DE19964032A1

DE19964032A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Stabilisierung eines Fahrzeuges

Info

Publication number: DE19964032A1
Application number: DE1999164032
Authority: DE
Inventors: Johannes Sartorius
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1999-12-30
Filing date: 1999-12-30
Publication date: 2001-07-05

Abstract

Das erfindungsgemäße Verfahren betrifft ein Verfahren zur Stabilisierung eines Fahrzeuges. Bei diesem Verfahren wird zur Stabilisierung des Fahrzeuges eine Querdynamikgröße, die die Querdynamik des Fahrzeuges beschreibt, geregelt. Die Regelung der Querdynamikgröße wird so durchgeführt, daß der Schwimmwinkel des Fahrzeuges auf einen vorgegebenen Wert begrenzt wird. Durch eine Vorgabe des Fahrers wird die Regelung der Querdynamikgröße so verändert, daß ein größerer Schwimmwinkel als der vorgegebene Wert zugelassen wird.

Description

Stand der Technik

Verfahren und Vorrichtungen zur Stabilisierung eines Fahr zeuges sind aus dem Stand der Technik in vielerlei Modifika tionen bekannt.

Aus der in der Automobiltechnischen Zeitschrift (ATZ) 96, 1994, Heft 11, auf den Seiten 674 bis 689 erschienenen Ver öffentlichung "FDR - Die Fahrdynamikregelung von Bosch" ist beispielsweise ein Verfahren bzw. eine Vorrichtung zur Rege lung der Gierrate eines Fahrzeuges bekannt. Hierzu wird die gemessene Gierrate mit einem Sollwert für die Gierrate ver glichen, wobei eine Regelabweichung für die Gierrate ermit telt wird. In Abhängigkeit dieser Regelabweichung werden u. a. Sollschlupfänderungen ermittelt, aus denen die an den einzelnen Rädern einzustellenden Sollschlupfwerte abgeleitet werden. In Abhängigkeit der Sollschlupfwerte und den ermit telten Istschlupfwerten werden die den einzelnen Rädern zu geordneten Aktuatoren zur Einstellung der Sollschlupfwerte angesteuert. Unterstützend können auch Motoreingriffe zur Reduzierung des vom Motor abgegebenen Motormoments durchge führt werden. Vor allem durch die fahrerunabhängigen radin dividuellen Bremseneingriffe wird ein Giermoment auf das Fahrzeug aufgebracht, durch welches sich die Istgierrate des Fahrzeuges an den Sollwert für die Gierrate annähert. Neben der Regelung der Gierrate enthält das in dieser Veröffentli chung vorgestellte Regelkonzept auch eine Begrenzung des Schwimmwinkels des Fahrzeugs. Die Begrenzung des Schwimmwin kels wird deshalb durchgeführt, daß es bei der Regelung der Gierrate nicht zu einer Instabilität des Fahrzeugs kommt. Der Inhalt der Veröffentlichung "FDR - Die Fahrdynamikrege lung von Bosch" soll hiermit in die Beschreibung aufgenommen und somit Teil der Beschreibung sein.

Die Begrenzung des Schwimmwinkels stellt für sportliche Fah rer eine Beschränkung dar, die von diesen Fahrern u. U. als störend empfunden wird.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, beste hende Verfahren bzw. Vorrichtungen zur Stabilisierung eines Fahrzeuges dahingehend zu modifizieren, daß eine sportliche Fahrweise zugelassen wird.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 bzw. durch die des Anspruchs 2 gelöst.

Vorteile der Erfindung

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren handelt es sich um ein Verfahren zur Stabilisierung eines Fahrzeuges, bei dem zur Stabilisierung des Fahrzeuges eine Querdynamikgröße, die die Querdynamik des Fahrzeuges beschreibt, geregelt wird. Die Regelung der Querdynamikgröße wird so durchgeführt, daß der Schwimmwinkel des Fahrzeuges auf einen vorgegebenen Wert be grenzt wird.

Vorzugsweise handelt es sich um solch ein Verfahren, wie es in der vorstehend aufgeführten Veröffentlichung "FDR - Die Fahrdynamikregelung von Bosch" beschrieben ist. Folglich handelt es sich bei der Querdynamikgröße um die Gierrate des Fahrzeuges. Alternativ kann jedoch auch die Querbeschleuni gung des Fahrzeuges geregelt werden.

