DE10225447B4

DE10225447B4 - Verfahren und Vorrichtung zur Regelung wenigstens einer Fahrdynamikgröße

Info

Publication number: DE10225447B4
Application number: DE10225447A
Authority: DE
Inventors: Ulrich Hessmert; Jost Brachert; Thomas Sauter; Helmut Wandel; Norbert Polzin
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2002-06-08
Filing date: 2002-06-08
Publication date: 2011-03-17
Anticipated expiration: 2022-06-09
Also published as: US6918290B2; US20040045349A1; DE10225447A1

Abstract

Verfahren zur Regelung wenigstens einer die Fahrdynamik eines Fahrzeugs kennzeichnenden Größe (a_q),
– bei dem eine Kurvenfahrt des Fahrzeugs erfasst wird,
– bei dem ein Druckverlust (Δp) eines Fahrzeugreifens ermittelt wird,
– bei dem die Position des druckverminderten Reifens festgestellt wird, und
– bei dem bei erkanntem Druckverlust eines Fahrzeugreifens die Regelung der die Fahrdynamik kennzeichnenden Größe beeinflusst wird,
dadurch gekennzeichnet, dass
– bei einer vorliegenden Kurvenfahrt die Regelung der die Fahrdynamik kennzeichnenden Größe (a_q) abhängig davon erfolgt, ob sich der druckverminderte Reifen auf der Kurveninnenseite oder der Kurvenaußenseite des Fahrzeugs befindet.

