DE4200061C2 - Verfahren zur Bestimmung der Fahrzeugquergeschwindigkeit und/oder des Schwimmwinkels - Google Patents

Verfahren zur Bestimmung der Fahrzeugquergeschwindigkeit und/oder des Schwimmwinkels

Info

Publication number
DE4200061C2
DE4200061C2 DE4200061A DE4200061A DE4200061C2 DE 4200061 C2 DE4200061 C2 DE 4200061C2 DE 4200061 A DE4200061 A DE 4200061A DE 4200061 A DE4200061 A DE 4200061A DE 4200061 C2 DE4200061 C2 DE 4200061C2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
vehicle
determined
speed
transverse
forces
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
DE4200061A
Other languages
English (en)
Other versions
DE4200061A1 (de
Inventor
Andreas Erban
Ralf Hadeler
William Stobart
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Priority to DE4200061A priority Critical patent/DE4200061C2/de
Priority to GB9226931A priority patent/GB2263180B/en
Priority to JP4362014A priority patent/JPH05270422A/ja
Publication of DE4200061A1 publication Critical patent/DE4200061A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE4200061C2 publication Critical patent/DE4200061C2/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P3/00—Measuring linear or angular speed; Measuring differences of linear or angular speeds
    • G01P3/42—Devices characterised by the use of electric or magnetic means
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60T—VEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T8/00—Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force
    • B60T8/17—Using electrical or electronic regulation means to control braking
    • B60T8/172—Determining control parameters used in the regulation, e.g. by calculations involving measured or detected parameters
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D6/00—Arrangements for automatically controlling steering depending on driving conditions sensed and responded to, e.g. control circuits
    • B62D6/04—Arrangements for automatically controlling steering depending on driving conditions sensed and responded to, e.g. control circuits responsive only to forces disturbing the intended course of the vehicle, e.g. forces acting transversely to the direction of vehicle travel
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D1/00—Control of position, course or altitude of land, water, air, or space vehicles, e.g. automatic pilot
    • G05D1/08—Control of attitude, i.e. control of roll, pitch, or yaw
    • G05D1/0891—Control of attitude, i.e. control of roll, pitch, or yaw specially adapted for land vehicles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60T—VEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T2230/00—Monitoring, detecting special vehicle behaviour; Counteracting thereof
    • B60T2230/02—Side slip angle, attitude angle, floating angle, drift angle

Description

Stand der Technik
Modellgestützte Regelverfahren sind aus dem Stand der Technik in vielerlei Modifikationen bekannt.
Die DE 36 08 420 A1 beschreibt eine Vorrichtung zur Bestimmung der Bewegung eines Fahrzeuges. Hierzu werden u. a. die Giergeschwindig­ keit, der Lenkwinkel und die Fahrzeuggeschwindigkeit gemessen. In Abhängigkeit des Lenkwinkels und der Fahrzeuggeschwindigkeit werden Schätzwerte für die Giergeschwindigkeit und die Gierbeschleunigung ermittelt. In Abhängigkeit der gemessenen Giergeschwindigkeit und der Fahrzeuggeschwindigkeit wird unter Berücksichtigung der Querbe­ schleunigung der Vorderräder und der Querbeschleunigung der Hinter­ räder ein Istwert für die Gierbeschleunigung ermittelt. Darüber hin­ aus werden in Abhängigkeit der Giergeschwindigkeit, des Lenkwinkels und der Fahrzeuggeschwindigkeit Zustandssignale ermittelt, die ange­ ben, ob für das Fahrzeug ein stationärer Zustand, eine Geradeaus­ fahrt oder ein Übergangszustand vorliegt. Zur Einstellung bzw. Kor­ rektur des Fahrverhaltens des Fahrzeuges werden die Gierrate oder die Gierbeschleunigung des Fahrzeuges als Bewegungsvariablen verwen­ det. Die Auswahl der jeweils verwendeten Bewegungsvariable erfolgt in Abhängigkeit der o. g. Zustandssignale. Im Falle des Übergangszu­ standes wird die Gierbeschleunigung und im Falle des stationären Be­ wegungszustandes die Gierrate als Bewegungsvariable verwendet. Die Korrektur des Fahrverhaltens erfolgt dadurch, daß ausgehend von dem Sollwert der ausgewählten Bewegungsvariablen, d. h. dem der Gierrate oder der Gierbeschleunigung, ein Einschlagwinkel für die Vorderräder oder die Hinterräder ermittelt wird.
Außer der Gierrate und der Gierbeschleunigung sind die Fahrzeugquer­ geschwindigkeit und der Schwimmwinkel wichtige Größen bei der Beur­ teilung der Fahrzeugstabilität sowie für Regelverfahren zur Stabili­ sierung des Fahrzeuges bei kritischen Fahrzeugzuständen.
So ist zum Beispiel in der nicht vorveröffentlichten DE 40 31 304 A1 eine modellgestützte Schätzung der Fahrzeugquergeschwindigkeit und/oder des Schwimmwinkels offenbart. Hierzu werden die Größen Giergeschwindigkeit, Lenkwinkel und Fahrzeuggeschwindigkeit gemes­ sen. Aus diesen Größen wird mit Hilfe eines Schätzverfahrens die Fahrzeugquergeschwindigkeit ermittelt und daraus der Schwimmwinkel des Fahrzeuges ermittelt. Somit stehen die Fahrzeugquergeschwindig­ keit und der Schwimmwinkel für die Stabilisierung des Fahrzeuges zur Verfügung. Die Berücksichtigung der Radgeschwindigkeiten sowie der Querbeschleunigung einerseits oder der Bremsdrücke anderseits bei der Ermittlung der Fahrzeugquergeschwindigkeit und/oder des Schwimm­ winkels ist in diesem Schutzrecht nicht offenbart.
Als nächstliegender Stand der Technik wird die DE 40 31 304 A1 ange­ sehen. Vor diesem Hintergrund ergibt sich folgende Aufgabe: Beste­ hende Schätzverfahren zur Bestimmung der Fahrzeugquergeschwindigkeit und/oder des Schwimmwinkels sollen durch Berücksichtigung weiterer, diese beiden Größen beeinflussende Fahrzeuggrößen dahingehend ver­ bessert werden, daß eine genauere Bestimmung der Fahrzeugquerge­ schwindigkeit und/oder des Schwimmwinkels möglich ist.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche ge­ löst.
Vorteile der Erfindung
Es werden zwei Versionen des Schätzers beschrieben, die sich in erster Linie durch die benötigten Eingangsgrößen unterscheiden. Version 1 benötigt Lenkwinkel, Fahrzeuggeschwindigkeit, Gierwinkelgeschwindigkeit, Querbe­ schleunigung und die Radgeschwindigkeiten. Version 2 benötigt an Stelle der Querbeschleunigung die Bremsdrücke.
Aus den Eingangsgrößen und mit Hilfe eines Kennfeldes zur Bestimmung der Seitenführungskräfte an allen Rädern liefert der hier beschriebene modell­ gestützte Schätzalgorithmus die Quergeschwindigkeit des Fahrzeugs, aus der dann der Schwimmwinkel berechnet werden kann.
Figurenbeschreibung
Der Schwimmwinkel ist eine wichtige Größe, die zur Beurteilung des Fahrver­ haltens eines Fahrzeugs gebraucht wird. Insbesondere muß ein hoher Schwimm­ winkel sicher erkannt werden, damit ein vorhandener Fahrdynamikregler im Fahrzeug dieses sicher stabilisiert und kritische Fahrzustände vermeidet. Da die Messung des Schwimmwinkels bzw. der Quergeschwindigkeit sehr teuer ist, wird erfindungsgemäß ein Schätzer eingesetzt.
Der Schwimmwinkelschätzer muß sowohl im linearen als auch im nichtlinearen Bereich bei gebremsten sowie ungebremsten Fahrmanövern den Schwimmwinkel mit ausreichender Genauigkeit liefern.
Fig. 1 zeigt das verwendete Fahrzeugmodell, das verwendete Koordinaten­ system sowie die verwendeten Größen.
Der Algorithmus ist in mehrere Teile untergliedert. Zunächst werden die Aufstandskräfte näherungsweise bestimmt. Aus den Bremsdrücken werden die Längskräfte an den einzelnen Rädern bestimmt. Die Querkräfte werden mit Hilfe eines Kennfelds und der Aufstandskräfte gewonnen. Aus dem Impulssatz in Querrichtung wird durch Integration die geschätzte Fahrzeugquergeschwin­ digkeit und daraus der Schwimmwinkel berechnet.
Es werden zwei Versionen beschrieben. Das Blockschaltbild der Version 1 zeigt Fig. 2, das der Version 2 Fig. 5.
Die Aufstandskräfte Fz gemäß Fig. 2 werden aus einem ebenen Fahrzeugmodell (quasistationäre Betrachtung) abgeleitet. Die Aufstandskräfte teilen sich auf in einem statischen, von der Schwerpunktslage abhängigen Anteil und zwei von der Längs- und Querbeschleunigung abhängige dynamische Anteile. Einem Block 1 wird die Meßgröße Querbeschleunigung ay und eine die Längs­ beschleunigung ax kennzeichnende Größe zugeleitet. Er bildet:
Die Längsbeschleunigung ax kann aus der Referenzgeschwindigkeit bestimmt werden (ax ≃ v °|ref). Die Referenz- oder Fahrzeuggeschwindigkeit kann in bekannter Art und Weise aus den Raddrehzahlen gewonnen werden.
Die verschiedenen Werte obiger Gleichung können der Tabelle am Ende der Beschreibung entnommen werden.
Für den Schätzer nach Version 1 bleiben die Längskräfte unberücksichtigt.
Die allgemein nichtlineare Beziehung zwischen der Querkraft Fy und dem Schräglaufwinkel α am Reifen kann durch den einfachen Ansatz Fy = -cα . α . Fz nur bedingt nachgebildet werden. Dieser Ansatz liefert nur bei kleinen Schräglaufwinkeln (linearer Bereich) brauchbare Querkräfte. Um auch im nichtlinearen Bereich die Querkraft am Reifen nachbilden zu können, wird ein Kennfeld für die auf die stationäre Aufstandskraft bezogene Querkraft bestimmt (Fig. 3). Als Eingangsgrößen für das Kennfeld 4 dienen der aus dem Block 2 kommende Schräglaufwinkel αi und der in einem Block 3 gewonnene ausgenutzte Reibwert µ0. Durch Interpolation in bekannter Art und Weise erhält man dann die bezogene Querkraft fy und durch Multiplikation mit der nach Gleichung (1-4) bestimmten Aufstandskraft die Querkraft an jedem Rad (Block 6), signαi bedeutet das Vorzeichen von αi. Zusätzlich wird diese Querkraft in Abhängigkeit vom Radschlupf λ in einem Block 5, dem die Fahr­ zeuggeschwindigkeit vx und die Radgeschwindigkeiten Vri zugeführt werden, verkleinert. Für die Vorderachse und die Hinterachse wird jeweils ein Kenn­ feld verwendet.
Für die Vorderachse gilt:
yi = -signαi . [fyi . (|αi|, µ0)]VA . zi . (1 - λi) (5)
i = 1,2
Für die Hinterachse gilt:
yi = -signαi . [fyi . (|αi|, µ0)]HA . zi . (1 - λi) (6)
i = 3,4
Der ausgenutzte Reibwert µ0 wird im Block 3 durch folgende Beziehung gewonnen:
Um die Kennfeldinterpolation durchführen zu können, müssen die Schräglauf­ winkel bestimmt werden. Für die geschätzte Quergeschwindigkeit y wird der Wert vom vorhergehenden Rechenzyklus benutzt. Vereinfachend werden die Schräglaufwinkel αi achsweise im Block 2 bestimmt.
Schräglaufwinkel an der Vorderachse:
Schräglaufwinkel an der Hinterachse:
wobei für die Giergeschwindigkeit ω ein Sensor unterstellt wird.
In einem Block 7 wird die Querbeschleunigung ay aus den Längs- und Quer­ kräften an den Rädern wie folgt bestimmt:
Unter der Annahme, daß die Lenkwinkel δv und δh klein sind, können die Anteile mit xi vernachlässigt werden.
Damit erhält man die Querbeschleunigung für den Schätzer wie folgt:
Die geschätzte Quergeschwindigkeit kann somit mittels eines Multiplizierers 10, eines Subtrahierers 8 und eines Integrators 9 bestimmt werden:
y = ∫(y - ω . vx)dt (13)
Die Integration der gemessenen Querbeschleunigung ay würde z. B. bei Auftre­ ten eines Offsets zu einer 'weglaufenden' Quergeschwindigkeit führen. Durch Verwendung der aus den geschätzten Kräften bestimmten Querbeschleunigung ist über den Schräglaufwinkel α eine Rückkopplung vorhanden, die ein 'Weg­ laufen' der Quergeschwindigkeit verhindert.
Das geschätzte y wird vom Ausgang des Integrators 9 zum Block 2 rückgeführt.
Aus der geschätzten Quergeschwindigkeit y kann jetzt in einem Block 11 der Schwimmwinkel berechnet werden:
Um zu verhindern, daß bei Geradeausfahrt der Schwimmwinkel allmählich an­ steigt (Modellfehler überwiegt Betrag der Querkräfte), wird die geschätzte Quergeschwindigkeit durch einen Block 12 auf Null gesetzt, wenn ggf. die Querbeschleunigung, die Gierwinkelgeschwindigkeit und der Lenkwinkel jeweils einen bestimmten Grenzwert für eine bestimmte Zeitdauer unterschrei­ ten.
Beim Verfahren gemäß der Erfindung wird y zurückgesetzt, wenn für eine bestimmte Zeitdauer gilt:
|ay| < ay0 und |ω| < ω0 und |δv| < δv0, (15)
wobei die Werte ay0, ω0 und δv0 konstant sind.
Fig. 4 zeigt die Schätzung des Schwimmwinkels und der Querbeschleunigung nach Version 1 im Vergleich zum tatsächlichen Meßwert. Hierbei handelt es sich um einen doppelten Lenkwinkelsprung auf niedrigem Reibwert (µ ≃ 0,3). Das Fahrzeug wird dabei abgebremst.
Bei der Version 2 die anhand der Fig. 5 und 6 beschrieben wird, entsprechen viele Blöcke den Blöcken der Fig. 2. Diese Blöcke tragen das gleiche Bezugszeichen mit einem " ' " versehen.
Die Aufstandskräfte Fz werden auch hier aus einem ebenen Fahrzeugmodell (quasistationäre Betrachtung) in einem Block 1' abgeleitet. Die Aufstands­ kräfte teilen sich auf in einen statischen, von der Schwerpunktslage abhän­ gigen Anteil und zwei von der Längs- und Querbeschleunigung geschätzte dynamische Anteile. Dem Block 1 wird hier die Querbeschleunigung y und die die Längsbeschleunigung ax kennzeichnende Größe zugeleitet. Er bildet:
Die Längsbeschleunigung ax kann wieder aus der Referenzgeschwindigkeit des Fahrzeugs bestimmt werden (ax ≃ v °|ref). Die Referenz- oder Fahrzeugge­ schwindigkeit kann in bekannter Art und Weise aus den Raddrehzahlen gewon­ nen werden.
Die verschiedenen Werte obiger Gleichung können der Tabelle am Ende der Beschreibung entnommen werden.
Die Längskräfte am Rad werden für den Schätzer nach Version 2 (Fig. 5) aus den gemessenen oder geschätzten Bremsdrücken abgeleitet. Wenn nicht gebremst wird, werden die Längskräfte auf Null gesetzt.
Um auch im nichtlinearen Bereich die Querkraft am Reifen nachbilden zu können, wird ein Kennfeld für die auf die stationäre Aufstandskraft bezoge­ ne Querkraft bestimmt (Fig. 3). Als Eingangsgrößen für das Kennfeld (Block 4') dienen auch hier der aus dem Block 2' kommende Schräglaufwinkel und der aus dem Block 3' kommende ausgenutzte Reibwert µ0. Durch Interpola­ tion in bekannter Art und Weise erhält man dann die bezogene Querkraft und durch Multiplikation in einem Block 6' mit der nach Gleichung (16-19) be­ stimmten Aufstandskraft die Querkraft an jedem Rad. Zusätzlich wird diese Querkraft in Abhängigkeit vom Radschlupf λ in einem Block 5' verkleinert, dem die Fahrzeuggeschwindigkeit vx und die Radgeschwindigkeiten Vri zuge­ führt werden. Für die Vorderachse und die Hinterachse wird jeweils ein Kennfeld verwendet.
Für die Vorderachse gilt:
yi = -signαi . [fyi(|αi|, µ0)]VA . zi . (1 - λi) (21)
i = 1,2
Für die Hinterachse gilt:
yi = -signαi . [fyi(|αi|, µ0)]HA . zi . (1 - λi) (22)
i = 3,4
Der ausgenutzte Reibwert µ0 wird im Block 3' durch folgende Beziehung gewonnen:
Um die Kennfeldinterpolation durchführen zu können, müssen noch die Schräg­ laufwinkel bestimmt werden. Für die geschätzte Quergeschwindigkeit wird der Wert vom vorhergehenden Rechenzyklus benutzt. Vereinfachend werden die Schräglaufwinkel αi achsweise im Block 2 bestimmt.
Schräglaufwinkel an der Vorderachse:
Schräglaufwinkel an der Hinterachse:
wobei für die Giergeschwindigkeit ω ein Sensor unterstellt wird und soweit δh vor­ handen ist.
Beim Schätzverfahren der Fig. 5 wird aus den geschätzten Kräften xi und yi unter Anwendung des Drallsatzes in einem Block 14 die Gierwinkelge­ schwindigkeit modelliert. Aus der Differenz zwischen modellierter und ge­ messener Gierwinkelgeschwindigkeit erhält man ein Fehlersignal, mit dem die geschätzten Querkräfte an der Vorderachse korrigiert werden (Block 15). Dies erhöht die Genauigkeit in manchen Situationen. Zunächst muß die ge­ schätzte Gierwinkelgeschwindigkeit aus dem Drallsatz bestimmt werden. Dabei wird vereinfachend angenommen, daß δv und δh klein sind, d. h., daß cos(δv) ≃ 1, sin(δv) ≃ δv und cos(δh) ≃ 1, sin(δh) ≃ δh gesetzt werden können. Im Block 14 wird wie folgt bestimmt:
Die Differenz - ω wird in einem Subtrahierer 16 gebildet.
Die bereits nach Gleichung (6) bestimmten Querkräfte an der Vorderachse werden im Block 15 wie folgt mit dem Fehlersignal korrigiert:
Hierbei sind ( - ω) das Fehlersignal und
seine zeitliche Ableitung. Mit den beiden Parametern k1 und k2 werden die beiden Fehler­ anteile bei der Korrektur entsprechend gewichtet. k1 und k2 können z. B.
betragen.
In einem Block 7 wird die Querbeschleunigung ay aus den Längs- und Quer­ kräften an den Rädern wie folgt bestimmt:
Unter der Annahme, daß die Lenkwinkel δv und δh klein sind, können die Anteile mit xi vernachlässigt werden.
Damit erhält man die Querbeschleunigung für den Schätzer 7' wie folgt:
Die geschätzte Quergeschwindigkeit y kann dann mittels eines Multiplizierers 10', eines Subtrahierers 8' und eines Integrators 9' bestimmt werden:
y = ∫(y - ω . vx)dt. (31)
Das geschätzte y wird vom Ausgang des Integrators 9' Block 2' rückgeführt. Aus der geschätzten Quergeschwindigkeit y kann jetzt in einem Block 11' der Schwimmwinkel β' berechnet werden:
Um zu verhindern, daß bei Geradeausfahrt der Schwimmwinkel allmählich an­ steigt (Modellfehler überwiegt Betrag der Querkräfte), wird die geschätzte Quergeschwindigkeit auch hier durch einen Block 12' auf Null gesetzt, wenn die Gierwinkelgeschwindigkeit und der Lenkwinkel jeweils einen bestimmten Grenzwert für eine bestimmte Zeitdauer unterschreiten.
Beim Verfahren nach Version 2 wird y zurückgesetzt, wenn für eine bestimm­ te Zeitdauer gilt:
|ω| < ω0 und |δv| < δv0, (33)
wobei die Werte für ω0 und δv0 Konstanten sind.
Fig. 6 zeigt die Schätzung des Schwimmwinkels und der Querbeschleunigung y nach Version 2 im Vergleich zum tatsächlichen Meßwert. Hierbei handelt es sich um einen doppelten Lenkwinkelsprung auf niedrigem Reibwert (µ ≃ 0,3). Das Fahrzeug wird dabei abgebremst.
Verwendete Bezeichnungen xi
Geschätzte Reifenkräfte in Reifenlängsrichtung
yi
Geschätzte Reifenkräfte in Reifenquerrichtung
*|yi
Geschätzte und mit Fehlersignal ( - ω) korrigierte Reifenkräfte in Reifenquerrichtung
zi
Aufstandskräfte der Reifen
vx
, vy
Fahrzeuglängs-/quergeschwindigkeit
ax
, ay
Längs- und Querbeschleunigung des Fahrzeugs
δv
, δh
Lenkwinkel vorn, hinten
ω Gierwinkelgeschwindigkeit
αv
, αh
Schräglaufwinkel vorn, hinten
µ0
Ausgenutzer Reibwert
vri
Radgeschwindigkeiten
pBi
Bremsdrücke
λi
Reifenschlupf
lv
, lh
Abstand zwischen der Vorderachse bzw. Hinterachse und dem Schwerpunkt
l Radstand
b Spurweite
h Schwerpunkthöhe
cpi
;Verstärkungskoeffizient zwischen Bremsdruck und Bremsmoment
rR
Radradius
θ Fahrzeugträgheitsmoment um die Hochachse
m Fahrzeugmasse
g Erdbeschleunigung
fy
auf Aufstandskraft bezogene Querkraft
vFi
Fahrzeuggeschwindigkeit an Rad i
vsp
Fahrzeuggeschwindigkeit am Schwerpunkt

Claims (18)

1. Verfahren zur Bestimmung der Fahrzeugquergeschwindigkeit (y) und/oder des Schwimmwinkels (β),
wobei die Fahrzeugquergeschwindigkeit (y) und/oder der Schwimmwin­ kel (β) unter Verwendung eines modellgestützten Schatzverfahrens in Abhängigkeit verschiedener Eingangsgroßen ermittelt wird,
dadurch gekennzeichnet,
daß als Eingangsgroßen neben dem Lenkwinkel (δ) des Fahrzeuges, der Längsgeschwindigkeit (vx) des Fahrzeuges und der Gierwinkelgeschwin­ digkeit (ω) des Fahrzeuges zusätzlich die Querbeschleunigung (ay) des Fahrzeuges und die Geschwindigkeiten (vri) der Räder berücksich­ tigt werden.
2. Verfahren zur Bestimmung der Fahrzeugquergeschwindigkeit (y) und/oder des Schwimmwinkels (β),
wobei die Fahrzeugquergeschwindigkeit (y) und/oder der Schwimmwin­ kel (β) unter Verwendung eines modellgestützten Schatzverfahrens in Abhängigkeit verschiedener Eingangsgroßen ermittelt wird,
dadurch gekennzeichnet,
daß als Eingangsgroßen neben dem Lenkwinkel (δ) des Fahrzeuges, der Längsgeschwindigkeit (vx) des Fahrzeuges und der Gierwinkelgeschwin­ digkeit (ω) des Fahrzeuges zusätzlich die Bremsdrucke (PBi) und die Geschwindigkeiten (vri) der Räder berücksichtigt werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst die Fahrzeugquergeschwindigkeit (y) und aus dieser dann der Schwimmwinkel (β) bestimmt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß aus den Eingangsgroßen mit Hilfe eines Kennfeldes für alle Räder Reifenquerkräfte (yi) in Reifenquerrichtung ermittelt werden, und
daß aus diesen Reifenquerkräften die Fahrzeugquergeschwindigkeit (y) ermittelt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Ermittlung der Reifenquerkräfte (yi) in Reifenquerrich­ tung die Aufstandskräfte (zi) der Reifen berücksichtigt werden.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß mit Hilfe eines ermittelten Reibwerts (µ0), ermittelter Schräg­ laufwinkel (αi) und eines Kennfelds für die auf die stationäre Auf­ standskraft (Fz0) bezogene Reifenquerkraft (Fy) in Abhängigkeit von den Schräglaufwinkeln (αi) und mit dem Reibwert (µ0) als Parameter Verhältnisse Fy/Fz=fy ermittelt werden und daß aus den ermittelten Aufstandskräften (Fzi) und den Verhältnissen (fy) durch Multiplikati­ on die radbezogenen Reifenquerkräfte (yi) gewonnen werden.
7. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß aus den Reifenquerkräften (yi) in Reifenquerrichtung die Querbe­ schleunigung (ay) des Fahrzeuges ermittelt wird, und daß die Fahrzeugquergeschwindigkeit (y) in Abhängigkeit der Querbe­ schleunigung (ay) des Fahrzeuges, der Längsgeschwindigkeit (vx) des Fahrzeuges und der Gierwinkelgeschwindigkeit (ω) des Fahrzeuges durch Multiplikation, Subtraktion und Integration, insbesondere ge­ mäß der Beziehung y = ∫(y - ω . νx)dt, ermittelt wird.
8. Verfahren zur Bestimmung der Fahrzeugquergeschwindigkeit (y) und/oder des Schwimmwinkels (β) eines gelenkten Fahrzeugs, dadurch gekennzeichnet, daß mit Hilfe eines ermittelten Reibwerts (µ0), er­ mittelter Schräglaufwinkel (αi) und eines Kennfelds für die auf die stationäre Aufstandskraft (Fz0) bezogene Reifenquerkraft (Fy) in Ab­ hängigkeit von den Schräglaufwinkeln (αi) und mit dem Reibwert (µ0) als Parameter Verhältnisse Fy/Fz = fy ermittelt werden, daß aus ermit­ telten Aufstandskräften (Fzi) und den Verhältnissen (fy) durch Multi­ plikation radbezogene Reifenquerkräfte (yi) gewonnen werden, daß da­ raus die Querbeschleunigung (y) abgeleitet wird, daß aus dieser Querbeschleunigung (y), der Längsgeschwindigkeit (vx) und der Gier­ winkelgeschwindigkeit (ω) durch Integration die Fahrzeugquergesch­ windigkeit y = ∫(y - ω . νx)dt ermittelt wird und daß aus der Fahrzeugquergeschwindigkeit (y) und der Längsgeschwindigkeit (vx) der Schwimmwinkel () berechnet und zur Beurteilung der Fahrzeugsta­ bilität und/oder zur Stabilisierung des Fahrzeugs herangezogen wird.
9. Verfahren nach Anspruch 6 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß aus den Großen Gierwinkelgeschwindigkeit (ω), Längsgeschwindigkeit (vx), Fahrzeugquergeschwindigkeit (y) und dem oder den Lenkwinkeln (δv, δh) die Schräglaufwinkel (αi) ermittelt werden.
10. Verfahren nach Anspruch 6 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß aus der Große Querbeschleunigung (ay) und einer Große Längsbeschleu­ nigung (ax) der Reibwert (µ0) (pro Achse) ermittelt wird.
11. Verfahren nach Anspruch 5 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß aus einer ermittelten oder geschätzten Große Längsbeschleunigung (ax), der Große Querbeschleunigung (ay), der Fahrzeugmasse und fahr­ zeugbezogenen Konstanten die radbezogenen Aufstandskräfte (zi) er­ mittelt werden.
12. Verfahren nach Anspruch 4 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die ermittelten Reifenquerkräfte (yi) in Abhängigkeit vom Radschlupf verkleinert werden.
13. Verfahren nach Anspruch 1 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die ermittelte Fahrzeugquergeschwindigkeit (y) zu Null gesetzt wird, wenn für eine bestimmte Zeitdauer die Querbeschleunigung (ay) und die Gierwinkelgeschwindigkeit (ω) und der Lenkwinkel (δ) jeweils einen vorgegebenen Wert (ay0, ω0, δ0) unterschreiten.
14. Verfahren nach Anspruch 2 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die ermittelte Fahrzeugquergeschwindigkeit (y) zu Null gesetzt wird, wenn für eine bestimmte Zeitdauer die Gierwinkelgeschwindig­ keit (ω) und der Lenkwinkel (δ) jeweils einen vorgegebenen Wert (ω0, δ0) unterschreiten.
15. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß der Schwimmwinkel (β) in Abhängigkeit der Längsgeschwindigkeit (vx) des Fahrzeuges und der Fahrzeugquergeschwindigkeit (y) ermit­ telt wird, und
daß der Schwimmwinkel (β) zur Beurteilung der Fahrzeugstabilität und/oder zur Stabilisierung des Fahrzeuges herangezogen wird.
16. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß geschätzte Reifenlängskräfte (xi) in Reifenlängsrichtung bei der Bestimmung der Fahrzeugquergeschwindigkeit (y) berücksichtigt wer­ den.
17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die er­ mittelten Reifenquerkräfte (yi) der Vorderachse vor Abschätzung der Querbeschleunigung (y) einer Korrektur mit einem Ausdruck - ω unterzogen werden, wobei die geschätzte Gierwinkelgeschwindigkeit () aus den Reifenlängskräften (xi), den ermittelten Reifenquer­ kräften (yi) und Lenkwinkeln δv und gegebenenfalls δh abgeleitet wird.
18. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Rei­ fenlängskräfte (xi) aus den gemessenen oder abgeschätzten Bremsdrucken (pBi) abgeleitet werden.
DE4200061A 1992-01-03 1992-01-03 Verfahren zur Bestimmung der Fahrzeugquergeschwindigkeit und/oder des Schwimmwinkels Expired - Fee Related DE4200061C2 (de)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE4200061A DE4200061C2 (de) 1992-01-03 1992-01-03 Verfahren zur Bestimmung der Fahrzeugquergeschwindigkeit und/oder des Schwimmwinkels
GB9226931A GB2263180B (en) 1992-01-03 1992-12-24 Determination of the transverse velocity of a vehicle and/or the drift angle
JP4362014A JPH05270422A (ja) 1992-01-03 1992-12-25 車両横方向速度および／または姿勢角の決定方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE4200061A DE4200061C2 (de) 1992-01-03 1992-01-03 Verfahren zur Bestimmung der Fahrzeugquergeschwindigkeit und/oder des Schwimmwinkels

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE4200061A1 DE4200061A1 (de) 1993-07-08
DE4200061C2 true DE4200061C2 (de) 2001-09-13

Family

ID=6449087

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE4200061A Expired - Fee Related DE4200061C2 (de) 1992-01-03 1992-01-03 Verfahren zur Bestimmung der Fahrzeugquergeschwindigkeit und/oder des Schwimmwinkels

Country Status (3)

Country Link
JP (1) JPH05270422A (de)
DE (1) DE4200061C2 (de)
GB (1) GB2263180B (de)

Families Citing this family (55)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4226746C1 (de) * 1992-08-13 1993-10-07 Daimler Benz Ag Verfahren zur Bestimmung eines fahrsituationsabhängigen Lenkwinkels
DE4226749C2 (de) * 1992-08-13 1996-02-08 Daimler Benz Ag Verfahren zur Bestimmung das Fahrverhalten charakterisierender Größen
DE4325413C2 (de) * 1993-07-29 1995-05-18 Daimler Benz Ag Verfahren zur Bestimmung des Fahrverhalten charakterisierender Größen
DE4419979C2 (de) * 1994-06-08 1997-09-04 Bayerische Motoren Werke Ag Verfahren zum Bestimmen des Schräglaufwinkels und/oder des Querschlupfes eines Rades bei Kraftfahrzeugen
DE4430458A1 (de) * 1994-08-27 1996-02-29 Teves Gmbh Alfred Verfahren zur Ermittlung der Querbeschleunigung eines Fahrzeugs
US5774821A (en) 1994-11-25 1998-06-30 Itt Automotive Europe Gmbh System for driving stability control
US5735584A (en) * 1994-11-25 1998-04-07 Itt Automotive Europe Gmbh Process for driving stability control with control via pressure gradients
DE19515056A1 (de) * 1994-11-25 1996-05-30 Teves Gmbh Alfred Bremsanlage
US5742507A (en) 1994-11-25 1998-04-21 Itt Automotive Europe Gmbh Driving stability control circuit with speed-dependent change of the vehicle model
US5671143A (en) * 1994-11-25 1997-09-23 Itt Automotive Europe Gmbh Driving stability controller with coefficient of friction dependent limitation of the reference yaw rate
US5701248A (en) 1994-11-25 1997-12-23 Itt Automotive Europe Gmbh Process for controlling the driving stability with the king pin inclination difference as the controlled variable
JP3008833B2 (ja) * 1995-10-25 2000-02-14 トヨタ自動車株式会社 車体の横滑り速度推定装置
JP3060923B2 (ja) * 1995-11-24 2000-07-10 トヨタ自動車株式会社 車両状態推定装置
US5899952A (en) * 1995-12-27 1999-05-04 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Device for estimating slip angle of vehicle body through interrelation thereof with yaw rate
DE19607429B4 (de) * 1996-02-28 2004-02-19 Daimlerchrysler Ag Fehlertolerante Steuerungseinrichtung für ein physikalisches System, insbesondere Fahrdynamikregeleinrichtung für ein Kraftfahrzeug
DE19617590A1 (de) * 1996-05-02 1997-11-06 Teves Gmbh Alfred Verfahren zur Bestimmung eines Fahrzeug-Sollverhaltens
US5895433A (en) * 1996-05-23 1999-04-20 General Motors Corporation Vehicle chassis system control method and apparatus
US5667286A (en) * 1996-05-29 1997-09-16 General Motors Corporation Brake control system
DE19623596A1 (de) * 1996-06-13 1997-12-18 Teves Gmbh Alfred Bremssystem mit einer Einrichtung zur aktiven Bremsbetätigung
US6325469B1 (en) 1996-09-06 2001-12-04 General Motors Corporation Brake control system
US5720533A (en) * 1996-10-15 1998-02-24 General Motors Corporation Brake control system
US5686662A (en) * 1996-10-16 1997-11-11 General Motors Corporation Brake control system
US5746486A (en) * 1996-10-16 1998-05-05 General Motors Corporation Brake control system
US5941919A (en) * 1996-10-16 1999-08-24 General Motors Corporation Chassis control system
US6547343B1 (en) 1997-09-08 2003-04-15 General Motors Corporation Brake system control
DE19744725A1 (de) * 1997-10-10 1999-04-15 Itt Mfg Enterprises Inc Verfahren zum Bestimmen von Zustandsgrößen eines Kraftfahrzeuges
US6035251A (en) * 1997-11-10 2000-03-07 General Motors Corporation Brake system control method employing yaw rate and ship angle control
US6233513B1 (en) * 1997-11-27 2001-05-15 Masato Abe Method and system for computing a vehicle body slip angle in a vehicle movement control
US6205391B1 (en) 1998-05-18 2001-03-20 General Motors Corporation Vehicle yaw control based on yaw rate estimate
US6125319A (en) * 1998-08-17 2000-09-26 General Motors Corporation Brake system control method responsive to measured vehicle acceleration
US6112147A (en) * 1998-08-17 2000-08-29 General Motors Corporation Vehicle yaw rate control with bank angle compensation
US6079800A (en) * 1998-08-20 2000-06-27 General Motors Corporation Active brake control with front-to-rear proportioning
US6169951B1 (en) 1998-08-21 2001-01-02 General Motors Corporation Active brake control having yaw rate estimation
US6056371A (en) * 1998-08-24 2000-05-02 General Motors Corporation Feed-forward active brake control
US6175790B1 (en) 1998-08-24 2001-01-16 General Motors Corporation Vehicle yaw rate control with yaw rate command limiting
US5931887A (en) * 1998-09-24 1999-08-03 General Motors Corporation Brake control method based on a linear transfer function reference model
US6161905A (en) * 1998-11-19 2000-12-19 General Motors Corporation Active brake control including estimation of yaw rate and slip angle
US6195606B1 (en) 1998-12-07 2001-02-27 General Motors Corporation Vehicle active brake control with bank angle compensation
FR2807836A1 (fr) * 2000-04-18 2001-10-19 Michelin Soc Tech Critere de stabilite des vehicules par la mesure des efforts transversaux
EP1147960A1 (de) 2000-04-18 2001-10-24 Société de Technologie Michelin Fahrzeugsstabilitätsregelungsverfahren unter Verwendung von Reifenseitenkräften
JP3601487B2 (ja) * 2000-11-20 2004-12-15 トヨタ自動車株式会社 車輌の制駆動力制御装置
DE10160048B4 (de) * 2000-12-30 2005-09-15 Robert Bosch Gmbh System und Verfahren zur Überwachung des Kurvenfahrt-Fahrverhaltens eines Kraftfahrzeugs
DE10102002A1 (de) * 2001-01-18 2002-07-25 Bosch Gmbh Robert Verfahren und Vorrichtung zum Koordinieren von Eingriffen in das Fahrverhalten eines Fahrzeugs
DE10121386C1 (de) * 2001-05-02 2002-08-29 Daimler Chrysler Ag Verfahren zum Ansteuern eines reversiblen Insassenschutzmittels in einem Kraftfahrzeug
DE50207264D1 (de) * 2001-09-14 2006-08-03 Bayerische Motoren Werke Ag Verfahren zum Kompensieren eines beim Bremsen auftretenden Giermoments
FR2830824A1 (fr) 2001-10-17 2003-04-18 Michelin Soc Tech Actions sur la trajectoire d'un vehicule a partir de la mesure des efforts transversaux, en tenant compte de son inertie
US20050182548A1 (en) * 2002-03-13 2005-08-18 Daimler Chrysler Ag Method and device for detecting parameters characterizing the driving behavior of a vehicle
DE102005036708A1 (de) * 2005-02-16 2006-08-31 Daimlerchrysler Ag Stabilisierungsvorrichtung und Verfahren zur Fahrstabilisierung eines Fahrzeugs anhand eines Seitenkraftbeiwerts
DE102005024875B3 (de) 2005-05-31 2006-10-12 Siemens Ag Bestimmung des aktuellen Gierwinkels und des aktuellen Schwimmwinkels eines Landfahrzeugs
DE102006008273A1 (de) * 2006-02-22 2007-08-30 Siemens Ag Verfahren zur Vorhersage einer zukünftigen Fahrspur eines Fahrzeugs und Fahrerassistenzsystem
US8321088B2 (en) 2006-08-30 2012-11-27 Ford Global Technologies Integrated control system for stability control of yaw, roll and lateral motion of a driving vehicle using an integrated sensing system to determine lateral velocity
DE102007059136B4 (de) * 2007-12-08 2014-01-09 Ford Global Technologies, Llc Verfahren und Vorrichtung zur Zustandsschätzung von Fahrzeugen
DE102009056674B4 (de) * 2009-12-02 2023-11-30 Volkswagen Ag Vorrichtung und Verfahren zur Beeinflussung der Querdynamik eines Kraftfahrzeugs
JP5910265B2 (ja) * 2012-04-11 2016-04-27 トヨタ自動車株式会社 車両制御装置
US11702084B2 (en) 2019-11-25 2023-07-18 The Goodyear Tire & Rubber Company Vehicle sideslip angle estimation system and method

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3608420A1 (de) * 1985-03-15 1986-09-25 Nissan Motor Co., Ltd., Yokohama, Kanagawa Vorrichtung zur bestimmung der bewegung eines fahrzeugs
DE4031304A1 (de) * 1990-10-04 1992-04-09 Bosch Gmbh Robert Modellgestuetzte schaetzung des schwimmwinkels

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4123053C2 (de) * 1991-07-12 2000-05-25 Bosch Gmbh Robert Verfahren zur Bestimmung wenigstens einer Bewegungsgröße eines Fahrzeugs

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3608420A1 (de) * 1985-03-15 1986-09-25 Nissan Motor Co., Ltd., Yokohama, Kanagawa Vorrichtung zur bestimmung der bewegung eines fahrzeugs
DE4031304A1 (de) * 1990-10-04 1992-04-09 Bosch Gmbh Robert Modellgestuetzte schaetzung des schwimmwinkels

Also Published As

Publication number Publication date
GB2263180A (en) 1993-07-14
DE4200061A1 (de) 1993-07-08
GB2263180B (en) 1995-08-16
JPH05270422A (ja) 1993-10-19
GB9226931D0 (en) 1993-02-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE4200061C2 (de) Verfahren zur Bestimmung der Fahrzeugquergeschwindigkeit und/oder des Schwimmwinkels
DE4435448B4 (de) Verfahren zur permanenten Ermittlung des Fahrbahnreibwerts
DE4123234C1 (de)
DE3916354C2 (de)
EP1107893B1 (de) Verfahren und einrichtung zum stabilisieren eines fahrzeugs
EP0370469B1 (de) Blockiergeschützte Bremsanlage für einspurige Kraftfahrzeuge
DE60313562T2 (de) System zur Regelung des Verhaltens eines Kraftfahrzeuges
EP0503026A1 (de) Verfahren zum bestimmen der schräglaufwinkel und/oder der seitenführungskräfte eines gebremsten fahrzeugs.
EP0177817B1 (de) Antiblockierregelsystem
DE4030704A1 (de) Verfahren zur verbesserung der beherrschbarkeit von kraftfahrzeugen beim bremsen
DE4123232A1 (de) Verfahren zur verhinderung von instabilitaeten des fahrverhaltens eines fahrzeuges
DE10149190A1 (de) Vorrichtung und Verfahren zur Wankregelung für ein Fahrzeug
DE102005018519B4 (de) Verfahren zur Fahrdynamik-Regelung von Kraftfahrzeugen
DE10337086A1 (de) Vorrichtung und Verfahren zur Berechnung eines Rückstellmoment-Referenzwertes, und Vorrichtung und Verfahren zur Abschätzung des Reibungszustandes einer Straßenoberfläche
DE102004035004A1 (de) Verfahren zur Erhöhung der Fahrstabilität eines Kraftfahrzeugs
DE3922528C1 (en) Detecting limit of ground adhesion of vehicle tyres - measuring steering arm torque comparing measured valve with reference and comparing difference to threshold value
DE3912555A1 (de) Verfahren zur bestimmung des radschlupfes einzelner raeder eines fahrzeuges
EP0345731B1 (de) Verfahren zum Regeln des Bremsdruckes in einer blockiergeschützten Fahrzeugbremsanlage
DE112018006594T5 (de) Steuereinheit und Lenkeinrichtung
WO2005063538A1 (de) Verfahren zum regeln eines bremsdrucks bei inhomogenen fahrbahnreibwerten
DE10011779A1 (de) Verfahren zur Regelung eines Giermoments
DE102004042188B4 (de) Fahrzeugbewegungssteuergerät
DE19849508A1 (de) Verfahren zur Regelung des Fahrverhaltens eines Fahrzeuges
DE10360728A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung eines Fahrzeugzustandes
EP3969336A1 (de) Verfahren zur bestimmung eines schwimmwinkels während einer kurvenfahrt eines kraftwagens, fahrerassistenzsystem zur durchführung des verfahrens sowie kraftwagen

Legal Events

Date Code Title Description
8110 Request for examination paragraph 44
8125 Change of the main classification

Ipc: G01P 3/00

D2 Grant after examination
8364 No opposition during term of opposition
8339 Ceased/non-payment of the annual fee