Das in der Veröffentlichung "FDR - Die Fahrdynamikregelung von Bosch" beschriebene Verfahren wird nachfolgend als kon ventionelle Fahrdynamikregelung bezeichnet.

Zur Lösung der Aufgabe wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß durch eine Vorgabe des Fahrers die Regelung der Querdy namikgröße so verändert wird, daß ein größerer Schwimmwinkel als der vorgegebene Wert zugelassen wird. D. h. die konven tionelle Fahrdynamikregelung wird so abgeändert, daß nach einer Vorgabe des Fahrers größere Schwimmwinkel zugelassen werden. Mit anderen Worten: Zu den Einzelradbremseneingrif fen soll ein größerer Schwimmwinkel aktiv eingestellt wer den.

Die Regelung kann in vielfältiger Weise verändert werden. So kann beispielsweise der vorgegebene Wert erhöht werden. Oder es kann ein zweiter vorgegebener Wert verwendet werden, der größer ist als der, der der unveränderten Regelung zugrunde liegt. Oder die Begrenzung des Schwimmwinkels kann aufgeho ben werden.

Bei der konventionellen Fahrdynamikregelung ist der Schwimm winkel für gewöhnlich auf einen Wert von 15° begrenzt. Durch die Veränderung der Regelung werden für den Schwimmwinkel Werte zugelassen, die größer als 15° sind.

Handelt es sich bei dem Fahrzeug, welches mit einer Fahrdy namikregelung ausgestattet ist, um ein heckgetriebenes Fahr zeug, so wird zusätzlich zu der Veränderung der Regelung an den Hinterrädern ein Vortriebsmoment erzeugt. D. h. die Hin terräder des Fahrzeuges werden angetrieben. Durch den ver größerten Schwimmwinkel und die angetriebenen Hinterräder entsteht eine Kraftkomponente in Richtung Kurvenmitte, die einen kleineren Kurvenradius ermöglicht, als dies bei der konventionellen Fahrdynamikregelung der Fall ist. Dadurch wird ein Fahrweise zugelassen, welche beispielsweise aus dem Rallyesport bekannt ist, d. h. der Fahrer kann im Powerslide um eine Kurve fahren.

Handelt es sich bei dem Fahrzeug um ein frontgetriebenes Fahrzeug, so wird in diesem Fall lediglich eine Veränderung der Regelung durchgeführt.

Handelt es sich bei dem Fahrzeug um ein allradgetriebenes Fahrzeug, so sind beliebige Eingriffe an den Rädern, d. h. Eingriffe mit denen ein Bremsmoment oder ein Vortriebsmoment erzeugt wird, möglich.

Durch das aktive Vergrößern des Schwimmwinkels und das akti ve Antrieben der Hinterräder können engere Kurven bzw. Kur ven schneller durchfahren werden. Dies würde u. a. einen Ein satz im Motorsport ermöglichen. Ebenso kann durch das erfin dungsgemäße Verfahren bzw. durch die erfindungsgemäße Vor richtung ein aktives Ausweichen ermöglicht.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann bei verschiedenen Brem sanlagen zum Einsatz kommen. Beispielsweise bei einer hy draulischen oder elektrohydraulischen, einer pneumatischen oder elektropneumatischen oder aber einer elektromechani schen Bremsanlage.

Weitere Vorteile sowie vorteilhafte Ausgestaltungen können der Zeichnung sowie der Beschreibung des Ausführungsbei spiels entnommen werden.

Zeichnung

Die Zeichnung besteht aus den Fig. 1 und 2. Fig. 1, die sich aus den beiden Teilfiguren 1a und 1b zusammensetzt, zeigt in einer Prinzipdarstellung den Unterschied zwischen einer konventionellen Fahrdynamikregelung und der erfin dungsgemäßen modifizierten Fahrdynamikregelung. Figur zeigt mit Hilfe eines Blockdiagramms den Ablauf des erfindungsge mäßen Verfahrens.

