DE10316253A1

DE10316253A1 - Verfahren zum Modifizieren einer Fahrstabilitätsregelung eines Fahrzeugs

Info

Publication number: DE10316253A1
Application number: DE10316253A
Authority: DE
Inventors: Juergen Woywood; Artur Kost; Ralph Gronau
Original assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Current assignee: Continental Automotive Technologies GmbH
Priority date: 2002-04-09
Filing date: 2003-04-08
Publication date: 2003-11-13
Anticipated expiration: 2023-04-09
Also published as: DE10316253B4

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Modifizieren einer Fahrdynamikregelung eines Fahrzeugs, bei dem mindestens eine Größe des den Lenkwinkel, die Querbeschleunigung und/oder die Gierrate beschreibenden Signals ständig überwacht und bewertet wird. Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß nach Maßgabe des Verlaufs dieser Größe ein oder mehrere Wanküberwachungszähler mindestens in Abhängigkeit von den Richtungswechseln der Größe, der Frequenz der Größe und/oder dem Gradienten der Größe erhöht oder erniedrigt wird und in Abhängigkeit von dem Zählerstand ein ESP-Eingriff modifiziert wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Modifizieren einer Fahrdynamikregelung eines Fahrzeugs, bei dem mindestens eine Größe des den Lenkwinkel, die Querbeschleunigung und/oder die Gierrate beschreibenden Signals ständig überwacht und bewertet wird.
Eine nicht angepaßte Fahrzeuggeschwindigkeit kann in gegebenen Fahrsituationen zu Fahrzeuginstabilitäten führen. Es sind verschiedene Fahrstabilitätsregelungen bekannt geworden, die das ziel haben, den Fahrzeuginstabilitäten selbsttätig entgegenzuwirken.
Grundsätzlich lassen sich fünf Prinzipien unterscheiden, die das Fahrverhalten eines Fahrzeugs mittels vorgebbarer Drücke bzw. Bremskräfte in oder an einzelnen Radbremsen und mittels. Eingriff in das Motormanagement des Antriebsmotors beeinflussen. Dabei handelt es sich um Bremsschlupfregelung (ABS), welche während eines Bremsvorgangs das Blockieren einzelner Räder verhindern soll, um Antriebsschlupfregelung (ASR), welche das Durchdrehen der angetriebenen Räder verhindert, um elektronische Bremskraftverteilung (EBV), welche das Verhältnis der Bremskräfte zwischen Vorder- und Hinterachse des Fahrzeugs regelt, um eine Kippregelung (ARB), die ein Kippen des Fahrzeugs um seine Längsachse verhindert, sowie um eine Giermomentregelung (ESP), welche für stabile Fahrzustände beim Gieren des Fahrzeugs um die Hochachse sorgt.
Mit Fahrzeug ist also in diesem Zusammenhang ein Kraftfahrzeug mit vier Rädern gemeint, welches mit einer hydraulischen, elektro-hydraulischen oder elektromechanischen Bremsanlage ausgerüstet ist. In der hydraulischen Bremsanlage kann mittels eines pedalbetätigten Hauptzylinders vom Fahrer ein Bremsdruck aufgebaut werden, während die elektro-hydraulischen und elektromechanischen Bremsanlagen eine vom sensierten Fahrerbremswunsch abhängige Bremskraft aufbauen.
Weiterhin ist das Fahrzeug mit einer thermodynamischen oder elektrischen Antriebsanlage ausgestattet, die ein vom Fahrerwunsch abhängiges Vortriebsmoment über den Antriebsstrang auf mindestens ein Rad des Fahrzeugs aufbringt.
Zur Erfassung von fahrdynamischen Zuständen sind vier Drehzahlsensoren, pro Rad einer, mindestens ein Giergeschwindigkeitssensor, ein Querbeschleunigungssensor und mindestens ein Drucksensor für den vom Bremspedal erzeugten Bremsdruck vorhanden. Dabei kann der Drucksensor auch ersetzt sein durch einen Pedalweg- oder Pedalkraftmesser, falls die Hilfsdruckquelle derart angeordnet ist, daß ein vom Fahrer aufgebauter Bremsdruck von dem der Hilfsdruckquelle nicht unterscheidbar ist.
Zusätzlich werden das aktuell von der Antriebsanlage erzeugte Antriebsmoment und das vom Fahrer gewünschte Moment bestimmt. Dabei kann es sich auch um indirekt ermittelte Größen handeln, die beispielsweise aus einem Motorkennfeld abgeleitet werden.