Description

Stand der Technik
Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zur Regelung wenigstens einer die Fahrdynamik eines Fahrzeugs kennzeichnenden Größe nach der Gattung der Oberbegriffe der unabhängigen Ansprüche. Aus der DE 199 61 681 A1 sind schon ein solches Verfahren und eine solche Vorrichtung bekannt. Dabei arbeitet das Erkennungsverfahren in Abhängigkeit von mindestens einer Fahrdynamikgröße. Die Fahrdynamikregelung erfolgt auch in Abhängigkeit von einem erkannten Reifendruckverlust. Das Fahren mit einem druckverminderten Reifen bedeutet einen Sicherheitsverlust für das Fahrzeug.
Es ist Aufgabe der Erfindung diesen Sicherheitsverlust möglichst klein zu halten.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren gemäß den Merkmalen des Anspruchs 1 und durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 7 gelöst.
Der Kern der Erfindung besteht darin, dass bei einer vorliegenden Kurvenfahrt die Regelung der die Fahrdynamik kennzeichnenden Größe abhängig davon erfolgt, ob der druckverminderte Reifen sich auf der Kurveninnenseite oder auf der Kurvenaußenseite des Fahrzeugs befindet.
Bei einer Kurvenfahrt werden die kurveninneren Räder entlastet, während die kurvenäußeren Räder stärker belastet werden. Deshalb ist es sinnvoll und vorteilhaft, die Regelung der die Fahrdynamik kennzeichnenden Größe danach auszurichten, ob sich der druckverminderte Reifen auf der Kurveninnenseite oder auf der Kurvenaußenseite befindet.
Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform besteht darin, dass es sich bei der die Fahrdynamik kennzeichnenden Größe um die Querbeschleunigung handelt. Die Querbeschleunigung ist mit Sensormitteln in einfacher Weise erfassbar. Beispielsweise ist ein Querbeschleunigungssensor bereits in zahlreichen modernen Fahrzeugen enthalten. Die Querbeschleunigung kann auch in einfacher Weise aus weiteren Sensorsignalen (beispielsweise den Raddrehzahlen) ermittelt werden.
Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, dass der die Fahrdynamik kennzeichnenden Größe ein Maximalwert zugeordnet wird, welcher nicht überschritten werden darf, wobei der Maximalwert abhängig davon ist, ob sich der druckverminderte Reifen auf der Kurveninnenseite oder der Kurvenaußenseite des Fahrzeugs befindet. Insbesondere kann für den Fall, dass sich der druckverminderte Reifen auf der Kurvenaußenseite befindet (in diesem Falle wird er stärker als ein kurveninnerer Reifen belastet), ein niedrigerer Maximalwert gewählt werden.
Weiterhin ist vorteilhaft, wenn der Maximalwert für den Fall, dass sich der druckverminderte Reifen auf der Kurvenaußenseite des Fahrzeugs befindet wenigstens von der Höhe des Druckverlustes des Reifens abhängt. Damit wird es ermöglicht, bei einem großen Druckverlust den Maximalwert stärker herabzusetzen als bei einem kleinen Druckverlust. Auch kann dabei die möglicherweise vorhandene Notlaufeigenschaft des Reifens berücksichtigt werden.
Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, dass der Maximalwert für den Fall, dass sich der druckverminderte Reifen auf der Kurvenaußenseite des Fahrzeugs befindet, zusätzlich von der Fahrzeuggeschwindigkeit abhängt. Hier kann insbesondere berücksichtigt werden, dass bei größerer Fahrzeuggeschwindigkeit ein kleinerer Maximalwert erlaubt ist.
Eine vorteilhafte Ausführung besteht darin, dass der Maximalwert für den Fall, dass sich der druckverminderte Reifen auf der Kurveninnenseite des Fahrzeugs befindet, unabhängig von der Höhe des Druckverlustes ist. Hier wird die Eigenschaft ausgenutzt, dass ein auf der Kurveninnenseite des Fahrzeugs befindlicher Reifen während einer Kurvenfahrt wesentlich schwächer als ein kurvenäußerer Reifen belastet wird.
Eine Vorrichtung zur Regelung wenigstens einer die Fahrdynamik kennzeichnenden Größe enthält Kurvenfahrterkennungsmittel, Regelungsmittel zur Regelung der die Fahrdynamik kennzeichnenden Größe und Druckverlustermittlungsmittel zur Feststellung des Druckverlustes eines Reifens sowie der Reifenposition am Fahrzeug. Der erfindungsgemäße Kern dieser Vorrichtung besteht darin, dass die Regelung der die Fahrdynamik kennzeichnenden Größe in den Regelungsmitteln abhängig davon erfolgt, ob sich der druckverminderte Reifen bei einer durch die Kurvenfahrterkennungsmittel erkannten Kurvenfahrt auf der Kurveninnenseite oder der Kurvenaußenseite des Fahrzeugs befindet.
Zeichnung
Die Zeichnung besteht aus den 1 und 2.
1 zeigt in Form eines Flussdiagramms den Ablauf des erfindungsgemäßen Verfahrens.
2 zeigt in Form eines Blockdiagramms den Aufbau der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
Ausführungsbeispiele
Bei Fahrzeugen mit Reifendruckkontrolle wird dem Fahrer ein Druckverlust angezeigt. Neben der Tatsache eines aufgetretenen Druckverlustes kann diese Information auch die Position des Rades mit Druckverlust (z. B. linkes Vorderrad) beinhalten. Zusätzlich werden diese Informationen an Systeme, welche die Fahrstabilität und Fahrsicherheit erhöhen, weitergegeben. Diese Systeme verhindern dann kritische Fahrzustände. Dabei kann es sich beispielsweise um Antiblockiersysteme (ABS) oder Fahrdynamikregelungssysteme (FDR, ESP, ...) handeln.
Mit einer modifizierten Regelstrategie (beispielsweise bei einem Fahrdynamikregelungssystem) unter Einbeziehung der Information „Rad xy hat Druckverlust” werden dann kritische Fahrzustände verhindert, indem die zulässige Querbeschleunigung in Links- und Rechtskurven. unterschiedlich begrenzt wird.
Die Information „Rad xy hat Druckverlust” setzt voraus, dass dasjenige Rad identifiziert wird, an welchem ein Reifendruckverlust vorliegt. xy kennzeichnet dabei die Position des Rades. Dabei kann xy folgende Werte annehmen:

– xy = VL bedeutet, dass das Rad vorne links einen
Druckverlust aufweist.
– xy = VR bedeutet dass das rechte Vorderrad einen Druckverlust aufweist,
– xy = HL bzw. xy = HR sind auf das linke bzw. rechte Hinterrad bezogen.

Die Information, welches Rad einen Druckverlust aufweist, kann dem Fahrer mitgeteilt werden. Dazu eignet sich z. B. eine Warnlampe (jedem Rad wird eine separate Warnlampe zugeordnet) oder ein Display. Zusätzlich wird diese Information über geeignete Informationskanäle (CAN, PWM-Signal über separate Leitung, ...) anderen Systemen wie beispielsweise einer Fahrdynamikregelung ESP (ESP = „electronic stability program”) zur Verfügung gestellt. Sobald Druckverlust in einem Rad erkannt wurde, kann dann durch eine Fahrdynamikregelung ein kritischer Fahrzustand wie folgt verhindert werden:

1. In Abhängigkeit des Reifentyps wird für das druckverminderte Rad xy die maximal zulässige Querkraft als Funktion des Druckverlustes ermittelt. Über eine Reifencodierung kann auf ein abgelegenes Kennfeld für die zulässige Querkraft F_Q_max zurückgegriffen werden: F_Q_max = f(Druckverlust Δp, Geschwindigkeit v). Bei Überschreiten der maximalen Querkraft löst sich der Reifen von der Felge.
2. F_Q_max wird in regelmäßigen Abständen ermittelt und zyklisch aktualisiert.
3. Befindet sich das druckverminderte Rad auf der Kurvenaußenseite, dann wird zulässige Querbeschleunigung a_q_lim_xy für das druckverminderte Rad aus F_Q_max berechnet. Die Größe a_q_lim_xy ist eine reifenspezifische Größe und ist diejenige Querbeschleunigung, welche auf einen Reifen im momentanen Fahrzustand wirken darf, bevor er sich von der Felge löst. Dazu geht in die Ermittlung von a_q_lim_xy auch die auf das Rad xy wirkende Radaufstandskraft ein.
4. Es wird für alle Räder die physikalisch maximale Querbeschleunigung a_q_max_xy als Funktion der beispielsweise der Radaufstandskraft, der Radlast, des Lenkwinkels und der Geschwindigkeit ermittelt. Die Größe a_q_max_xy ist eine von der Fahrphysik abhängige Größe und ist diejenige Querbeschleunigung, bei welcher die maximal mögliche, von der Fahrbahn auf den Reifen ausübbare Seitenführungskraft erreicht ist. Der Druckverlust geht in die Größe a_q_max_xy nicht ein.
5. Aus den für alle Räder ermittelten Werten a_q_max_xy wird eine maximal zulässige Querbeschleunigung aq_max ermittelt. Dies kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass das Maximium aller Werte a_q_max_xy genommen wird, es kann beispielsweise aber auch durch eine (möglicherweise gewichtete) Mittelwertbildung erfolgen.
6. Als nächstes-wird die momentan vorliegende Querbeschleunigung a_q für das Fahrzeug ermittelt. Dies ist möglich durch die Auswertung von Größen wie beispielsweise dem Sensorsignal a_q des Querbeschleunigungssensors, oder durch Auswertung weiterer Größen wie beispielsweise dem Lenkwinkel, der Geschwindigkeit oder der Momentenbilanz.

Die Begrenzung der Querbeschleunigung erfolgt anschließend durch Eingriffe eines Bremsregelungssystems, beispielsweise eines ESP-Systems. Abhängig davon, ob der Reifendruckverlust an einem kurveninneren oder kurvenäußeren Rad vorliegt, wird nun unterschiedlich verfahren:
Fall 1:
Der Reifendruckverlust ist bei einem kurvenäußeren Rad erfolgt. Dann wird die Querbeschleunigung auf den dem druckverminderten Reifen zugeordneten Wert a_q_lim_xy begrenzt. Dass hängt damit zusammen, dass bei einer Kurvenfahrt die kurvenäußeren Räder starker belastet sind. Deshalb wird die Querbeschleunigung durch das druckverminderte Rad begrenzt.
Fall 2:
Der Druckverlust liegt bei einem kurveninneren Rad vor. In diesem Fall wird die Querbeschleunigung auf den Wert a_q_max begrenzt. Die Druckverminderung hat in diesem Fall keinen Einfluss auf die Begrenzung der Querbeschleunigung.
Mit dieser individuellen Begrenzung der Querbeschleunigung wird die Fahrzeugbewegung nur in soweit eingeschränkt wie es die Sicherheit des Fahrzeugs erfordert.
Der Ablauf des erfindungsgemäßen Verfahrens ist in 1 dargestellt. Das Verfahren beginnt in Block 100. Danach wird weitergegangen zu Block 102. Dort wird die Längsgeschwindigkeit v des Fahrzeugs ermittelt, außerdem wird ermittelt ob ein druckvermindertes Rad vorliegt. Von diesem druckverminderten Rad wird der Druckverlust Δp ermittelt. Anschließend wird zu Block 104 weitergegangen. In Block 104 wird für das druckverminderte Rad die maximal zulässige Querkraft F_Q_max berechnet. Anschließend wird zu Block 106 weitergegangen. In Block 106 wird für das druckverminderte Rad die maximal zulässige Querbeschleunigung a_q_lim_xy berechnet (sofern es sich auf der Kurvenaußenseite befindet). Danach wird in Block 108 für jedes Rad die physikalisch maximale Querbeschleunigung a_q_max_xy berechnet.
Danach wird in Block 110 die vorliegende Querbeschleunigung a_q für das Fahrzeug ermittelt. In Block 112 wird abgefragt, ob sich das druckverminderte Rad an der Kurvenaußenseite befindet. Lautet die Antwort nein (mit „n” gekennzeichnet), dann wird zu Block 116 weiterverzweigt. Dort wird dann die Querbeschleunigung auf den Wert a_q_max begrenzt. Dazu wird a_q_max aus den Werten a_q_max_xy ermittelt. Lautet die Antwort in Block 112 allerdings ja (mit „y” gekennzeichnet), dann wird zu Block 114 weiterverzweigt. Dort wird die Querbeschleunigung auf den Wert a_q_lim_xy begrenzt.
Der Aufbau der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist in 2 dargestellt. Block 202 enthält Sensormittel, in denen die Querbeschleunigung a_q für das Fahrzeug ermittelt wird. In Block 204 wird die maximal zulässige Querbeschleunigung a_q_max ermittelt. Block 206 enthält Druckverlusterkennungsmittel, welche ein druckvermindertes Rad erkennen und die für dieses Rad zulässige Querbeschleunigung a_q_lim_xy berechnen. Die Ausgangssignale der Blöcke 202, 204 und 206 werden dem Block 208 zugeführt. Der Block 208 enthält Kurvenerkennungsmittel, in welchen festgestellt wird, ob sich das Fahrzeug in einer Kurve befindet. Dort wird außerdem erkannt, ob sich das druckverminderte Rad an der Kurveninnenseite oder an der Kurvenaußenseite befindet. Die Ausgangssignale des Blocks 208 werden an Block 210 weitergegeben, welcher Begrenzungsmittel und Regelungsmittel enthält. In diesem Block erfolgen geeignete Bremseingriffe zur Reduktion der Fahrzeuggeschwindigkeit.
Weist das Fahrzeug mehrere Räder mit druckvermindertem Reifen auf, dann kann das beschriebene Verfahren separat für jedes dieser Räder durchgeführt werden. Die Querbeschleunigung wird dann auf den kleinsten der erhaltenen Grenzwerte begrenzt.

