DE10338656A1 - Method for coordinating a vehicle dynamics control system with a differential system - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Fahrzeug mit einem Fahrdynamikregelungssystem (1, 3, 4) und einem Differentialsystem (2, 5), das eine Differentialkupplung (5) aufweist, mit der ein vom Fahrzeugmotor geliefertes Antriebsmoment auf mehrere Räder (6a, 6b) variabel verteilt werden kann. Zur Anpassung des Fahrdynamikregelungssystems (1, 3, 4) an das Differentialsystem (2, 5) wird vorgeschlagen, einem Steuergerät (1) des Fahrdynamikregelungssystems (1, 3, 4) eine Information über den Kopplungsgrad (K) der Differentialkopplung (5) zuzuführen, die bei der Fahrdynamikregelung berücksichtigt werden kann.The invention relates to a vehicle having a vehicle dynamics control system (1, 3, 4) and a differential system (2, 5) having a differential clutch (5) with which a drive torque supplied by the vehicle engine is distributed variably to a plurality of wheels (6a, 6b) can. To adapt the vehicle dynamics control system (1, 3, 4) to the differential system (2, 5), it is proposed to provide information to a control unit (1) of the vehicle dynamics control system (1, 3, 4) about the degree of coupling (K) of the differential coupling (5) , which can be taken into account in the vehicle dynamics control.
Description
Die Erfindung betrifft ein Fahrdynamikregelungssystem für ein Fahrzeug mit einem Differentialsystem gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1, sowie ein entsprechendes Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 6.The The invention relates to a vehicle dynamics control system for a vehicle with a differential system according to the preamble of claim 1, and a corresponding method according to the preamble of Patent claim 6.
Fahrdynamikregelungssysteme, worunter im folgenden alle durch Betätigung von Bremse oder Antrieb in den Fahrbetrieb eingreifenden Einrichtungen, wie z.B. ABS (Antiblockiersystem), ASR (Antriebsschlupfregelung), ESP (elektronisches Stabilitätsprogramm) oder MSR (Motorschleppmomentenregelung), verstanden werden, dienen insbesondere zur Verbesserung der Kontrollierbarkeit von Kraftfahrzeugen in Grenzsituationen. Dabei ist es das Ziel einer Fahrdynamikregelung, das Fahrverhalten des Fahrzeugs unter Berücksichtigung der Fahrbedingungen (Fahrbahnzustand, Reifen, etc.) möglichst genau an den Fahrerwunsch anzupassen.Vehicle dynamics control systems, in the following, all by operation of brake or drive in-vehicle intervening devices, e.g. ABS (Anti-lock Braking System), ASR (traction control), ESP (Electronic Stability Program) or MSR (Engine Drag Torque Control) in particular, to improve the controllability of motor vehicles in borderline situations. It is the goal of a vehicle dynamics control, the driving behavior of the vehicle taking into account the driving conditions (Road condition, tires, etc.) as closely as possible to the driver's request adapt.
Moderne Fahrzeuge umfassen neben einem Fahrdynamikregelungssystem oftmals auch ein geregeltes Differentialsystem, mit dem das vom Fahrzeugmotor gelieferte Antriebsmoment variabel auf die Räder verteilt werden kann. Das Antriebsmoment kann somit beispielsweise zwischen dem linken und rechten Rad der angetriebenen Achse oder zwischen Vorder- und Hinterachse beliebig verteilt werden.modern Vehicles often include besides a vehicle dynamics control system also a regulated differential system with which the vehicle engine delivered drive torque can be variably distributed to the wheels. The Drive torque can thus, for example, between the left and right wheel of the driven axle or between front and rear axle be distributed arbitrarily.
Einige Fahrzeuge, insbesondere Sportautos oder allradgetriebene Fahrzeuge, umfassen ein Differentialsystem, bei dem die maximale Differenzgeschwindigkeit zwischen dem linken, und rechten angetriebenen Rad auf einen Maximalwert begrenzt ist. Auf diese Weise kann zum Beispiel ein übersteuerndes Fahrverhalten des Fahrzeugs auf einen Maximalwert begrenzt werden.Some Vehicles, in particular sports cars or four-wheel drive vehicles, include a differential system where the maximum differential speed between the left, and right driven wheel to a maximum value is limited. In this way, for example, an oversteer Driving behavior of the vehicle to be limited to a maximum value.