Bei einer Fahrstabilitätsregelung wird das Fahrverhalten eines Fahrzeugs derart beeinflußt, daß es für den Fahrer in kritischen Situationen besser beherrschbar wird. Eine kritische Situation ist hierbei ein instabiler Fahrzustand, in welchem im Extremfall das Fahrzeug den Vorgaben des Fahrers nicht folgt. Die Funktion der Fahrstabilitätsregelung besteht also darin, innerhalb der physikalischen Grenzen in derartigen Situationen dem Fahrzeug das vom Fahrer gewünschte Fahrzeugverhalten zu verleihen. Während für die Bremsschlupfregelung, die Antriebsschlupfregelung und die elektronische Bremskraftverteilung in erster Linie der Längsschlupf der Reifen auf der Fahrbahn von Bedeutung ist, fließen in die ESP Regelung (ESP) weitere Größen ein, beispielsweise die Gierwinkelgeschwindigkeit und die Schwimmwinkelgeschwindigkeit.
Alle Fahrzeuge, deren Schwerpunkthöhe im Verhältnis zur Spurbreite einen kritischen Wert überschreitet bzw. eine kritische Fahrwerksauslegung hinsichtlich Wankbewegungen aufweisen(typischerweise SUVs, Geländewagen etc.), können bei Überschreiten eines kritischen Querbeschleunigungswerts in einen instabilen Rollzustand, das sogenannte Kippen geraten. Dieser Grenzwert kann z. B. durch Erhöhung der Fahrzeugmasse im Rahmen der maximal zulässigen Zuladung und meist infolgedessen Anhebung des Fahrzeugsschwerpunkts in Bereiche abgesenkt werden, die bei nicht situationsgerechter Fahrweise im Betrieb auch bei quasistationärer Kurvenfahrt erreicht werden können. Mit einer nicht situationsgerechten Fahrweise ist gemeint, dass der Fahrer dem Kurvenverlauf mit einer Geschwindigkeit folgt, die infolge des notwendigen Lenkwinkels für den vorgegebenen Kurvenradius zu einer zu großen Querbeschleunigung führt. Möglich ist natürlich auch der - allerdings in der Praxis weniger häufig vertretene - Fall, dass der Fahrer nicht einem Kurvenverlauf zu folgen hat, sondern den Lenkwinkel frei vorgibt und durch diese Vorgabe für seine aktuelle Geschwindigkeit in nicht zulässige Querbeschleunigungsbereiche vordringt (z. B. langsames Zuziehen des Lenkrads während eines Wendevorgangs auf einem Parkplatz). Eine ansteigende Geschwindigkeit bei konstantem Kurvenradius kann ebenfalls die kritische Kippsituation herbeiführen.
Bekannte ESP-Systeme zielen darauf ab, das Fahrzeug so schnell wie möglich auf den vom Fahrer durch den Lenkwinkel vorgegebenen Kurs zurück zu bringen, ohne aber direkt vorangegangene Fahrmanöver in das Regelkonzept einzuschließen.
Wenn mit einem Fahrzeug mehrere aufeinander folgende dynamische Fahrmanöver mit wechselndem Lenkwinkel gefahren werden, kann es auf Grund des Aufschaukelns des Aufbaus zu einer kippkritischen Fahrsituation, z. B. zu einem Überschlag, kommen. Ein Aufschaukeln findet statt, wenn in den vorangegangenen Fahrmanövern die Regelschwellen des Fahrdynamikreglers noch nicht erreicht wurden, die Fahrmanöver aber das Fahrzeug zunehmend aufschaukeln. Das Fahrzeug wird dabei durch heftige Lenk- und Gegenlenkaktionen bei z. B. Ausweichmanövern, Spurwechseln, Freestyle, Slalom u. dgl. bei hohem Reibwert vorbelastet. Diese "Vorbelastung" kann aber nicht ausgeregelt werden, da jedes Fahrmanöver einzeln betrachtet keine kritische Fahrsituation darstellt, und somit ein Regeleingriff als Fehlregelung angesehen werden muß.
Kommt es zu einem kritischen Fahrmanöver und es liegt eine Vorbelastung durch vorangegangenes Aufschaukeln vor, ist der ESP-Regeleingriff nicht ausreichend; er kommt zu spät und/oder ist zu gering dimensioniert. Dies kann zur Folge haben, daß das Fahrzeug trotz ESP-Eingriff in eine kippkritische Situation kommt. Unter einem ESP Eingriff wird jeglicher, vom Fahrer unabhängiger Bremseingriff verstanden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Vermeidung von kippkritischen Situationen anzugeben, wobei der vom Fahrer vorgegebenen Idealkurs weitestgehend beibehalten werden soll.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zum Modifizieren einer Fahrdynamikregelung eines Fahrzeugs, bei dem mindestens eine Größe des den Lenkwinkel, die Querbeschleunigung und/oder die Gierrate beschreibenden Signals ständig überwacht und bewertet wird, nach Maßgabe des Verlaufs dieser Größe ein Wanküberwachungszähler mindestens in Abhängigkeit von den Richtungswechseln der Größe, der Frequenz der Größe und/oder dem Gradienten der Größe erhöht oder erniedrigt wird und in Abhängigkeit von dem Zählerstand, ein ESP Eingriff durchgeführt wird. Durch die Betrachtung des Signalverlaufs der Größe wird vorteilhaft die "Vorgeschichte" des Fahrmanövers ermittelt und in die Regelung der Fahrdynamik mit einbezogen. Der ESP- Regeleingriff kann frühzeitig ausgelöst und ausreichend dimensioniert werden. Dies hat zur Folge, daß kippkritische Situationen nicht entstehen können. Der Regelkomfort wird erhöht und das Fahrzeug zum gleichen oder früheren Zeitpunkt stabilisiert. Die Spurhaltung bzw. -treue wird verbessert, da der vom Fahrer unabhängige Bremseingriff schwächer ist.
