DE4123234C1

DE4123234C1 -

Info

Publication number: DE4123234C1
Application number: DE4123234A
Authority: DE
Inventors: Adam Dr.-Ing. 7050 Waiblingen De Zomotor; Walter Dipl.-Ing. 7000 Stuttgart De Klinkner; Erich Dipl.-Ing. 7153 Weissach De Schindler; Frank-Werner Dipl.-Ing. 7300 Esslingen De Mohn; Thomas Dipl.-Ing. 7000 Stuttgart De Wohland
Original assignee: Mercedes Benz AG
Current assignee: Mohn Frank-Werner Dipl-Ing 71093 Weil Im De; SCHINDLER, ERICH, DIPL.-ING., 71554 WEISSACH, DE; Wohland Thomas Dipl-Ing 71334 Waiblingen De
Priority date: 1991-07-13
Filing date: 1991-07-13
Publication date: 1992-08-27
Anticipated expiration: 2011-07-14
Also published as: US5345385A; GB9214508D0; GB2258198A; IT1254409B; JP3245689B2; ITRM920488A1; GB2258198B; ITRM920488A0; FR2678879B1; FR2678879A1; JPH05213219A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Aus der DE 36 25 392 A1 ist bereits ein gattungsgemäßes Ver fahren zur Detektierung der Fahrsituation bzgl. des Gierver haltens des Fahrzeuges bekannt, wonach die Gierwinkelgeschwin digkeit µ_ist eines Fahrzeugs beispielsweise mittels eines faseroptischen Kreisels gemessen wird. Eine alternative Mög lichkeit zur Bestimmung des Istwertes der Gierwinkelgeschwin digkeit µ_ist ist dadurch gegeben, daß die Gierwinkelgeschwin digkeit µ_ist durch Verwendung mindestens eines Beschleuni gungssensors abgeleitet wird, der die Radialbeschleunigung des Fahrzeuges mißt. Weiterhin wird aus der gemessenen Geschwin digkeit des Fahrzeuges in Längsrichtung sowie dem gemessenen Lenkwinkel ein Sollwert der Gierwinkelgeschwindigkeit µ_soll abgeleitet. Dabei wird dann eine kritische Fahrsituation abge leitet, wenn der Istwert der Gierwinkelgeschwindigkeit µ_ist von dem Sollwert der Gierwinkelgeschwindigkeit µ_soll abweicht, d. h., wenn das Istverhalten des Fahrzeuges gegenüber dem Soll verhalten des Fahrzeuges abweicht. Diese detektierte Abweichung des Istverhaltens von dem Sollverhalten des Fahrzeuges wird dann verwendet, um die Abweichung des Istverhaltens des Fahr zeuges von dem Sollverhalten des Fahrzeuges zu minimieren, in dem ein automatischer Eingriff in die Lenkung erfolgt und/oder indem einzelne Räder des Fahrzeuges derart gebremst oder be schleunigt werden, daß die Abweichung minimiert wird.

Aus anderen Literaturstellen ist ein sogenanntes lineares Ein spurmodell eines Fahrzeuges bekannt (DE-Buch: Zomotor, Adam; Fahrwerktechnik: Fahrverhalten; Herausgeber: Jörnsen Reimpell; Würzburg: Vogel, 1987; 1. Auflage; ISBN 3-8023-0774-7, insbe sondere Seiten 99-127), mit dem beispielsweise aus gemessenen Werten der Fahrzeuggeschwindigkeit in Fahrzeuglängsrichtung und dem Lenkradwinkel bzw. den damit korrespondierenden Lenkwinkeln der Räder eine sich unter bestimmten Bedingungen einstellende Gierwinkelgeschwindigkeit µ_ist des Fahrzeuges ermittelt werden kann, die dann unter Zugrundelegung dieses Modells als Sollwert der Gierwinkelgeschwindigkeit µ_soll verwendet wird.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Detektierung der Fahrsitua tion bzgl. das Gierverhaltens des Fahrzeuges derart durchzu führen, daß möglichst frühzeitig und mit größtmöglicher Si cherheit Gierreaktionen des Fahrzeuges erkannt werden, die nicht mit dem Sollverhalten der Gierreaktion des Fahrzeuges übereinstimmen.

