar ist, in der für jeden Fahrzustand, wie Geschwindigkeit des Neigefahrzeugs, ein maximales Bremsmoment des Hinterrads hinterlegt ist, und durch die der Antrieb und die Bremseinheit ansteuerbar ist, mit den Schritten:
- a. Betätigen des Bremsbetätigungsmittels und Erhöhen des Bremsmoments zumindest am Hinterrad des Neigefahrzeugs durch die Bremseinheit;
- b. Erfassen eines Erreichens oder Überschreitens des maximalen Bremsmoments am Hinterrad beim aktuellen Fahrzustand durch die Steuereinheit;
- c. Absenken des Schwerpunkts des Neigefahrzeugs; und
- d. Erhöhen des maximalen Bremsmoments am Hinterrad über das für den Fahrzustand maximale Bremsmoment hinaus durch die Bremseinheit.
- a. actuating the brake actuating means and increasing the braking torque at least on the rear wheel of the tilting vehicle by means of the braking unit;
- b. Detection by the control unit of whether the maximum braking torque on the rear wheel has been reached or exceeded in the current driving condition;
- c. lowering the centre of gravity of the tilting vehicle; and
- d. Increasing the maximum braking torque on the rear wheel beyond the maximum braking torque for the driving condition by the braking unit.
Dadurch, dass mit Erfassen eines Erreichens oder Überschreitens des maximalen Bremsmoments am Hinterrad beim aktuellen Fahrzustand der Schwerpunkt des Neigefahrzeugs abgesenkt wird, kann das maximale Bremsmoment am Hinterrad über den Fahrzustand mit normaler Schwerpunkthöhe gesteigert werden, wodurch eine Bremswirkung des Neigefahrzeugs steigerbar ist.By lowering the center of gravity of the tilting vehicle when the maximum braking torque on the rear wheel is detected in the current driving state, the maximum braking torque on the rear wheel can be increased above the driving state with a normal center of gravity height, thereby increasing the braking effect of the tilting vehicle.
Die maximale Verzögerung, bei der das Hinterrad abhebt, hängt im Wesentlichen von dem Verhältnis zwischen Radstand, Schwerpunkthöhe und Lage des Schwerpunkts in Fahrzeuglängsrichtung ab. Je größer der Radstand und je niedriger und weiter hinten der Schwerpunkt, desto höher die maximale Verzögerung, bei der das Hinterrad abhebt. Dadurch, dass der Schwerpunkt abgesenkt wird, hebt das Hinterrad erst bei einer gesteigerten maximalen Verzögerung ab, wodurch das maximale Bremsmoment am Hinterrad über den Normalzustand hinaus steigerbar ist.The maximum deceleration at which the rear wheel lifts depends essentially on the relationship between the wheelbase, the height of the center of gravity and the position of the center of gravity in the longitudinal direction of the vehicle. The longer the wheelbase and the lower and further back the center of gravity, the higher the maximum deceleration at which the rear wheel lifts. By lowering the center of gravity, the rear wheel only lifts at an increased maximum deceleration, which means that the maximum braking torque on the rear wheel can be increased beyond the normal state.
Unter einem Fahrzustand des Neigefahrzeugs wird beispielsweise die Geschwindigkeit des Neigefahrzeugs, der Neigewinkel bezüglich einer Vertikalen, und gegebenenfalls der Reibwert der Fahrbahn in Abhängigkeit von trockenen oder nassen Fahrbahnbedingungen oder Dergleichen verstanden.A driving state of the tilting vehicle is understood to mean, for example, the speed of the tilting vehicle, the angle of inclination with respect to a vertical, and, if applicable, the coefficient of friction of the road surface depending on dry or wet road conditions or the like.
Das Bremsbetätigungsmittel kann eine manuell betätigbare Handbremse, eine mit dem Fuß betätigbare Fußbremse und/oder eine automatische Bremse umfassen. Die automatische Bremse kann beispielsweise einer Kollisionsüberwachungseinheit zugeordnet sein.The brake actuation means may comprise a manually operated handbrake, a foot brake that can be operated with the foot and/or an automatic brake. The automatic brake may, for example, be associated with a collision monitoring unit.