Ausführungsbeispiel

In Fig. 1a ist die Kurvenfahrt eines mit einer konventio nellen Fahrdynamikregelung ausgestatteten Fahrzeug darge stellt. Mit 1) ist der Wunschkurs des Fahrers dargestellt. 2) stellt den mit Hilfe der konventionellen Fahrdynamikrege lung erreichbaren schleuderfreien Fahrzeugkurs dar. Mit 3) ist der Schwimmwinkel des Fahrzeuges bezeichnet. Wie Fig. 1a zu entnehmen ist, beschreibt der Schwimmwinkel die Abwei chung zwischen der Fahrzeuglängsachse und der Fahrtrichtung des Fahrzeuges.

In Fig. 1b ist die Kurvenfahrt eines mit erfindungsgemäß modifizierten Fahrdynamikregelung ausgestatteten Fahrzeug dargestellt. Die Bezeichnungen 1) bis 3) entsprechen den der Fig. 1a. Mit 4) ist die auf die Hinterräder aufgebrachte Vortriebskraft bezeichnet. Wie Fig. 1b zu entnehmen ist, ist der Schwimmwinkel des Fahrzeuges vergrößert. Durch den größeren Schwimmwinkel und die angetriebenen Hinterräder wird eine Kraft in Richtung Kurvenmitte erzeugt. Dadurch kann das Fahrzeug dem Fahrerwunsch besser folgen.

Im folgenden wird auf Fig. 2 eingegangen. Die obere Zeile stellt das Fahrzeug dar. Im zugrundeliegenden Ausführungs beispiel verfügt das Fahrzeug über eine Bremshydraulik und über eine Motorsteuerung als Stellglieder. Anstelle der Hy draulik wäre auch eine Ausstattung des Fahrzeuges mit einer pneumatischen Bremsanlage bzw. mit einer elektromechanischen Bremsanlage denkbar. Am Fahrzeug werden verschiedene Größen erfaßt. Hierbei handelt es sich um die Raddrehzahlen, die auf das Fahrzeug wirkende Querbeschleunigung, der vom Fahrer eingestellte Lenkwinkel, die Gierrate bzw. Giergeschwindig keit des Fahrzeuges, das Fahrervorgabemotormoment, das Motor istmoment und den Bremsdruck. Beim Bremsdruck handelt es sich zum einen um den vom Fahrer eingestellten Vordruck und um die Drücke in den einzelnen Radbremszylindern. Die vor stehend aufgeführten Größen werden teilweise mit Hilfe von Sensoren ermittelt, teilweise werden sie unter Verwendung mathematischer Modelle bzw. Schätzverfahren ermittelt.

Ferner ist das Fahrzeug mit einem Schalter "Powerslide Ein/Aus-Schalter" ausgestattet, mit dem die erfindungsgemäße Veränderung der Regelung durch den Fahrer aktiviert werden kann. D. h. die Betätigung dieses Schalters entspricht der Vorgabe des Fahrers, mit der die Regelung der Querdynamik größe so verändert wird, daß ein größerer Schwimmwinkel als der vorgegebene Wert zugelassen wird. Durch die Betätigung dieses Schalters tut der Fahrer seinen Wunsch nach Powerslide ein bzw. aus, kund.

Die untere Zeile stellt eine Fahrdynamikregelung dar, die so erweitert ist, daß sie erfindungsgemäß als modifizierte Fahrdynamikregelung betrieben werden kann. Dieser Fahrdyna mikregelung werden die vorstehend aufgeführten Meßgrößen zu geführt. In Abhängigkeit dieser Meßgrößen und dem der Fahr dynamikregelung zugrundeliegenden Regelungskonzept, werden verschiedene Ansteuersignale zur Durchführung der kombinier ten Motorantriebs- und/oder Bremseneingriffen an den einzel nen Rädern erzeugt.

In der Fahrdynamikregelung wird zunächst in einer Abfrage überprüft, ob der Fahrer den vorstehend genannten Schalter betätigt hat. Wurde dieser Schalter nicht betätigt, was gleichbedeutend damit ist, daß der Fahrer keine modifizierte Fahrdynamikregelung und somit eine konventionelle Fahrdyna mikregelung wünscht, so wird zu dem Schritt gesprungen. Es wird die konventionelle Fahrdynamikregelung durchgeführt, bei der Schwimmwinkel beispielsweise auf 15° begrenzt ist.