Diese Aufgabe wird bei einem gattungsgemäßen Verfahren zur Detektierung der Fahrsituation bzgl. des Gierverhaltens des Fahrzeuges erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst, wobei die Merkmale der Unteransprüche vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen kennzeichnen.

Weitere Vorteile der Erfindung gegenüber dem bekannten Stand der Technik bestehen darin, daß durch das frühzeitige Detektieren der Fahrsituation bzgl. des Gierverhaltens des Fahrzeuges bereits sehr frühzeitig instabile Fahrzustände er kannt werden können. Somit kann der Fahrzeugführer bereits sehr frühzeitig über das mögliche Auftreten instabiler Fahrzustände gewarnt werden bzw. es können sehr frühzeitig Eingriffe in Steuerungseinrichtungen des Fahrzeuges erfolgen, um instabile Fahrzustände bereits vor ihrem Auftreten verhindern zu können.

Mittels geeigneter Sensoren werden die Fahrzeuglängsgeschwindigkeit und der Lenkradwinkel bzw. der Lenkwinkel der Räder erfaßt. Diese Sensorsignale können dann einer Recheneinheit zugeführt werden, in der aus diesen Größen dann beispielsweise nach dem genannten linearen Einspurmodell eine von dem Fahrzeugführer gewünschte Gierwinkelgeschwindigkeit µ_soll des Fahrzeuges als Sollwert der Gierwinkelgeschwindigkeit µ_soll ermittelt werden kann. In der Recheneinheit erfolgt dann eine Detektion der Fahrsituation bzgl. des Gierverhaltens, indem der Istwert der Gierwinkelgeschwindigkeit µ_ist mit dem ermittelten Sollwert verglichen wird. Dabei wird nicht nur der Betrag der Differenz des Istwertes der Gierwinkelgeschwindigkeit µ_ist von dem Sollwert µ_soll betrachtet, sondern auch das Vorzeichen dieser Differenz sowie die zeitliche Ableitung dieser Differenz. Insbesondere durch die Berücksichtigung der zeitlichen Ableitung ist eine besonders frühzeitige Erkennung des möglichen Auftretens kritischer Fahrzustände möglich, so daß der Fahrzeugführer dann vor dem Eintreten dieser kritischen Fahrsituationen gewarnt werden kann. Ebenso ist es dann auch denkbar, bereits vor dem Eintreten dieses kritischen Fahrzustandes einen Eingriff beispielsweise in die Lenkung des Fahrzeuges bzw. in die Bremsen einzelner Räder so durchzuführen, daß die Tendenz zu einer Differenz zwischen dem Istwert der Gierwinkelgeschwindigkeit µ_ist und dem Sollwert der Gierwinkelgeschwindigkeit µ_soll bereits abgebaut wird, bevor ein kritischer Fahrzustand erreicht ist.

Anstelle der Bestimmung des Sollwertes der Gierwinkelgeschwindigkeit µ_soll mittels des genannten linearen Einspurmodells ist es ebenso möglich, diesen Sollwert aus einem einmal vermessenen Kennfeld zu bestimmen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird im folgenden näher be schrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine Darstellung der Sensoren und der Recheneinheit,

Fig. 2 eine Darstellung eines ersten Ablaufdiagrammes, nach dem der Fahrzustand detektiert werden kann,

Fig. 3 eine Darstellung eines zweiten Ablaufdiagrammes, nach dem der Fahrzustand detektiert werden kann und

Fig. 4 eine Darstellung eines dritten Ablaufdiagrammes, nach dem der Fahrzustand detektiert werden kann.