Unter einem Neigefahrzeug werden Fahrräder, Motorräder oder motorradähnliche Kraftfahrzeuge, wie Motorroller, insbesondere zwei-, drei- oder vierrädrige Motorroller, Scooter, neigbare Trikes, Quads oder Dergleichen verstanden.A tilting vehicle is understood to mean bicycles, motorcycles or motorcycle-like motor vehicles, such as scooters, in particular two-, three- or four-wheeled scooters, tilting trikes, quads or the like.
Das Absenken des Schwerpunkts des Neigefahrzeugs kann grundsätzlich beliebig erfolgen. Beispielsweise kann ein Sitz des Neigefahrzeugs beim Erfassen eines Bremsvorgangs abgesenkt werden, wobei der Schwerpunkt des Gesamtsystems aus Fahrer und Neigefahrzeug abgesenkt wird.In principle, the center of gravity of the tilting vehicle can be lowered in any way. For example, a seat on the tilting vehicle can be lowered when braking is detected, thereby lowering the center of gravity of the entire system consisting of the driver and the tilting vehicle.
Der Schwerpunkt des Neigefahrzeugs lässt sich auf einfache Weise absenken, wenn das Absenken des Schwerpunkts des Neigefahrzeugs ein Einfedern des Federbeins umfasst.The center of gravity of the tilting vehicle can be lowered easily if lowering the center of gravity of the tilting vehicle involves compressing the spring strut.
Dadurch, dass das Federbein des Neigefahrzeugs einfedert, wird der Schwerpunkt des Neigefahrzeugs in Richtung Boden verlagert und hierdurch abgesenkt.As the spring strut of the tilting vehicle compresses, the center of gravity of the tilting vehicle is shifted towards the ground and thus lowered.
Das Einfedern des Federbeins kann grundsätzlich beliebig erfolgen. Beispielsweise kann ein Stellantrieb vorgesehen sein, der das Federbein mit einem eigenen Antriebsmittel aktiv einfedert.The compression of the shock absorber can basically be done in any way. For example, a An actuator must be provided which actively compresses the spring strut using its own drive means.
Bei einer Weiterbildung des Verfahrens ist vorgesehen, dass das Absenken des Schwerpunkts des Neigefahrzeugs ein Anlegen oder Erhöhen eines dem Bremsmoment am Hinterrad entgegengesetzten Antriebsmoments durch den Antrieb umfasst.In a further development of the method, it is provided that the lowering of the center of gravity of the tilting vehicle comprises the application or increase of a drive torque by the drive that is opposite to the braking torque on the rear wheel.
Auch solchenfalls wird das Federbein eingefedert. Allerdings wird bei dem zuvor genannten Ausführungsbeispiel der Antrieb gegen die Bremseinheit verspannt, d. h. es wirkt ein Antriebsmoment und ein entgegengesetztes Bremsmoment am Hinterrad. Hierdurch federt das Hinterrad des Neigefahrzeugs ein. Das Bremsmoment stützt sich an der Hinterradschwinge ab und das Antriebsmoment am Fahrzeugrahmen. Der Momentenausgleich zwischen Fahrzeugrahmen und Hinterradschwinge führt zum Einfedern des Federbeins. Durch das Einfedern des Hinterrads senkt sich der Schwerpunkt des Neigefahrzeugs ab.In this case, the spring strut is also compressed. However, in the previously mentioned embodiment, the drive is braced against the brake unit, i.e. a drive torque and an opposing braking torque act on the rear wheel. This causes the rear wheel of the tilting vehicle to compress. The braking torque is supported on the rear swing arm and the drive torque on the vehicle frame. The torque compensation between the vehicle frame and the rear swing arm causes the spring strut to compress. The compression of the rear wheel lowers the center of gravity of the tilting vehicle.
Grundsätzlich ist es denkbar, dass die Bremseinheit ausschließlich über das Bremsbetätigungsmittel ansteuerbar ist.In principle, it is conceivable that the brake unit can be controlled exclusively via the brake actuation device.
