DE10325182A1 - Adjusting braking or drive moment acting on wheel in motor vehicle involves regulating longitudinal force or parameter derived from it depending on detected driver's intentions - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Einstellen des an einem Rad wirkenden Brems- oder Antriebsmoments gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1, sowie eine entsprechende Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 7.The The invention relates to a method for adjusting the on a wheel acting braking or driving torque according to the preamble of the claim 1, and a corresponding device according to the preamble of the claim 7th
Moderne Kraftfahrzeuge umfassen i.d.R. eine ganze Reihe von Systemen, die durch Vorgabe von Bremsmoment oder Antriebsmoment auf den Fahrbetrieb einwirken. Dazu zählen insbesondere Fahrdynamikregelungen, worunter im folgenden alle in den Fahrbetrieb eingreifenden Systeme, wie z.B. ESP (elektronisches Stabilitätsprogramm), ASR (Antriebsschlupfregelung), ABS (Antiblockiersystem), etc. verstanden werden, und Systeme zur Bremskraftverteilung verstanden werden.modern Motor vehicles usually include a whole host of systems that by specifying braking torque or drive torque for driving operation act. These include in particular driving dynamics controls, including all in the following systems that intervene in driving operations, e.g. ESP (electronic Stability Program) ASR (traction control system), ABS (anti-lock braking system), etc. understood be understood, and systems for braking force distribution are understood.
Eine Fahrdynamikregelung regelt den Radschlupf durch Vorgabe von Soll-Bremsdruck. Der CP-Wert einer Radbremse, d.h. das Verhältnis zwischen dem an der Radbremse ausgeübten Bremsdruck und der am Rad tatsächlich wirkenden Bremskraft ist in der Regel konstant. Bremsdruck und Bremskraft sind also in der Regel proportional zueinander. Diese Proportionalität wird in der Praxis aber durch verschiedene Einflußgrößen gestört. So ist die Bremskraft beispielsweise abhängig vom Verschleiß der Bremse und kann insbesondere bei hohen Temperaturen durch sogenanntes Fading (die Bremse schmiert) nachlassen. Durch Vorgabe eines bestimmten Bremsdrucks kann die gewünschte Bremswirkung daher nicht erreicht werden. Weitere Störeinflüsse können sich beispielsweise durch ein zusätzliches Moment des Antriebsstranges ergeben.A Driving dynamics control regulates wheel slip by specifying the target brake pressure. The CP value of a wheel brake, i.e. the ratio between that on the wheel brake exerted Brake pressure and that on the wheel actually acting braking force is usually constant. Brake pressure and braking force are usually proportional to each other. This proportionality is in but in practice disturbed by various factors. For example, the braking force dependent from the wear of the Brake and can especially at high temperatures by so-called Reduce fading. By specifying a specific one Brake pressure can be the one you want Braking effect can therefore not be achieved. Other interferences can arise, for example with an additional Result of the drive train torque.
Bei bekannten Fahrdynamikregelungen und Bremskraftverteilungssystemen werden die genannten Störeinflüsse nicht berücksichtigt. Die Bremsdruckeinstellung ist daher unter den genannten Störeinflüssen nicht optimal.at known driving dynamics controls and braking force distribution systems the mentioned interferences are not considered. The brake pressure setting is therefore not under the mentioned interference optimal.
Auch Systeme zur Regelung des Antriebsmoments unterliegen Störeinflüssen in der Übertragungsstrecke zwischen Verbrennungsmotor und Rad. Motormoment und Antriebsmoment sind daher nicht immer proportional zueinander. Die Regelung ist somit ungenau.Also Systems for controlling the drive torque are subject to interference in the transmission path between internal combustion engine and wheel. Engine torque and drive torque are therefore not always proportional to one another. The scheme is therefore inaccurate.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, derartige Störeinflüsse zu kompensieren.It is therefore the object of the present invention to compensate for such interference.