Differentialsysteme umfassen üblicherweise eine Differentialkupplung, z. B. in Form eines Differentialgetriebes oder einer elektronisch angesteuerten Differentialkupplung, dessen bzw. deren Kopplungsfaktor verstellt werden kann. Mit letzteren ist es möglich, den Kopplungsfaktor durch entsprechende elektrische Ansteuerung in Echtzeit zwischen 0% (die Antriebskraft wird nur in eine Richtung übertragen) und 100 (die Antriebskraft wird gleichmäßig verteilt) zu ändern.differential systems usually include a differential clutch, z. B. in the form of a differential gear or an electronically controlled differential clutch whose or whose coupling factor can be adjusted. With the latter Is it possible, the coupling factor by appropriate electrical control in real time between 0% (the driving force is transmitted in one direction only) and 100 (the driving force is evenly distributed) to change.
Falls der Kopplungsfaktor im normalen Fahrbetrieb des Fahrzeugs geändert wird, verändert sich jedoch auch das Eigenlenkverhalten des Fahrzeugs. Das Fahrzeug zeigt je nach Einstellung des Kopplungsfaktors somit entweder ein mehr übersteuerndes oder ein mehr untersteuerndes Fahrverhalten gegenüber dem Passivzustand. Dies hat erhebliche Auswirkungen auf das Fahrdynamikregelungssystem.If the coupling factor is changed during normal vehicle operation, changed However, also the self-steering behavior of the vehicle. The vehicle shows either depending on the setting of the coupling factor more oversteer or a more understeering driving behavior compared to the passive state. This has a significant impact on the vehicle dynamics control system.
Fahrdynamikregelungssysteme bzw. deren Algorithmen sind üblicherweise auf ein festes Eigenlenkverhalten des jeweiligen Fahrzeugtyps abgestimmt und berechnen auf der Grundlage vorgegebener Parameter ein Sollverhalten des Fahrzeugs, wie beispielsweise eine Soll-Giergeschwindigkeit. Eine durch das Differential bewirkte Veränderung im Eigenlenkverhalten des Fahrzeugs kann somit zu fehlerhaften Bremseingriffen des Fahrdynamikregelungssystems führen, wenn das Istverhalten des Fahrzeugs vom berechneten Sollverhalten zu stark abweicht.Vehicle dynamics control systems or their algorithms are common matched to a fixed self-steering behavior of each vehicle type and calculate a target behavior based on predetermined parameters of the vehicle, such as a desired yaw rate. A differential caused by the change in self-steering behavior The vehicle can thus lead to faulty brake interventions of the vehicle dynamics control system to lead, if the actual behavior of the vehicle from the calculated target behavior too different.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Koordination eines Fahrdynamikregelungssystems mit einem Differentialsystem, sowie eine entsprechende Vorrichtung zu schaffen, bei dem bzw. der die ordentliche Funktion des Fahrdynamikregelungssystems auch bei einer Änderung des Eigenlenkverhaltens sichergestellt ist.It is therefore the object of the present invention, a method for coordinating a vehicle dynamics control system with a differential system, and to provide a corresponding device in which or the the proper function of the vehicle dynamics control system also at a change the self-steering behavior is ensured.
Gelöst wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung durch die im Patentanspruch 1 sowie im Patentanspruch 6 angegebenen Merkmalen. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand von Unteransprüchen.Is solved this task according to the invention by the specified in claim 1 and in claim 6 Features. Further embodiments of the invention are the subject of dependent claims.