Bei einer Ausführungsform des Verfahrens ist vorgesehen, dass die Bremseinheit des Neigefahrzeugs ein Anti-Blockier-System umfasst, wobei bei Betätigen des Bremsbetätigungsmittels das Erhöhen des Bremsmoments zumindest am Hinterrad des Neigefahrzeugs durch einen aktiven Bremsdruckaufbau durch einen ABS-Modulator erfolgt.In one embodiment of the method, it is provided that the braking unit of the tilting vehicle comprises an anti-lock braking system, wherein, when the brake actuating means is actuated, the braking torque is increased at least at the rear wheel of the tilting vehicle by an active brake pressure build-up by an ABS modulator.
Solchenfalls betätigt der Fahrer das Bremsbetätigungsmittel und der ABS-Modulator, also der Antiblockiersystem-Modulator, erzeugt durch einen aktiven Bremsdruckaufbau am Hinterrad ein zu hohes Bremsmoment am Hinterrad. Dieses wird durch die Steuereinheit erkannt und ein Absenken des Schwerpunkts des Neigefahrzeugs eingeleitet.In such a case, the driver activates the brake actuation device and the ABS modulator, i.e. the anti-lock braking system modulator, generates an excessive braking torque on the rear wheel by actively building up the brake pressure on the rear wheel. This is detected by the control unit and a lowering of the center of gravity of the tilting vehicle is initiated.
Das Erfassen eines Erreichens oder Überschreitens des maximalen Bremsmoments am Hinterrad kann grundsätzlich beliebig erfolgen. Bei einer Ausführungsform des Verfahrens ist vorgesehen, dass das Erfassen eines Erreichens oder Überschreitens des maximalen Bremsmoments am Hinterrad beim aktuellen Fahrzustand ein Erfassen eines Unterschreiten eines in der Steuereinheit hinterlegten Grenzwertes der Radlast und/oder einer Längskraft des Hinterrads durch das Sensormittel umfasst, insbesondere dass das Erfassen des Erreichens des maximalen Bremsmoments am Hinterrad ein Erfassen von mindestens 8 % Längsschlupf, insbesondere mindestens 10% Längsschlupf, insbesondere mindestens 12 % Längsschlupf, umfasst.The detection of reaching or exceeding the maximum braking torque on the rear wheel can in principle be carried out in any way. In one embodiment of the method, it is provided that the detection of reaching or exceeding the maximum braking torque on the rear wheel in the current driving state includes the detection of a wheel load and/or a longitudinal force of the rear wheel falling below a limit value stored in the control unit by the sensor means, in particular that the detection of reaching the maximum braking torque on the rear wheel includes the detection of at least 8% longitudinal slip, in particular at least 10% longitudinal slip, in particular at least 12% longitudinal slip.
Alternativ oder ergänzend hierzu kann das Erfassen eines Erreichens oder Überschreitens des maximalen Bremsmoments am Hinterrad bei einer Weiterbildung des Verfahrens ein Erfassen eines vollständigen oder zumindest nahezu vollständigen Ausfederns des Federbeins durch das Sensormittel umfassen. Hierdurch ist das Federbein kurz vor oder bei dem Abheben des Hinterrads in Gänze oder zumindest nahezu in Gänze ausgefahren.Alternatively or in addition to this, in a further development of the method, the detection of reaching or exceeding the maximum braking torque on the rear wheel can include the detection of complete or at least almost complete rebound of the spring strut by the sensor means. As a result, the spring strut is fully or at least almost fully extended shortly before or when the rear wheel lifts off.
Ferner lässt sich das Erreichen oder Überschreiten des maximalen Bremsmoments am Hinterrad ergänzend oder alternativ zu den vorgenannten Varianten durch eine Ausführungsform des Verfahrens ermitteln, bei dem das Erfassen eines Erreichens oder Überschreitens des maximalen Bremsmoments am Hinterrad ein Erfassen eines Unterschreitens einer geschwindigkeitsabhängigen, negativen Beschleunigungsschwelle der Fahrzeuglängsbeschleunigung umfasst, insbesondere, bei dem die Fahrzeuglängsbeschleunigung aus der Raddrehzahl des Hinterrads ermittelt wird.Furthermore, the reaching or exceeding of the maximum braking torque on the rear wheel can be determined in addition to or as an alternative to the aforementioned variants by an embodiment of the method in which the detection of reaching or exceeding the maximum braking torque on the rear wheel comprises detecting a falling below a speed-dependent, negative acceleration threshold of the vehicle's longitudinal acceleration, in particular in which the vehicle's longitudinal acceleration is determined from the wheel speed of the rear wheel.