Vorteilhaft ist, daß der Wanküberwachungszähler nach Maßgabe der Anzahl der Halbsinus-Lenkausschläge, der Eigenfrequenznähe der Halbsinus-Dauer und dem Lenkwinkelgradienten erhöht wird. Zweckmäßig ist, daß die Erhöhung erfolgt, wenn die Anzahl der Halbsinus- Lenkausschläge einen Schwellenwert überschreiten und die Eigenfrequenznähe der Halbsinus-Dauer vorzugsweise im Bereich zwischen 0,8 und 1,6 Herz liegt.
Weiterhin ist es vorteilhaft, daß der Wanküberwachungszähler nach Maßgabe des Lenkwinkelgradienten und der Anzahl der Halbsinus-Lenkausschläge erniedrigt oder konstant gehalten wird. Es ist zweckmäßig, daß die Erniedrigung erfolgt, wenn die Anzahl der Halbsinus-Lenkausschläge einen Schwellenwert unterschreiten.
Ferner ist es vorteilhaft, daß der Wanküberwachungszähler zurückgesetzt wird, wenn die Halbsinus-Lenkausschläge während einer Zeitdauer (t₁) den Schwellenwert nicht überschreiten oder wenn während der Zeitdauer (t2) eine Geradeausfahrt detektiert wird.
Vorteilhaft ist, daß der ESP Eingriff modifiziert wird. Der durch den Zählerstand des Wanküberwachungszählers ausgelöste ESP Eingriff kann z. B. bezüglich der Bremskraft bzw. des in die Eingriffsräder eingesteuerten Bremsdrucks, über die Auswahl der Eingriffsräder und/oder von zusätzlichen geschätzten oder gemessenen Daten, die die Fahrdynamik beschreiben, wie die Querbeschleunigung, die Fahrzeuggeschwindigkeit und dgl., modifiziert werden.
Zur Abschwächung eines kippkritischen, meist extremen Einlenkvorgangs kann das Verfahren ferner vorteilhaft so ausgebildet werden, daß die Fahrdynamikregelung bei einem nach ESP Kriterien noch stabilen Fahrverhalten eines Fahrzeugs nach Maßgabe einer Begrenzung einer Eingangsgröße, vorzugsweise des Reibwerts, eines die Fahreigenschaften bestimmenden Referenzmodells, insbesondere des linearen Einspurmodells, in die Regelung eintritt. Dabei werden die im wesentlichen aus dem vorgegebenen Lenkwinkel (d)und der Fahrgeschwindigkeit (v) bestehenden Eingangsgrößen aufgrund eines durch Fahreigenschaften bestimmten Fahrzeugmodells in einen Sollwert der Gierwinkelgeschwindigkeit ( ≙_soll) umgerechnet und dieser mit einem gemessenen Istwert der Gierwinkelgeschwindigkeit ( ≙_mess) verglichen. Nach Maßgabe des Vergleichsergebnisses wird in der Fahrdynamikregelung (ESP Regler) ein zusätzliches Giermoment (M_G) berechnet, welches zur Festlegung eines ESP-Eingriffs dient, der über in die Radbremsen des Fahrzeugs eingesteuerte Druckgrößen ein Zusatzgiermoment erzeugt, welches die gemessene Gierwinkelgeschwindigkeit ( ≙_mess) zu der errechneten Gierwinkelgeschwindigkeit ( ≙_soll) hinführt. Hierbei wird ein modellbasierter Reibwert ermittelt, dessen Ausgangssignale (µ) dem Fahrzeugmodell zugeführt werden. Dieser Reibwert wird bei der Berechnung des Sollwerts der Gierwinkelgeschwindigkeit ( ≙_soll)berücksichtigt, so daß eine Begrenzung des Reibwerts bei einem nach ESP Kriterien noch stabilen Fahrverhalten zu einem ESP Eigriff führt. Die Soll- Gierrate erzeugt durch die Begrenzung der Eingangsgröße die erzwungene Regelung in Richtung eines untersteuernden Fahrverhaltens des Fahrzeugs durch einen ESP Übersteuereingriff. Bei einem ESP Übersteuereingriff wird in mindestens die kurvenäußere Vorderradbremse Bremsdruck eingesteuert.
Grundsätzlich wird unter einem ESP Eingriff ein Bremseingriff verstanden, der Fahrer unabhängig von der ESP Steuerung bzw. Regelung initiiert und unter Einbeziehung der Hydraulikeinheit mit der Bremsanlage durchgeführt wird.
Hierdurch wird eine gezielte Querbeschleunigungsbegrenzung zur Vermeidung von Kippgefahren möglich.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Es zeigen
Fig. 1 ein Fahrzeug mit ESP-Regelungssystem,
Fig. 2 den beispielhaften Verlauf des Lenkwinkels, der Lenkwinkelgeschwindigkeit, des Wankwinkels im kippkritischen Bereich mit und ohne Betrachtung des vorangegangenen Verlaufs.