Wie aus Fig. 1 ersichtlich, wird der Recheneinheit 1 das Signal eines Sensors 2 zugeführt, das die Fahrzeuggeschwindigkeit re präsentiert. Dieser Sensor kann beispielsweise ein Drehzahl sensor sein, wie er bei bekannten Anti-Blockier-Systemen (ABS) Anwendung findet. Ebenso ist es möglich, daß der Sensor 2 meh reren Drehzahlsensoren verschiedener Räder entspricht, deren Signale gemittelt werden. Mittels eines Sensors 3 wird der Re cheneinheit 1 ein Signal zugeführt, das den Lenkradwinkel re präsentiert. Dieser Sensor 3 kann somit unmittelbar ein Lenk radwinkelsensor sein. Ebenso kann dieser Sensor 3 auch ein Sensor sein, der den Lenkwinkel eines der Räder des Fahr zeuges 10 oder einen Mittelwert der Lenkwinkel der Räder des Fahrzeuges 10 erfaßt. Weiterhin wird der Recheneinheit 1 das Signal wenigstens eines weiteren Sensors 4 zugeführt, mittels dem dann in der Recheneinheit der Istwert der Gierwinkelge schwindigkeit µ_ist gebildet werden kann. Dabei kann dieser Sensor 4 beispielsweise die Gierwinkelgeschwindigkeit µ_ist un mittelbar messen.

In der Recheneinheit 1 wird aus den Signalen der Sensoren 2 und 3 in dem Teil 6 der Recheneinheit 1 beispielsweise mittels des linearen Einspurmodells ein Sollwert der Gierwinkelge schwindigkeit µ_soll ermittelt. Dieser Sollwert der Gierwinkel geschwindigkeit µ_soll wird mit dem gebildeten Istwert der Gierwinkelgeschwindigkeit µ_ist dahin gehend verglichen, daß die Differenz zwischen dem Sollwert und dem Istwert gebildet wird. In dem Teil 5 der Recheneinheit wird dann unter Verwendung der zeitlichen Ableitung 8 der Differenz die Fahrsituation bzgl. des Gierverhaltens des Fahrzeuges 10 detektiert und ein Aus gangssignal 7 generiert, das die detektierte Fahrsituation re präsentiert.

Gemäß Fig. 2 kann dabei dieser Teil 5 der Fig. 1 derart ausge bildet sein, daß diese zeitliche Ableitung 8 der Differenz dem positiven Eingang eines Schwellwertkomparators 201 zugeführt wird, dessen negativer Eingang mit einem Signal 202 belegt ist, das einen Schwellwert der zeitlichen Änderung der Differenz repräsentiert. Liefert dieser Schwellwertkomparator 201 ein Ausgangssignal 7, dessen Wert gleich 1 ist, d. h. übersteigt diese Differenz den Schwellwert, so wird eine Tendenz zu einem kritischen Fahrzustand abgeleitet.