Wird festgestellt, daß der Fahrer den Schalter betätigt hat, was gleichbedeutend damit ist, daß der Fahrer anstelle einer konventionellen Fahrdynamikregelung eine modifizierte Fahr dynamikregelung wünscht, so wird zunächst eine Fahrertyper kennung bzw. eine Erkennung der Fahrweise des Fahrers durch geführt. Hierzu kann beispielsweise die Betätigung des Fahr pedals durch den Fahrer ausgewertet werden. über es wird der vom Fahrer eingestellte Lenkwinkel sowie die auf das Fahr zeug wirkende Querbeschleunigung ausgewertet. Dies hat fol genden Hintergrund: Je sportlicher die Fahrweise ist und je schneller und enger die Kurvenfahrt ist, umso stärker wird die Begrenzung des Schwimmwinkels aufgehoben bzw. zurückge nommen, d. h. umso stärker fällt der Powerslide bei der Fahrt aus. Mit dieser Abfrage wird eine variable Stufung bzgl. des zugelassenen Schwimmwinkels realisiert.

Wird ein konventioneller, d. h. eher nicht sportlicher Fahrer festgestellt, so bleibt die Begrenzung des Schwimmwinkels wie unter 1) ausgeführt aufrechterhalten.

Wird ein eher sportlicher Fahrer, was sich durch kleine Kur venradien und große Kurvengeschwindigkeiten äußert, festge stellt, so wird ein größerer Schwimmwinkel zugelassen, d. h. der Powerslide wird aktiviert. Zunächst wird das kurveninne re Hinterrad gebremst und gleichzeitig das kurvenäußere Hin terrad aktiv angetrieben. Diese Eingriffe bewirken in ver tretbaren Grenzen eine Instabilität an der Hinterachse und ein Drehmoment um den Fahrzeugschwerpunkt in Richtung Kur venmitte. Durch diese Maßnahmen wird der Schwimmwinkel ver größert.

Durch das aktive Antreiben - soll ein großer Schwimmwinkel realisiert werden, so können auch beide Hinterräder gleich zeitig angetrieben werden - wird eine Kraft zum Kurvenmit telpunkt erzeugt, durch die ein kleinerer Kurvenradius rea lisiert wird. Dies ähnelt einer Rallyefahrt.

Der Fig. 2 liegt ein heckgetriebenes Fahrzeug zugrunde. In entsprechend abgewandelter Form ist der erfindungsgemäße Ge genstand auch bei einem frontgetriebenen oder einem Allrad fahrzeug anwendbar.

Durch den zugelassenen größeren Schwimmwinkel ist die von den Hinterrädern aufgebrachte Kraft nicht in Fahrzeuglängs richtung sondern zum Kurvenmittelpunkt hin gerichtet. Da durch können engere Radien gefahren werden.

Die in der Beschreibung und in der Zeichnung gewählte Form der Darstellung soll keine einschränkende Wirkung haben.

Claims

1. Verfahren zur Stabilisierung eines Fahrzeuges, bei dem zur Stabilisierung des Fahrzeuges eine Querdynamik größe, die die Querdynamik des Fahrzeuges beschreibt, gere gelt wird,
wobei die Regelung der Querdynamikgröße so durchgeführt wird, daß der Schwimmwinkel des Fahrzeuges auf einen vorge gebenen Wert begrenzt wird,
dadurch gekennzeichnet,
daß durch eine Vorgabe des Fahrers die Regelung der Querdy namikgröße so verändert wird, daß ein größerer Schwimmwinkel als der vorgegebene Wert zugelassen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Veränderung der Regelung der vorgegebene Wert erhöht wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Veränderung der Regelung ein zweiter vorgegebe ner Wert verwendet wird, der größer ist als der, der der un veränderten Regelung zugrunde liegt.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Veränderung der Regelung die Begrenzung des Schwimmwinkels aufgehoben wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich an den Hinterrädern ein Vortriebsmoment er zeugt wird.

6. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1.