Ein wesentlicher Aspekt der Erfindung besteht darin, dem Fahrdynamikregelungssystem eine Information über den Kopplungsgrad der Differentialkupplung zuzuführen, die das Fahrdynamikregelungssystem bei der Durchführung einer Fahrdynamikregelung (wie z.B. ESP, ABS, TCS ...) berücksichtigen kann. Auf diese Weise kann das Fahrdynamikregelungssystem besser auf das Differentialsystem abgestimmt und somit fehlerhafte Bremseingriffe seitens des Fahrdynamikregelungssystems verhindert werden.One An essential aspect of the invention is the driving dynamics control system an information about to supply the degree of coupling of the differential clutch, the driving dynamics control system during execution vehicle dynamics control (such as ESP, ABS, TCS ...) can. In this way, the vehicle dynamics control system can better matched to the differential system and thus faulty braking interventions be prevented by the vehicle dynamics control system.
Bei der Information über den Kopplungsgrad der Differentialkupplung kann es sich um jede beliebige Information handeln, aus der sich das Übertragungsverhalten der Kupplung ermitteln lässt, wie beispielsweise ein Änderungswert, der absolute Kopplungsgrad bzw. Differentialsperrgrad, der Einrückweg oder eine beliebige andere Information.at the information about The degree of coupling of the differential clutch may be any Any information from which the transmission behavior of the clutch can be determined such as a change value, the absolute degree of coupling or differential locking degree, the Einrückweg or any other information.
Gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung wird die Information über den Kopplungsgrad dazu genutzt, um einen Algorithmus zur Berechnung einer oder mehrerer Sollwerte, wie z.B. der Soll-Giergeschwindigkeit oder eines Soll-Schwimmwinkels, an das geänderte Eigenlenkverhalten des Fahrzeugs anzupassen.According to one first embodiment The invention provides information about the degree of coupling used an algorithm to calculate one or more Setpoints, such as the desired yaw rate or a target slip angle, on the changed Adapt the self-steering behavior of the vehicle.
In einem Fahrdynamikregelungssystem mit Giergeschwindigkeitsregelung wird üblicherweise eine Soll-Giergeschwindigkeit berechnet, die von einer charakteristischen Geschwindigkeit vch abhängig ist, die wiederum vom Eigenlenkverhalten des Fahrzeugs abhängt. Die Berechnung der Soll-Giergeschwindigkeit erfolgt üblicherweise mittels der sogenannten Ackermann-Gleichung, die auch unter der Bezeichnung "Einspurmodell" bekannt ist. Mit Hilfe der vom Differentialsystem zugeführten Information über den Kopplungsgrad kann die charakteristische Geschwindigkeit vch entsprechend angepasst und somit eine zum aktuellen Eigenlenkverhalten passende Soll-Giergeschwindigkeit ermittelt werden.In a vehicle dynamics control system with yaw rate control, a desired yaw rate is usually calculated, which is dependent on a characteristic speed v ch , which in turn depends on the self-steering behavior of the vehicle. The calculation of the desired yaw rate is usually carried out by means of the so-called Ackermann equation, which is also known under the name "single track model". With the aid of the information about the degree of coupling supplied by the differential system, the characteristic speed v ch can be adjusted accordingly, and thus a desired yaw rate suitable for the current self-steering behavior can be determined.
Bei einem Fahrdynamikregelungssystem mit Schwimmwinkelregelung wird auch ein Sollwert für den Schwimmwinkel ermittelt. Der Soll-Schwimmwinkel kann ebenfalls mittels des Einspurmodells berechnet werden. Mit Hilfe der vom Differentialsystem gelieferten Information über den Kopplungsgrad lassen sich die Parameter zur Berechnung des Soll-Schwimmwinkels entsprechend anpassen.at a vehicle dynamics control system with float angle control is also a setpoint for determines the float angle. The target float angle can also be calculated using the Einspurmodells. With the help of the differential system supplied information about the degree of coupling can be the parameters for calculating the target slip angle adjust accordingly.
Gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung wird vorzugsweise eine Eingriffsschwelle der Fahrdynamikregelung in Abhängigkeit von der Information über den Kopplungsgrad geändert, insbesondere erhöht. Ein Regeleingriff der Fahrdynamikregelung erfolgt im letzteren Fall erst bei einer größeren Regeldifferenz der Regelgröße (z.B. Giergeschwindigkeit), wodurch insbesondere ungewollte Bremseingriffe vermieden werden können.According to one another embodiment The invention is preferably an intervention threshold of the vehicle dynamics control dependent on from the information about changed the degree of coupling, especially increased. A control intervention of the vehicle dynamics control takes place in the latter case only at a larger control difference the controlled variable (e.g. Yaw rate), whereby in particular unwanted brake interventions can be avoided.