Wie aus Fig. 3 ersichtlich kann in der Recheneinheit 1 eine Detektion des Fahrzustandes auch erfolgen, indem die Differenz des Istwertes der Gierwinkelgeschwindigkeit µ_ist von dem Soll wert µ_soll dahin gehend ausgewertet wird, daß auf ein unter steuerndes oder ein übersteuerndes Fahrverhalten geschlossen wird. Dazu wird die Differenz gebildet, indem von dem Sollwert der Gierwinkelgeschwindigkeit µ_soll der Istwert der Gierwin kelgeschwindigkeit µ_ist subtrahiert wird. Diese Differenz wird in der Recheneinheit 1 mit dem Vorzeichen des Istwertes der Gierwinkelgeschwindigkeit µ_ist multipliziert (301), woraus sich ein Ergebnis MULT ergibt. Mittels dieses Ergebnisses MULT kann ein untersteuerndes oder ein übersteuerndes Fahrverhalten ab geleitet werden (302). Ist diese Größe MULT positiv, so ist der Betrag des Sollwertes der Gierwinkelgeschwindigkeit µ_soll grö ßer als der Betrag des Istwertes der Gierwinkelgeschwindig keit µ_ist, wobei die Vorzeichen von Sollwert µ_soll und Istwert µ_ist jedoch gleich sind. Das Fahrzeug 10 schiebt in diesem Falle über die Vorderachse. Dieses gierunwillige Verhalten wird als Untersteuern bezeichnet. Ist die Größe MULT negativ, so ist der Istwert der Gierwinkelgeschwindigkeit µ_ist größer als der Sollwert µ_soll oder der Istwert der Gierwinkelgeschwindig keit µ_ist und der Sollwert µ_soll haben unterschiedliche Vor zeichen. Dieses Verhalten, bei dem das Fahrzeug 10 eine größere Gierwinkelgeschwindigkeit µ_ist aufweist als der Fahrzeugführer erwartet, wird als Übersteuern bezeichnet. Ein Ausgangssignal 7 kann dabei beispielsweise gebildet werden, indem zusätzlich zu der zeitlichen Ableitung 8 auch die Größe MULT bei der Gene rierung des Ausgangssignales 7 berücksichtigt wird, indem bei spielsweise ein zusätzliches Ausgangssignal 7 nur in Abhängig keit der Größe MULT generiert wird.

Weiterhin wird gemäß dem Ausführungsbeispiel der Fig. 4 eine Größe DIFF bestimmt, indem die zeitliche Ableitung 8 der Dif ferenz mit dem Vorzeichen des Istwertes der Gierwinkelge schwindigkeit µ_ist und mit dem Vorzeichen der Größe MULT mul tipliziert wird. Sowohl im Falle des Untersteuerns als auch im Falle des Übersteuerns weist diese Größe DIFF einen positiven Wert auf, wenn eine Instabilitätszunahme auftritt, d. h., wenn sich die Tendenz zum Übersteuern bzw. zum Untersteuern ver stärkt. Entsprechend nimmt die Größe DIFF einen negativen Wert an, wenn sich die Tendenz zum Untersteuern bzw. zum Übersteuern abschwächt. Es ist somit möglich, mittels einer Abfrage der Größe DIFF eine Instabilitätszunahme bzw. Instabilitätsabnahme zu erkennen.

Im Falle eines Eingriffes in die Lenkung bzw. in die Bremsen einzelner Räder eines Fahrzeuges 10 ist es somit möglich, zu berücksichtigen ob tendenziell eine Zunahme der Instabilität des Fahrverhaltens auftritt oder ob tendenziell eine Abschwä chung der Instabilität des Fahrverhaltens auftritt. Ebenso kann mittels des Ausgangssignales 7 eine für den Fahrzeugführer akustisch und/oder optisch wahrnehmbare Warneinrichtung 9 an gesteuert werden.

Die Größenordnung des untersteuernden bzw. übersteuernden Ver haltens sowie die Größenordnung der Tendenz zu einer Instabi litätszunahme bzw. Instabilitätabnahme können dabei beispiels weise berücksichtigt werden, indem das Ausgangssignal 7 in Ab hängigkeit der Größen MULT bzw. DIFF ausgegeben wird, wobei diese Abhängigkeit proportional sein kann (302, 402).