Gelöst wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung durch die im Patentanspruch 1 sowie im Patentanspruch 7 angegebenen Merkmale. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand von Unteransprüchen.Is solved this object according to the invention by the specified in claim 1 and in claim 7 Characteristics. Further embodiments of the invention are the subject of subclaims.
Der wesentliche Gedanke der Erfindung besteht darin, die an einem Rad tatsächlich wirkende Längskraft mittels einer Radkraft messenden Sensorik zu messen, um eine Aussage über die Bremswirkung der Radbremse bzw. das tatsächlich wirkende Antriebsmoment zu erhalten, und das Ergebnis in einer Regelung zu nutzen. Dadurch wird es möglich, z.B. eine wesentlich genauere Schlupfregelung durchzuführen und die genannten Störeinflüsse zu kompensieren.The essential idea of the invention is that on a wheel indeed acting longitudinal force to measure by means of a wheel force sensor system in order to make a statement about the Braking effect of the wheel brake or the actually acting drive torque to get and use the result in a scheme. Thereby it becomes possible e.g. carry out a much more precise slip control and to compensate for the disturbances mentioned.
Bei der Radkraft messenden Sensorik handelt es sich um eine Sensorik, die die am Rad wirkenden Kräfte unmittelbar misst und die beispielsweise am Radlager oder direkt am Reifen angeordnet sein kann.at the sensor measuring the wheel force is a sensor, the forces acting on the wheel measures directly and, for example, at the wheel bearing or directly can be arranged on the tire.
Gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung wird die gemessene Längskraft oder ein daraus abgeleiteter Momentenwert einem Regler als Istwert zugeführt. Die Längskraft bzw. das entsprechende Antriebs- bzw. Bremsmoment kann somit auf einen Sollwert geregelt werden. Die an der Radbremse bzw. am Antriebsstrang wirkenden Störeinflüsse können auf diese Weise eliminiert und das an einem Rad wirkende Bremsmoment oder Antriebsmoment genau eingestellt werden. Im Rahmen eines Bremskraftverteilungssystems oder einer Fahrdynamikregelung ist es somit möglich, den Bremsdruck derart einzustellen, dass die gewünschte Bremswirkung erreicht wird.According to one first embodiment of the invention is the measured longitudinal force or a derived one Torque value fed to a controller as actual value. The longitudinal force or the corresponding one Drive or braking torque can thus be regulated to a setpoint become. The disturbing influences acting on the wheel brake or on the drive train can occur this way and eliminates the braking torque acting on a wheel or drive torque can be set precisely. As part of a braking force distribution system or a vehicle dynamics control, it is thus possible to set the brake pressure in such a way that the one you want Braking effect is achieved.
Aus der Betätigung des Bremspedals kann z.B. ein Soll-Bremsmoment berechnet und mittels der Radkraft messenden Sensorik (RmS) das Ist-Bremsmoment gemessen werden. Der Regler kann nun die Differenz zwischen der Sollgröße und dem mittels RmS gemessenen Istwert ausregeln.Out of actuation the brake pedal can e.g. a target braking torque is calculated and by means of Sensor force measuring wheel force (RmS) the actual braking torque can be measured. The controller can now determine the difference between the setpoint and the Adjust the actual value measured by RmS.
Gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung wird die Längskraft gemessen und im Rahmen einer Fahrdynamikregelung zur Berechnung eines Sollwertes der Regelgröße genutzt. Bei Fahrdynamikregelungen, wie z.B. ESP, ASR, ABS, etc. wird üblicherweise der Radschlupf auf einen Sollwert geregelt. Der Sollschlupf ist dabei eine Funktion der am Rad wirkenden Längs-, Quer- und Normalkräfte. Diese Kräfte wurden bislang abgeschätzt und waren daher relativ ungenau. Bei Verwendung eines Längs-, Quer- und/oder Normalkraftsensors kann die entsprechende Größe direkt gemessen und zur Berechnung des Sollschlupfes genutzt werden.According to one another embodiment the invention is the longitudinal force measured and as part of a vehicle dynamics control for calculation a setpoint of the controlled variable. With vehicle dynamics controls, e.g. ESP, ASR, ABS, etc. is common the wheel slip is regulated to a setpoint. The target slip is a function of the longitudinal, transverse and normal forces acting on the wheel. This personnel have been estimated so far and were therefore relatively imprecise. When using a longitudinal, transverse and / or normal force sensor can be the appropriate size directly measured and used to calculate the target slip.