Die vom Differentialsystem gelieferte Information über den Kopplungsgrad wird vorzugsweise auf Plausibilität hin überwacht. Somit kann eine falsche Anpassung des Fahrdynamikregelungssystems verhindert werden.The Information about the degree of coupling provided by the differential system becomes preferably for plausibility monitored. Thus, an incorrect adaptation of the vehicle dynamics control system be prevented.
Die Erfindung wird nachstehend anhand der beigefügten Zeichnungen beispielhaft näher erläutert. Es zeigen:The Invention will be exemplified below with reference to the accompanying drawings explained in more detail. Show it:
Das
Fahrdynamikregelungssystem
Bei Überschreiten
einer vorgegebenen Eingriffsschwelle, d.h. einer vorgegebenen Regeldifferenz, wird
beispielsweise die Bremse betätigt,
um das Gierverhalten des Fahrzeugs an einen Sollwert anzupassen und
somit das Fahrzeug zu stabilisieren, Das Differentialsystem
Bei
einer Veränderung
des Kopplungsgrades kann sich das Eigenlenkverhalten des Fahrzeugs ändern, das
je nach Einstellung entweder ein mehr übersteuerndes oder ein mehr
untersteuerndes Fahrverhalten zeigen. Um die Funktion des Fahrdynamikregelungssystems
Hierzu
wird dem ESP-Steuergerät
Die Information
K kann erstens dazu genutzt werden, die Berechnung einer Sollgröße, wie
z.B. der Soll-Giergeschwindigkeit
zu korrigieren. Die Soll-Giergeschwindigkeit
wird üblicherweise
nach der sogenannten Ackermann-Gleichung berechnet, die auch als "Einspurmodell" bezeichnet wird: This is done by the ESP control unit
The information K can firstly be used to correct the calculation of a desired value, such as the desired yaw rate. The desired yaw rate is usually calculated according to the so-called Ackermann equation, which is also referred to as "single track model":
Dabei
bezeichnet v die Fahrzeuggeschwindigkeit, δv den
Lenkwinkel, L den Radstand und vch einen Eigenlenkparameter
(charakteristische Geschwindigkeit). Die charakteristische Geschwindigkeit
vch ist dabei eine variable Größe, die
vom Eigenlenkverhalten des Fahrzeugs und somit vom Kopplungsgrad
K abhängt:
Die Berechnung der Soll-Giergeschwindigkeit kann somit mittels einer Information über den Kopplungsgrad an das jeweilige Eigenlenkverhalten des Fahrzeugs angepasst werden.The Calculation of the desired yaw rate can thus by means of a information about the degree of coupling to the respective self-steering behavior of the vehicle be adjusted.
Neben dieser Anpassung bei der Sollwert-Berechnung kann wahlweise oder zusätzlich auch eine Eingriffsschwelle des Giergeschwindigkeitsreglers auf geweitet werden, d.h. die Regelung erfolgt erst bei einer höheren Regelabweichung.Next This adjustment in the setpoint calculation can optionally or additionally also an intervention threshold of the yaw rate controller widened, i. the control only takes place at a higher control deviation.
Die
Eingriffsschwelle des Giergeschwindigkeitsreglers ist dabei vorzugsweise
eine Funktion des Kopplungsfaktors K:
Das
Differentialsystem
In
einem ersten Verfahrensschritt
Bei
einem plausiblen Wert K für
den Kopplungsfaktor wird in Schritt
In
Schritt
- 11
- ESP-SteuergerätESP control unit
- 22
- Differential-SteuergerätDifferential control device
- 33
- ESP-SensorikESP sensor
- 44
- ESP-AktuatorenESP actuators
- 55
- Differentialkupplungdifferential clutch
- 6a,6b6a, 6b
- Räderbikes
- 10–1610-16
- Verfahrensschrittesteps
- KK
- Kopplungsfaktorcoupling factor
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