DE60102362T2 - Dynamische fahrstabilitätsregelung für motorbetriebene fahrzeuge - Google Patents

Dynamische fahrstabilitätsregelung für motorbetriebene fahrzeuge Download PDF

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Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kraftfahrzeug-Fahrstabilitätsregelung.
  • Fahrerfehler sind die Ursache von vielen Kraftfahrzeugunfällen. Manchmal hat der Fahrer falsche Erwartungen über den Zustand einer rutschigen Fahrbahn, oder den Fahrer ergreift die Panik und er betätigt die Bremsen oder das Gaspedal so, daß die Räder durchrutschen oder unkontrolliert gleiten. Wenn die Räder erst einmal zu rutschen begonnen haben, kann ein Fahrer schnell die Kontrolle über das Fahrzeug verlieren. Deshalb sind Antiblockiersysteme (ABS-Systeme) und Antriebs-Schlupf-Regelungen entwickelt worden, die das Einsetzen von Radschlupf erfassen. Diese Systeme steuern das Bremsmoment und das Radmoment, um den Radschlupf zu reduzieren. Solange der Fahrer jedoch nicht richtig lenkt, kann es trotzdem zu einem Unfall kommen. Außerdem ist die Effektivität von Antriebs-Schlupf-Regelungen und ABS-Systemen reduziert, wenn die Räder eines Fahrzeugs aufgrund schlechter Griffigkeit zwischen den Rädern und der Straße, beispielsweise wegen Eis in einer scharfen Kurve, rutschen.
  • Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Bereitstellung eines Fahrstabilitätsregelungssystems, das dem Fahrer helfen kann, das Fahrzeug auf der Straße zu halten, wenn eines oder mehrere der Räder zu rutschen oder zu gleiten beginnen.
  • Gemäß der Erfindung wird folgendes bereitgestellt: ein Kraftfahrzeug, das folgendes umfaßt: mehrere eine Straße in Eingriff nehmende Räder und ein Fahrstabilitätsregelungssystem, das ein Mittel zum Ableiten der Position und Orientierung des Fahrzeugs relativ zu einer Fahrbahn enthält, auf der das Fahrzeug fährt, ein Bahnvorhersagesystem zum Vorhersagen der Trajektorie des Kraftfahrzeugs relativ zur Fahrbahn und zum Identifizieren, wann die vorhergesagte Trajektorie das Fahrzeug gefährden würde, und ein Radschlupferfassungssystem zum Erfassen des Antriebsverlusts eines oder mehrerer der Räder, wobei das Fahrstabilitätsregelungssystem so ausgelegt ist, daß es die Trajektorie des Fahrzeugs vorhersagt, bestimmt, ob die vorhergesagte Trajektorie das Fahrzeug gefährden würde, und, falls ein Verlust an Radantrieb erfaßt wird, wenn die vorhergesagte Trajektorie das Fahrzeug gefährden würde, die vorhergesagte Trajektorie derart ändert, daß die identifizierte Gefahr reduziert oder eliminiert wird.
  • Das Fahrstabilitätsregelungssystem kann die Trajektorie ändern, indem es den Bremsgrad ändert, der von dem Fahrzeugbremssystem an mindestens eines der Räder des Fahrzeugs angelegt wird, oder indem es die Höhe des Antriebsmoments ändert, das, durch welches Antriebsmittel auch immer das Fahrzeug enthält, an mindestens eines der Räder angelegt wird. Dies kann beispielsweise ein steuerbares Differential enthalten, das die Verteilung des Antriebsmoments zwischen den beiden Seiten des Fahrzeugs variiert. Systeme, die die Steuerung der Größe und Verteilung des Bremsmoments und/oder des Antriebsmoments zwischen den Rädern verwenden, besitzen den Vorteil, daß die Trajektorie des Fahrzeugs gesteuert werden kann, ohne daß aufwendige und komplexe aktive Lenksysteme oder elektronische Lenkungssysteme benötigt werden. Wenn das Fahrzeug jedoch eine elektronische Lenkung, eine aktive Lenkung oder ein elektrisches Servolenkungssystem enthält, kann die Fahrzeugtrajektorie unter Verwendung des Lenksystems geändert werden. Weil das System erst dann damit beginnt, die Trajektorie des Fahrzeugs zu ändern, wenn ein Antriebsverlust erfaßt wird, behält jedenfalls der Fahrer meistens die direkte Kontrolle über die Trajektorie des Fahrzeugs. Im Fall einer elektronischen Lenkung kann die Lenkung so gesteuert werden, daß sie dem vom Fahrer unter Verwendung des Lenkrads angeforderten Lenkwinkel folgt, wenn kein Antriebsverlust erfaßt wird. Die Lenkung wird erst während eines Antriebsverlustes richtig aktiv.
  • Das Antriebsmittel kann jede Art von Motor beinhalten, wie etwa einen Verbrennungsmotor oder einen Elektromotor.
  • Wenn das Fahrzeug auf der Straße fährt, kann alles gemessen werden: die Abmessungen und Form der Fahrbahn, einschließlich der Breite der Fahrbahn, der Radius der Kurven, die Anordnung der Fahrspuren, der Seitenstreifen, der Leitplanken und fester Hindernisse. Beispielsweise kann ein nach vorne blickendes Radar- oder industrielles Bildverarbeitungssystem Bearbeitungsmittel enthalten, durch die alle der obigen Faktoren bestimmt werden können. Die Position einer Fahrspur in einer Fahrbahn kann im Laufe der Zeit aus dem Weg, den das Fahrzeug fährt, und den gemessenen Abmessungen und der Form der Straße abgeleitet werden. Daraus können die Position und die Orientierung eines Fahrzeugs relativ zur Fahrbahn abgeleitet werden. In der Praxis kann es jedoch schwierig sein, Radar oder industrielle Bildverarbeitung zu verwenden, um verschiedene Merkmale auf kontinuierliche Weise unzweideutig zu erfassen und zu messen, während das Fahrzeug die Fahrbahn entlang fährt, insbesondere wenn eine Präzision erzielt werden soll, die so hoch ist, daß sie im Fall eines Radschlupfs eine gute Abschätzung der Gefahr ermöglicht. In vielen Fällen kann die Differenz zwischen einer sicheren Fahrzeugtrajektorie und einer gefährlichen Fahrzeugtrajektorie eine Trajektoriendifferenz von etwa 1 m oder weniger sein. Die vorhergesagte Fahrzeugtrajektorie weist bevorzugt eine Genauigkeit von kleiner als ±0,1 m der tatsächlichen Trajektorie auf.
  • Ein weiterer Ansatz zur Vorhersage der Fahrzeugtrajektorie relativ zu einer Fahrbahn beinhaltet, die Abmessungen und Form der Fahrbahn im voraus zu kennen, verbunden mit Mitteln, mit denen die Position und Orientierung des Fahrzeugs präzise geschätzt werden können, wobei beispielsweise interne Fahrzeugsbewegungssensoren verwendet werden. Beispielsweise kann die Fahrgeschwindigkeit direkt anhand von Radgeschwindigkeitssensoren als Teil eines bekannten Antiblockiersystems (ABS) gemessen werden. Das Fahrzeug kann auch eine Reihe von Beschleunigungsmessern oder Gierwinkelsensoren aufweisen, mit denen Änderungen der Fahrzeugorientierung relativ zu einem Koordinatensystem abgeleitet werden können. Im allgemeinen können die Form und Charakteristik einer Fahrbahn im voraus gemessen und zur zukünftigen Verwendung im Fahrzeug gespeichert werden. Derartige gespeicherte Daten können beispielsweise durch eine Straßenkartographierungsagentur oder -gesellschaft oder durch das Fahrzeug selbst bei einer vorausgegangenen Fahrt über eine bestimmte Route erzeugt werden. Im letzteren Fall können zahlreiche Fahrzeuge beispielsweise über eine Funk- oder Mobilfunkverbindung Daten zu einer zentralen Sammelstelle für derartige, von Fahrzeugen erzeugte Straßenkartendaten hochladen, von der dann einzelne Fahrzeuge analog Kartendaten für eine bestimmte Straße herunterladen können.
  • Das Mittel zum Ableiten der Position und Orientierung des Fahrzeugs relativ zur Fahrbahn kann deshalb ein Speichermittel enthalten, das Straßenlayoutdaten für ein geographisches Gebiet speichert, in dem das Fahrzeug fährt.
  • Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung reagiert das Fahrstabilitätsregelungssystem auch auf den gewählten Lenkwinkel, so daß, wenn das Fahrstabilitätsregelungssystem dahingehend wirkt, die vorhergesagte Trajektorie zu ändern, die Trajektorie in Richtung des gewählten Lenkwinkels geändert wird, wenn dieser einer Trajektorie mit reduzierter oder eliminierter Gefahr entspricht. Dies liefert eine Reihe von Vorteilen. Zunächst ist das Mittel zum Ableiten der Position und Orientierung des Fahrzeugs relativ zur Fahrbahn in einigen Fällen möglicherweise nicht in der Lage, die Straße vollständig zu charakterisieren. Falls das Straßenlayout in einem Speicher gespeichert wird, dann kann sich das Layout seit seiner Speicherung geändert haben oder die Auflösung auf irgendeine Weise begrenzt sein. Nach vorne schauende Radar- oder Bildverarbeitungssysteme weisen ebenfalls Beschränkungen dahingehend auf, daß bestimmte Hindernisse oder Gefahren auf der Fahrbahn möglicherweise nicht erfaßt oder falsch ausgelegt werden. Das System nutzt deshalb die Wahrnehmung des Fahrers hinsichtlich derartiger Gefahren und gestattet, daß der Fahrer weiterhin die Trajektorie des Fahrzeugs beeinflußt, während das Fahrstabilitätsregelungssystem die Trajektorie ändert, um die erfaßte Gefahr zu reduzieren oder zu eliminieren.
  • Das Speichermittel kann einen Halbleiterspeicher mit hoher Kapazität oder ein Direktzugriffsspeicherungsmittel wie etwa eine CD-ROM-Platte oder eine magnetische Festplatte enthalten. Die Fahrbahn kann durch Daten charakterisiert werden, die Informationen über beliebige auf eine Fahrbahn anwendbare Parameter enthalten, beispielsweise: die Breite der Straße, die Anzahl der Spuren und die Richtung des Verkehrs in diesen Spuren, die Breite der Spuren, die Art und den Standort von Leitplanken, die Breite und die Art des Seitenstreifens und das Vorliegen fester Hindernisse oder anderer Gefahren wie etwa Lampenmasten und Brückenstützmauern. Obwohl ein Speichermittel im Prinzip Daten speichern kann, die eine Fahrbahn mit einem beliebigen gewünschten Auflösungsgrad charakterisieren können, wäre eine riesige Datenmenge erforderlich, um alle Fahrbahnen in einem geographischen Gebiet wie etwa einem amerikanischen Staat oder einem europäischen Land so genau zu charakterisieren, daß, wenn Räder zu rutschen beginnen, eine sinnvolle Einschätzung einer Gefahr erfolgen könnte.
  • Es ist zudem möglicherweise schwierig, lediglich unter Verwendung von Trägheitssensoren die Position eines Fahrzeugs insbesondere dann präzise zu bestimmen, wenn es sich über eine längere Zeit hinweg auf einer geraden Linie fortbewegt hat, wie beispielsweise auf einer Autobahn.
  • Es ist deshalb besonders vorteilhaft, wenn das Mittel zum Ableiten der Position und Orientierung des Fahrzeugs relativ zur Fahrbahn zusätzlich zu einem vorherigen Wissen über die Fahrbahn innerhalb eines bestimmten geographischen Gebiets außerdem ein Mittel zum Bestimmen der Position des Fahrzeugs außerhalb des Fahrzeugs enthält. Die Position des Fahrzeugs kann entweder in absoluter Form, beispielsweise als ein Paar kartesischer Koordinaten, oder in relativer Form, beispielsweise bezüglich aus der Entfernung erfaßter und identifizierter Fahrbahnmerkmale bestimmt werden, wie etwa dem Ort des Fahrbahnrands oder dem Ort einer Mittelstreifenleitplanke.
  • Bei einer Ausführungsform der Erfindung enthält das Mittel zum Ableiten der Position und Orientierung des Fahrzeugs relativ zur Fahrbahn einen Empfänger zum Empfangen eines abgesetzt übertragenen Standortidentifikationssignals innerhalb des Gebiets und Mittel zum Verwenden sowohl der Straßenlayoutdaten als auch des Standortidentifikationssignals, um mindestens die Position des Fahrzeugs relativ zur Fahrbahn abzuleiten. Ein Beispiel für ein derartiges Standortidentifikationssignal ist ein Global-Positioning-Signal (GPS).
  • Das Mittel zum Ableiten der Position und Orientierung des Fahrzeugs relativ zur Fahrbahn kann ein industrielles Bildverarbeitungssystem enthalten, das eine Ansicht der Fahrbahn optisch erfaßt.
  • Ebenfalls gemäß der Erfindung wird ein Verfahren zum dynamischen Regeln der Trajektorie eines Kraftfahrzeugs bereitgestellt, das ein Fahrstabilitätsregelungssystem und mehrere die Straße in Eingriff nehmende Räder enthält, wobei das Verfahren die Schritte umfaßt, das Fahrstabilitätsregelungssystem für folgendes zu verwenden:
    • a) Ableiten der Position und Orientierung des Fahrzeugs relativ zu einer Fahrbahn, auf der das Fahrzeug fährt;
    • b) Vorhersagen der Trajektorie des Kraftfahrzeugs relativ zur Fahrbahn und Identifizieren, wann die vorhergesagte Trajektorie das Fahrzeug gefährden würde;
    • c) Erfassen des Antriebsverlusts eines oder mehrerer der Räder und,
    • d) falls der Verlust an Radantrieb erfaßt wird, wenn die vorhergesagte Trajektorie das Fahrzeug gefährden würde, Ändern der vorhergesagten Trajektorie derart, daß die identifizierte Gefahr reduziert oder eliminiert wird.
  • Die Erfindung wird nun beispielhaft in größerer Einzelheit und unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:
  • 1 eine schematische Blockansicht eines Kraftfahrzeugs mit Fahrstabilitätsregelungssystem gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung und
  • 2 ein Flußdiagramm, das die Funktionsweise des Fahrstabilitätsregelungssystems von 1 zeigt.
  • 1 zeigt schematisch ein Kraftfahrzeug 1, beispielsweise einen Personenkraftwagen, mit einem auf einer Fahrstabilitätseinheit (DSU) 2 basierenden Fahrstabilitätsregelungssystem. Das Fahrzeug 1 fährt auf einer Straße 4 mit einer Rechtskurve. Die Grenzen der Straße 4 sind durch zwei durchgehende gekrümmte Linien 5, 6 gezeigt, die den Rand der Straße 4 oder eine Spurbegrenzung darstellen können. Das Fahrzeug 1 ist wie gezeigt mit allen vier Rädern 7, 8, 9, 10 auf der Straße 4, doch untersteuert das Fahrzeug 1 beispielsweise wegen des Rutschens der Vorderräder 9, 10, so daß das linke Vorderrad 9 Gefahr läuft, über die linke Straßenbegrenzung 5 hinaus zu fahren.
  • Das Fahrzeug verfügt über eine herkömmliche Anordnung von Fahrerbedienelementen, insbesondere ein Bremspedal 3, ein Gaspedal 11 und ein Lenkrad 19. Das Bremspedal 3 ist mit einem Antiblockiersystemsteuermodul 18 verbunden, und das Gaspedal 11 sendet ein Fahreranforderungssignal an ein Motormanagementsystem 52, das die Motorleistung eines Verbrennungsmotors (E) 50 steuert.
  • Nun unter Bezugnahme auch auf 2 leitet die Fahrstabilitätseinheit 2 die Position und Orientierung des Fahrzeugs 1 relativ zur Straße 4 ab und bewertet dann den Gefahrpegel in der Umgebung. Dazu empfängt die Einheit 2 eine Reihe von Eingaben von Bewegungssensoren, insbesondere von Längs- und Querbeschleunigungsmessern und Gierwinkelsensoren 12, einem Antriebswellendrehzahlsensor (S) 13 und über das Steuermodul 18 des Antiblockiersystems (ABS) vier Raddrehzahlsensoren, einem an jedem Rad 7–10 als Teil von vier Scheibenbremseneinheiten 14, 15, 16, 17. Die verschiedenen Bewegungssensoren 12–17 liefern zusammen eine präzise Messung der Geschwindigkeit und Lage des Fahrzeugs. Das ABS-Steuermodul 18 sendet der Fahrstabilitätseinheit 2 eine Angabe über den erfaßten Radschlupf für jedes der Räder 7, 8, 9, 10.
  • Das Fahrzeug 1 weist außerdem ein nach vorne blickendes Radarsendeempfängermodul (R) 20 zusammen mit einer zugeordneten Radarsignalverarbeitungseinheit (P) 21 und einen GPS-(global positioning system)-Empfänger 22 auf, die ebenfalls Eingangssignale für die Fahrstabilitätseinheit 2 liefern. Wahlweise kann ein nicht gezeigtes industrielles Bildverarbeitungssystem anstelle des Radarsystems 20, 21 verwendet werden. Das GPS-Empfängersignal liefert eine Messung der Fahrzeugposition auf der Oberfläche der Erde mit einer Genauigkeit von etwa ±10 m. Damit fragt die Fahrstabilitätseinheit 2 eine CD-ROM-Leseeinheit 24 ab, in die eine CD-ROM-Platte geladen ist mit Informationen hinsichtlich der Straße 4, wie etwa ihrer Orientierung, der Breite, der Anzahl der Spuren, des Vorliegens eines Seitenstreifens und etwaiger Hindernisse wie etwa Leitplanken, Dämme oder Brückenstützmauern. Die Präzision des GPS-Signals ist aus Gründen der nationalen Sicherheit absichtlich reduziert, und es ist normalerweise nicht genau genug, damit die Fahrstabilitätseinheit 2 von der CD-ROM-Einheit 24 Informationen erhalten könnte, mit der die Fahrstabilitätseinheit zweifelsfrei die Randpositionen 5, 6 der Straße 4 oder eine vorhergesagte Trajektorie TP des Fahrzeugs 1 relativ zur Straße 4 vorhersagen könnte. Außerdem können überhängende Bäume oder hohe Gebäude in der Nähe der Straße GPS-Signale beeinträchtigen. Jedenfalls können auf der CD-ROM-Platte gespeicherte Straßeninformationsdaten möglicherweise nicht für jede Straße in einem Land oder Staat eine Auflösung von mindestens ±0,5 m aufweisen, und die Daten werden keine Informationen über eine etwaige Behinderung oder ein etwaiges Hindernis aufweisen, die bzw. das sich erst seit kurzem oder vorübergehend auf einer Straße befindet.
  • Deshalb verfeinert die Fahrstabilitätseinheit 2 mit vom Radarmodul und der Einheit 20, 21 empfangenen Signalen die von dem GPS-Signal empfangenen Positionsinformationen und vervollständigt damit auch Einzelheiten hinsichtlich des Straßenlayouts oder Gefahren, die aus der CD-ROM nicht bekannt sind. Falls beispielsweise aus der CD-ROM bekannt ist, daß sich an einer Koordinate (x,y) entlang der Straße 4 eine Brückenstützmauer befindet, dann kann die GPS-abgeleitete Koordinate (X,Y) an dieser Brücken- stützmauer, wenn sich das Fahrzeug ihr nähert, mit den vom Radar abgeleiteten Informationen so korrigiert werden, daß sie der CD-ROM-Koordinate entspricht. Die verschiedenen Bewegungssensoren 12–17 sind dann ausreichend präzise, um die Position und Orientierung des Fahrzeugs über die nächsten Minuten hinweg relativ zur Straße zu verfolgen, ohne daß eine weitere Übereinstimmung zwischen GPS-, Radar- und CD-ROM-Koordinaten hergestellt werden müsste.
  • Nachdem die Fahrstabilitätseinheit 2 die Position und Orientierung des Fahrzeugs 1 relativ zur Straße abgeleitet hat, weist sie verschiedenen Koordinatenpunkten entlang der Straße insbesondere in Richtung auf die Straßenkanten 5, 6 und darüber hinaus Gefahrenhöhen zu. Die Gefahrenhöhen werden so berechnet, daß sie eine etwaige erwartete Fehlanpassung zwischen Straßenmerkmalen wie etwa dem eigentlichen Rand der Straße 5, 6 und dem berechneten Rand der Straße 25, 26 beinhalten, so daß diese Gefahr konservativ bewertet wird.
  • Wenn die Position und Orientierung des Fahrzeugs relativ zur Straße 4 bekannt sind, ist der nächste Schritt 32 die Vorhersage der Trajektorie TP des Fahrzeugs 1 relativ zur Straße 4. Da der Lenkwinkel α die zukünftige Bewegung des Fahrzeugs 1 beeinflußt, sendet ein Lenkwinkelsensor (T) 27 ein Eingangssignal an die Fahrstabilitätseinheit 2. Dadurch kann die Fahrstabilitätseinheit 2 zusammen mit der berechneten Position, Orientierung, Geschwindigkeit und dem Gierwinkel des Fahrzeugs die vorhergesagte Trajektorie Tp des Fahrzeugs relativ zur Straße 4 berechnen. In diesem Fall führt die vorhergesagte Trajektorie Tp das Fahrzeug 1 über den linken Rand 5 der Straße hinaus, weshalb die Trajektorie als eine identifiziert wird, die das Fahrzeug in Gefahr bringen würde.
  • Es kann natürlich der Fall sein, daß der Fahrer auf gesteuerte Weise absichtlich mit dem Fahrzeug die Straße verläßt, um beispielsweise auf einem Grünstreifen zu parken. In diesem Fall sollte keines der Räder 7–10 rutschen. Der nächste Schritt 34 im Flußdiagramm von 2 ist deshalb die Erfassung des Antriebsverlustes eines oder mehrerer der Räder 7–10. Es wird ein Test 36 durchgeführt, und falls kein Radschlupf erfaßt wird 38, läuft der Prozeß zurück zum ersten Schritt 30. Falls jedoch ein Radschlupf erfaßt wird 40, beispielsweise aufgrund von Eis auf der Straße oder weil der Fahrer auf einer nassen Straße zu stark bremst, dann können die Vorderräder des Fahrzeugs möglicherweise rutschen, was bewirkt, daß das Fahrzeug wie gezeichnet untersteuert. Es wird dann ein weiterer Test 42 durchgeführt, um zu prüfen, ob die vorhergesagte Trajektorie TP das Fahrzeug in Gefahr bringt. Falls nicht 44, läuft der Prozeß zurück zum ersten Schritt 30.
  • Bei dem Beispiel von 1 bringt die vorhergesagte Trajektorie Tp das Fahrzeug 1 in Gefahr 46, weshalb der nächste Schritt 48 darin besteht, daß die Fahrstabilitätseinheit 2 den Bremsvorgang über die ABS-Steuereinheit 18 und zusätzlich oder alternativ die Motorleistung über eine mit dem Motormanagementsystem (MMS) 52 verbundene Antriebssteuereinheit 51 steuert, damit die Trajektorie des Fahrzeugs in Richtung auf eine neue berechnete Trajektorie TC mit reduzierter oder eliminierter Gefahr geändert wird.
  • Bei dem dargestellten Beispiel lenken die Vorderräder 9, 10 in Richtung der eine reduzierte Gefahr darstellenden berechneten Trajektorie TC, was einen guten Hinweis darauf liefert, daß auch der Fahrer dies als eine reduzierte Gefahr wahrnimmt. Die Fahrstabilitätseinheit 2 berücksichtigt deshalb bei der Erzeugung der berechneten Trajektorie TC den vom Lenkwinkelsensor 27 gelieferten Lenkwinkel α.
  • Bei dem dargestellten Fall des Untersteuerns würde die Fahrstabilitätseinheit 2 über die ABS-Einheit 8 die hintere rechte Bremse 15 aktivieren, um zu bewirken, daß das hintere rechte Rad 8 an diesem Rad eine nach hinten gerichtete Kraft 54 ausübt, um dem Fahrzeug ein Gieren im Uhrzeigersinn zu verleihen, so daß es der berechneten Trajektorie TC folgen kann.
  • Das Fahrzeug 1 folgt natürlich möglicherweise nicht genau der berechneten Trajektorie TC, weshalb das Flußdiagramm in einer Schleife zurück zum ersten Schritt 30 läuft, damit die Position und die Orientierung des Fahrzeugs relativ zur Straße 4 neu berechnet werden können. Der Prozeß geht so lange weiter, bis kein Radschlupf mehr erfaßt wird.
  • Die Erfindung kann deshalb einem Fahrer dabei behilflich sein, unter extremen Umständen die Kontrolle über sein Fahrzeug zu behalten, und doch stört sie nicht das primäre Mittel des Fahrers zum Steuern der Trajektorie des Fahrzeugs unter Verwendung des Lenkrads. Wenn erst einmal ein Radschlupf erfaßt wird, kann der Fahrer die Kontrolle über das Fahrzeug verlieren. Das Fahrstabilitätsregelungssystem wird erst dann aktiv, um das Fahrzeug zu einer sichereren Trajektorie zu lenken. Daten von den Trägheitsbewegungssensoren des Fahrzeugs können mit anderen Daten verknüpft werden, um eine präzise Messung der Position eines Fahrzeugs relativ zur Fahrbahn zu erhalten. Zu Beispielen für Quellen derartiger anderer Daten zählen: Funkverbindung mit einer internetbasierten Datenbank aus Straßenkartendaten; ein Bordspeicher wie etwa ein CD-ROM-System, das Einzelheiten der Straße speichert; abgesetzte Standortidentifikationssignale und eine von einem Radar oder einer industriellen Bildbearbeitung abgeleitete Messung der Straße und ihrer Umgebung. Es ist deshalb möglich, eine präzise Basis zu erhalten, um die Position und Orientierung eines Fahrzeugs relativ zur Straße und die Wahrscheinlichkeit, daß die Trajektorie des Fahrzeugs das Fahrzeug in Gefahr bringen wird, zu bestimmen. Die Fahrstabilitätseinheit 2 kann dann Maßnahmen ergreifen, um die Bremsung der Räder und/oder die auf die Antriebsräder übertragene Motorleistung zu steuern, damit die Fahrzeugtrajektorie zu einem sichereren Kurs geändert wird.

Claims (11)

  1. Kraftfahrzeug (1), das folgendes umfaßt: mehrere eine Straße in Eingriff nehmende Räder (7, 8, 9, 10) und ein Fahrstabilitätsregelungssystem (2), das ein Mittel (12–17, 20, 21, 22, 24) zum Ableiten der Position und Orientierung des Fahrzeugs (1) relativ zu einer Fahrbahn (4) enthält, auf der das Fahrzeug (1) fährt, ein Bahnvorhersagesystem zum Vorhersagen der Trajektorie (Tp) des Kraftfahrzeugs (1) relativ zur Fahrbahn (4) und zum Identifizieren, wann die vorhergesagte Trajektorie (Tp) das Fahrzeug (1) gefährden würde, und ein Radschlupferfassungssystem (18) zum Erfassen des Antriebsverlusts eines oder mehrerer der Räder (7, 8, 9, 10), wobei das Fahrstabilitätsregelungssystem (2) so ausgelegt ist, daß es die Trajektorie (Tp) des Fahrzeugs (1) vorhersagt, bestimmt, ob die vorhergesagte Trajektorie (Tp) das Fahrzeug (1) gefährden würde, und, falls ein Verlust an Radantrieb erfaßt wird, wenn die vorhergesagte Trajektorie (Tp) das Fahrzeug (1) gefährden würde, die vorhergesagte Trajektorie (Tp) derart ändert, daß die identifizierte Gefahr reduziert oder eliminiert wird.
  2. Fahrzeug nach Anspruch 1, weiterhin mit einem mit den Rädern (7, 8, 9, 10) verbundenen Bremssystem (14, 15, 16, 17, 18), durch das ein Fahrer des Fahrzeugs (1) das Fahrzeug bremsen kann, wobei das Fahrstabilitätsregelungssystem (2) so ausgelegt ist, daß es die vorhergesagte Trajektorie (Tp) ändert, indem es den an mindestens eines der Räder (7, 8, 9, 10) angelegten Bremsgrad ändert.
  3. Fahrzeug nach Anspruch 1 oder 2, weiterhin mit einem mit den Rädern (7, 8, 9, 10) verbundenen Antriebsmittel (50, 51, 52), durch das ein Fahrer des Fahrzeugs (1) die Fahrzeuggeschwindigkeit steuern kann, wobei das Fahrstabilitätsregelungssystem (2) so ausgelegt ist, daß es die vorhergesagte Trajektorie (Tp) ändert, indem es das von dem Antriebsmittel (50, 51, 52) an mindestens eines der Räder (7, 8, 9, 10) angelegte Niveau des Antriebsmoments ändert.
  4. Kraftfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, weiterhin mit einem Lenksystem (19, 9, 10), wobei das Fahrstabilitätsregelungssystem (2) so ausgelegt ist, daß es die vorhergesagte Trajektorie (Tp) ändert, indem es den von dem Lenksystem (19, 9, 10) gelieferten Lenkwinkel (α) des Fahrzeugs (1) ändert.
  5. Kraftfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einem Lenksystem (19, 9, 10), mit dem der Fahrer einen Lenkwinkel (α) wählen kann, wobei das Fahrstabilitätsregelungssystem (2) auch auf den ausgewählten Lenkwinkel (α) reagiert, so daß, wenn das Fahrstabilitätsregelungssystem (2) dahingehend wirkt, die vorhergesagte Trajektorie (Tp) zu ändern, die Trajektorie in Richtung des gewählten Lenkwinkels (α) geändert wird, wenn dies einer Trajektorie mit reduzierter oder eliminierter Gefahr entspricht.
  6. Kraftfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das Mittel zum Ableiten der Position und Orientierung des Fahrzeugs (1) relativ zur Fahrbahn (4) ein Speichermittel (24) enthält, das Straßenlayoutdaten für ein geographisches Gebiet speichert, in dem das Fahrzeug fährt.
  7. Kraftfahrzeug nach Anspruch 6, bei dem das Mittel zum Ableiten der Position und Orientierung des Fahrzeugs (1) relativ zur Fahrbahn (4) einen Empfänger (22) zum Empfangen eines abgesetzt übertragenen Standortidentifikationssignals in dem Gebiet und Mittel zum Verwenden sowohl der Straßenlayoutdaten als auch des Standortidentifikationssignals enthält, um mindestens die Position des Fahrzeugs (1) relativ zur Fahrbahn (4) abzuleiten.
  8. Kraftfahrzeug nach Anspruch 7, bei dem das Standortidentifikationssignal ein Global-Positioning-Signal ist.
  9. Kraftfahrzeug nach einem der Ansprüche 6 bis 8, bei dem das Mittel zum Ableiten der Position und Orientierung des Fahrzeugs (1) relativ zur Fahrbahn (4) ein industrielles Bildverarbeitungssystem enthält, das eine Ansicht der Fahrbahn (4) optisch erfaßt.
  10. Kraftfahrzeug nach einem der Ansprüche 6 bis 8, bei dem das Mittel zum Ableiten der Position und Orientierung des Fahrzeugs (1) relativ zur Fahrbahn (4) einen Radarsensor (20) enthält, der Informationen hinsichtlich der Fahrbahn (4) erfaßt.
  11. Verfahren zum dynamischen Regeln der Trajektorie eines Kraftfahrzeugs (1), das ein Fahrstabilitätsregelungssystem (2) und mehrere die Straße in Eingriff nehmende Räder (7, 8, 9, 10) enthält, wobei das Verfahren die Schritte umfaßt, das Fahrstabilitätsregelungssystem (2) für folgendes zu verwenden: a) Ableiten der Position und Orientierung des Fahrzeugs relativ zu einer Fahrbahn, auf der das Fahrzeug fährt; b) Vorhersagen der Trajektorie des Kraftfahrzeugs relativ zur Fahrbahn und Identifizieren, wann die vorhergesagte Trajektorie das Fahrzeug gefährden würde; c) Erfassen des Antriebsverlusts eines oder mehrerer der Räder und, d) falls der Verlust an Radantrieb erfaßt wird, wenn die vorhergesagte Trajektorie das Fahrzeug gefährden würde, Ändern der vorhergesagten Trajektorie derart, daß die identifizierte Gefahr reduziert oder eliminiert wird.
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