Bei
Geradeausbremsungen kann ein optimiertes Fahr- bzw. Bremsverhalten
erreicht werden, wenn wenigstens zwei Räder einer Achse, vorzugsweise
alle Räder
des Fahrzeugs, näherungsweise den
gleichen Längsschlupf
aufweisen. Dies ist erfüllt, wenn
das Verhältnis
aus Längskraft
und Normalkraft konstant ist und somit gilt:
Um
ein Ausbrechen des Fahrzeugs zu verhindern können einzelne Räder, insbesondere
die Räder
der Hinterachse, auch unterbremst werden. In diesem Fall wäre das Verhältnis aus
Längskraft
und Normalkraft an einem Hinterrad kleiner als an einem Vorderrad.
Für die
Konstante KV eines Vorderrades gilt:
Um auch bei Kurvenfahrt ein optimales Fahr- bzw. Bremsverhalten erreichen zu können, werden vorzugsweise die Radlängskraft FL und die Radquerkraft FQ gemessen und die entsprechenden Werte einem Regler zugeführt. Eine optimale Traktion ergibt sich, wenn das Verhältnis zwischen der in horizontaler Richtung wirkenden resultierenden Bremskraft (Wurzelterm) und der Normalkraft für jedes Rad gleich ist, wobei gilt: wobei FN,i die Normalkraft am Rad i, FL,i die Längskraft am Rad i und FQ,i die Querkraft bzw. die Seitenkraft am Rad i ist.In order to be able to achieve optimum driving or braking behavior even when cornering, the longitudinal wheel force F L and the lateral wheel force F Q are preferably measured and the corresponding values are fed to a controller. Optimal traction is obtained if the ratio between the resulting braking force (root term) acting in the horizontal direction and the normal force is the same for each wheel, whereby: where F N, i is the normal force on wheel i, F L, i is the longitudinal force on wheel i and F Q, i is the lateral force or the lateral force on wheel i.
Auch in diesem Fall können einzelne Räder, insbesondere die Hinterräder unterbremst werden.Also in this case individual wheels, in particular the rear wheels be slowed down.
Vorzugsweise wird auch die an den Rädern wirkende Normalkraft gemessen und der entsprechende Wert dem Regler zugeführt. Der Regelalgorithmus kann somit statische (durch Beladung des Fahrzeugs) und dynamische Laständerungen (durch Kurvenfahrt oder Bremsen) berücksichtigen und den Bremsdruck radindividuell anpassen. Dies erfolgt vorzugsweise unter der Bedingung, dass kein unerwünschtes Giermoment auftritt.Preferably will also be the one working on the wheels Normal force measured and the corresponding value fed to the controller. The Control algorithm can thus be static (by loading the vehicle) and dynamic load changes (by cornering or braking) and take into account the brake pressure Adapt individually to the bike. This is preferably done on the condition that no unwanted Yaw moment occurs.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird der Regelalgorithmus in Abhängigkeit von der mittels RmS gemessenen Längskraft korrigiert. Bei abgefahrener oder schlecht greifender Bremse stellt sich bei Vorgabe eines Bremsdrucks eine vergleichsweise zu geringe Bremswirkung ein. Die Regelung verzögert sich daher. Durch eine Korrektur des Regelalgorithmus kann z.B. die Verstärkung des Regelalgorithmus derart erhöht werden, dass eine schnellere Regelung erreicht wird.According to one another embodiment of the invention, the control algorithm is dependent on that using RmS measured longitudinal force corrected. If the brake is worn or grips poorly if a brake pressure is specified, it is comparatively too low Braking effect. The regulation is therefore delayed. By a Correction of the control algorithm can e.g. the reinforcement of the Control algorithm increased in this way faster regulation is achieved.