1. Beschreibung der Erfindung

In der Fig. 1 ist ein Fahrzeug mit ESP-Regelungssystem, hydraulischer Bremsanlage, Sensorik und Kommunikationsmöglichkeiten schematisch dargestellt. Selbstverständlich kann die Bremsanlage auch als elektrohydraulische oder elektro-mechanische Bremse ausgebildet sein. Die vier Räder sind mit 15, 16, 20, 21 bezeichnet. An jedem der Räder 3, 4, 5, 6 ist je ein Radsensor 7 bis 10 vorgesehen. Die Signale werden einer Elektronik- Steuereinheit 11 zugeführt, die anhand vorgegebener Kriterien aus den Raddrehzahlen die Fahrzeuggeschwindigkeit v_Ref ermittelt. Weiterhin sind ein Gierratensensor 12, ein Querbeschleunigungssensor 13 und ein Lenkradwinkelsensor 14 mit der Elektronik-Steuereinheit 11 verbunden. Jedes Rad weist außerdem eine individuell ansteuerbare Radbremse 15 bis 18 auf. Diese Bremsen werden hydraulisch betrieben und empfangen unter Druck stehendes Hydraulikfluid über Hydraulikleitungen 50 bis 53. Der Bremsdruck wird über einen Ventilblock 19 eingestellt, wobei der Ventilblock von elektrischen Signalen fahrerunabhängig angesteuert wird, die in der elektronischen Steuereinheit 11 erzeugt werden. Über ein von einem Bremspedal 54 betätigten Hauptzylinder kann von dem Fahrer Bremsdruck in die Hydraulikleitungen eingesteuert werden. In dem Hauptzylinder bzw. den Hydraulikleitungen sind Drucksensoren P vorgesehen, mittels denen der Fahrerbremswunsch erfaßt werden kann. Über eine Schnittstelle (CAN) kann die Elektronik-Steuereinheit mit dem Motorsteuergerät verbunden sein.
Über das ESP-Regelungssystem und Spurwechsellogik mit Bremsanlage, Sensorik und Kommunikationsmöglichkeiten das die Ausstattungselemente