Claims

Verfahren zur Regelung wenigstens einer die Fahrdynamik eines Fahrzeugs kennzeichnenden Größe (a_q), – bei dem eine Kurvenfahrt des Fahrzeugs erfasst wird, – bei dem ein Druckverlust (Δp) eines Fahrzeugreifens ermittelt wird, – bei dem die Position des druckverminderten Reifens festgestellt wird, und – bei dem bei erkanntem Druckverlust eines Fahrzeugreifens die Regelung der die Fahrdynamik kennzeichnenden Größe beeinflusst wird, dadurch gekennzeichnet, dass – bei einer vorliegenden Kurvenfahrt die Regelung der die Fahrdynamik kennzeichnenden Größe (a_q) abhängig davon erfolgt, ob sich der druckverminderte Reifen auf der Kurveninnenseite oder der Kurvenaußenseite des Fahrzeugs befindet.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der die Fahrdynamik kennzeichnenden Größe um die Querbeschleunigung (a_q) handelt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass – der die Fahrdynamik kennzeichnenden Größe ein Maximalwert (a_q_max, a_q_lim_xy) zugeordnet wird, welcher nicht überschritten werden darf, – wobei der Maximalwert (a_q_max, a_q_lim_xy) abhängig davon ist, ob sich der druckverminderte Reifen auf der Kurveninnenseite oder der Kurvenaußenseite des Fahrzeugs befindet.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Maximalwert (a_q_max, a_q_lim_xy) für den Fall, dass sich der druckverminderte Reifen auf der Kurvenaußenseite des Fahrzeugs befindet, wenigstens von der Höhe des Druckverlustes des Reifens (Δp) abhängt.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Maximalwert (a_q_lim_xy) zusätzlich von der Fahrzeuggeschwindigkeit (v) abhängt
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Maximalwert (a_q_max) für den Fall, dass sich der druckverminderte Reifen auf der Kurveninnenseite des Fahrzeugs befindet, unabhängig von der Höhe des Druckverlustes (Δp) ist.
Vorrichtung zur Regelung wenigstens einer die Fahrdynamik eines Fahrzeugs kennzeichnenden Größe, welche enthält: – Kurvenfahrterkennungsmittel (208) – Druckverlustermittlungsmittel (206) zur Feststellung eines Druckverlustes eines Reifens (Δp) sowie der Reifenposition am Fahrzeug – Regelungsmittel (210), welche bei erkanntem Druckverlust eines Fahrzeugreifens die Regelung der die Fahrdynamik kennzeichnenden Größe (a_q) beeinflussen dadurch gekennzeichnet, – dass die Regelung der die Fahrdynamik kennzeichnenden Größe in den Regelungsmitteln (210) abhängig davon erfolgt, ob sich der druckverminderte Reifen bei einer durch die Kurvenfahrterkennungsmittel erkannten Kurvenfahrt auf der Kurveninnenseite oder der Kurvenaußenseite des Fahrzeugs befindet.