Claims

1. Verfahren zur Detektierung der Fahrsituation bzgl. des Gierverhaltens des Fahrzeuges, bei dem aus gemessenen Größen (Fahrzeuggeschwindigkeit, Lenkradwinkel) in einer Recheneinheit ein Sollwert der Gierwinkelgeschwindigkeit µ_soll des Fahrzeuges gebildet wird, bei dem der Recheneinheit weiterhin wenigstens ein Sensorsignal zugeführt wird, aus dem der Istwert der Gier winkelgeschwindigkeit µ_ist des Fahrzeuges gebildet wird, wobei in der Recheneinheit die Differenz des Sollwertes der Gierwin kelgeschwindigkeit µ_soll und des Istwertes der Gierwinkelge schwindigkeit µ_ist gebildet wird, indem von dem Sollwert der Gierwinkelgeschwindigkeit µ_soll der Istwert der Gierwinkelge schwindigkeit µ_ist subtrahiert wird und wobei aus dieser Dif ferenz in der Recheneinheit wenigstens ein von dieser auszuge bendes Ausgangssignal generiert wird, das die detektierte Fahrsituation bzgl. des Gierverhaltens des Fahrzeuges reprä sentiert, dadurch gekennzeichnet, daß in der Recheneinheit (1) die zeitliche Ableitung (8) der Differenz gebildet wird, wobei in der Recheneinheit (1) das Ausgangssignal (7) in Abhängigkeit dieser zeitlichen Ablei tung (8) generiert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Recheneinheit (1) ein eine Tendenz zu einer zuneh mend kritischen Fahrsituation repräsentierendes Ausgangssignal (7) generiert wird, wenn der Betrag der zeit lichen Ableitung (8) der Differenz einen Schwellwert über schreitet.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Recheneinheit (1) in Abhängigkeit der Differenz ein erster Teil des Ausgangssignales (7) generiert wird, der ein untersteuerndes oder ein übersteuerndes Fahrverhalten des Fahrzeuges (10) repräsentiert, und daß in der Recheneinheit (1) in Abhängigkeit der zeitlichen Ableitung (8) der Differenz ein zweiter Teil des Ausgangssignales (7) generiert wird, der eine Instabilitätszunahme oder Instabilitätsabnahme des Fahrverhal tens des Fahrzeuges (10) im Sinne einer Verstärkung des unter steuernden bzw. übersteuernden Fahrverhaltens oder einer Ab schwächung des untersteuernden bzw. übersteuernden Fahrverhal tens repräsentiert.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß in der Recheneinheit (1) eine Größe MULT bestimmt wird, indem die Differenz mit dem Vorzeichen der Gierwinkelgeschwin digkeit µ_ist multipliziert wird (301) und daß ein ein unter steuerndes Fahrverhalten des Fahrzeuges (10) repräsentierendes Ausgangssignal (7) generiert wird, wenn die Größe MULT kleiner als null ist und daß ein ein übersteuerndes Fahrverhalten des Fahrzeuges (10) repräsentierendes Ausgangssignal (7) generiert wird, wenn die Größe MULT größer als null ist (302).

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß in der Recheneinheit (1) eine Größe DIFF bestimmt wird, indem die zeitliche Ableitung (8) der Differenz mit dem Vor zeichen der Gierwinkelgeschwindigkeit µ_ist und mit dem Vorzeichen der Größe MULT multipliziert wird (401) und daß ein eine Instabilitätszunahme repräsentierendes Ausgangssignal (7) generiert wird, wenn die Größe DIFF größer ist als null und daß ein eine Instabilitätsabnahme repräsentierndes Ausgangssignal (7) generiert wird, wenn die Größe DIFF kleiner ist als null (402).

6. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß in der Recheneinheit (1) in Abhängigkeit des Wertes der Größe MULT ein Ausgangssignal (7) generiert wird, das die Grö ßenordnung das untersteuernden bzw. übersteuernden Fahrverhal tens repräsentiert (302).

7. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß in der Recheneinheit in Abhängigkeit des Wertes der Größe DIFF ein Ausgangssignal generiert wird, das die Größenordnung der Instabilitätszunahme bzw. Instabilitätsabnahme repräsen tiert (402).

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß in Abhängigkeit des Ausgangssignales (7) eine für den Fahrzeugführer wahrnehmbare Warneinrichtung (9) betätigt wird.

9. Verfahren nach Anspruch 5 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß in Abhängigkeit des Ausgangssignales (7) ein Eingriff in die Lenkung bzw. in die Bremsen einzelner Räder des Fahr zeuges (10) erfolgt.