- vier Raddrehzahlsensoren
- Drucksensor (P)
- Querbeschleunigungssensor (LA)
- Gierratensensor (YR)
- Lenkradwinkelsensor (SWA)
- individuell ansteuerbare Radbremsen
- Hydraulik-Einheit (HCU)
- Elektronik-Steuereinheit (ECU)

1.1 Gelöste Aufgabe

Die Zielrichtung für das vorgeschlagene Verfahren zur Kippverhinderung sollen mehrere aufeinander folgende Fahrmanöver mit wechselnder Lenkdynamik sein, d. h. der Zustand des Fahrzeugs (Lenkwinkelvorgabe, Geschwindigkeit, Gierrate und Querbeschleunigung) ändert sich unterhalb der Regeleintrittsschwellen der Fahrdynamikregelung und somit wird auch die Kipptendenz auf Grund der "Häufigkeit" der Fahrmanöveraufgebaut.
Um die sich über eine Zeitdauer aufbauende Kipptendenz abzubauen bzw. zu verhindern, wird der Verlauf des Lenkwinkelsignals überwacht. Dafür sind Wanküberwachungszähler 33, 34 vorgesehen. Die Werte bzw. Zählerstände werden abhängig von den Werten der folgenden Größen erhöht oder erniedrigt oder konstant gehalten: Erhöhung entsprechend der Anzahl der Halbsinus-Lenkausschläge, die einen Schwellenwert (30, 31) überschreiten, Erhöhung der Eigenfrequenznähe der Halbsinus-Dauer, vozugsweise im Bereich 0,8 bis 1,6 Hz,
Erhöhung/Erniedrigung oder konstant halten entsprechend dem Lenkwinkelgradienten,
Erniedrigung entsprechend der Anzahl der Halbsinus- Lenkausschläge, die einen Schwellenwert (30, 31) unterschreiten,
Zähler-Reset, wenn die Halbsinus-Lenkausschläge eine vorgegebene Zeit (t₁) lang nicht den Schwellenwert (30, 31) überschreiten,
Zähler-Reset, wenn für eine Zeit t₂ < t₁ Geradeausfahrt ermittelt wird.
In die Überwachung des Lenkwinkelsignals können alternativ oder gleichzeitig auch andere das Fahrverhalten des Fahrzeugs, wie die Gierrate und/oder die Querbeschleunigung und/oder die Fahrzeuggeschwindigkeit eingebunden werden.
Haben die Wanküberwachungszähler 33, 34 einen als kritisch bewerteten Zählerstand erreicht, wird die Fahrdynamikregelung mit der Spurwechsellogik modifiziert. Die Modifikation betrifft die Absenkung der Regel- Eintrittsschwelle des Fahrdynamikreglers 11 sowie die Dimensionierung des Eingriffs.
Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung, wird vorzugsweise der aus der WO 02/36401 in Verbindung mit Fahrdynamikregelung nach der DE 10 13 0663.6 bekannte Algorithmus der Spurwechsellogik vorgeschaltet bzw. vorgezogen, so dass der scharfe Einlenkvorgang (der zum Kippen geführt hätte) abgeschwächt wird. Der Inhalt der WO 02/36401 und der DE 10 13 0663.6 ist daher im vollem Umfang Bestandteil der vorliegenden Anmeldung. In der DE 101 30 663.6 wird ein Fahrzeugmodell so modifiziert, dass der Fahrdynamikregler einen ESP Eingriff einleitet, der unter regulären Bedingungen, d. h. ESP Kriterien, nicht stattfinden würde. Hierzu wird der dem Modell zugeführte Reibwert begrenzt. Vorteilhaft wird der Reibwert entsprechend dem Zählerstand des Wanküberwachungszählers modifiziert bzw. beeinflusst.
Durch die Modifikationen der Spurwechsel-Regelung wird eine größere Anzahl von kippkritischen Fahrsituationen erkannt und entsprechend geregelt. Die ESP Eingriffe werden in Hinsicht auf die Eintrittsempfindlichkeit und die Dimensionierung optimiert, was auch eine Komfortverbesserung bedeutet.