Der Regler ist vorzugsweise in der Lage, auf wenigstens ein Stellglied aus der Gruppe, bestehend aus einem Lenksteller, der Kupplung, dem Getriebe, der Bremse und/oder dem Motor des Fahrzeugs einzuwirken, um dem Fahrerwunsch (Bremsen, Beschleunigen, Kurvenfahrt) zu entsprechen.The Controller is preferably capable of at least one actuator from the group consisting of a steering actuator, the clutch, the The transmission, the brake and / or the engine of the vehicle to meet the driver's request (braking, accelerating, cornering).
Die Erfindung wird nachstehend anhand der beigefügten Zeichnungen beispielhaft näher erläutert. Es zeigen:The Invention is illustrated below with reference to the accompanying drawings explained in more detail. It demonstrate:
Das
elektrohydraulische Bremssystem umfasst einen Sensor
Bei
einer Bremsung wird in Abhängigkeit vom
Bremswunsch des Fahrers an den Bremsen
Die
tatsächliche
Bremskraft wird daher mittels einer Radkraft messenden Sensorik
Das
Steuergerät
Die
an den einzelnen Rädern
wirkende Radaufstandskraft bzw. Normalkraft FN wird
ebenfalls mittels der Radkraft messenden Sensorik
Bei
einer Kurvenfahrt wird der an den Rädern
In
diesem Fall werden vorzugsweise die Querkraft FQ,i,
die Längskraft
FL,i und die Normalkraft FN,i von
der Radkraft messenden Sensorik
Die
von der RmS
Alternativ kann auch der Regelalgorithmus der Fahrdynamikregelung an den aktuellen Bremsenzustand angepasst werden. Bei abgefahrener oder schlecht greifender Bremse stellt sich bei Vorgabe eines Bremsdrucks eine vergleichsweise zu geringe Bremswirkung ein. Die Regelung verzögert sich daher. Durch eine Korrektur des Regelalgorithmus können diese Störeinflüsse kompensiert werden. Die Korrektur kann beispielsweise durch Änderung einer Regelverstärkung oder der Dauer eines Regelzyklus (z.B. bei ABS) erfolgen.alternative can also the control algorithm of the vehicle dynamics control to the current Brake condition can be adjusted. In the case of crazy or bad gripping brake is set when a brake pressure is specified comparatively low braking effect. The regulation is therefore delayed. These disturbances can be compensated for by correcting the control algorithm become. The correction can be made, for example, by changing a control gain or the duration of a control cycle (e.g. with ABS).
Der
Regler
Die
an einem Rad
Neben
dem Längskraftsensor
umfasst die RmS vorzugsweise auch einen Normalkraftsensor, der die
Radaufstandskraft an den einzelnen Rädern
Bei einer Geradeausbremsung kann z.B. ein optimales Fahrverhalten erreicht werden, wenn alle Räder näherungsweise den gleichen Längsschlupf aufweisen. Dies wird erreicht, wenn der Quotient aus Längs- und Normalkraft für alle Räder gleich groß ist und somit gilt: wobei FN,i die Normalkraft am Rad i und FL,i die Längskraft am Rad i ist. Bei Kenntnis der an den Rädern wirkenden Normalkraft FN,i kann somit die optimale Bremskraft FL radindividuell eingestellt werden. Dies erfolgt unter der Nebenbedingung, dass die Summe aller Längskräfte FL,i gleich dem gewünschten Gesamt-Antriebs- bzw. Bremskraft entspricht.In the case of straight braking, for example, optimum driving behavior can be achieved if all of the wheels have approximately the same longitudinal slip. This is achieved if the quotient of longitudinal and normal force is the same for all wheels and the following therefore applies: where F N, i is the normal force on wheel i and F L, i is the longitudinal force on wheel i. If the normal force F N, i acting on the wheels is known, the optimum braking force F L can thus be set individually for the wheel. This takes place under the secondary condition that the sum of all longitudinal forces F L, i corresponds to the desired total drive or braking force.