Bei einer Weiterbildung letztgenannter Ausführungsform ist vorgesehen, dass das mindestens eine Sensormittel eine Inertialsensorik des Neigefahrzeugs umfasst, durch die Fahrzeuglängsbeschleunigung ermittelt wird.In a further development of the latter embodiment, it is provided that the at least one sensor means comprises an inertial sensor system of the tilting vehicle, by means of which the vehicle's longitudinal acceleration is determined.
Die beiden zuvor genannten Varianten des Verfahrens können verbessert oder ergänzt werden, wenn das Erfassen eines Erreichens oder Überschreitens des maximalen Bremsmoments am Hinterrad ein Erfassen eines Überschreitens eines Fahrzeugnickwinkels umfasst, der durch die Inertialsensorik ermittelt wird, wobei die durch die Inertialsensorik erfassbaren Signale Drehraten oder Winkel in allen drei Raumachsen umfassen.The two previously mentioned variants of the method can be improved or supplemented if the detection of reaching or exceeding the maximum braking torque on the rear wheel includes the detection of exceeding a vehicle pitch angle that is determined by the inertial sensor system, wherein the signals that can be detected by the inertial sensor system include rotation rates or angles in all three spatial axes.
Schließlich erweist es sich als vorteilhaft, wenn das Erfassen einer Vollbremsung des Neigefahrzeugs ein Erfassen eines Überschreitens eines Grenzwerts von Bremsmoment und/oder Bremsdruck am Vorderrad und/oder am Hinterrad durch das mindestens eine Sensormittel umfasst.Finally, it proves to be advantageous if the detection of an emergency braking of the tilting vehicle comprises a detection of an exceeding of a limit value of braking torque and/or braking pressure at the front wheel and/or at the rear wheel by the at least one sensor means.
Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den beigefügten Patentansprüchen, aus der zeichnerischen Darstellung und nachfolgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens.Further features, details and advantages of the invention emerge from the appended claims, from the drawings and the following description of a preferred embodiment of the method.
In der Zeichnung zeigt:
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1 Ein schematisches Ablaufdiagramm einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens.
-
1 A schematic flow diagram of an embodiment of the method according to the invention.
In einem ersten Schritt 100 wird ein Bremsbetätigungsmittel betätigt und hierdurch ein Bremsmoment zumindest am Hinterrad des Neigefahrzeugs durch eine Bremseinheit erhöht.In a
In einem Schritt 101 wird ein Erreichen oder Überschreiten eines maximalen Bremsmoments am Hinterrad beim aktuellen Fahrzustand durch die Steuereinheit erfasst.In a
Dieses führt zu einem Schritt 102, in welchem der Schwerpunkt des Neigefahrzeugs abgesenkt wird. Das Absenken des Schwerpunkts des Neigefahrzeugs kann beispielsweise durch ein Einfedern des Federbeins erfolgen. Das Einfedern des Federbeins kann durch ein Anlegen oder Erhöhen eines dem Bremsmoment am Hinterrad entgegengesetzten Antriebsmoments durch den Antrieb erfolgen.This leads to a
In einem anschließenden Schritt 103 wird das maximale Bremsmoment am Hinterrad über das für den Fahrzustand maximale Bremsmoment hinaus durch die Bremseinheit erhöht. Hierdurch ist die Verzögerung des Neigefahrzeugs erhöht.In a
Die in der vorstehenden Beschreibung, in den Ansprüchen sowie in der Zeichnung offenbarten Merkmale der Erfindung, können sowohl einzeln, als auch in jeder beliebigen Kombination in der Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen im Rahmen des Schutzumfangs der nachfolgenden Ansprüche wesentlich sein.The features of the invention disclosed in the above description, in the claims and in the drawings can be essential both individually and in any combination in the realization of the invention in its various embodiments within the scope of protection of the following claims.
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Legal Events
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R163 | Identified publications notified |