1.2 Ausführungsbeispiel

In Fig. 2 sind oben der Verlauf des Lenkwinkels 20, der Lenkwinkelgeschwindigkeit 40 und des Wankwinkels 60 eines Fahrzeugs gemäß Fig. 1 bei einem Spurwechsel schematisch dargestellt. Kurven 20 und 40 sind die ab dem Bezugspunkt 80, was also in etwa der Darstellung in der rechten Hälfte der Fig. 2 entspricht, dem ESP Regler 11 unter Einbeziehung von Sensor 29 zur Verfügung stehenden Signale. Kurve 60 stellt die Fahrzeugreaktion auf den vom Fahrer vorgegeben Lenkwinkel 20 in Form des Verlaufs des Wankwinkels 60 dar. Die erste Halbwelle ergibt sich beispielweise wenn der Fahrer in eine Linkskurve fährt; die zweite Halbwelle wenn er direkt aus der Linkskurve in eine Rechtskurve lenkt. Die Lenkwinkelgeschwindigkeit 40 folgt dabei dem vorgegebenen Lenkwinkel 20. Erreicht oder überschreitet der vorgegebene Lenkwinkel 20 zum Leitpunkt t₃ die Schwelle 21, werden von der ESP-Regelung Steuersignale generiert, die nach einer das dynamische Fahrverhalten berücksichtigenden ESP ähnlichen Regelstrategie einen ESP Eingriff einleiten. Dabei tritt nach einem bevorzugten Ausführungsbeispiel zur Abschwächung des als kippkritisch bewerteten Einlenkvorgangs, die ESP- Regelung bei einem nach ESP Kriterien noch stabilen Fahrverhalten eines Fahrzeugs nach Maßgabe einer Begrenzung einer Eingangsgröße, vorzugsweise des Reibwerts, eines die Fahreigenschaften bestimmenden Referenzmodells, insbesondere des linearen Einspurmodells, in die Regelung ein. Dabei werden die im wesentlichen aus dem vorgegebenen Lenkwinkel 20 und der Fahrgeschwindigkeit (v) bestehenden Eingangsgrößen aufgrund des durch Fahreigenschaften bestimmten Fahrzeugmodells in einen Sollwert der Gierwinkelgeschwindigkeit ( ≙_soll) umgerechnet und dieser mit dem Sensor 26 gemessenen Istwert der Gierwinkelgeschwindigkeit ( ≙_mess) verglichen. Nach Maßgabe des Vergleichsergebnisses wird in der ESP-Regelung (ESP Regler 28) ein zusätzliches Giermoment (M_G) berechnet, welches zur Festlegung eines ESP-Eingriffs dient, der über in die Radbremsen des Fahrzeugs eingesteuerte Druckgrößen ein Zusatzgiermoment erzeugt, welches das Fahrverhalten so beeinflusst, dass die gemessene Gierwinkelgeschwindigkeit ( ≙_mess) zu der errechneten Gierwinkelgeschwindigkeit ( ≙_soll) hinführt wird. Hierbei wird in Abhängigkeit von Größen, die mindestens eine Grenzquerbeschleunigung oder davon abgeleitete Größen wiedergeben, ein modellbasierter Reibwert ermittelt, dessen Ausgangssignale (µ) dem Fahrzeugmodell zugeführt werden. Dieser Reibwert wird bei der Berechnung des Sollwerts der Gierwinkelgeschwindigkeit ( ≙_soll) berücksichtigt, so dass eine Begrenzung des Reibwerts bei einem nach ESP Kriterien noch stabilen Fahrverhalten zu einem ESP Eingriff führt. Dieser beschränkte Reibwert kann entsprechend dem im Zusammenhang mit Fig. 2 beschriebenen Zählerstand des Wanküberwachungszählers modifiziert werde. Die Soll-Gierrate erzeugt durch die Begrenzung der Eingangsgröße die erzwungene Regelung in Richtung eines untersteuernden Fahrverhaltens des Fahrzeugs durch einen ESP Übersteuereingriff. Bei einem ESP Übersteuereingriff wird in mindestens die kurvenäußere Vorderradbremse Bremsdruck eingesteuert. Bei teilgebremsten Fahrzeugen kann dabei auch eine Reduzierung des Bremsdrucks an einem Rad und/oder eine Erhöhung an dem anderen Rad erfolgen. Es muss bei der Auswahl der Räder, in die Bremsdruck eingesteuert bzw. modifiziert wird, nur die stabilisierende Funktion des Regeleingriffs sichergestellt werden. Eine Ausführungsvariante bei teilgebremsten Fahrzeugen ist in der WO 99/58382 beschrieben.
Nach einem anderen Ausführungsbeispiel werden in Abhängigkeit von die Querdynamik des Fahrzeugs beschreibenden Größen, wie der Querbeschleunigung, dem Laufverhalten der Räder, der Gierwinkelgeschwindigkeit, der Rollwinkelgeschwindigkeit u. dgl., das zur gewünschten Fahrzeugstabilisierung erforderliche Zusatzgiermoment durch Bremsdruckauf- und/oder -abbau in den Radbremsen in die Fahrzeugstruktur eingeprägt. Im Detail bewirken die eingeprägten Bremsmomente an den Rädern einen Bremskraftaufbau in Fahrzeuglängsrichtung und einen Seitenkraftabbau in Querrichtung.
Wie Fig. 2 zeigt, erreicht der Wankwinkel 60 zum Zeitpunkt t4 nicht die Kippgrenze 100, bei deren Überschreitung das Fahrzeug kippen würde, da das Fahrzeug aufgrund des modifizierten ESP Eingriffs zum Zeitpunkt t₅ in eine untersteuernde Kurvenbahn gezwungen wird. Damit nimmt die Kipptendenz des Fahrzeugs um seine Längsachse ab.
Die linke Hälfte der Fig. 2 zeigt eine Situation, in der ein Fahrzeug beispielsweise aufgrund eines kurvenreichen Fahrbahnverlaufs oder eines vergleichbaren Fahrverhaltens mit wechselnden Lenkrichtungen ein Wanken oder Rollen (Drehen des Fahrzeugs um die Längsachse) des Fahrzeugs bewirkt. Der Verlauf des Lenkwinkels 20 zeigt dabei den Wechsel der Lenkrichtung durch einen Nulldurchgang bei 22, 27, 28 und 23 an. Der Nulldurchgang wird innerhalb eines engen Toleranzbandes 24, das durch eine obere und untere Schwelle 25, 26 gekennzeichnet ist, detektiert. Ein Zeitgeber 32 ermittelt dabei die Zeit t₉ bis t₁₃ zwischen den einzelnen Nulldurchgängen. Aus den ermittelten Nulldurchgängen und deren Zeitdauer lässt sich die Frequenz ermitteln und überwachen. Über die Auswertung der ermittelten Frequenz wird die Wankneigung des Fahrzeugs bei der aktuellen Fahrsituation bewertet. Hierzu erfolgt ein Vergleich der ermittelten Frequenz mit der Wankeigenfrequenz des Fahrzeugs. Liegt die Frequenz der Halbsinus- Lenkausschläg im Bereich der Wankeigenfrequenz, dann findet ein Aufschaukeln des Fahrzeugs statt und der Wanküberwachungszähler 33 kann inkrementiert werden, wenn weitere Bedingungen erfüllt sind. Der Bereich um die Wankeigenfrequenz liegt zwischen 0,8 und 1,6 Herz. Außerhalb des Bereichs um die Wankeigenfrequenz ist eine die Fahrzeugstabilität reduzierende Fahrsituation nicht gegeben. Der Wanküberwachungszähler 33 kann dekrementiert bzw. heruntergezählt oder bei einer in einem Toleranzband um 0 Herz liegenden Frequenz ermittelten Geradeausfahrt auf seinen Ausgangspunkt zurückgesetzt (RESET) werden. Dabei muss die Geradeausfahrt während einer Zeitdauer t2 anliegen. Darüber hinaus wird der Wanküberwachungszähler 33 zurückgesetzt oder für die Zeitdauer tx (tx ist abhängig von der Querbeschleunigung oder der Gierrate u. dgl.) konstant gehalten, wenn die Halbsinus-Lenkausschläge 20 während der Zeitdauer t₁ den Schwellenwert 30 bzw. 31 nicht überschreiten.
Ein weiteres Toleranzband 29 mit einer oberen und unteren Zählerschwelle 30, 31 setzt bei einer Schwellenüberschreitung 30 oder 31 den Wanküberwachungszähler 33 in Abhängigkeit von der Bewertung der Frequenz um einen Zählwert höher. Der Zählerstand wird bei jeder weiteren Überschreitung erhöht. Ein zweiter Zähler 34 wird zu den Zeitpunkten, an denen die Scheitelwerte bzw. die Amplitudenwerte erreicht werden, um den Wert X der Schwellenüberschreitung 30, 31 erhöht.
Aus den Zählergebnissen der Zähler 33 und 34 wird eine modellbasierte Reduzierung der ESP "Eingriffs"-Schwellen abgeleitet. Ein Ausführungsbeispiel sieht eine Summenbildung nach der Beziehung CNT1 + CNT2 = CN1,2 vor. Die Summation der Zählergebnisse bildet den Dividenden einer Division mit dem Schwellenwert als Divisor. Der so ermittelte Faktor f wird mit dem Schwellenwert multipliziert. Um das so ermittelte Ergebnis wird der Schwellenwert nach der Beziehung
THR_neu = THR - f.THR reduziert. Nach einem weiteren Ausführungsbeispiel werden die Zählergebnisse der Zähler 33, 34 multipliziert und in der vorstehenden Weise weiter verfahren.
Die Absenkung der ESP Eintrittsschwellen führt zu einem vorverlegten ESP Eingriff zum Zeitpunkt t₁₄. Damit verläuft der Wankwinkel 60 unterhalb der Kippgrenze 100, wie in der rechten Hälfte der Fig. 2 dargestellt. Der in der rechten Hälfte der Fig. 2 nach dem Bezugspunkt 80 dargestellte Verlauf des Wankwinkels 61 zeigt schematisch die Fahrsituation ohne Einbeziehung der "Vorgeschichte. Der Wankwinkel 61 überschreitet den kipprelevanten Schwellenwert 100. Das Fahrzeug kippt um seine Längsachse.

Claims

1. Verfahren zum Modifizieren einer Fahrdynamikregelung eines Fahrzeugs, bei dem mindestens eine Größe des den Lenkwinkel, die Querbeschleunigung und/oder die Gierrate beschreibenden Signals ständig überwacht und bewertet wird, dadurch gekennzeichnet, daß nach Maßgabe des Verlaufs dieser Größe ein oder mehrere Wanküberwachungszähler (33, 34) mindestens in Abhängigkeit von den Richtungswechseln der Größe, der Frequenz der Größe und/oder dem Gradienten der Größe erhöht oder erniedrigt wird und in Abhängigkeit von dem Zählerstand, ein ESP Eingriff modifiziert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der oder die Wanküberwachungszähler nach Maßgabe der Anzahl der Halbsinus-Lenkausschläge, der Eigenfrequenznähe der Halbsinus-Dauer und dem Lenkwinkelgradienten erhöht wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Erhöhung erfolgt, wenn die Anzahl der Halbsinus- Lenkausschläge einen Schwellenwert überschreiten und die Eigenfrequenznähe der Halbsinus-Dauer vorzugsweise im Bereich zwischen 0,8 und 1,6 Herz liegt.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der oder die Wanküberwachungszähler nach Maßgabe des Lenkwinkelgradienten und der Anzahl der Halbsinus- Lenkausschläge erniedrigt oder konstant gehalten wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Erniedrigung erfolgt, wenn die Anzahl der Halbsinus- Lenkausschläge einen Schwellenwert unterschreiten.

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der oder die Wanküberwachungszähler (33, 34) zurückgesetzt wird, wenn die Halbsinus-Lenkausschläge während einer Zeitdauer (t₁) den Schwellenwert nicht überschreiten oder wenn während der Zeitdauer (t₂) eine Geradeausfahrt detektiert wird.

7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der ESP Eingriff modifiziert wird.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Fahrdynamikregelung bei einem nach ESP Kriterien noch stabilen Fahrverhalten eines Fahrzeugs nach Maßgabe einer Begrenzung einer Eingangsgröße, vorzugsweise des Reibwerts, eines die Fahreigenschaften bestimmenden Referenzmodells, insbesondere des linearen Einspurmodells, in die Regelung eintritt.