Wahlweise kann die Hinterachse auch unterbremst werden, um das Fahrzeug zusätzlich zu stabilisieren und ein Übersteuern zu verhindern.Optional the rear axle can also be braked to add to the vehicle stabilize and oversteer to prevent.
Das
Wunsch-Giermoment und die Wunsch-Querbeschleunigung werden in Block
Die
Radkraft messende Sensorik
Bei einer Bremsung des Fahrzeugs bei Kurvenfahrt ist es dadurch möglich, die an den einzelnen Rädern wirkenden Bremskräfte optimal, radindividuell einzustellen. Vorzugsweise werden die Bremsmomente an den einzelnen Rädern derart eingestellt, dass das Verhältnis zwischen der Horizontalkraft und der Normalkraft an jedem Rad gleich ist.at braking of the vehicle when cornering, it is possible to on the individual wheels acting braking forces optimal, individual setting for the bike. The braking torques are preferred on the individual wheels set so that the ratio between the horizontal force and the normal force on each wheel is the same.
Unter
Berücksichtigung
einer gemessenen Normalkraft FN,i kann die
Horizontalkraft durch Betätigung
eines der Stellglieder
- 11
- Bremspedalbrake pedal
- 22
- BremswertgeberBrake signal transmitter
- 33
- Steuergerätcontrol unit
- 44
- Hydroaggregathydraulic unit
- 5a–5d5a-5d
- Räderbikes
- 66
- Bremsebrake
- 77
- Radkraft messende Sensorikwheel force measuring sensors
- 1010
- Gaspedalsensoraccelerator sensor
- 1111
- BremswertgeberBrake signal transmitter
- 1212
- Wunschmomentdesired torque
- 1313
- Reglerregulator
- 1414
- Kupplungclutch
- 1515
- Getriebetransmission
- 1616
- Verbrennungsmotorinternal combustion engine
- 1717
- Bremsebrake
- 1818
- Fahrzustanddriving condition
- 1919
- Radkraft messende Sensorikwheel force measuring sensors
- 2020
- Lenkstellersteering actuator
- 2121
- LenkradwinkelsensorSteering wheel angle sensor
- 2222
- Fahrzustands-SensorikDriving condition sensor
- 2323
- Wunsch-Giermoment und -QuerbeschleunigungDesired yaw moment and lateral acceleration
- FL F L
- Längskraftlongitudinal force
- FN F N
- Normalkraftnormal force
- FQ F Q
- Querkraftlateral force
Claims (10)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE2003125182 DE10325182A1 (en) | 2003-06-04 | 2003-06-04 | Adjusting braking or drive moment acting on wheel in motor vehicle involves regulating longitudinal force or parameter derived from it depending on detected driver's intentions |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE2003125182 DE10325182A1 (en) | 2003-06-04 | 2003-06-04 | Adjusting braking or drive moment acting on wheel in motor vehicle involves regulating longitudinal force or parameter derived from it depending on detected driver's intentions |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE10325182A1 true DE10325182A1 (en) | 2004-12-23 |
Family
ID=33482473
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE2003125182 Withdrawn DE10325182A1 (en) | 2003-06-04 | 2003-06-04 | Adjusting braking or drive moment acting on wheel in motor vehicle involves regulating longitudinal force or parameter derived from it depending on detected driver's intentions |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE10325182A1 (en) |
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2003
- 2003-06-04 DE DE2003125182 patent/DE10325182A1/en not_active Withdrawn
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Date | Code | Title | Description |
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8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |