EP1406800A1 - System and method for monitoring the performance of a vehicle - Google Patents

System and method for monitoring the performance of a vehicle

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Publication number
EP1406800A1
EP1406800A1 EP02758070A EP02758070A EP1406800A1 EP 1406800 A1 EP1406800 A1 EP 1406800A1 EP 02758070 A EP02758070 A EP 02758070A EP 02758070 A EP02758070 A EP 02758070A EP 1406800 A1 EP1406800 A1 EP 1406800A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
force
intervention
individual systems
vehicle
moment
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP02758070A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Manfred Gerdes
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
Publication of EP1406800A1 publication Critical patent/EP1406800A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • B60T8/17551Brake regulation specially adapted to control the stability of the vehicle, e.g. taking into account yaw rate or transverse acceleration in a curve determining control parameters related to vehicle stability used in the regulation, e.g. by calculations involving measured or detected parameters
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    • B60W50/04Monitoring the functioning of the control system
    • B60W50/045Monitoring control system parameters

Definitions

  • the invention relates to a system for monitoring the driving behavior of a vehicle with several individual systems for influencing the driving behavior of the vehicle.
  • the invention further relates to a method for monitoring the driving behavior of a vehicle, in which the driving behavior of the vehicle is influenced by means of several individual systems.
  • ESP electronic stability program
  • ABSC active body control
  • EAR chassis control with superimposed stabilizing intervention
  • EAS Vordera.ch.s- steering with superimposed stabilizing intervention
  • the invention is based on the generic system in that a management device is provided for managing the influencing of driving behavior by the individual systems.
  • a management device is provided for managing the influencing of driving behavior by the individual systems.
  • the management device influences the effects of the individual systems depending on the situation.
  • driving stability is maintained with the greatest possible driving comfort and minimal loss of speed.
  • the individual systems can in principle act completely independently of one another; That means: the individual systems are independent of each other without any intervention by the management facility. Only if the individual systems could be influenced in an undesirable manner can the management device intervene.
  • the subsystems can also be developed and applied separately.
  • ESP, EAS, EAR and / or ABC can be provided. These are exemplary single systems without single limitation of the generality of the present invention, which may include any individual systems.
  • the system is further developed in that the management device is implemented in a control unit which communicates with control units of the individual systems via an interface.
  • an interface can be implemented, for example, in the context of a CAN system.
  • the management device can receive information about the activity of the individual systems via CAN or another interface. This information can either be formulated directly as an effective moment around the vertical axis on the vehicle's center of gravity or a force on the vehicle's center of gravity. It can also be shown as an average, which is converted in the management facility on a torque basis.
  • the control units of the individual systems receive information from the management device via the interface, that is to say for example via CAN, so that the effects of the individual systems are influenced.
  • the management device is implemented in a separate control device.
  • the management device is therefore independent of the control units of the individual systems. The systems can therefore be developed and applied independently of one another.
  • control units of the individual Systems are hardware components that are available anyway. By implementing the management device within these control units of the individual systems, the hardware effort can be reduced.
  • this is further developed in that actual values and target values determined by the individual systems are entered into the management device, the potential effects of the individual systems are determined from the entered values and that values can be output by the management device, that affect the effects of individual systems.
  • the management facility thus acts preventively on any undesired interventions.
  • the setpoints, which are determined by the individual systems, are recorded by the management device and coordinated with one another taking into account the actual values assigned to the corresponding variables. Values can thus be output by the management device, so that the effects of the individual systems are sensibly adapted.
  • the management device can suppress interventions by individual systems.
  • the individual systems work completely independently of one another if no intervention is carried out by the management. This has advantages, for example, in the event of a management device failure. The individual systems are then still fully functional. Only if interventions by individual systems are to be suppressed, will the management establishment made. For example, the transmission of an acknowledgment signal may be sufficient. This indicates whether the stabilizing intervention proposed by the individual system should be suppressed. For example, a symbolic digital 1 for suppression or a symbolic digital 0 or no signal transmission can be used to fully implement the stabilizing intervention.
  • the invention builds on the generic method in that a management device is provided for managing the influencing of driving behavior by the individual systems.
  • a management device is provided for managing the influencing of driving behavior by the individual systems.
  • the advantages of the system according to the invention are implemented in the method.
  • the advantages and special features of the corresponding system designs are also noted.
  • ESP, EAS, EAR and / or ABC can be provided as individual systems.
  • the method is further developed in that the management device is implemented in a control unit which communicates with control units of the individual systems via an interface.
  • the management device is implemented in a separate control device. However, it can also be useful for the management device to be implemented in one or more control units of the individual systems.
  • this is further developed in that actual values and target values determined by the individual systems are entered into the management device, the potential effects of the individual systems are determined from the entered values, and values can be output by the management device that the Influence the effects of individual systems.
  • the invention is based on the knowledge that through targeted management of the stabilization functions of individual systems, the total benefit of the systems can be greater than the sum of the individual benefits. This can be done, for example, by masking out interfering interventions depending on the situation, while meaningful interventions are specifically permitted together.
  • the subsystems can be developed and applied independently of one another, only the possibility of an exchange of information having to be ensured. Any expansion stages can also be implemented within a vehicle range. The correct handling of the interfaces in all control units involved must be observed. For the joint operation of all individual systems In this way, the development and application of the management facility is decisive in the vehicle.
  • FIG. 1 shows a block diagram to illustrate a system according to the invention
  • FIG. 2 shows a block diagram to illustrate driving stability management
  • FIG. 3 shows a ⁇ slip curve for a tire model in the longitudinal direction of the tire
  • FIG. 4 shows a ⁇ slip curve for a tire model in the transverse direction of the tire
  • Figure 5 is a diagram for explaining the angular relationships of the tire forces
  • FIG. 6 shows a flowchart to explain a tire force calculation for bidirectional stress
  • FIG. 7 shows a flowchart to explain the calculation of a tire force and a change in tire force during a longitudinal ESP intervention
  • FIG. 8 shows a flowchart to explain the calculation of a tire force and a change in tire force during an EAS lateral force intervention
  • FIG. 9 is a diagram for explaining a vehicle model for calculating the torques around the
  • FIG. 10 shows a flowchart to explain the calculation of moments on the vehicle center of gravity about the vertical axis
  • FIG. 11 shows a flow chart to explain the calculation of a center of gravity moment by summation
  • FIG. 12 shows a flow chart to explain the calculation of a center of gravity moment by summation in the case of ESP longitudinal force intervention
  • FIG. 13 shows a flowchart to explain the calculation of a center of gravity moment by summation in the case of EAS lateral force intervention
  • FIG. 14 shows a flowchart to explain the formation of engagement moments in ESP and EAS for an engagement assessment
  • FIG. 15 shows a flowchart to explain prioritization, evaluation and selection of stabilizing interventions.
  • FIG. 1 shows a block diagram to illustrate a system according to the invention.
  • the block diagram shows functional units and arrows that symbolize signals between the individual functional units. Individual signals are symbolized by arrows with a single line. Signal vectors are symbolized by arrows with several lines.
  • Three individual systems 12, 14, 16 are given as examples.
  • An ESP control unit 12, an EAS control unit 14 and an EAR control unit 16 each communicate via CAN 18 in accordance with the valid protocol agreement with a driving stability management control unit 10.
  • the driving stability management control unit 10 is shown here as a separate control unit. It is also possible to utilize one of the existing control units 12, 14, 16 to a greater extent with the tasks of the driving stability management control unit 10.
  • the control units 12, 14, 16 of the individual units transmit information to the driving stability management system - control unit 10, that is to say in particular values which have an influence on the driving dynamics for intended interventions.
  • the driving stability management control unit 10 in turn transfers values a to the control units 12, 14, 16 of the individual systems, for example a 0 for releasing the effect of the control units 12, 14, 16 of the individual systems and a 1 for blocking the respective effects.
  • The- Its effects include, for example, influencing a brake system 20, a steering system 22 or a chassis 24 via corresponding actuators 26.
  • FIG. 2 shows a block diagram to illustrate driving stability management.
  • the block diagram shows functional units and arrows that symbolize signals between the individual functional units. Individual signals are symbolized by arrows with a single line. Signal vectors are symbolized by arrows with several lines.
  • Various values are transferred to the driving stability management via the input 28 of a CAN interface. These values are, for example, a stabilizing target wheel slip by ESP 40 and a superimposed steering angle on the front axle for stabilization by EAS 42.
  • information from subsystems 44 is transferred. In particular, these can be the following variables: slip per wheel, vehicle speed, lateral acceleration, driver steering angle, steering angle on the wheel, accelerator pedal position, driver brake pressure, slip angle of the front or rear axle, wheel support force and coefficient of friction.
  • a differential torque on the vehicle's center of gravity around the vertical axis is transferred via input 28 of the CAN interface by means of a stabilizing chassis intervention by EAR 46.
  • the information 40, 42, 44 is a unit 32 for calculating the longitudinal and transverse force and their changes transferred to the vehicle tire from physical models of the tire characteristics. From the calculation in unit 32, information regarding the tire longitudinal forces and their changes due to longitudinal intervention 48 and regarding the tire lateral forces and their changes due to lateral force intervention 50 follow.
  • the information 48 is provided to a unit 34 for calculation of moments and their changes around the vertical axis the vehicle's center of gravity due to an ESP intervention.
  • the information 50 is transferred to a unit 36 for calculating moments and their changes about the vertical axis on the center of gravity of the vehicle due to an EAS intervention.
  • the output variable of the unit 34 is a differential torque on the vehicle center of gravity around the vertical axis by means of a stabilizing brake intervention 52.
  • the output information of the unit 36 is a differential torque on the vehicle center of gravity around the vertical axis by means of a stabilizing front axle steering intervention 54.
  • the latter information 52, 54 are transferred to a unit for prioritizing, evaluating and selecting stabilizing interventions 38.
  • the output variables of the unit 38 are instructions for suppressing a longitudinal force intervention 56, a lateral force intervention 58 or a normal force intervention 60, which are output as a function of the results of the unit 38 via the output of the CAN interface 30.
  • the incoming signals are interpreted as a driving stability intervention, summed up, weighted and compared. Furthermore, the intervention (s) to be suppressed is selected and reported back.
  • the intervention (s) to be suppressed is selected and reported back.
  • the ESP transmits the superimposed target slip for each wheel as a characteristic variable for the intervention in driving stability.
  • the superimposed steering angle which is supposed to have a stabilizing effect on the vehicle, serves as the transfer size.
  • Other or different sizes are conceivable and possible.
  • FIG. 3 shows a ⁇ slip curve for a tire model in the longitudinal direction of the tire. Schematic tire characteristic curves in the longitudinal direction and a possible approximation depending on the longitudinal tire slip and road surface friction are given, the set parameters and these characteristic curves being examples of many possible ones 1 ⁇
  • a ⁇ , a y acceleration in the longitudinal or transverse direction.
  • F L Fn * Kl '( ⁇ ) * Sl' * (Sl '+ Sl'') / (Sl + Sl'').
  • the second type of calculation of F L takes into account the drop in the characteristic curve in the event of high slip Sl.
  • the coefficient of friction is related to the center of gravity of the vehicle.
  • unequal friction coefficients on the right or left side of the vehicle are taken into account by averaging.
  • FIG. 4 shows a ⁇ slip curve for a tire model in the transverse direction of the tire.
  • the wheel side force is plotted on the vertical axis of the diagram, which as
  • F SRad / F.
  • HRad is defined, i.e. as the quotient of the wheel lateral force and the wheel normal force.
  • the slip parameter ⁇ is plotted on the right axis of the diagram.
  • the setting parameters can be determined on the basis of the following equations, the numerical values here also preferably being adjustable:
  • the lateral force is calculated using the following equation:
  • FIG. 5 shows a diagram to explain the angular relationships of the tire forces.
  • the tire longitudinal forces F L (Sl, ⁇ , F ") and F s (, ⁇ , F H ) of the tire 70 which are determined by the coefficient of friction ⁇ and the longitudinal slip Sl taking advantage of the coefficient of friction ⁇ , or by the coefficient of friction ⁇ and the tire slip ⁇ are determined, add up quadratically to the total tire force
  • F R ( ⁇ , ⁇ , F N ) (F S ( ⁇ , ⁇ , F N ) 2 + F L (S1, ⁇ , F N ) ⁇
  • slip and slip can be entered in FIG. 5 in the manner shown.
  • slip ⁇ can be obtained from slip Sl and slip ⁇ ⁇ 1
  • a vehicle longitudinal force F L can be estimated from a predetermined wheel force F R
  • the maximum transferable tire force is assumed to be ⁇ * F N.
  • slip slip and the longitudinal slip are overlaid square to a longitudinal slip equivalent ⁇ .
  • the tire force is split into longitudinal force components and transverse force components on the basis of angular relationships, the splitting being based on the slip and the skew.
  • the tire forces are approximated using the following equations.
  • the coefficient of friction information is in turn formed as explained with reference to FIG. 3.
  • the second case realizes a decrease in the lateral force at high values of the longitudinal slip equivalents ⁇ .
  • the conversion to the longitudinal force is then carried out according to the equation
  • F L ( ⁇ , ⁇ , Sl) F s ( ⁇ , ⁇ ) * Sl / ⁇ .
  • F L ( ⁇ , ⁇ , Sl) F s ( ⁇ , ⁇ ) * ⁇ sl / ⁇ .
  • FIG. 6 shows a flowchart to explain a tire force calculation for bidirectional stress. First, the meaning of the individual process steps is given.
  • F R F N * K ⁇ * ⁇ '* ( ⁇ 1 1 + ⁇ ') / ( ⁇ + ⁇ '') ... total tire force from -maximum with regard to longitudinal slip equivalents
  • step 3210 end After the start in step 3201, parameters for determining the tire force are set in step 3202. In step 3203, further quantities are calculated using the parameters from step 3202, which can be used in steps 3204 to 3210. In step 3204 it is first determined whether the longitudinal slip equivalent is less than the value at maximum tire force. If this is the case, then step
  • Step 3205 uses another relationship given there to calculate the total tire force.
  • step 3207 is then checked to see if the longitudinal slip equivalent is zero. If this is the case, avoiding a division by zero, the lateral tire force F s and the longitudinal tire force F L are set to zero. If this is not the case, that is to say the longitudinal slip equivalents are not equal to zero, then the lateral tire force and the longitudinal tire force are calculated in accordance with the relationships given there. The method according to FIG. 6 ends in step 3210.
  • FIG. 7 shows a flowchart to explain the calculation of a tire force and a change in tire force during an ESP longitudinal force intervention.
  • the skew angle on the front and rear axles is a known but predetermined size, it being possible to intervene in the wheel slip to vary the longitudinal force.
  • the flow chart according to FIG. 7 shows the calculation of the current wheel forces and the wheel force changes due to the ESP intervention. This algorithm must be run for each bike. First, the meaning of the individual steps is given.
  • step 3211 the slow slip of a wheel under consideration is determined in step 3212. Subsequently, the slip angle of the wheel is determined in step 3213.
  • step .3214 the tire force model is called up as a function of the determined parameters S1 and ⁇ .
  • step 3215 the determined the lateral force and the determined longitudinal force are stored as parameters F s wheel or F L wheel.
  • step 3216 the longitudinal slip intervention for the wheel is taken into account.
  • the tire force part is again called up as a function of the new parameters S1 and.
  • step 3218 the change in lateral force and the change in longitudinal force are then determined and stored by means of differential formation.
  • step 3219 the calculation of the tire force for the wheel under consideration ends.
  • FIG. 8 shows a flowchart to explain the calculation of a tire force and a change in tire force during an EAS lateral force intervention.
  • the wheel slip on the front axle and the rear axle is considered to be a known but predetermined size, which can be interfered with in the slip angle at least on the front axle for lateral force variation.
  • the flow diagram according to FIG. 8 shows the calculation of the current wheel forces and the wheel force changes due to the EAS intervention.
  • the slip angle intervention by EAS is stored individually for each wheel and is assigned zero for the rear wheels.
  • the algorithm explained with reference to FIG. 8 can be run through equally for all wheels and thus also for vehicles with active rear axle steering with corresponding signal assignments.
  • the algorithm explained below must be passed through for each wheel. First, the meaning of the process steps shown in FIG. 8 is shown.
  • step 3220 the calculation of the tire force and the tire force change for the EAS longitudinal force intervention starts.
  • step 3221 the longitudinal slip of the wheel under consideration is stored as variable S1.
  • step 3222 the slip angle 1 of the wheel is stored as a variable.
  • step 3223 the tire force model is called up using the stored parameters S1 and ⁇ .
  • the side force and the longitudinal force of the wheel are stored in step 3224.
  • step 3225 a slow slip intervention of the wheel is taken into account and a new variable ⁇ is stored.
  • Step 3226 calls up the tire force model as a function of the parameters S1 and ⁇ now present.
  • a change in lateral force is calculated and stored in step 3227 by forming the difference.
  • a change in the longitudinal force is also calculated by forming a difference and is subsequently stored.
  • the method shown in FIG. 8 ends in step 3228.
  • FIG. 9 shows a diagram for explaining a vehicle model for calculating the torques about the vertical axis on the center of gravity of the vehicle.
  • the symbols shown in FIG. 9 have the following meanings:
  • FIG. 10 shows a flowchart to explain the calculation of moments on the center of gravity of the vehicle about the vertical axis.
  • the moment on the center of gravity of the vehicle through the respective wheel and the change in this moment can be determined from the changes in forces due to interventions by the ESP and the EAS. This determined values can be summed up for all wheels, which is explained with reference to FIG. 10.
  • M s F s * lSpH ... moment on vehicle center of gravity due to lateral force on rear axle
  • M s - F s * lSpV ... Mom ⁇ nt on vehicle center of gravity due to lateral force on the front axle
  • M L - F L * SW / 2 ... moment on vehicle center of gravity due to longitudinal force on the left
  • step 3502 After the start of the program flow in step 3501, it is determined in step 3502 whether the wheel is on the front axle. If this is the case, then in step 3504 the moment is calculated on the center of gravity of the vehicle by the lateral force on the front axle. If this is not the case, then in step 3503 the moment on the center of gravity of the vehicle is calculated by the lateral force on the rear axle.
  • step 3505 It is subsequently determined in step 3505 whether the wheel is on the left side of the vehicle. If this is the case, then in step 3507 the moment on the vehicle's center of gravity is determined by a longitudinal force on the left side. If this is not the case, then in step 3506 the moment on the center of gravity of the vehicle is determined by a longitudinal force on the right side.
  • step 3508 the torque component on the center of gravity of the vehicle is then determined by the wheel under consideration
  • FIG. 11 shows a flow chart to explain the calculation of a center of gravity moment by summation. First of all, the meaning of the method steps shown in FIG. 11 is given.
  • M G ⁇ er M Gler + M ⁇ p . , , Yaw moment from summation
  • 3517: M Gler + M Sp ... yaw moment from summation center of gravity moment
  • step 3510 the summation of all wheels for the center of gravity begins. Then, in step 3511, an omission value is set for the center of gravity. In step 3512, the longitudinal force and the lateral force of the wheel are stored on the front left on the variables to be processed.
  • step 3513 these are used to determine the moment about the vertical axis to the vehicle's center of gravity.
  • step 3514 the yaw moment is calculated from the sum of the focus moments.
  • steps 3515 to 3517 the process explained for the left front wheel using steps 3512 to 3514 is repeated for the front right wheel. Thereafter, the process is repeated in steps 3518 to 3520 for the rear left wheels. Following the calculation for the rear left wheel, the procedure is carried out in the same way for the rear right wheel in steps 3521 to 3523. The process ends in step 3524.
  • FIG. 12 shows a flow chart to explain the calculation of a center of gravity moment by summation in the case of ESP longitudinal force intervention. Again, the meaning of the procedural steps shown in FIG. 12 is given first.
  • F L F ⁇ a ⁇ -AF ⁇ Rad ⁇
  • M Gl E SP M Gl E sp + M Sp ... yaw moment from summation
  • F s FgRadyp - ⁇ F SES pRad TO . , , front right 3407: Calling up the determination of the moment about the vertical axis on the vehicle's center of gravity
  • M Gl E SP M Gl E SP + M Sp . , , Yaw moment from summation of center of gravity
  • F s F ⁇ wheel HL - ⁇ F SESP wheel HL . , , back left
  • F L F L wheel HR - ⁇ F LESP wheel HR
  • M Gl E SP M G ⁇ E SP + M Sp . , , Yaw moment from summation
  • step 3401 the skip value for the center of gravity is first set to the value zero.
  • step 3403 the longitudinal wheel force on the front left wheel and the longitudinal force changes determined for this wheel are subsequently a value is calculated, which is stored on the variable for the longitudinal force. Furthermore, the value for the variable F s is determined from corresponding quantities.
  • step 3404 the torque about the vertical axis on the center of gravity of the vehicle is determined using the variables determined in step 3403.
  • step 3405 the yaw moment is calculated by summing the center of gravity moments.
  • steps 3406 to 3408 steps 3403 to 3405, which were carried out there for the front left wheel, are carried out for the front right wheel.
  • the steps for the rear left wheel are then carried out in steps 3409 to 3411.
  • steps 3412 to 3414 the method for the rear right wheel is carried out. The flow of this program flow ends in step 3415.
  • FIG. 13 shows a flowchart to explain the calculation of a heavy pulse torque by summation in the event of EAS lateral force intervention.
  • F L F L wheel HL - ⁇ F LEAS wheel H
  • F s F s wheel HL - ⁇ F ⁇ EA ⁇ wheel H rear left
  • step 3602 After the start of the routine in step 3601, an omission value for the center of gravity of zero is set in step 3602.
  • the longitudinal force used to determine the moment around the vertical axis on the center of gravity of the vehicle is then determined from the longitudinal force and the determined change in longitudinal force. In the same way, the lateral force is determined from corresponding values.
  • step 3604 the determination of the moment about the vertical axis on the center of gravity of the vehicle is called up using the variables in step 3603.
  • step 3605 the yaw moment is determined by the summation of the center of gravity moments.
  • steps 3606 to 3608 the same method is carried out for the front right wheel as was explained in connection with steps 3603 to 3605 for the front left wheel.
  • steps 3609 to 3611 the method is then carried out for the rear left wheel.
  • steps 3612 to 3614 the method for the rear right wheel is carried out.
  • FIG. 14 shows a flow chart to explain the formation of intervention moments in ESP and EAS for an intervention evaluation.
  • the change in torque caused by the interventions of ESP and EA.S is understood as a stabilizing moment caused by changes in the longitudinal or lateral force.
  • other systems that have the same effect but different interfaces can be coupled in. Since such an interface formation can be of great importance in terms of system technology, this step is explicitly carried out as such.
  • the interface signal for the lateral force intervention is calculated in step 3526 as a difference of the yaw moment from the EAS intervention minus the working point with regard to the lateral force.
  • the interface signal for the longitudinal force intervention is calculated by forming the difference in step 3527. This part of the program ends in step 3528.
  • FIG. 15 shows a flowchart to explain prioritization, evaluation and selection of stabilizing interventions.
  • M sp Max the selection of the maximum torque M sp Max is explained.
  • the possible interventions on the effect of the center of gravity by means of a nortal force grip, lateral force intervention and longitudinal force intervention f are checked in the following way:
  • ESP cannot be activated, for example because of a fault in an ABS valve, but nevertheless a necessary stabilizing torque (setpoint slip) is output by the ESP. Its effect is then realized, for example, by EAR through a normal force intervention and EAS through a lateral force intervention.
  • the query for amounts is carried out at this point in order to compare interventions in a pre-cleaned manner.
  • the query is sufficient to allow the correct interventions.
  • Another subsystem carries out yaw rate control against understeer tendencies at almost the same time. This could lead to a sequence of interventions that can quickly and noticeably change the way the vehicle is influenced. In the development of such network systems Therefore, special attention must be paid to whether such interventions are noticeable and / or disturbing.
  • InterventionLAus FALSE ... Intervention on longitudinal force may take place
  • InterventionOff TRUE ... switch off lateral force intervention
  • Intervention OFF TRUE ... switch off normal force intervention
  • Intervention off TRUE ... switch off normal force intervention
  • InterventionOff TRUE ... switch off lateral force intervention
  • InterventionOff TRUE ... switch off lateral force intervention
  • Intervention OFF TRUE ... switch off normal force intervention
  • step 3801 The program flow begins in step 3801. Subsequently, moments for further processing are calculated in step 3802 depending on the priorities of the interventions.
  • step 3803 the initial values are determined. to determine whether interventions can take place. It is initially determined that both the normal force intervention, the lateral force intervention and the longitudinal force intervention may take place.
  • step 3804 it is determined whether the stabilizing torque from the longitudinal force intervention is greater than the necessary stabilizing torque. If this is the case, the moment from the longitudinal force intervention is stored as a necessary stabilizing moment in step 3805. The process then moves to step 3806. If the query in step 3804 is answered in the negative, the method immediately goes to step 3806.
  • step 3806 it is determined whether the stabilizing torque from the normal force intervention is greater than a necessary stabilizing torque. If this is the case, the moment from the normal force intervention is stored in step 3807 as a necessary stabilizing moment. The process then moves to step 3808. If the query in step 3806 is answered in the negative, the method immediately moves to step 3808.
  • step 3808 it is checked whether the stabilizing moment from the side force intervention is greater than a necessary stabilizing moment. If this is the case, the moment from the lateral force intervention is saved as a necessary stabilizing moment. The program then goes to step 3810. If this query is answered in step 3808 with N ⁇ in, the process immediately moves to step 3810. In step 3810 it is checked whether the stabilizing moment M a) is smaller in magnitude than the necessary stabilizing moment. If this is the case, both a longitudinal force intervention and a lateral force intervention are deactivated in step 3811.
  • step 3812 it is determined whether the stabilizing moment M b , in terms of amount, is less than a necessary stabilizing moment. If this is not the case, a longitudinal force intervention and a normal force intervention are switched off.
  • step 3814 it is determined whether the amount of the stabilizing moment M c) is smaller than the necessary stabilizing moment. If this is not the case, the longitudinal force intervention is switched off.
  • step 3816 it is subsequently checked whether the stabilizing torque M d) is smaller in magnitude than the necessary stabilizing torque. If this is not the case, normal force intervention and lateral force intervention are switched off.
  • step 3818 determines whether the amount of the stabilizing moment M e) is smaller than a necessary stabilizing moment. If this is not the case, the lateral force intervention is switched off. If the question from step 3818 is answered with yes, step 3820 determines whether the stabilizing moment M f) is smaller in amount than the necessary stabilizing moment. If this is not the case, then the normal force intervention is switched off.
  • step 3822 If the question from step 3820 is answered with yes, the method ends in step 3822.
  • the method also ends after the respective deactivation of the intervention variables in steps 3811, 3813, 3815, 3817, 3819 and 3821.

Landscapes

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  • Auxiliary Drives, Propulsion Controls, And Safety Devices (AREA)

Abstract

The invention relates to a system for monitoring the performance of a vehicle which comprises a plurality individual systems (12, 14, 16) for influencing the performance of a vehicle. A management device (10) is provided for managing the influences of the performance by said individual systems (12, 14, 16). The invention also relates to a method for monitoring the performance of a vehicle.

Description

System und Verfahren zum Überwachen des Fahrverhaltens eines FahrzeugsSystem and method for monitoring the driving behavior of a vehicle
Die Erfindung betrifft ein System zum Überwachen des Fahrverhaltens eines Fahrzeugs mit mehreren Einzelsyste- men für die Beeinflussung des Fahrverhaltens des Fahrzeugs . Die Erfindung betrif t ferner ein Verfahren zum Überwachen des Fahrverhaitens eines Fahrzeugs, bei dem das Fahrverhalten des Fahrzeugs mittels mehrerer Einzel- systeme beeinflusst wird.The invention relates to a system for monitoring the driving behavior of a vehicle with several individual systems for influencing the driving behavior of the vehicle. The invention further relates to a method for monitoring the driving behavior of a vehicle, in which the driving behavior of the vehicle is influenced by means of several individual systems.
Stand der TechnikState of the art
Gattungsgemäße Systeme und gattungsgemäße Verfahren dienen insbesondere der Stabilisierung des Fahrverhaltens von Kraftfahrzeugen. Es existieren bereits mehrere unterschiedliche Systeme, die auf der Basis unterschiedli- eher Messgrößen und durch die Beeinflussung unterschiedlicher auf das Fahrverhalten des Fahrzeugs wirkender Parameter arbeiten. Beispiele für derartige Systeme, die auch als Fahrdynamikregelungen bezeichnet werden, sind das elektronische Stabilitätsprogramm (ESP) , die "active body control" (ABC) , eine Fahrwerksteuerung mit überlagertem stabilisierenden Eingriff (EAR) , eine Vordera.ch.s- lenkung mit überlagertem stabilisierendem Eingriff (EAS) oder auch eine Hinterachslenkung.Generic systems and generic methods serve in particular to stabilize the driving behavior of motor vehicles. There are already several different systems that work on the basis of different measurement variables and by influencing different parameters that affect the driving behavior of the vehicle. Examples of such systems, which are also referred to as driving dynamics controls, are the electronic stability program (ESP), the "active body control" (ABC), a chassis control with superimposed stabilizing intervention (EAR), a Vordera.ch.s- steering with superimposed stabilizing intervention (EAS) or a rear axle steering.
Da mehrere dieser Einzelsysteme in demselben Fahrzeug eingebaut sein können, ist es möglich, dass sich, die stabilisierenden Eingriffe der Einzelsysteme in ihrer Wirkung überlagern. Somit tritt als typisches Problem eine Mehrgrößenregelung auf. Die Eingriffe der unterschiedlichen Einzelsysteme können sich positiv überla- gern und auf diese Weise zu einem zu starken Summeneingriff führen; mit anderen Worten: es liegen mehrere redundante Eingriffe vor. Ebenfalls ist es möglich, dass eine negative Überlagerung stattfindet, so dass letztlich ein in seiner Wirkung zu geringer Eingriff in die Fahrstabilität vorliegt. Eine positive Überlagerung der Eingriffe führt in erster Linie zu einer unerwünschten Beeinträchtigung des Fahrkomforts . Bei einem negativen Überlagern der Eingriffe bleibt eine Wirkung der Fahrdynamikregelungen mitunter aus, was insbesondere ein Prob- lern im Hinblick auf die FahrSicherheit darstellt.Since several of these individual systems can be installed in the same vehicle, it is possible that the stabilizing interventions of the individual systems overlap in their effect. Thus, multi-size control is a typical problem. The interventions of the different individual systems can overlap positively and in this way lead to excessive interventions; in other words: there are several redundant interventions. It is also possible for a negative overlay to take place, so that ultimately there is insufficient intervention in driving stability. A positive overlay of the interventions primarily leads to an undesirable impairment of driving comfort. If the interventions are superimposed negatively, the driving dynamics regulations sometimes fail to work, which is particularly a problem with regard to driving safety.
Um die Störungen bei den Regeleingriffen zwischen den Einzelsystemen zu unterdrücken wurde bereits vorgeschlagen, dass zwischen den Einzelsystemen Signale gezielt ausgetauscht werden beziehungsweise dass kritische Funktionsbereiche in einzelnen Systemen ausgeklammert werden. Auf diese Weise kann es zu einer Koexistenz der Systeme kommen, bei der sich die Wirkungen der Systeme nicht negativ beeinflussen. Der Summennutzen des gesam- ten Verbundsystems kann damit ebenso groß bleiben, wie die Summe der Einzelnutzen der Teilsysteme. Vorteile der ErfindungIn order to suppress the disturbances in the control interventions between the individual systems, it has already been proposed that signals be exchanged in a targeted manner between the individual systems or that critical functional areas in individual systems be excluded. This can lead to a coexistence of the systems in which the effects of the systems do not have a negative impact. The total benefit of the entire network system can thus remain as great as the sum of the individual benefits of the subsystems. Advantages of the invention
Die Erfindung baut auf dem gattungsgemäßen System da- durch auf, dass eine Managementeinrichtung für das Management der Beeinflussung des Fahrverhaltens durch die Einzelsysteme vorgesehen ist. Durch ein gezieltes Management der Stabilisierungsfunktionen der Einzelfunktionen wird es möglich, dass der Summennutzen größer wird als die Summe der Einzelnutzen. Dies kann so erfolgen, dass die Managementeinrichtung situationsabhängig die Wirkungen der Einzelsysteme beeinflusst. Somit wird die Fahrstabilität bei größtmöglichem Fahrkomfort und minimalem Geschwindigkeitsverlust aufrechterhalten. Auf die- se Weise können die Einzelsysteme im Prinzip vollständig unabhängig voneinander agieren; das heißt: ohne einen Eingriff durch die Managementeinrichtung sind die Einzelsysteme in ihrer Wirkung voneinander unabhängig. Erst wenn eine unerwünschte Beeinflussung der Einzelsysteme erfolgen könnte, kann die Managementeinrichtung beeinflussend eingreifen. In diesem Zusammenhang ist insbesondere als Vorteil zu verzeichnen, dass bei einem Ausfall der Managementeinrichtung sichergestellt sein kann, dass die ΕinzelSysteme weiterhin ihre fahrstabilisieren- den Wirkungen entfalten, was insbesondere im Hinblick auf die FahrSicherheit nützlich ist. Ebenfalls können die Teilsysteme getrennt entwickelt und appliziert werden.The invention is based on the generic system in that a management device is provided for managing the influencing of driving behavior by the individual systems. Through targeted management of the stabilization functions of the individual functions, it becomes possible that the total benefit is greater than the sum of the individual benefits. This can be done in such a way that the management device influences the effects of the individual systems depending on the situation. Thus, driving stability is maintained with the greatest possible driving comfort and minimal loss of speed. In this way, the individual systems can in principle act completely independently of one another; That means: the individual systems are independent of each other without any intervention by the management facility. Only if the individual systems could be influenced in an undesirable manner can the management device intervene. In this context, it is particularly advantageous that if the management device fails, it can be ensured that the individual systems continue to exert their stabilizing effects, which is particularly useful with regard to driving safety. The subsystems can also be developed and applied separately.
Bei besonders bevorzugten Systemen können als Einzelsys-In particularly preferred systems, as individual systems
"teme ESP, EAS, EAR und/oder ABC vorgesehen sein. Dabei handelt es sich um beispielhafte Ein2elsysteme ohne Ein- schränkung der Allgemeinheit der vorliegenden Erfindung, die beliebige Einzelsysteme beinhalten kann. " ESP, EAS, EAR and / or ABC can be provided. These are exemplary single systems without single limitation of the generality of the present invention, which may include any individual systems.
Das System ist in einer besonders bevorzugten Ausfüh- rungsform dadurch weitergebildet, dass die Managementeinrichtung in einem Steuergerät realisiert ist, das über eine Schnittstelle mit Steuergeräten der Einzelsysteme kommuniziert. Eine solche Schnittstelle kann beispielsweise im Rahmen eines CAN-Systems realisiert sein. Die Managementeinrichtung kann über CAN oder eine andere Schnittstelle eine Information über die Aktivität der Einzelsysteme erhalten. Diese Information kann entweder direkt als wirksames Moment um die Hochach.se auf den Fahrzeugschwerpunkt beziehungsweise eine Kraft auf den Fahrzeugschwerpunkt formuliert sein. Ebenfalls kann sie als Mittlergröße dargestellt sein, die in der Managementeinrichtung auf Momentenbasis umgerechnet wird. Über die Schnittstelle, das heißt beispielsweise über CAN empfangen umgekehrt die Steuergeräte der EinzelSysteme Informationen von der Managementeinrichtung, so dass die Wirkungen der Einzelsysteme beeinflusst werden.In a particularly preferred embodiment, the system is further developed in that the management device is implemented in a control unit which communicates with control units of the individual systems via an interface. Such an interface can be implemented, for example, in the context of a CAN system. The management device can receive information about the activity of the individual systems via CAN or another interface. This information can either be formulated directly as an effective moment around the vertical axis on the vehicle's center of gravity or a force on the vehicle's center of gravity. It can also be shown as an average, which is converted in the management facility on a torque basis. Conversely, the control units of the individual systems receive information from the management device via the interface, that is to say for example via CAN, so that the effects of the individual systems are influenced.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Managementeinrichtung in einem separaten Steuergerät realisiert. Die Managementeinrichtung ist also im Hinblick auf die Hardware unabhängig von den Steuergeräten der Einzelsysteme. Die Systeme können daher unabhängig voneinander entwickelt und appliziert werden.In a preferred embodiment, the management device is implemented in a separate control device. With regard to the hardware, the management device is therefore independent of the control units of the individual systems. The systems can therefore be developed and applied independently of one another.
Es kann aber auch nützlich sein, dass die Managementeinrichtung in einem oder mehreren Steuergeräten) der Einzelsysteme realisiert ist. Die Steuergeräte der Einzel- Systeme sind Hardware-Komponenten, die ohnehin zur Verfügung stehen. Durch die Realisierung der Managementeinrichtung innerhalb dieser Steuergeräte der Einzelsysteme kann somit der Hardware-Aufwand reduziert werden.However, it can also be useful for the management device to be implemented in one or more control units) of the individual systems. The control units of the individual Systems are hardware components that are available anyway. By implementing the management device within these control units of the individual systems, the hardware effort can be reduced.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform des er- findungsgemäßen Verfahrens ist dieses dadurch weitergebildet, dass der Managementeinrichtung Istwerte und von den Einzelsystemen ermittelte Sollwerte eingegeben werden, dass aus den eingegebenen Werten die potentiellen Wirkungen der Einzelsysteme ermittelt werden und dass von der Managementeinrichtung Werte ausgegeben werden können, die die Wirkungen von Einzelsystemen beein lussen. Die Managementeinrichtung wirkt somit präventiv auf eventuell unerwünschte Eingriffe. Die Sollwerte, die von den Einzelsystemen ermittelt werden, werden von der Managementeinrichtung erfasst und unter Berücksichtigung der den entsprechenden Größen zugeordneten Istwerte aufeinander abgestimmt. Somit können von der Managementeinrichtung Werte ausgegeben werden, so dass die Wirkungen der Einzelsysteme sinnvoll angepasst werden.In a particularly preferred embodiment of the method according to the invention, this is further developed in that actual values and target values determined by the individual systems are entered into the management device, the potential effects of the individual systems are determined from the entered values and that values can be output by the management device, that affect the effects of individual systems. The management facility thus acts preventively on any undesired interventions. The setpoints, which are determined by the individual systems, are recorded by the management device and coordinated with one another taking into account the actual values assigned to the corresponding variables. Values can thus be output by the management device, so that the effects of the individual systems are sensibly adapted.
In diesem Zusammenhang ist es als besonders vorteilhaft zu verzeichnen, dass von der Managementeinrichtung Ein- griffe von Einzelsystemen unterdrückt werden können. Bei dieser Variante arbeiten die Einzelsysteme vollkommen unabhängig voneinander, wenn von der Managementei irich- tung kein Eingriff vorgenommen wird. Dies hat beispielsweise Vorteile bei einem Ausfall der Managementeimrich- tung . Die Einzelsysteme sind dann immer noch vollkommen funktionsfähig. Erst wenn Eingriffe von Einzelsystemen unterdrückt werden sollen, wird dies von der Management- einrichtung vorgenommen. Dabei kann beispielsweise die Übertragung eines QuittungsSignals ausreichend sein. Dieses gibt an, ob der von Einzelsystem vorgeschlagene stabilisierende Eingriff unterdrückt werden soll. Beispielsweise kann eine symbolische digitale 1 für die Unterdrückung beziehungsweise eine symbolische digitale 0 beziehungsweise keine Signalübermittlung zur vollen Realisierung des stabilisierenden Eingriffes verwendet werden.In this context, it is particularly advantageous to note that the management device can suppress interventions by individual systems. In this variant, the individual systems work completely independently of one another if no intervention is carried out by the management. This has advantages, for example, in the event of a management device failure. The individual systems are then still fully functional. Only if interventions by individual systems are to be suppressed, will the management establishment made. For example, the transmission of an acknowledgment signal may be sufficient. This indicates whether the stabilizing intervention proposed by the individual system should be suppressed. For example, a symbolic digital 1 for suppression or a symbolic digital 0 or no signal transmission can be used to fully implement the stabilizing intervention.
Die Erfindung baut auf dem gattungsgemäßen Verfahren dadurch auf, dass eine Managementeinrichtung für das Management der Beeinflussung des Fahrverhaltens durch die Einzelsysteme vorgesehen ist. Auf diese Weise werden die Vorteile des erfindungsgemäßen Systems im Verfahren umgesetzt. Bei den nachfolgend angegebenen Ausführungsformen des Verfahrens sind ebenfalls die Vorteile und Besonderheiten der entsprechenden Systemausführungen zu verzeichnen.The invention builds on the generic method in that a management device is provided for managing the influencing of driving behavior by the individual systems. In this way, the advantages of the system according to the invention are implemented in the method. In the embodiments of the method specified below, the advantages and special features of the corresponding system designs are also noted.
Bei besonders bevorzugten Verfahrenen können als Einzelsysteme ESP, EAS, EAR und/oder ABC vorgesehen sein.In particularly preferred processes, ESP, EAS, EAR and / or ABC can be provided as individual systems.
Das Verfahren ist in einer besonders bevorzugten Ausfüh- rungsform dadurch weitergebildet, dass die Management- einrichtung in einem Steuergerät realisiert ist, das über eine Schnittstelle mit Steuergeräten der Einzelsysteme kommuniziert.In a particularly preferred embodiment, the method is further developed in that the management device is implemented in a control unit which communicates with control units of the individual systems via an interface.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Managemεnt- einrichtung in einem separaten Steuergerät realisiert. Es kann aber auch nützlich sein, dass die Managementeinrichtung in einem oder mehreren Steuergerät (en) der Einzelsysteme realisiert ist.In a preferred embodiment, the management device is implemented in a separate control device. However, it can also be useful for the management device to be implemented in one or more control units of the individual systems.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist dieses dadurch weitergebildet, dass der Managementeinrichtung Istwerte und von den Einzelsystemen ermittelte Sollwerte eingegeben werden, dass aus den eingegebenen Werten die potentiellen Wirkungen der Einzelsysteme ermittelt werden und dass von der Managementeinrichtung Werte ausgegeben werden können, die die Wirkungen von Einzelsystemen beeinflussen.In a particularly preferred embodiment of the method according to the invention, this is further developed in that actual values and target values determined by the individual systems are entered into the management device, the potential effects of the individual systems are determined from the entered values, and values can be output by the management device that the Influence the effects of individual systems.
In diesem Zusammenhang ist es als besonders vorteilhaft zu verzeichnen, dass von der Managementeinrichtung Eingriffe von Einzelsystemen unterdrückt werden können.In this context, it is particularly advantageous to note that interventions by individual systems can be suppressed by the management device.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass durch ein gezieltes Management der Stabilisierungsfunktionen von Einzelsystemen der Summennutzen der Systeme größer sein kann als die Summe der Einzelnutzen. Dies kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass situationsabhängig störende Eingriffe ausgeblendet werden, während sinnvol- le Eingriffe gezielt gemeinsam zugelassen werden. Die Teilsysteme können unabhängig voneinander entwickelt und appliziert werden, wobei lediglich die Möglichkeit eines Informationsaustausches sichergestellt sein muεs. Ebenso können beliebige Ausbaustufen innerhalb einer Fahrzeug- palette realisiert werden. Zu beachten ist die korrekte Behandlung der Schnittstellen in allen beteiligten Steuergeräten. Für den .gemeinsamen Betrieb aller Einzelsys- teme im Fahrzeug ist auf diese Weise die Entwicklung und die Applikation der Managementeinrichtung maßgeblich.The invention is based on the knowledge that through targeted management of the stabilization functions of individual systems, the total benefit of the systems can be greater than the sum of the individual benefits. This can be done, for example, by masking out interfering interventions depending on the situation, while meaningful interventions are specifically permitted together. The subsystems can be developed and applied independently of one another, only the possibility of an exchange of information having to be ensured. Any expansion stages can also be implemented within a vehicle range. The correct handling of the interfaces in all control units involved must be observed. For the joint operation of all individual systems In this way, the development and application of the management facility is decisive in the vehicle.
Zeichnungendrawings
Die Erfindung wird nun mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen anhand bevorzugter Ausführungsformen bei- spielhaft erläutert.The invention will now be explained by way of example with reference to the accompanying drawings using preferred embodiments.
Dabei zeigt:It shows:
Figur 1 ein Blockdiagramm zur Veranschaulichung eines erfindungsgemäßen Systems;FIG. 1 shows a block diagram to illustrate a system according to the invention;
Figur 2 ein Blockdiagramm zur Veranschaulichung eines Fahrstabilitätsmanagements ;FIG. 2 shows a block diagram to illustrate driving stability management;
Figur 3 eine μ-Schlupfkurve für ein Reifenmodell in Reifenlängsrichtung;FIG. 3 shows a μ slip curve for a tire model in the longitudinal direction of the tire;
Figur 4 eine μ-Schlupfkurve für ein Reifenmodell in Reifenquerrichtung;FIG. 4 shows a μ slip curve for a tire model in the transverse direction of the tire;
Figur 5 ein Diagramm zur Erläuterung der Winkelbeziehungen der Reifenkräfte ;Figure 5 is a diagram for explaining the angular relationships of the tire forces;
Figur 6 ein Flussdiagramm zur Erläuterung einer Reifenkräftberechnung für bidirektionale Beanspruchung; Figur 7 ein Flussdiagramm zur Erläuterung der Berechnung einer P.eifenkraft und einer Reifenkraftänderung bei einem ESP-Längskrafteingriff ;FIG. 6 shows a flowchart to explain a tire force calculation for bidirectional stress; FIG. 7 shows a flowchart to explain the calculation of a tire force and a change in tire force during a longitudinal ESP intervention;
Figur 8 ein Flussdiagramm zur Erläuterung der Berechnung einer Reifenkraft und einer Reifenkraftänderung bei einem EAS-Seitenkrafteingriff;FIG. 8 shows a flowchart to explain the calculation of a tire force and a change in tire force during an EAS lateral force intervention;
Figur 9 ein Diagramm zur Erläuterung eines Fahrzeugmo- dells zur Berechnung der Drehmomente um dieFIG. 9 is a diagram for explaining a vehicle model for calculating the torques around the
Hochachse auf den Fahrzeugschwerpunkt;Vertical axis on the center of gravity;
Figur 10 ein Flussdiagramm zur Erläuterung der Berechnung von Momenten auf den Fahrzeugschwerpunkt um die Hochachse;FIG. 10 shows a flowchart to explain the calculation of moments on the vehicle center of gravity about the vertical axis;
Figur 11 ein Flussdiagramm zur Erläuterung der Berechnung eines Schwerpunktmomentes durch Summation;FIG. 11 shows a flow chart to explain the calculation of a center of gravity moment by summation;
Figur 12 ein Flussdiagramm zur Erläuterung der Berechnung eines Schwerpunktmomentes durch Summation bei ESP-Längskrafteingriff;FIG. 12 shows a flow chart to explain the calculation of a center of gravity moment by summation in the case of ESP longitudinal force intervention;
Figur 13 ein Flussdiagramm zur Erläuterung der Berech- nung eines Schwerpunktmomentes durch Summation bei EAS-Seitenkrafteingriff ;FIG. 13 shows a flowchart to explain the calculation of a center of gravity moment by summation in the case of EAS lateral force intervention;
Figur 14 ein Flussdiagramm zur Erläuterung der Bildung von Eingriffsmomenten bei ESP und EAS für eine Eingriffsbewεrtung; und 10FIG. 14 shows a flowchart to explain the formation of engagement moments in ESP and EAS for an engagement assessment; and 10
Figur 15 ein Flussdiagramm zur Erläuterung von Priori- sierung, Bewertung und Auswahl stabilisierender Eingriffe.FIG. 15 shows a flowchart to explain prioritization, evaluation and selection of stabilizing interventions.
Beschreibung der AusführungsbeispieleDescription of the embodiments
Figur 1 zeigt ein Blockdiagramm zur Veranschaulichung eines erfindungsgemäßen Systems. In dem Blockdiagramm sind Funktionseinheiten dargestellt und Pfeile, die Signale zwischen den einzelnen Funktionseinheiten symbolisieren. Einzelsignale sind durch Pfeile mit einer einzigen Linie symbolisiert. Signalvektoren sind durch Pfeile mit mehreren Linien symbolisiert. Beispielhaft sind drei Einzelsysteme 12, 14, 16 angegeben. Ein ESP-Steuergerät 12, ein EAS-Steuergerät 14 und ein EAR-Steuergerät 16 kommunizieren jeweils über CAN 18 gemäß gültiger ProtokollVereinbarung mit einem Fahrstabilitätsmanagemεnt- Steuergerät 10. Das Fahrstabilitätsmanageτnent- Steuergerät 10 ist vorliegend als getrenntes Steuergerät dargestellt. Ebenso ist es möglich, eines der vorhandenen Steuergeräte 12, 14, 16 mit den Aufgaben des Fahr- stabilitätsmanagement-Steuergerätes 10 stärker auszulasten. Die Steuergeräte 12, 14, 16 der Einzelgeräte iiber- geben Informationen an das Fahrstabilitatsmanagemen - Steuergerät 10, das heißt insbesondere Werte, die für beabsichtigte Eingriffe auf die Fahrdynamik Einfluss haben. Das Fahrstabilitätsmanagement-Steuergerät 10 ü- bergibt wiederum Werte a die Steuergeräte 12, 14, 16 der Einzelsysteme, beispielsweise eine 0 zum Freigeben der Wirkung der Steuergeräte 12, 14, 16 der Einzelsysteme und eine 1 zum Sperren der jeweiligen Wirkungen. Die- se Wirkungen bestehen beispielsweise in einer Beeinflussung einer Bremsanlage 20, einer Lenkung 22 beziehungsweise eines Fahrwerkε 24 über entsprechende Aktuatorik 26.FIG. 1 shows a block diagram to illustrate a system according to the invention. The block diagram shows functional units and arrows that symbolize signals between the individual functional units. Individual signals are symbolized by arrows with a single line. Signal vectors are symbolized by arrows with several lines. Three individual systems 12, 14, 16 are given as examples. An ESP control unit 12, an EAS control unit 14 and an EAR control unit 16 each communicate via CAN 18 in accordance with the valid protocol agreement with a driving stability management control unit 10. The driving stability management control unit 10 is shown here as a separate control unit. It is also possible to utilize one of the existing control units 12, 14, 16 to a greater extent with the tasks of the driving stability management control unit 10. The control units 12, 14, 16 of the individual units transmit information to the driving stability management system - control unit 10, that is to say in particular values which have an influence on the driving dynamics for intended interventions. The driving stability management control unit 10 in turn transfers values a to the control units 12, 14, 16 of the individual systems, for example a 0 for releasing the effect of the control units 12, 14, 16 of the individual systems and a 1 for blocking the respective effects. The- Its effects include, for example, influencing a brake system 20, a steering system 22 or a chassis 24 via corresponding actuators 26.
Figur 2 zeigt ein Blockdiagramm zur Veranschaulichung eines Fahrstabilitätsmanagements. In dem Blockdiagramm sind Funktionseinheiten dargestellt und Pfeile, die Signale zwischen den einzelnen Funktionseinheiten symboli- sieren. Einzelsignale sind durch Pfeile mit einer einzigen Linie symbolisiert. Signalvektoren sind durch Pfeile mit mehreren Linien symbolisiert. Über den Eingang 28 einer CAN-Schnittstelle werden verschiedene Werte an das Fahrstabilitätsmanagement übergeben. Bei diesen Werten handelt es sich beispielsweise um einen stabilisierenden Radsollschlupf durch ESP 40 und um einen überlagerten Lenkwinkel an der Vorderachse zur Stabilisierung durch EAS 42. Weiterhin werden Informationen aus Teilsystemen 44 übergeben. Dabei kann es sich insbesondere um die folgenden Größen handeln: Schlupf pro Rad, Fahrzeuggeschwindigkeit, Querbeschleunigung, Fahrerlenkwinkel, Lenkwinkel am Rad, FahrpedalStellung, Fahrerbremsdruck, Schräglauf inkel der Vorder- beziehungsweise Hinterachse, RadaufStandskräf e und Reibwert.FIG. 2 shows a block diagram to illustrate driving stability management. The block diagram shows functional units and arrows that symbolize signals between the individual functional units. Individual signals are symbolized by arrows with a single line. Signal vectors are symbolized by arrows with several lines. Various values are transferred to the driving stability management via the input 28 of a CAN interface. These values are, for example, a stabilizing target wheel slip by ESP 40 and a superimposed steering angle on the front axle for stabilization by EAS 42. Furthermore, information from subsystems 44 is transferred. In particular, these can be the following variables: slip per wheel, vehicle speed, lateral acceleration, driver steering angle, steering angle on the wheel, accelerator pedal position, driver brake pressure, slip angle of the front or rear axle, wheel support force and coefficient of friction.
Als weitere Größe wird über den Eingang 28 der CAN- Schnittstelle ein Differenzmoment auf den Fahrzeugschwerpunkt um die Hochachse durch einen stabilisierenden Fahrwerkseingriff durch EAR 46 übergeben.As a further variable, a differential torque on the vehicle's center of gravity around the vertical axis is transferred via input 28 of the CAN interface by means of a stabilizing chassis intervention by EAR 46.
Die Informationen 40, 42, 44 werden einer Einheit 32 zur Berechnung der Längs- und Querkraft sowie deren Änderun- gen am Fahrzeugreifen aus physikalischen Modellen der Reifencharakteristik übergeben. Aus der Berechnung in der Einheit 32 folgen Informationen betreffend die Reifenlängskräfte und deren Änderungen durch Längskra ein- griff 48 und betreffend die Reifenquerkräfte und deren Änderungen durch Seitenkrafteingriff 50. Die Informationen 48 werden einer Einheit 34 zur Berechnung von Momenten und deren Änderungen um die Hochachse auf den Fahrzeugschwerpunkt aufgrund eines ESP-Eingriffes überg-eben. Die Informationen 50 werden einer Einheit 36 zur Berechnung von Momenten und deren Änderungen um die Hochachse auf den Fahrzeugschwerpunkt aufgrund eines EAS- Eingriffes übergeben. Die Ausgangsgröße der Einheit 34 ist ein Differenzmoment auf den Fahrzeugschwerpunkt um die Hochachse durch einen stabilisierenden Bremsenein- griff 52. Die AusgangsInformation der Einheit 36 ist ein Differenzmoment auf den Fahrzeugschwerpunkt um die Hochachse durch einen stabilisierenden Vorderachsen- Lenkeingriff 54. Die letztgenannten Informationen 52, 54 werden einer Einheit zur Priorisierung, Bewertung und Auswahl stabilisierender Eingriffe 38 übergeben. Die Ausgangsgrößen der Einheit 38 sind Anweisungen zum Unterdrücken eines Längskrafteingriffes 56, eines Seitenkrafteingriffes 58 beziehungsweise eines Normalkraftein- griffes 60, welche in Abhängigkeit der Ergebnisse der Einheit 38 über den Ausgang der CAN-Schnittstelle 30 ausgegeben werden.The information 40, 42, 44 is a unit 32 for calculating the longitudinal and transverse force and their changes transferred to the vehicle tire from physical models of the tire characteristics. From the calculation in unit 32, information regarding the tire longitudinal forces and their changes due to longitudinal intervention 48 and regarding the tire lateral forces and their changes due to lateral force intervention 50 follow. The information 48 is provided to a unit 34 for calculation of moments and their changes around the vertical axis the vehicle's center of gravity due to an ESP intervention. The information 50 is transferred to a unit 36 for calculating moments and their changes about the vertical axis on the center of gravity of the vehicle due to an EAS intervention. The output variable of the unit 34 is a differential torque on the vehicle center of gravity around the vertical axis by means of a stabilizing brake intervention 52. The output information of the unit 36 is a differential torque on the vehicle center of gravity around the vertical axis by means of a stabilizing front axle steering intervention 54. The latter information 52, 54 are transferred to a unit for prioritizing, evaluating and selecting stabilizing interventions 38. The output variables of the unit 38 are instructions for suppressing a longitudinal force intervention 56, a lateral force intervention 58 or a normal force intervention 60, which are output as a function of the results of the unit 38 via the output of the CAN interface 30.
Das Differenzmoment auf den Schwerpunkt um die Hochachse durch einen stabilisierenden Fahrwerkseingriff durch EARThe differential torque on the center of gravity around the vertical axis through a stabilizing chassis intervention by EAR
"46 wird direkt der Einheit 38 zur Priorisierung, Bewer- tung und Auswahl stabilisierender Eingriffe eingegeben und von dieser berücksichtigt. " 46 is assigned directly to the unit 38 for prioritizing, evaluating input and selection of stabilizing interventions and taken into account by them.
Zusammenf ssend werden somit in der Einheit gemäß Figur 2 die ankommenden Signale, möglicherweise umgerechnet auf ein Drehmoment bezogen auf die Fahrzeughochachse auf den Fahrzeugschwerpunkt, als Fahrstabilitätseingriff interpretiert, aufsummiert, gewichtet und verglichen. Ferner wird die/der zu unterdrückende Eingriff (e) ausge- wählt und zurückgemeldet. Beispielhaft wird in der Darstellung gemäß Figur 2 angenommen, dass das ESP den ü- berlagerten Sollschlupf für jedes Rad als kennzeichnende Größe für den Fahrstabilitätseingriff übergibt. Weitere oder andere Größen sind denkbar und möglich. Beim EAΞ wurde angenommen, dass der überlagerte Lenkwinkel, der stabilisierend auf das Fahrzeug einwirken soll, als Ü- bergabegröße dient. Weitere oder andere Größen sind denkbar und möglich. Beim EAR. wurde angenommen, dass im EAR-Steuergerät unmittelbar das stabilisierende Moment auf den Fahrzeugschwerpunkt bezüglich Hochachse aufgrund der dort gewünschten beziehungsweise geplanten Bestätigung der EAR-Aktuatorik ermittelt und übermittelt wurde und somit im Fahrmanagementsteuergerät direkt zur Verfügung steht. Auch hier sind weitere oder andere Größen denkbar und möglich.In summary, in the unit according to FIG. 2, the incoming signals, possibly converted to a torque based on the vertical axis of the vehicle on the center of gravity, are interpreted as a driving stability intervention, summed up, weighted and compared. Furthermore, the intervention (s) to be suppressed is selected and reported back. As an example, it is assumed in the illustration according to FIG. 2 that the ESP transmits the superimposed target slip for each wheel as a characteristic variable for the intervention in driving stability. Other or different sizes are conceivable and possible. With the EAΞ it was assumed that the superimposed steering angle, which is supposed to have a stabilizing effect on the vehicle, serves as the transfer size. Other or different sizes are conceivable and possible. At the EAR. It was assumed that the stabilizing moment on the vehicle's center of gravity with respect to the vertical axis was determined and transmitted directly in the EAR control unit on the basis of the desired or planned confirmation of the EAR actuator system there, and is therefore directly available in the drive management control unit. Here, too, other or different sizes are conceivable and possible.
Figur 3 zeigt eine μ-Schlupfkurve für ein Reifenmodell in Reifenlängsrichtung. Es sind schematisierte Reifenkennlinien in Längsrichtung und eine denkbare Approxima- tion in Abhängigkeit vom Reifenlängsschlupf und Fahrbahnreibwert angegeben, wobei die gesetzten Parameter und diese Kennlinien beispielhaft für viele mögliche 1 ΔFIG. 3 shows a μ slip curve for a tire model in the longitudinal direction of the tire. Schematic tire characteristic curves in the longitudinal direction and a possible approximation depending on the longitudinal tire slip and road surface friction are given, the set parameters and these characteristic curves being examples of many possible ones 1 Δ
Realisierungen des Zusammenhangs zwischen Reifenlängskraft, Reifenlängsschlupf und Fahrbahnreibwert stehen. Auf der Hochachse ist die Radlängskraft μ aufgetragen, welche definiert ist alsRealizations of the connection between tire longitudinal force, tire longitudinal slip and road surface friction are available. The longitudinal wheel force μ is plotted on the vertical axis, which is defined as
- FRad / FN- F Rad / F N
das heißt als Quotient aus Radlängskraft und Radnormalkraft. Auf der vertikalen Achse ist der Schlupf Sl auf- getragen. Zur Approximation der Längskräfte werden die folgenden Gleichungen verwendet:that is, as the quotient of the longitudinal wheel force and normal wheel force. The slip Sl is plotted on the vertical axis. The following equations are used to approximate the longitudinal forces:
u = A/(ax 2 + ay 2)/gu = A / (a x 2 + a y 2 ) / g
wobei: g = 9, 81 m/s2 where: g = 9.81 m / s 2
aκ, ay: Beschleunigung in Längs- beziehungsweise Querrichtung .a κ , a y : acceleration in the longitudinal or transverse direction.
Da bei beschleunigungsfreier Fahrt in Längs- und Querrichtung keine Signale zur obigen Berechnung des ausge- nutzten Reibwertes vorliegen, würde in diesem Fall ein Reibwert μ = 0,0 angegeben werden. Um Probleme mit solchen Nullwerten auszuschließen, wird der Wertebereich des Reibwertes auf μMιn = 0,1 begrenzt. Als oberer Grenzwert kann beispielsweise μ^., = 1,0 verwendet werden. Ebenfalls wäre eine Begrenzung auf höhere Werte denkbar.Since there are no signals for the above calculation of the used coefficient of friction when driving in the longitudinal and transverse directions without acceleration, a coefficient of friction μ = 0.0 would be specified in this case. In order to rule out problems with such zero values, the value range of the coefficient of friction is limited to μ Min = 0.1. For example, μ ^., = 1.0 can be used as the upper limit. A limitation to higher values would also be conceivable.
Die Kennwerte für die Approximation der Längskräfte werden wie folgt berechnet, wobei Kl' einen Kraftgradienten bezeichnet und die angegebenen Zahlenwerte vorzugsweise einstellbar sind: 15The characteristic values for the approximation of the longitudinal forces are calculated as follows, where Kl 'denotes a force gradient and the specified numerical values can preferably be set: 15
Sl' (μ) « 0,04 + 0,08 * μ Kl1 (μ) * 1,00 + 12, 0 * μSl '(μ) «0.04 + 0.08 * μ Kl 1 (μ) * 1.00 + 12, 0 * μ
Sl' ' « 0,70 ϊSl '' «0.70 ϊ
Die eigentliche Approximation der Längskräfte unter der Verwendung von Sl als EingangsInformation erfolgt dann für Sl < Sl ' (μ) gemäß der Beziehung:The actual approximation of the longitudinal forces using Sl as input information is then carried out for Sl <Sl '(μ) according to the relationship:
FL = Fn * Kl' (μ) * Sl .F L = Fn * Kl '(μ) * Sl.
Andernfalls wird die Längskraft FL nach der folgenden Beziehung bestimmt:Otherwise, the longitudinal force F L is determined according to the following relationship:
FL = Fn * Kl ' (μ) * Sl ' * (Sl ' + Sl ' ' ) / (Sl + Sl ' ' ) .F L = Fn * Kl '(μ) * Sl' * (Sl '+ Sl'') / (Sl + Sl'').
Durch die zweite Berec nungsart von FL wird der Abfall der Kennlinie bei hohem Schlupf Sl berücksichtigt.The second type of calculation of F L takes into account the drop in the characteristic curve in the event of high slip Sl.
Im Zusammenhang mit den obigen Berechnungen ist darauf hinzuweisen, dass der Reibwert auf den Fahrzeugschwerpunkt bezogen wird. Hierdurch werden ungleiche Reibwertε auf der rechten beziehungsweise der linken Fahrzεugseite durch Mittelwεrtbildung berücksichtigt.In connection with the above calculations, it should be noted that the coefficient of friction is related to the center of gravity of the vehicle. As a result, unequal friction coefficients on the right or left side of the vehicle are taken into account by averaging.
Figur 4 zeigt eine μ-Schlupfkurve für ein Reifenmodell in Reifenquerrichtung. Auf der Hochach.se des Diagramms ist die Radseitenkraft aufgetragen, welche alsFIG. 4 shows a μ slip curve for a tire model in the transverse direction of the tire. The wheel side force is plotted on the vertical axis of the diagram, which as
μ = FSRad / F. HRad definiert ist, das heißt als Quotient aus Radseitenkraft und Radnormalkraft .μ = F SRad / F. HRad is defined, i.e. as the quotient of the wheel lateral force and the wheel normal force.
Auf der Rechtsachse des Diagramms ist der Schräglaufpa- rameter α aufgetragen.The slip parameter α is plotted on the right axis of the diagram.
Zur Bestimmung der Reibwertinformation wird auf die Ausführungen zu Figur 3 verwiesen.To determine the coefficient of friction information, reference is made to the explanations relating to FIG. 3.
Die Einstellparameter können auf der Grundlage der nachfolgenden Gleichungen ermittelt werden, wobei auch hier die Zahlenwerte vorzugsweise einstellbar sind:The setting parameters can be determined on the basis of the following equations, the numerical values here also preferably being adjustable:
α' (μ) « 0,80 + 4, 00 * μ ks' (μ) » 0,11 + 0,17 * μ 1 ' « 30°α '(μ) «0.80 + 4.00 * μ ks' (μ)» 0.11 + 0.17 * μ 1 ' «30 °
Die eigentliche Approximation findet dann nach den fol- genden Gleichungεn statt, wobei wiederum zwischen zwei Fällen zu unterscheiden ist. Im ersten Fall gilt α < α1 (μ) . Die Seitenkraft wird dann nach der folgenden Gleichung berechnet:The actual approximation then takes place according to the following equations, a distinction being made between two cases. In the first case, α <α 1 (μ). The lateral force is then calculated using the following equation:
Fs(μ, α) = ks ' (μ) * α * F„.F s (μ, α) = ks' (μ) * α * F „.
In anderen Fällen wird die Seitenkraft nach der folgenden Gleichung berechnet :In other cases, the lateral force is calculated using the following equation:
Fs (μ, α) = ks ' (μ) * α 1 * FN * ( 1 + α " ) / (α + α " ) . Im zweitεn Fall wird das Abfallεn der Seitenkraft bei hohen Werten von α berücksichtigt.F s (μ, α) = ks' (μ) * α 1 * F N * ( 1 + α ") / (α + α"). In the second case, the drop in lateral force is taken into account at high values of α.
Bei kleinen Werten von α kann weiterhin die folgende Approximation vorgenommen werden:With small values of α, the following approximation can still be carried out:
Fs(μ, α) s s'lμ) * Fn * δ = ΔFE(μ) * δ.F s (μ, α) s s'lμ) * Fn * δ = ΔF E (μ) * δ.
Im Hinblick auf die ungleichen Reibwεrte zwischen rech- ter und linker Fahrzeugseite wird wiederum auf die Ausführungen zu Figur 3 verwiesen.With regard to the unequal friction values between the right and left side of the vehicle, reference is again made to the explanations for FIG. 3.
Figur 5 zeigt ein Diagramm zur Erläuterung der Winkelbeziehungen der Reifenkräfte. Die Reifenlängskräfte FL (Sl, μ, F„) und Fs( , μ, FH) des Reifens 70, welche durch den Reibwert μ und den den Reibwert μ ausnutzenden Längs - schlupf Sl beziehungsweise durch den Reibwert μ und den Reifenschräglauf α bestimmt werden, addieren sich quadratisch zur ReifengesamtkraftFIG. 5 shows a diagram to explain the angular relationships of the tire forces. The tire longitudinal forces F L (Sl, μ, F ") and F s (, μ, F H ) of the tire 70, which are determined by the coefficient of friction μ and the longitudinal slip Sl taking advantage of the coefficient of friction μ, or by the coefficient of friction μ and the tire slip α are determined, add up quadratically to the total tire force
FR(λ, μ, FN) = (FS(α, μ, FN)2 + FL(S1, μ, FN)< F R (λ, μ, F N ) = (F S (α, μ, F N ) 2 + F L (S1, μ, F N ) <
Nimmt man an, dass sich die Reifenkennlinien in Längsund Querrichtung im linearen Bereich befinden, dass also kleiner Schlupf und kleiner Schräglauf vorliegen, so lassen sich Schlupf und Schräglauf in Figur 5 in der dargestellten Weise eintragen. Auf diese Weise lässt sich aus Schlupf Sl und Schräglauf αΞ1 der Kraftwihkel δ zuAssuming that the tire characteristics in the longitudinal and transverse directions are in the linear range, that is to say there is little slip and small slip, slip and slip can be entered in FIG. 5 in the manner shown. In this way, the slip δ can be obtained from slip Sl and slip α Ξ1
tan(δ) = Fs / FL = αsl / Sl dεfiniεren. Aufgrund der auftretendεn Nichtlinearitäten stimmt diesε Beziεhung für große Werte von Schlupf und Schräglauf nicht exakt, reicht aber in ihrer Güte bei vielen Anwendungen für die hier notwendige Abschätzung aus .tan (δ) = F s / F L = α sl / Sl dεfiniεren. Because of the nonlinearities that occur, this relationship is not exactly correct for large values of slip and slip, but its quality is sufficient for the estimation necessary in many applications.
Auf diese Weise lässt sich aus einεr vorgegεbεnεn Radkraft FR eine Fahrzeuglängskraft FL abschätzen zuIn this way, a vehicle longitudinal force F L can be estimated from a predetermined wheel force F R
FL = FR * Sl / λF L = F R * Sl / λ
und die Reifenquerkraft Fs zuand the tire lateral force F s
Diese Gleichungen lassen sich relativ einfach mit der in der Figur 5 eingetragenen Längεschlupfäquivalente λ verwirklichen, wobei Nulldivisionen gesondert behandεlt werden müssen.These equations can be realized relatively easily with the longitudinal slip equivalents λ entered in FIG. 5, zero divisions having to be treated separately.
Ausgehend von den Reifenkraftmodellen, die anhand der Figurεn 4 und 5 erläutert wurden, ist die Bestimmung der Längskraftbelastung und der Querkraftbelastung eines Reifens prinzipiell möglich. Die genannten Modellε gehen jedoch von einer monodirektionalεn Kraftwirkung aus. Die Überlagerung bei bidirektionalεn Kraftwirkungen muss gesondert behandelt wεrdεn. Wird versucht, die Längs- kraft und die Querkraft gesondert zu bestimmen und nachträglich zu überlagern, so könne durch die nicht ein- deutige Zuordnung der Reifenkräfte zum Schräglauf beziehungsweise Schlupf durch das Maximum der Kurven bei mit- telgroßen Werten problematische Effekte in der Kraftauswertung entstehen.On the basis of the tire force models, which were explained with reference to FIGS. 4 and 5, the determination of the longitudinal force load and the lateral force load of a tire is possible in principle. However, the models mentioned assume a monodirectional force effect. The superimposition with bidirectional force effects must be treated separately. If an attempt is made to determine the longitudinal force and the lateral force separately and to superimpose them subsequently, the ambiguous assignment of the tire forces to the skew or slip due to the maximum of the curves at problematic effects arise in the force evaluation.
Dies kann unter der weitgehend gültigen Annahme sy met- rischen Reifenverhaltens in Längsrichtung und Querrichtung beispiεlsweise durch folgεndεs Vorgεhεn vermieden werden:This can be avoided under the largely valid assumption of synergistic tire behavior in the longitudinal and transverse directions, for example by the following procedure:
Die maximal übertragbare Reifenkraft wird mit μ * FN angenommεn.The maximum transferable tire force is assumed to be μ * F N.
Dεr Schräglaufschlupf und der Längsschlupf werden quadratisch zu einer Längsschlupfäquivalente λ über- lagεrt .The slip slip and the longitudinal slip are overlaid square to a longitudinal slip equivalent λ.
Dεr Verlauf diesεr resultierenden Reifenkraft erfolgt aus einem ähnlichen Kennlinienmodell, wie es im Zusammenhang mit den Figuren 3 und 4 erläutert wurde .The course of this resulting tire force takes place from a similar characteristic curve model as was explained in connection with FIGS. 3 and 4.
Es erfolgt eine Aufspaltung der Reifenkraft in Längskraftkomponenten und Querkraftkomponenten anhand von Winkelbεziεhungen, wobei die Aufspaltung auf dem Schlupf und dem Schräglauf basiert.The tire force is split into longitudinal force components and transverse force components on the basis of angular relationships, the splitting being based on the slip and the skew.
Die Approximation der, Reifenkräfte erfolgt anhand der nachfolgenden Gleichungen. Die ReibwertInformation wird wiederum so gebildet, wie es anhand von Figur 3 erläutert wurde.The tire forces are approximated using the following equations. The coefficient of friction information is in turn formed as explained with reference to FIG. 3.
Es wird mit den folgenden Kennwerten gearbeitet, wobei die Zahlenwerte wiederum einstellbar sind: 20The following characteristic values are used, whereby the numerical values are again adjustable: 20
P_Kλl « 0, 80 [%]P_K λ l «0.80 [%]
P_K>2 « 4, 00 [%]P_K> 2 «4, 00 [%]
P_Kλ3 « 0, 11 [-]P_K λ 3 «0, 11 [-]
P_Kλ4 * 0, 17 [-]P_K λ 4 * 0.17 [-]
P Kλ5 * 70, 0 [%]PK λ 5 * 70.0 [%]
Einε Approximation εrfolgt nach dεn folgenden Gleichungen, aufgeteilt in zwei Fälle:An approximation follows the following equations, divided into two cases:
λ' (μ) = P_Kλl + P_Kλ2 * μ kλ(μ) = P_Kλ3 + P_Kλ4 * μ λ1 ' = P Kλ5 λ '(μ) = P_K λ l + P_K λ 2 * μ k λ (μ) = P_K λ 3 + P_K λ 4 * μ λ 1 ' = PK λ 5
Erster Fall: λ < λ' (μ)First case: λ <λ '(μ)
In diesem Fall wird die Sεitεnkraft nach der folgenden Gleichung berechnet:In this case the lateral force is calculated according to the following equation:
Fs (μ, λ) = ks' (μ) * λ * Fn.F s (μ, λ) = ks' (μ) * λ * Fn.
Im zweiten Fall, das heißt λ > λ' (μ) , erfolgt die Berechnung wie folgt :In the second case, i.e. λ> λ '(μ), the calculation is carried out as follows:
Fs (μ, λ) = kλ' (μ) * λ ' * Fn * (λ1 + λ' ') / (λ + λ' ') .F s (μ, λ) = k λ '(μ) * λ' * Fn * (λ 1 + λ '') / (λ + λ '').
Der zweite Fall realisiert einen Abfall der Seitenkraft bei hohen Werten der Längsschlupfäquivalente λ. Diε Umrechnung auf die Längskraft erfolgt dann nach der GleichungThe second case realizes a decrease in the lateral force at high values of the longitudinal slip equivalents λ. The conversion to the longitudinal force is then carried out according to the equation
FL (μ, λ, Sl) = Fs (μ, λ) * Sl / λ.F L (μ, λ, Sl) = F s (μ, λ) * Sl / λ.
Diε Umrechnung auf die Quεrkraft erfolgt nachThis is converted to the shear force
FL (μ, λ, Sl) = Fs (μ, λ) * αsl / λ.F L (μ, λ, Sl) = F s (μ, λ) * α sl / λ.
Zu den Ausführungen im Hinblick auf ungleiche Reibwerte zwischen rechter und linker Fahrzeugseite wird auf die Ausführungen zu Figur 3 verwiεsen.Regarding the explanations with regard to unequal coefficients of friction between the right and left side of the vehicle, reference is made to the explanations regarding FIG. 3.
Figur 6 zeigt ein Flussdiagramm zur Erläuterung einer Reifenkraftberechnung für bidirektionale Bεanspruchung. Zunächst wird diε Bedeutung dεr einzelnen Verfahrens- schritte angegeben.FIG. 6 shows a flowchart to explain a tire force calculation for bidirectional stress. First, the meaning of the individual process steps is given.
3201: Start3201: start
3202: P_Kλl = 0,80 ... [%] Parameter 1 für Bestimmung der3202: P_K λ l = 0.80 ... [%] parameter 1 for determining the
Lage des MaximumsLocation of the maximum
P_Kλ2 = 4,00 ... [%] Parameter 2 für Bestimmung derP_K λ 2 = 4.00 ... [%] parameter 2 for determining the
Lage des Maximums P_Kλ3 = 0,11 ... [-] Parameter 3 für Bestimmung derPosition of the maximum P_K λ 3 = 0.11 ... [-] Parameter 3 for determining the
Steigung aus UrsprungSlope from origin
P_K?.4 = 0,17 ... [-] Parameter 4 für Bestimmung derP_K? .4 = 0.17 ... [-] Parameter 4 for determining the
Stεigung aus UrsprungIncrease from origin
P_Kλ5 = 70,0 ... [%] Parameter 5 für Bestimmung des Abfalls bei hohen WertenP_K λ 5 = 70.0 ... [%] Parameter 5 for determining the drop at high values
P_Kθ31 = 100,5/45,0 ... [%/°] Umrechnungsfaktor vonP_K θ31 = 100.5 / 45.0 ... [% / °] conversion factor from
Schräglauf zu Schlupf 3203: αsl = α * P_Kαsl ... Umrechnung Schräglauf in Längs - schlupfäquivalente λ = S ORT (α 2 + Sl2} ... Schlupf und Längsschlupf quadratisch addieren λ1 = P_KΛX + P_K^2 * μ ... Reifenkraftmaximum abhängig von LängsschlupfäquivalenteSkew to slip 3203: α = α * sl ... P_K αsl conversion skew longitudinally - slipping equivalent λ = S ORT 2 + S 2} ... slip and longitudinal slip λ 1 = add square P_K ΛX P_K + ^ 2 * μ. .. tire force maximum depending on longitudinal slip equivalents
Kχ = P_K?,3 + P_K^4 * μ ... Reifenkraftgradient bzgl . Ursprung Längsschlupfäquivalente λ' ' _K5 ...def. Reifenkraftabfall ab Maximum bzgl. LängsschlupfäquivalenteKχ = P_K ? , 3 + P_K ^ 4 * μ ... tire force gradient with respect to Origin of longitudinal slip equivalents λ '' _K 5 ... def. Tire force drop from maximum with regard to longitudinal slip equivalents
3204: λ < λ' ... Längsschlupfäquivalente kleiner als Wert bei maximaler Reifenkraft?3204: λ <λ '... longitudinal slip equivalents less than value at maximum tire force?
3205: FR = FN * Kλ * λ' * (λ1 1 + λ') / (λ + λ ' ') ... Reifengesamtkraft ab -maximum bzgl. Längsschlupfäquivalente3205: F R = F N * K λ * λ '* (λ 1 1 + λ') / (λ + λ '') ... total tire force from -maximum with regard to longitudinal slip equivalents
3206: FR = FN * Kλ * λ ... Reifεngεsamtkraft bis -maximum bzgl. Längsschlupfäquivalentε3206: F R = F N * K λ * λ ... total tire force up to maximum with regard to longitudinal slip equivalent
3207: λ == 0 ... Längsschlupfäquivalente gleich = 0.0 ?3207: λ == 0 ... longitudinal slip equivalents equal to = 0.0?
3208: Fs = 0,0 ... Reifenquerkraft3208: F s = 0.0 ... tire lateral force
FL = 0,0 ... Reifenlängskraft""" F L = 0.0 ... longitudinal tire force """
3209: Fs = FR * αsl / λ ... Reifεnquerkraft FL = FR * Sl / λ ... Reifεnlängskraft3209: F s = F R * α sl / λ ... tire lateral force F L = F R * Sl / λ ... tire longitudinal force
3210: Ende Nach dem Start in Schritt 3201 werdεn in Schritt 3202 Parameter für die Reifenkraftbestimmung gesetzt. In Schritt 3203 werden unter Verwendung der Parameter aus Schritt 3202 weitere Größen berechnet, die in den Schritten 3204 bis 3210 Verwendung finden können. In Schritt 3204 wird zunächst festgestellt, ob die Längsschlupfäquivalente kleiner als der Wεrt bei maximaler Reifenkraft ist. Ist dies der Fall, so wird in Schritt3210: end After the start in step 3201, parameters for determining the tire force are set in step 3202. In step 3203, further quantities are calculated using the parameters from step 3202, which can be used in steps 3204 to 3210. In step 3204 it is first determined whether the longitudinal slip equivalent is less than the value at maximum tire force. If this is the case, then step
3206 die Reifengesamtkraft nach der dort angegebenen Beziehung berechnet. Ist dies nicht der Fall, so wird in3206 the total tire force is calculated according to the relationship given there. If this is not the case, then in
Schritt 3205 eine andere dort angegebene Beziehung zur Berεchnung der Reifengeεamtkraft benutzt. In SchrittStep 3205 uses another relationship given there to calculate the total tire force. In step
3207 wird dann geprüft, ob die Längsschlupfäquivalente gleich Null ist. Ist diεs dεr Fall, so werden unter Ver- meidung einer Division durch Null die Reifenquerkraft Fs und die Reifenlängskraft FL auf Null gesetzt. Ist dies nicht der Fall, das heißt die Längsschlupfäquivalente ist ungleich Null, so werdεn diε Reifenquerkraft und die Reifenlängskraft gemäß den dort angegebenen Beziehungen berechnet. In Schritt 3210 endet das Verfahren gemäß Figur 6.3207 is then checked to see if the longitudinal slip equivalent is zero. If this is the case, avoiding a division by zero, the lateral tire force F s and the longitudinal tire force F L are set to zero. If this is not the case, that is to say the longitudinal slip equivalents are not equal to zero, then the lateral tire force and the longitudinal tire force are calculated in accordance with the relationships given there. The method according to FIG. 6 ends in step 3210.
Figur 7 zeigt ein Flussdiagramm zur Erläuterung der Berεchnung einer Reifenkraft und einer Reifenkraftänderung bei einem ESP-Längskrafteingriff . Bezüglich eines ESP- Eingriffeε gilt der Schräglauf inkel an der Vorder- und Hinterachse als bekannte aber vorgegebene Größe, wobei in den Radschlupf zur Längskraftvariation eingegriffen werdεn kann. Das Flussdiagramm gemäß Figur 7 zεigt diε Berεchnung der aktuellεn Radkräfte und der Radkraftänderungen aufgrund des ESP-Eingriffes . Dieser Algorithmus muss für jedes Rad durchlaufen werden. Zunächst wird die Bedεutung der einzelnen Schritte angegeben.FIG. 7 shows a flowchart to explain the calculation of a tire force and a change in tire force during an ESP longitudinal force intervention. With regard to an ESP intervention, the skew angle on the front and rear axles is a known but predetermined size, it being possible to intervene in the wheel slip to vary the longitudinal force. The flow chart according to FIG. 7 shows the calculation of the current wheel forces and the wheel force changes due to the ESP intervention. This algorithm must be run for each bike. First, the meaning of the individual steps is given.
3211: Start3211: start
3212: Sl = SlRad ... Längsschlupf des betrachteten Radεs3212: Sl = SlRad ... longitudinal slip of the wheel under consideration
3213: α = αRad ... Schräglauf inkel des Rades3213: α = αRad ... skew angle of the wheel
3214: Aufruf des Reifenkraftmodells als Funktion von Sl, α3214: Calling up the tire force model as a function of Sl, α
3215: FsRad = Fs ... Seitenkraft ablεgen FLRad = FL ... Längskraft ablegen3215: F s wheel = F s ... release lateral force F L wheel = F L ... release longitudinal force
3216: Sl = Sl + SlRadEsp ... Längsschlupfeingriff für Rad3216: Sl = Sl + SlRadEsp ... longitudinal slip intervention for wheel
3217: Aufruf des Reifenkraf modells als Funktion von Sl, α3217: Calling up the tire force model as a function of Sl, α
3218: ΔFSESPRad = FΞRad - Fs ... Seitenkraftänderung ablegen ΔFLESPRad = FLRad - FL ... Längskraftänderung ablegεn3218: ΔF SESP Rad = F Ξ Rad - F s ... store the change in lateral force ΔF LESP Rad = F L Rad - F L ... store the change in longitudinal force
3219: Ende3219: end
Nach dem Start der Berechnung in Schritt 3211 wird in Schritt 3212 der Langsschlupf eines betrachteten Rades ermittelt..Nachfolgend wird in Schritt 3213 dεr Schräg- laufwinkel des Rades ermittelt. In Schritt .3214 wird das Reifenkraftmodell als Funktion dεr ermittεlten Parameter Sl und α aufgerufen. In Schritt 3215 werden die ermit- telte Seitεnkraft und diε εrmittelte Längskraft als Parameter FsRad bεziehungsweisε FLRad abgelegt. In Schritt 3216 wird der Längsschlupfeingriff für das Rad berücksichtigt. In Schritt 3217 wird wiederum das Reifenkraft- odeil als Funktion der neuen Parameter Sl und aufgerufen. In Schritt 3218 werden dann durch Diffεrεnzbil- dung die Sεitεnkraftänderung und die Längskraftänderung ermittelt und abgelεgt. In Schritt 3219 εndεt die Bε- rεchnung der Reifenkraft für das betrachtεtε Rad.After the start of the calculation in step 3211, the slow slip of a wheel under consideration is determined in step 3212. Subsequently, the slip angle of the wheel is determined in step 3213. In step .3214, the tire force model is called up as a function of the determined parameters S1 and α. In step 3215, the determined the lateral force and the determined longitudinal force are stored as parameters F s wheel or F L wheel. In step 3216, the longitudinal slip intervention for the wheel is taken into account. In step 3217, the tire force part is again called up as a function of the new parameters S1 and. In step 3218, the change in lateral force and the change in longitudinal force are then determined and stored by means of differential formation. In step 3219, the calculation of the tire force for the wheel under consideration ends.
Figur 8 zεigt ein Flussdiagramm zur Erläuterung der Berechnung einer Reifenkraft und einer Reif nkraftänderung bei einem EAS-Seitenkrafteingriff . Bezüglich einεs EAS- Eingriffes gilt der Radschlupf an dεr Vorderachse und der Hinterachse als bekannte aber vorgegεbεnε Größε, wobεi in dεn Schräglaufwinkel zumindest an der Vorderachse zur Seitenkraftvariation eingegriffen werden kann. Das Flussdiagramm gemäß Figur 8 zeigt die Berechnung dεr aktuellen Radkräfte und der Radkra tänderungen aufgrund des EAS-Eingriffes . Die Schräglaufwinkeleingriff durch EAS wεrdεn radindividuell gespeichert und für die Hinterräder mit Null belegt. Hierdurch kann der anhand von Figur 8 erläuterte Algorithmus für alle Räder gleich durchlaufen werdεn und somit auch für Fahrzeugε mit εi- ner aktiven Hinterachslenkung mit entsprechenden Signal- belεgungen. Der nachfolgend erläuterte Algorithmus muss für jedεs Rad durchlauf n wεrdεn. Zunächst wird die Bε- dεutung dεr m Figur 8 gεzeigtεn Verf hrensschritte an- gεgεbεn.FIG. 8 shows a flowchart to explain the calculation of a tire force and a change in tire force during an EAS lateral force intervention. With regard to an EAS intervention, the wheel slip on the front axle and the rear axle is considered to be a known but predetermined size, which can be interfered with in the slip angle at least on the front axle for lateral force variation. The flow diagram according to FIG. 8 shows the calculation of the current wheel forces and the wheel force changes due to the EAS intervention. The slip angle intervention by EAS is stored individually for each wheel and is assigned zero for the rear wheels. As a result, the algorithm explained with reference to FIG. 8 can be run through equally for all wheels and thus also for vehicles with active rear axle steering with corresponding signal assignments. The algorithm explained below must be passed through for each wheel. First, the meaning of the process steps shown in FIG. 8 is shown.
3220: Start 3221: Sl = SIRad ... Längsschlupf des betrachteten Rades3220: start 3221: Sl = SIRad ... longitudinal slip of the wheel under consideration
3222: α = αRad ... Schräglaufwinkel des Rades3222: α = αRad ... slip angle of the wheel
3223: Aufruf des Reifenkraftmodells als Funktion von Sl, α3223: Calling up the tire force model as a function of Sl, α
3224: FΞRad = Fs ... Ξeitenkraft ablegen FLRad = FL ... Längskraft ablegεn3224: F Ξ Rad = F s ... relieve lateral force F L Rad = F L ... relieve longitudinal force
3225: α = α + RadEas ... Langsschlupfεingriff des Rades3225: α = α + RadEas ... slow slip intervention of the wheel
3226: Aufruf des Reifenkra tmodells als Funktion von Sl, α3226: Call of the tire force model as a function of Sl, α
3227: ΔFSEASRad = FsRad - Fs ... Seitenkraftänderung ablegen ΔFLEASRad = FLRad - FL ... Längskraftänderung ablegen3227: ΔF SEAS wheel = F s wheel - F s ... store lateral force change ΔF LEAS wheel = F L wheel - F L ... store longitudinal force change
3228: Ende3228: end
In Schritt 3220 startet die Berechnung der Reifenkraft und der Reifenkraftänderung für den EAS- Längskrafteingriff . In Schritt 3221 wird der Längs- schlupf des betrachteten Rades als Variable Sl abgelegt. In Schritt 3222 wird der Schräglaufwinke1 des Rades als Variable abgelegt. In Schritt 3223 wird unter Verwendung der abgelegten Parameter Sl und α das Reifεnkraft- modell aufgerufen. In Schritt 3224 werdεn die Seiten- kraft und diε Längskra t des Rades abgelegt. Nachfolgend wird in Schritt 3225 ein Langsschlupfεingriff des Rades berücksichtigt und eine neue Variable α abgelegt. In Schritt 3226 wird wiedεrum das Reifenkraftmodεll als Funktion dεr nun vorhandenen Parameter Sl und α aufgeru- fεn. Im Anschluss daran wird im Schritt 3227 durch Differenzbildung eine Seitεnkraftänderung berechnet und abgelegt. Ebenfalls wird durch Diffεrεnzbildung eine Längskraftänderung berechnet und nachfolgend abgelegt. In Schritt 3228 endεt das in Figur 8 dargestellte Verfahren .In step 3220, the calculation of the tire force and the tire force change for the EAS longitudinal force intervention starts. In step 3221, the longitudinal slip of the wheel under consideration is stored as variable S1. In step 3222, the slip angle 1 of the wheel is stored as a variable. In step 3223 the tire force model is called up using the stored parameters S1 and α. The side force and the longitudinal force of the wheel are stored in step 3224. In step 3225, a slow slip intervention of the wheel is taken into account and a new variable α is stored. In Step 3226, in turn, calls up the tire force model as a function of the parameters S1 and α now present. Subsequently, a change in lateral force is calculated and stored in step 3227 by forming the difference. A change in the longitudinal force is also calculated by forming a difference and is subsequently stored. The method shown in FIG. 8 ends in step 3228.
Figur 9 zeigt ein Diagramm zur Erläuterung einεs Fahr- zεugmodεlls zur Berechnung der Drehmomente um die Hochachse auf den Fahrzeugschwerpunkt. Diε in Figur 9 dargε- stellten Symbole haben diε folgεndεn Bedeutungen:FIG. 9 shows a diagram for explaining a vehicle model for calculating the torques about the vertical axis on the center of gravity of the vehicle. The symbols shown in FIG. 9 have the following meanings:
δ : Lenkwinkel, bei EAS nur Vorderachse αu : Reifenschräglaufwinkel Hinterachsε v Reifensehräglaufwinkel Vorderachse ω Fahrzeuggiergeschwindigkεit ß Fahrzεugschwimmwinkεl vFz FahrZeuggeschwindigkeit geradεausδ: steering angle at the front axle only EAS α u: tire slip angle Hinterachsε v Reifensehräglaufwinkel front ω Fahrzeuggiergeschwindigkεit ß Fahrzεugschwimmwinkεl vFz vehicle speed geradεaus
F Reifenlängεkraft an Achse x (vorne/hinten) undF tire longitudinal force on axis x (front / rear) and
Seite y (rechts/links) FSxy : Reifenquerkraft an Achse x (vorne/hinten) undSide y (right / left) F Sxy : lateral tire force on axis x (front / rear) and
Seitε y (rechts/links)Seitε y (right / left)
Zur Vereinfachung wird angenommen, dass der Fahrzeugschwimmwinkel und die Reifenschräglaufwinkel klein sind und damit eine Aufspaltung der Kräfte in Sinus- und Co- sinusanteile ohnε hohεn -Genauigkeitsverlust unterlassen werden darf. Es ergibt sich für die Momentε aus- Längs- kraft (Indεx L) und Querkraft (Index S) : ML = - FL * SW/2 für Räder links ML = FL * SW/2 für Räder rechts Ms = - Fs * lSpV für Vordεrachse M s = F s * SpH für HintεrachseFor the sake of simplicity, it is assumed that the vehicle floating angle and the tire slip angle are small, and thus a splitting of the forces into sine and cosine components without a high loss of accuracy may be avoided. For the moment, it results from the longitudinal force (Indεx L) and lateral force (Index S): M L = - F L * SW / 2 for left wheels M L = F L * SW / 2 for right wheels M s = - F s * lSpV for front axle M s = F s * SpH for rear axle
Figur 10 zεigt εin Flussdiagramm zur Erläuterung der Berεchnung von Momεntεn auf den Fahrzeugschwerpunkt um die Hochachse. Anhand der ermittelten Quer- und Längskraftbelastung des Reifens kann zusammen mit den wirksa- men Hebεlarmen das Moment auf den Fahrzεugschwerpunkt durch das jewεiligε Rad sowie die Änderung dieses Momentes aus den Änderungen der Kräfte durch diε Eingriffe des ESP und des EAS ermittelt werden. Diesε ermitteltεn Werte lassεn sich für alle Räder aufsummieren, was an- hand von Figur 10 erläutert wird. Zunächst wird die Be- dεutung der in Figur 10 dargestellten Schritte angege- be :FIG. 10 shows a flowchart to explain the calculation of moments on the center of gravity of the vehicle about the vertical axis. On the basis of the determined lateral and longitudinal load on the tire, together with the effective lifting arms, the moment on the center of gravity of the vehicle through the respective wheel and the change in this moment can be determined from the changes in forces due to interventions by the ESP and the EAS. This determined values can be summed up for all wheels, which is explained with reference to FIG. 10. First of all, the meaning of the steps shown in FIG. 10 is given:
3501: Start3501: start
3502: Rad == VL OR Rad == VR ... Rad bεfindet sich an Vorderachse3502: wheel == VL OR wheel == VR ... wheel is on the front axle
3503: Ms = Fs * lSpH ... Moment auf FahrzeugSchwerpunkt durch Seitenkraft an Hinterachsε3503: M s = F s * lSpH ... moment on vehicle center of gravity due to lateral force on rear axle
3504: Ms = - Fs * lSpV ... Momεnt auf Fahrzεugschwerpunkt durch Seitenkraft an Vorderachse3504: M s = - F s * lSpV ... Momεnt on vehicle center of gravity due to lateral force on the front axle
3505: Rad == VL OR Rad == HL ... Rad befindet sich links 3506: ML = FL * SW/2 ... Moment auf Fahrzεugschwεrpunkt durch Längskraft rechts3505: wheel == VL OR wheel == HL ... wheel is on the left 3506: M L = F L * SW / 2 ... moment on vehicle center of gravity due to longitudinal force on the right
3507: ML = - FL * SW/2 ... Moment auf Fahrzεugschwεrpunkt durch Längskraft links3507: M L = - F L * SW / 2 ... moment on vehicle center of gravity due to longitudinal force on the left
3508: MSp = ML + Ms ... Momentenanteil auf Fahrzeugschwerpunkt durch dieses Rad3508: M Sp = M L + M s ... torque share on the center of gravity of the vehicle through this wheel
3509: Ende3509: end
Nach dem Start des Programmflusεes in Schritt 3501 wird in Schritt 3502 ermittεlt, ob sich das Rad an der Vorderachse befindet. Ist dies der Fall, so wird in Schritt 3504 das Moment auf den FahrZeugschwerpunkt durch die Seitenkraft an der Vorderachse berεchnεt. Ist diεs nicht der Fall, so wird in Schritt 3503 das Moment auf den Fahrzeugschwerpunkt durch die Sεitεnkraft an dεr Hintεr- achse berechnet.After the start of the program flow in step 3501, it is determined in step 3502 whether the wheel is on the front axle. If this is the case, then in step 3504 the moment is calculated on the center of gravity of the vehicle by the lateral force on the front axle. If this is not the case, then in step 3503 the moment on the center of gravity of the vehicle is calculated by the lateral force on the rear axle.
Nachfolgend wird in Schritt 3505 εrmittelt, ob sich das Rad auf der linken Fahrzeugseite befindet. Ist dies der Fall, so wird in Schritt 3507 das Moment auf den Fahrzeugschwεrpunkt durch eine Längskraft auf der linken Seite ermittelt. Ist dies nicht dεr Fall, so wird m Schritt 3506 das Moment auf den Fahrzeugschwerpunkt durch eine Längskraf auf der rechten Seite ermittεlt.It is subsequently determined in step 3505 whether the wheel is on the left side of the vehicle. If this is the case, then in step 3507 the moment on the vehicle's center of gravity is determined by a longitudinal force on the left side. If this is not the case, then in step 3506 the moment on the center of gravity of the vehicle is determined by a longitudinal force on the right side.
Nachfolgend wird in Schritt 3508 der Momentanteil auf den FahrzeugSchwerpunkt durch das betrachtεtε Rad durchIn step 3508, the torque component on the center of gravity of the vehicle is then determined by the wheel under consideration
Addition dεr in den Schritten 3503 beziehungsweise 3504 und 3506 beziεhungsweise 3507 ermittεltεn Momente ermittelt. In Schritt 3509 endet der Programmfluss .Addition of this in steps 3503 and 3504 and 3506 or 3507 determined moments determined. The program flow ends in step 3509.
Figur 11 zeigt ein Flussdiagramm zur Erläuterung der Berechnung eines Schwerpunktmomentes durch Summation. Zunächst wird die Bedeutung der in Figur 11 gezeigten Verfahrensschritte angegεben.FIG. 11 shows a flow chart to explain the calculation of a center of gravity moment by summation. First of all, the meaning of the method steps shown in FIG. 11 is given.
3510: Start3510: start
3511 : MGιer = 0 , 0 . . . De f aultbe legung für S chwerpunkt smo- ment3511: M Gιer = 0, 0. , , Defaults for focus smomment
3512 : FL = FLRadVL Fs = FgRadvL . . . vorne links3512: F L = F L Rad VL F s = F g Radv L. , , Left in the front
3513 : Aufruf der Bestimmung Moment um Hochachse auf Fahr zeugs chwe rpunk3513: Calling up the determination of the moment about the vertical axis on vehicle chp runk
3514 : MGιer = MGler + MΞp . . . Giermoment aus Summation3514: M Gιer = M Gler + M Ξp . , , Yaw moment from summation
Schwe punktsmomεntεSchweptsmomεntε
3515 : FL = FLRad,3515: F L = F L wheel,
Fc = FgRady vornε rechtsF c = FgRady front right
3516: Aufruf der Bestimmung Moment um Hochachse auf Fahrzeugschwerpunkt3516: Calling up the determination of the moment about the vertical axis on the vehicle's center of gravity
3517: = MGler + MSp ... Giermoment aus Summation Schwerpunktsmomεntε3517: = M Gler + M Sp ... yaw moment from summation center of gravity moment
3518: FL = FLRadHL Fc = FsRadHL ... hinten links3518: F L = F L wheel HL F c = F s wheel HL ... rear left
3519: Aufruf der Bestimmung Moment um Hochachse auf Fahrzeugschwerpunkt3519: Calling up the determination of the moment about the vertical axis on the vehicle's center of gravity
3520: MGιer = MGιer + MΞp ... Giermomεnt aus Summation3520: M Gιer = M Gιer + M Ξp ... yaw moment from summation
SchwεrpunktsmomεnteSchwεrpunktsmomεnte
3521: FL = FLRadHR Fs = FsRadHR ... hinten rechts3521: F L = F L wheel HR F s = F s wheel HR ... rear right
3522: Aufruf der Bestimmung Moment um Hochachse auf Fahrzeugschwerpunkt3522: Calling up the determination of the moment about the vertical axis on the vehicle's center of gravity
3523: MGιer = MGιer + MSp ... Giermoment aus Summation Schwerpunktsmomente3523: M Gιer = M Gιer + M Sp ... yaw moment from summation of center of gravity moments
3524: Ende3524: end
In Schritt 3510 startet die Summation aller Räder für das Schwerpunktmoment. Daraufhin wird in Schritt 3511 ein Auslassungs ert für das Schwerpunktsmoment festgelegt. In Schritt 3512 werden die Längskraft und die Seitenkraft des Rades vorne links auf die weiter zu verar- beitendεn Variablεn abgelegt.In step 3510, the summation of all wheels for the center of gravity begins. Then, in step 3511, an omission value is set for the center of gravity. In step 3512, the longitudinal force and the lateral force of the wheel are stored on the front left on the variables to be processed.
In Schritt 3513 werden diese bεi dεr Bεstimmung des Mo- mεntεs um diε Hochachse auf den Fahrzeugschwεrpunkt verwendet. In Schritt 3514 wird das Giermoment aus der Sum- mation der Schwεrpunktsmomente bε echnεt . In den Schritten 3515 bis 3517 wird für das Rad vorne rechts das anhand der Schritte 3512 bis 3514 für vorne links erläuterte Verfahren wiederholt. Danach wird das Verfahren in den Schritten 3518 bis 3520 für die Räder hinten links wiederholt. Im Anschluss an die Berechnung für das Rad hinten links wird das Verfahren in der gleichen Weise für das Rad hinten rechts in den Schritten 3521 bis 3523 durchgeführt. In Schritt 3524 endεt der Ablauf .In step 3513, these are used to determine the moment about the vertical axis to the vehicle's center of gravity. In step 3514, the yaw moment is calculated from the sum of the focus moments. In steps 3515 to 3517, the process explained for the left front wheel using steps 3512 to 3514 is repeated for the front right wheel. Thereafter, the process is repeated in steps 3518 to 3520 for the rear left wheels. Following the calculation for the rear left wheel, the procedure is carried out in the same way for the rear right wheel in steps 3521 to 3523. The process ends in step 3524.
Figur 12 zeigt ein Flussdiagramm zur Erläuterung der Berechnung eines Schwerpunktmomentes durch Summation bei ESP-Längskrafteingriff . Wiederum wird zunächst die Bedeutung der in Figur 12 gezeigten Ver ahrensschritte angegeben.FIG. 12 shows a flow chart to explain the calculation of a center of gravity moment by summation in the case of ESP longitudinal force intervention. Again, the meaning of the procedural steps shown in FIG. 12 is given first.
3401: Start3401: start
3402 : MG1ESP = 0 , 0 . . . Def aultbelegung für Schwerpunkts - momεnt3402: M G1 E SP = 0, 0. , , Default assignment for focus - momεnt
3403: FL = F^a ^-AF^Rad^3403: F L = F ^ a ^ -AF ^ Rad ^
Fs = ... vorne linksF s = ... Left in the front
3404: Aufruf der Bestimmung Moment um Hochachsε auf Fahrzeugschwerpunkt3404: Calling up the determination of the moment around the vertical axis on the center of gravity of the vehicle
3405: MGlESP = MGlEsp + MSp ... Giermoment aus Summation3405: M Gl E SP = M Gl E sp + M Sp ... yaw moment from summation
S chwerpunkt smomεnteFocal point smomεnte
Fs = FgRadyp - ΔFSESpRadTO . . . vorne rechts 3407 : Aufruf der Bestimmung Moment um Hochachse auf FahrzeugschwerpunktF s = FgRadyp - ΔF SES pRad TO . , , front right 3407: Calling up the determination of the moment about the vertical axis on the vehicle's center of gravity
3408 : MGlESP = MGlESP + MSp . . . Giermoment aus Summation Schwerpunktsmomente3408: M Gl E SP = M Gl E SP + M Sp . , , Yaw moment from summation of center of gravity
Fs = FΞRadHL-ΔFSESPRadHL . . . hinten linksF s = F Ξ wheel HL -ΔF SESP wheel HL . , , back left
3410 : Aufruf der Bestimmung Moment um Hochachse auf Fahrzeug Schwerpunkt3410: Calling up the determination of the moment about the vertical axis on the vehicle's center of gravity
3411 : MG:LESp = MEsp + MSp . . . Giermomεnt aus Summation Schwεrpunkts omente3411: M G: L E S p = M E sp + M Sp . , , Yaw moment from summation focal point omente
3412 : FL = FLRadHR-ΔFLESPRadHR 3412: F L = F L wheel HR -ΔF LESP wheel HR
Fc = . . . hinten rechtsF c = , , , back right
3413 : Aufruf der Bestimmung Moment um Hochachse auf Fahrzeugschwerpunkt3413: Calling up the determination of the moment about the vertical axis on the center of gravity of the vehicle
3414 : MGlESP = MESP + MSp . . . Giermoment aus Summation3414: M Gl E SP = M E SP + M Sp . , , Yaw moment from summation
SchwerpunktsmomentePriority Moments
3415 : Ende3415: end
In Schritt 3401 beginnt der Verf hrensablauf. In Schritt 3402 wird zunächst der Auslassungswert für das Schwer- punktsmoment auf den Wert Null festgelegt. Nachfolgend wird in Schritt 3403 aus der Radlängskraft am Rad vorne links und der für diesεs Rad ermittεlten Längskraftände- rung ein Wert berechnet, der auf die Variable für die Längskraft abgelegt wird. Weiterhin wird aus entsprechenden Größen der Wεrt für diε Variable Fs bestimmt. In Schritt 3404 wird das Moment um die Hochachse auf den FahrzeugSchwerpunkt unter Verwendung der in Schritt 3403 festgεlεgtεn Größεn ermittelt. In Schritt 3405 wird das Giermoment durch Summation der Schwerpunktsmomente berechnet.The process begins in step 3401. In step 3402, the skip value for the center of gravity is first set to the value zero. In step 3403, the longitudinal wheel force on the front left wheel and the longitudinal force changes determined for this wheel are subsequently a value is calculated, which is stored on the variable for the longitudinal force. Furthermore, the value for the variable F s is determined from corresponding quantities. In step 3404, the torque about the vertical axis on the center of gravity of the vehicle is determined using the variables determined in step 3403. In step 3405, the yaw moment is calculated by summing the center of gravity moments.
In den Schritten 3406 bis 3408 werden die Schritte 3403 bis 3405, die dort für das Rad vorne links durchgeführt wurden, für das Rad vorne rechts durchgeführt. Danach wird in den Schritten 3409 bis 3411 das Verfahren für das Rad hinten links durchgeführt. Schließlich wird in den Schritten 3412 bis 3414 das Verfahren für das Rad hinten rechts durchgeführt. In Schritt 3415 endet der Ablauf dieses Programmflusses.In steps 3406 to 3408, steps 3403 to 3405, which were carried out there for the front left wheel, are carried out for the front right wheel. The steps for the rear left wheel are then carried out in steps 3409 to 3411. Finally, in steps 3412 to 3414, the method for the rear right wheel is carried out. The flow of this program flow ends in step 3415.
Figur 13 zeigt ein Flussdiagramm zur Erläuterung der Berεchnung einεs Schwerpuhl-ctmomentes durch Summation bei EAS-Seitenkrafteingriff.FIG. 13 shows a flowchart to explain the calculation of a heavy pulse torque by summation in the event of EAS lateral force intervention.
Zunächst wird die Bedeutung der in Figur 13 gezeigtεn Verfahrensschritte angegεbεn.First, the meaning of the method steps shown in FIG. 13 is given.
3601: Start3601: start
3602: MGlEAS = 0,0 ... Defaultbelegung für Schwerpunktsmo- ment3602: M Gl E AS = 0.0 ... default assignment for the center of gravity
3603 : FL = FLRadVL-ΔFLBASRacLVIι 3603: F L = F L Rad VL -ΔF LBAS RacL VIι
Fs = . . . vorne links 3604: Aufruf der Bestimmung Moment um Hochachse auf Fahrzeugs chwerpunktF s = , , , Left in the front 3604: Calling up the determination of the moment about the vertical axis on the vehicle's center of gravity
3605: MGiEAS = I^EM + MSp Giermoment aus Summation Schwerpunktsmomente3605: M Gi E AS = I ^ E M + M Sp yaw moment from summation center of gravity moments
3606: FL = F^ad^-AF^Rad^3606: F L = F ^ ad ^ -AF ^ Rad ^
Fs = FgR dvH-ΔFsE-^RadvR ... vorne rechtsF s = F g R d vH -ΔFs E - ^ Radv R ... front right
3607: Aufruf der Bestimmung Moment um Hochachse auf Fahrzeugs chwerpunkt3607: Calling up the determination of the moment about the vertical axis on the vehicle's center of gravity
3608: MGiEAE = M^ + MSp Giermoment aus Summation S chwerpunkt s omente3608: M Gi E AE = M ^ + M Sp yaw moment from summation focal point s omente
3609: FL = FLRadHL-ΔFLEASRadH Fs = FsRadHL-ΔFΞEAΞRadH hinten links3609: F L = F L wheel HL -ΔF LEAS wheel H F s = F s wheel HL -ΔF ΞEAΞ wheel H rear left
3610: Aufruf der Bestimmung Moment um Hochachse auf Fahrzeugs chwerpunkt3610: Calling up the determination of the moment about the vertical axis on the vehicle's center of gravity
3611: M^s = MGiEAS + MSp Giermoment aus Summation Schwerpunktsmomente3611: M ^ s = M Gi E AS + M Sp yaw moment from summation of center of gravity moments
3612: FL = FLRadHR-ΔFLEASRadHR Fς ='FQRad„p-ΔFQC!it;RadH hinten rechts3612: F L = F L wheel HR -ΔF LEAS wheel HR F ς = ' F Q wheel “ p -ΔF QC! It; Wheel H at the rear right
3613: Aufruf der Bestimmung Moment um Hochachse auf Fahr zeugschwerpunkt 3 614 : MGlEAS = ^E^ + MSp . . . Giermomεnt aus Summation Schw rpunk t smomente3613: Calling up the determination of the moment about the vertical axis on the vehicle's center of gravity 3,614: M Gl E AS = ^ E ^ + M Sp . , , Yaw moment from summation focus point smoments
3615 : Ende3615: end
Nach dεm Start der Routine in Schritt 3601 wird in Schritt 3602 εin Auslassungswεrt für das Schwerpunktsmoment von Null festgεsetzt. Danach wird aus der Längs- kraft und der ermittelten Längskraftänderung die für die Bestimmung des Momentes um die Hochachsε auf dεn Fahrzεugschwerpunkt verwendete Längskraft ermittεlt. In glεichεr Wεisε wird aus entsprεchεndεn Wεrtεn diε Seitenkraft ermittelt. In Schritt 3604 findet ein Aufruf der Bestimmung des Momentes um die Hochachse auf den Fahrzeugschwerpunkt unter Verwendung der in Schritt 3603 εrmittεltεn Größεn statt. In Schritt 3605 wird das Giermoment durch die Summation der Schwerpunktsmomente ermittεlt .After the start of the routine in step 3601, an omission value for the center of gravity of zero is set in step 3602. The longitudinal force used to determine the moment around the vertical axis on the center of gravity of the vehicle is then determined from the longitudinal force and the determined change in longitudinal force. In the same way, the lateral force is determined from corresponding values. In step 3604, the determination of the moment about the vertical axis on the center of gravity of the vehicle is called up using the variables in step 3603. In step 3605, the yaw moment is determined by the summation of the center of gravity moments.
In den Schritten 3606 bis 3608 wird für das Rad vorne rechts das gleiche Verfahren durchgeführt, wie es im Zusammenhang mit den Schritten 3603 bis 3605 für das Rad vorne links erläutert wurde. In dεn Schritten 3609 bis 3611 wird das Verfahren dann für das Rad hinten links durchgeführt. In den Schritten 3612 bis 3614 wird das Verfahren für das Rad hinten rechts durchgeführt . In Schritt 3615 endet der Programmfluss .In steps 3606 to 3608, the same method is carried out for the front right wheel as was explained in connection with steps 3603 to 3605 for the front left wheel. In steps 3609 to 3611, the method is then carried out for the rear left wheel. In steps 3612 to 3614, the method for the rear right wheel is carried out. The program flow ends in step 3615.
An dieser Stelle wird bemerkt, dass die angεgεbene Rei- henfolge dεr bisher angegebenen Verarbeitungen der einzelnen Räder geändert werdεn kann. Figur 14 zeigt ein Flussdiagramm zur Erläuterung der Bildung von Eingriffsmomenten bei ESP und EAS für eine Eingri fsbewertung. Die Momentenänderung durch die Eingriffe von ESP und EA.S werden als stabilisierendes Mo- ment durch Längs- beziehungsweise Querkraftänderung auf- gεfasst. An dieser Stelle können andere Systeme, die die gleiche Wirkung aber andere Schnittstellen haben, eingekoppelt werden. Da einε solche Schnittstellenbildung systemtechnisch von großer Bedeutung sein kann, wird diesεr Schritt explizit als solcher ausgeführt.At this point it is noted that the specified order of the processing of the individual wheels given so far can be changed. FIG. 14 shows a flow chart to explain the formation of intervention moments in ESP and EAS for an intervention evaluation. The change in torque caused by the interventions of ESP and EA.S is understood as a stabilizing moment caused by changes in the longitudinal or lateral force. At this point, other systems that have the same effect but different interfaces can be coupled in. Since such an interface formation can be of great importance in terms of system technology, this step is explicitly carried out as such.
Für die Bildung des Eingriffsmoments in Normalkraftrichtung können die in Zusammenhang mit Figur 14 erläuterten und die in Zusammenhang mit den Figuren 10 bis 13 aufge- führten Berεchnungsschritte als Beispiel für die Vorgehensweise dienen, um so die Wirkung der Eingriffe in diε Normalkraftverteilung bezüglich der Gesamtfahrzeugstabi- lität im Vergleich zu Syste εn, die Längs- und Querkräfte beeinflussen, schlüssig zu bewerten. Als Schnittstel- lensignal wird analog zu Ms für den Seitenkrafteingriff und ML für den Längskrafteingriff ein Signal MN erwartεt, wεlches die Änderung des auf den Fahrzeugschwεrpunkt um diε Hochachsε dεs Fahrzeugs wirksame Giermoment beschreibt .The calculation steps explained in connection with FIG. 14 and the connection steps shown in connection with FIGS. 10 to 13 can serve as an example of the procedure for the formation of the engagement torque in the normal force direction, in order in this way the effect of the interventions in the normal force distribution with respect to the overall vehicle stability to be conclusively evaluated in comparison to systems that influence longitudinal and lateral forces. Analogously to M s for the lateral force intervention and M L for the longitudinal force intervention, a signal M N is expected as the interface signal, which describes the change in the yaw moment which is effective on the vehicle's center of gravity around the vertical axis of the vehicle.
Zunächst wird die Bedeutung der in Figur 14 angegebenen Verfahrensschritte angegeben.First, the meaning of the process steps shown in Figure 14 is given.
3525: Start3525: start
3526 : Ms = M^E^ - MGιer . . . Gier omεnt aus EAS-Eingri f minus Arbεitspunkt 3527 : ML = MGlEsp - MGαer . . . Giermoment aus EAS - Eingrif f minus Arbeitspunkt3526: M s = M ^ E ^ - M Gιer . , , Greed omεnt from EAS intervention minus work point 3527: M L = M Gl E sp - M Gαer . , , Yaw moment from EAS - intervention f minus operating point
352 8 : Ende352 8: end
Nach dem Start der Routine in Schritt 3525 wird in Schritt 3526 das Schnittstellensignal für den Seitεnkraftεingriff als Diffεrεnz dεs Giermomentes aus dem EAS -Eingriff minus dem Arbeitspunkt bezüglich der Seitenkraft berechnet. In vergleichbarer Weise wird in Schritt 3527 das Schnittstellensignal für den Längskrafteingriff durch Differenzbildung berechnet. In Schritt 3528 endet dieser Programmteil.After the start of the routine in step 3525, the interface signal for the lateral force intervention is calculated in step 3526 as a difference of the yaw moment from the EAS intervention minus the working point with regard to the lateral force. In a comparable manner, the interface signal for the longitudinal force intervention is calculated by forming the difference in step 3527. This part of the program ends in step 3528.
Figur 15 zeigt ein Flussdiagramm zur Erläuterung von Priorisierung, Bewertung und Auswahl stabilisierender Eingriffe. Zunächst wird die Auswahl des maximalen Momentes MspMax erläutert. Es werden die möglichen Eingrif- fe auf die Schwerpunktmomentenwirkung durch Nortnalkraft- εmgriff, Seitenkrafteingriff und Längskrafteingrif f in der folgenden Weise überprüft:FIG. 15 shows a flowchart to explain prioritization, evaluation and selection of stabilizing interventions. First, the selection of the maximum torque M sp Max is explained. The possible interventions on the effect of the center of gravity by means of a nortal force grip, lateral force intervention and longitudinal force intervention f are checked in the following way:
a) Moment durch Normalkraftverteilung b) Moment durch Seitenkrafteingrif f c) a) + b) d) g) + a) e) g) + b) f) a) + b) + g) g) Moment durch Längskrafteingriff . Dabei ist die Anzahl der Möglichkεitεn 2n~1, wobεi n = 3 = Anzahl dεr Eingriffsmöglichkeiten. Diesε Möglichkεitεn wεrden in der genannten Reihenfolge anhand eines Be- tragsvergleiches durchgespielt und mit dem vorher auf- grund eines Betragsvεrglεiches εrmittεlten notwendigεn Schwεrpunktsmomentes MSPMax verglichen. Wird MspMax erreicht , so wird dεr erste Eingriff in dieser Reihεnfolgε ausgewählt und zugelassen. Damit ist in dεr Reihenfolge der obigεn Auflistung diε Priorisierung der Eingriffe vorgegεbεn.a) Moment through normal force distribution b) Moment through lateral force intervention fc) a) + b) d) g) + a) e) g) + b) f) a) + b) + g) g) Moment through longitudinal force intervention. The number of possibilities is 2 n ~ 1 , where n = 3 = number of possibilities of intervention. These possibilities would be run through in the order mentioned with the aid of a comparison of the amounts and compared with the necessary center of gravity moment M SP Max previously determined on the basis of a comparison of the amounts. If M sp Max is reached, then the first intervention in this sequence is selected and permitted. The prioritization of the interventions is thus predetermined in the order of the above listing.
Durch diese einfachen Abfragen wird auf jedεn Fall einε Fahrzeugstabilisierung erreicht, falls eine solche angefordert wird und überhaupt realisiert werden kann. Dabei ist es zum Beispiεl dεnkbar, dass ESP zum Bεispiel wegen eines Fehlers an einem ABS-Ventil nicht aktiviert werden kann, trotzdem aber ein notwendiges stabilisierendes Moment (Sollschlupf) vom ESP ausgegεbεn wird. Dessen Wirkung wird dann beispielsweise von EAR durch einen Normalkrafteingriff und EAS durch einen Seitenkraftein- griff realisiert.With these simple queries, vehicle stabilization is achieved in any case, if such is requested and can be implemented at all. It is conceivable, for example, that ESP cannot be activated, for example because of a fault in an ABS valve, but nevertheless a necessary stabilizing torque (setpoint slip) is output by the ESP. Its effect is then realized, for example, by EAR through a normal force intervention and EAS through a lateral force intervention.
Ebenfalls ist beispielswεise denkbar, dass die Momentenanforderung von ESP größer ist als die von EAR und von EAS. Daher wird Ersterε als MSPMax ausgewählt aber nicht durchgestellt, da die Summation der Momente "durch Normal- und Seitenkraftvariation ausreicht, um dieses Moment darzustellen.It is also conceivable, for example, that the torque requirement of ESP is greater than that of EAR and EAS. Therefore the first one is selected as M SP Max but not put through, since the summation of the moments " through normal and lateral force variation is sufficient to represent this moment.
Ebenfalls ist es denkbar, dass ein Summeneingriff -in der Wirkung schwächer und damit möglicherweisε komfortabler ist als ein Einzeleingriff, beispielsweise durch das Hinεinführen dεr Rεifεnkräftε in abfallende Bereiche der Kennlinien. Aus diesem Grund und um kombiniertε Eingrif- fε überhaupt zu überprüfen, wird der als unkomfortabεl bekannte Längskraftεingriff über die Bremsanlage zuletzt ausgewertet.It is also conceivable that a sum intervention - the effect is weaker and thus possibly more comfortable than an individual intervention, for example by the Introducing the rifling forces into falling areas of the characteristic curves. For this reason and in order to check combined intervention at all, the longitudinal force intervention known as uncomfortable is last evaluated via the brake system.
Bei dieser Abfolge der Rechenschritte wird vorausgesetzt, dass der Längskrafteingriff den geringsten Komfort und größten Geschwindigkeitsverlust bedeutet und dass ein Fahrwerkseingriff zur Änderung der Normalkraftverteilung den größten Komfort bietet. Ebenso wird angenommen, dass ein Eingriff in die Lenkanlage zum Seiten- kraftaufbau einen geringen Komfortverlust für den Fahrer darstellt .This sequence of arithmetic steps assumes that the longitudinal force intervention means the least comfort and the greatest loss of speed and that a chassis intervention to change the normal force distribution offers the greatest comfort. It is also assumed that an intervention in the steering system to build up lateral force represents a slight loss of comfort for the driver.
Die Abfrage auf Beträge wird an dieser Stelle vorgenommen, um Eingriffe vorzeichεnbεreinigt zu vergleichen. Die Abfrage ist hinreichend, um die richtigen Eingriffe zuzulassen. Voraussetzung ist allerdings, dass die Ein- griffe der Teilsystemε das gleiche Ziel verfolgen; ansonsten wird die Gesamtwirkung spürbar inhomogen sein. Zum Beispiel ist es dεnkbar, dass zu einεm Zεitpunkt ein Teilsystεm zur Verbesserung der Fahrzeugstabilität eine Reduktion dεs Fahrzeugschwimmwinkels realisiert, bei- spiεlswεise auf der Basis von Schätzalgorithmen des Schwimmwinkels. Ein anderes Teilsystεm führt hingegen zum nahezu gleichen Zeitpunkt geradε εinε Giergeschwm- digkeitsregelung gegen Untersteuertendenzen durch. Dies könnte zu einer Abfolge von Eingriffen führen, die spür- bar und schnell das Vorzεichεn der Fahrzeugbeeinflussung wechseln lassen. In der Entwicklung solcher Verbundsys- tε ε muss dahεr gεsondεrt darauf gεachtet werden, ob solche Eingriffe spürbar und/oder störend sind.The query for amounts is carried out at this point in order to compare interventions in a pre-cleaned manner. The query is sufficient to allow the correct interventions. However, it is a prerequisite that the interventions of the subsystems pursue the same goal; otherwise the overall effect will be noticeably inhomogeneous. For example, it is conceivable that at a point in time a subsystem to improve vehicle stability realizes a reduction in the vehicle swimming angle, for example on the basis of estimation algorithms for the swimming angle. Another subsystem, on the other hand, carries out yaw rate control against understeer tendencies at almost the same time. This could lead to a sequence of interventions that can quickly and noticeably change the way the vehicle is influenced. In the development of such network systems Therefore, special attention must be paid to whether such interventions are noticeable and / or disturbing.
Als Alternativε zu diεsεm Algorithmus wärε es denkbar, alle Eingriffe in ihrer Wirkung zu gewichten und nach der Durchsicht aller Eingriffe den Eingriff auszuwählen, der das erforderliche MSPMax realisiert, aber einen möglichst kleinen Abstand zu diesεn wahrt. Damit wärε εinε Vorgabε von Prioritätεn, wie hier gεschehen, übεrflüε- sig. Stattdessεn würde in jedεm Zyklus εine Priorität errechnet werdεn. Erkauft würde dieser Vorteil jedoch mit einem weiter erhöhtem Rechεnauf and.As an alternative to this algorithm, it would be conceivable to weight all interventions in terms of their effect and, after reviewing all interventions, to select the intervention which realizes the required M SP Max but maintains the smallest possible distance from it. This would make any specification of priorities, as is shown here, superfluous. Instead, a priority would be calculated in each cycle. However, this advantage would be bought with a further increase in calculation.
Bevor das in Figur 15 dargestellte Verfahren im Einzel- nen erläutert wird, wird die Bedεutung der in Figur 15 dargestellten Verfahrensschritte angegeben.Before the method shown in FIG. 15 is explained in detail, the significance of the method steps shown in FIG. 15 is given.
Figur 15a:Figure 15a:
3801: Start3801: start
3802: MSPMax : = 0 ... Defaultbelegung für notwendigεs stabilisierendes Moment3802: M SP Max: = 0 ... default assignment for necessary stabilizing torque
Ma) : = MN ... Moment aus Normalkrafteingrif hat für Stabilisierung 1. PrioritätM a) : = M N ... moment from normal force intervention has 1st priority for stabilization
Mb) : = MΞ ... Moment aus Seitenkrafteingriff hat für Stabilisierung 2. PrioritätM b) : = M Ξ ... moment from lateral force intervention has 2nd priority for stabilization
Mc) : = M„ + Ms ... Momεnt aus Normal- plus Seitenkraftεingriff hat 3. Priorität Md) : = ML + MN ... Moment aus Längε- plus Normal- krafteingriff hat 4. Priorität Mg, : = ML + Ms ... Momεnt aus Längs- plus Seitεnkraftεingriff hat 5. PrioritätM c) : = M "+ M s ... moment from normal plus lateral force intervention has 3rd priority M d) : = M L + M N ... moment from longitudinal plus normal force intervention has 4th priority M g ,: = M L + M s ... Moments from longitudinal plus lateral force intervention has 5th priority
Mf) : = ML + MΞ + MN ... Moment aus Längs- + Seitεn- + Normalkraftεingriff 6. Priorität Mg, : = ML ...Momεnt aus Längskrafteingriff hat für Stabilisierung 7. PrioritätM f) : = M L + M Ξ + M N ... moment from longitudinal + lateral + normal force intervention 6th priority M g ,: = M L ... moment from longitudinal force intervention has 7th priority for stabilization
3803: EingriffNAus = FALSE ... Eingriff auf Normalkraft darf stattfinden EingriffSAus = FALSE ... Eingriff auf Seitenkraft darf stattfinden3803: Intervention NO = FALSE ... Intervention on normal force may occur Intervention OFF = FALSE ... Intervention on lateral force may occur
EingriffLAus = FALSE ... Eingriff auf Längskraft darf stattfindenInterventionLAus = FALSE ... Intervention on longitudinal force may take place
3804: | ML | > |M.pMax | ... stabilisierεndes Moment aus Längskrafteingriff größer als notwendiges stabilisierendes Moment3804: | M L | > | M.pMax | ... stabilizing moment from longitudinal force is greater than necessary stabilizing moment
3805: MspMax = ML ... Moment aus Längskrafteingriff notw. stabilisierendes Moment3805: M sp Max = M L ... moment from longitudinal force intervention necessary. stabilizing moment
3806: | Mw | > |MSPMax | ... stabilisiεrendes Moment aus Normalkrafteingriff größer als notwendiges stabilisierendes Moment3806: | M w | > | M SP Max | ... stabilizing moment from normal force intervention greater than necessary stabilizing moment
3807: MSpMax = MB ... Momεnt aus Normalkraftεingriff notw. stabilisierendes Moment3807: M S pMax = M B ... moment from normal force intervention necessary. stabilizing moment
3808: IMs I > I MspMax | ... stabilisierεndεs Moment aus Sei- tenkrafteingriff größer als notwendigεs stabilisie- rendes Moment 3809: MSPMax = Ms ... Momεnt aus Seitenkrafteingriff notw. stabilisierendes Moment3808: IM s I> IM sp Max | ... stabilizing moment from side force intervention greater than necessary stabilizing moment 3809: M SP Max = M s ... Momεnt necessary from side force intervention. stabilizing moment
Figur 15b:Figure 15b:
3810: | Ma) | < | MspMax | ... stabilisierendes Moment aus a) betragsmäßig kleiner als notwendigεs stabilisierendes Moment3810: | M a) | <| M sp Max | ... stabilizing moment from a) smaller in amount than necessary stabilizing moment
3811: EingriffLAus = TRUE ... Längskrafteingriff ausschalten3811: EngagementLoff = TRUE ... switch off longitudinal force intervention
EingriffSAus = TRUE ... Seitenkrafteingriff ausschaltenInterventionOff = TRUE ... switch off lateral force intervention
3812: | Mb) | < | MspMax | ... stabilisierendes Moment aus b) betragsmäßig kleiner als notwendigεs stabilisierendes Moment3812: | M b) | <| M sp Max | ... stabilizing moment from b) smaller in amount than necessary stabilizing moment
3813: EingriffLAus = TRUE ... Längskrafteingriff ausschalten3813: EngagementLoff = TRUE ... switch off the longitudinal force intervention
EingriffNAus = TRUE ... Normalkrafteingriff ausschaltenIntervention OFF = TRUE ... switch off normal force intervention
3814: | Mc) | < | MspMax | ... stabilisierendes Moment aus c) betragsmaßig kleiner als notwεndigεs stabilisierendes Moment3814: | M c) | <| M sp Max | ... stabilizing moment from c) smaller in amount than necessary stabilizing moment
3815: EingriffLAus = TRUE ... Längskrafteingriff aus- schalten 3816: j Md) | < | MSPMax | ... stabilisierendes Moment aus d) betragsmäßig kleiner als notwendiges stabilisierεn- des Moment3815: EngagementLoff = TRUE ... switch off the longitudinal force intervention 3816: j M d) | <| M SP Max | ... stabilizing moment from d) smaller in amount than the necessary stabilizing moment
3817: Eingriff Aus = TRUE ... Normalkrafteingriff ausschalten3817: Intervention off = TRUE ... switch off normal force intervention
EingriffSAus = TRUE ... Seitenkrafteingriff ausschaltenInterventionOff = TRUE ... switch off lateral force intervention
Figur 15c :Figure 15c:
3818: | Me) | < | MSpMax| ... stabilisierendes Moment aus e) betragsmaßig kleiner als notwendiges stabilisierendes Moment3818: | M e) | <| M S pMax | ... stabilizing moment from e) smaller in amount than the necessary stabilizing moment
3819: EingriffSAus = TRUE ... Seitεnkrafteingriff ausschalten3819: InterventionOff = TRUE ... switch off lateral force intervention
3820: |Mf) | < |MSPMax| ... stabilisierendes Momεnt aus f) betragsmäßig kleiner als notwendiges stabilisierendes Moment3820: | M f) | <| M SP Max | ... stabilizing moment from f) is smaller in amount than the necessary stabilizing moment
3821: EingriffNAus = TRUE ... Normalkrafteingriff ausschalten3821: Intervention OFF = TRUE ... switch off normal force intervention
3822: Ende3822: end
Der Programmfluss beginnt in Schritt 3801. Nachfolgend werden in Schritt 3802 in Abhängigkeit der Prioritäten der Eingriffe Momente für die weitere Verarbeitung berechnet. In Schritt 3803 werdεn die Ausgangswerte fest- gεlεgt, diε bestimmen, ob Eingriffe stattfinden dürfen. Dabei wird zunächst festgelegt, dass sowohl der Normalkrafteingriff, der Seitenkrafteingriff als auch der Längskrafteingriff stattfinden dürfen.The program flow begins in step 3801. Subsequently, moments for further processing are calculated in step 3802 depending on the priorities of the interventions. In step 3803 the initial values are determined. to determine whether interventions can take place. It is initially determined that both the normal force intervention, the lateral force intervention and the longitudinal force intervention may take place.
In Schritt 3804 wird ermittelt, ob das stabilisierende Momεnt aus dεm Längskrafteingriff größer ist als das notwendigε stabilisierende Moment. Ist dies der Fall, so wird das Moment aus dem Längskrafteingriff als notwendi- ges stabilisierendes Moment in Schritt 3805 abgelegt. Danach wird zu Schritt 3806 übergegangen. Wird die Abfrage in Schritt 3804 mit Nein beantwortet, so wird sogleich zu Schritt 3806 übergegangen.In step 3804 it is determined whether the stabilizing torque from the longitudinal force intervention is greater than the necessary stabilizing torque. If this is the case, the moment from the longitudinal force intervention is stored as a necessary stabilizing moment in step 3805. The process then moves to step 3806. If the query in step 3804 is answered in the negative, the method immediately goes to step 3806.
In Schritt 3806 wird ermittelt, ob das stabilisierende Moment aus dem Normalkrafteingriff größer ist als ein notwεndigεs stabilisierendes Moment. Ist dies der Fall, so wird das Moment aus dem Normalkrafteingrif m Schritt 3807 als notwendigεs stabilisierendes Moment abgelegt. Danach wird zu Schritt 3808 übergegangen. Wird die Abfrage in Schritt 3806 mit Nein beantwortet, so wird sogleich zu Schritt 3808 übergegangen.In step 3806 it is determined whether the stabilizing torque from the normal force intervention is greater than a necessary stabilizing torque. If this is the case, the moment from the normal force intervention is stored in step 3807 as a necessary stabilizing moment. The process then moves to step 3808. If the query in step 3806 is answered in the negative, the method immediately moves to step 3808.
In Schritt 3808 wird geprüft, ob das stabilisierεndε Momεnt aus dem Seitenkrafteingriff größer ist als ein notwendiges stabilisierendes Moment. Ist dies der Fall, so wird das Moment aus dem Sεitenkrafteingriff als notwendiges stabiliεierεndεs Momεnt abgεlεgt . Danach wird zu Schritt 3810 übergegangεn. Wird diε Abfrage in Schritt 3808 mit Nεin beantwortet, so wird sogleich zu Schritt 3810 übergegangen. In Schritt 3810 wird gεprüft, ob das stabilisierende Moment Ma) betragsmäßig kleinεr ist als das notwendigε stabilisierende Moment. Ist dies der Fall, so werden in Schritt 3811 sowohl ein Längskrafteingriff als auch ein Seitεnkraftεingriff ausgeschaltet .In step 3808 it is checked whether the stabilizing moment from the side force intervention is greater than a necessary stabilizing moment. If this is the case, the moment from the lateral force intervention is saved as a necessary stabilizing moment. The program then goes to step 3810. If this query is answered in step 3808 with Nεin, the process immediately moves to step 3810. In step 3810 it is checked whether the stabilizing moment M a) is smaller in magnitude than the necessary stabilizing moment. If this is the case, both a longitudinal force intervention and a lateral force intervention are deactivated in step 3811.
Wird die Abfrage in Schritt 3810 mit Ja beantwortet, so wird in Schritt 3812 ermittεlt, ob das stabilisierende Moment Mb, betragsmäßig kleiner als ein notwendiges sta- bilisierendes Momεnt ist. Ist diεs nicht dεr Fall, so werden ein Längskrafteingriff und ein Normalkrafteingriff ausgeεchaltet .If the query in step 3810 is answered in the affirmative, then in step 3812 it is determined whether the stabilizing moment M b , in terms of amount, is less than a necessary stabilizing moment. If this is not the case, a longitudinal force intervention and a normal force intervention are switched off.
Wird diε Abfrage in Schritt 3812 mit Ja bεantwortet, so wird in Schritt 3814 ermittelt, ob das stabilisierende Moment Mc) betragsmäßig kleiner als das notwendigε stabi- liεierende Moment ist. Ist dies nicht der Fall, so wird der Längskrafteingriff ausgeschaltet.If the query in step 3812 is answered with yes, then in step 3814 it is determined whether the amount of the stabilizing moment M c) is smaller than the necessary stabilizing moment. If this is not the case, the longitudinal force intervention is switched off.
Wird die Abfrage in Schritt 3814 mit Ja beantwortet, so wird in Schritt 3816 nachfolgend geprüft, ob das stabilisierende Moment Md) betragεmäßig kleiner als das notwendigε stabiliεiεrende Moment ist. Ist dies nicht der Fall, so werdεn Normalkrafteingriff und Seitenkraftein- griff ausgeschaltet.If the query in step 3814 is answered in the affirmative, then in step 3816 it is subsequently checked whether the stabilizing torque M d) is smaller in magnitude than the necessary stabilizing torque. If this is not the case, normal force intervention and lateral force intervention are switched off.
Wird die Frage in Schritt 3816 jedoch mit Ja beantwortet, so wird m Schritt 3818 ermittelt, ob das stabilisierende Moment Me) betragsmäßig kleiner ist als ein not- wendigεs stabilisiεrendes Moment. Ist dies nicht der Fall, so wird der Seitenkraf eingriff ausgeεchaltet. Wird die Frage aus Schritt 3818 jedoch mit Ja beantwor- tεt, so wird in Schritt 3820 ermittelt, ob das stabilisierende Moment Mf) betragsmäßig kleiner als das notwendige stabilisierende Moment ist. Ist dies nicht dεr Fall, so wird dεr Normalkraftεingriff ausgεεchaltεt .If the question is answered with yes in step 3816, it is determined in step 3818 whether the amount of the stabilizing moment M e) is smaller than a necessary stabilizing moment. If this is not the case, the lateral force intervention is switched off. If the question from step 3818 is answered with yes, step 3820 determines whether the stabilizing moment M f) is smaller in amount than the necessary stabilizing moment. If this is not the case, then the normal force intervention is switched off.
Wird die Frage aus Schritt 3820 mit Ja beantwortet, so endet das Verfahren in Schritt 3822. Das Verfahren endet ebenfalls nach den jeweiligen Ausschalt organgen dεr Eingriffsvariablen in den Schritten 3811, 3813, 3815, 3817, 3819 und 3821.If the question from step 3820 is answered with yes, the method ends in step 3822. The method also ends after the respective deactivation of the intervention variables in steps 3811, 3813, 3815, 3817, 3819 and 3821.
Diε vorhεrgεhende Beschreibung der Ausführungsbeispiele gemäß der vorliegendεn Erfindung dient nur zu illustra- tivεn Zwεckεn und nicht zum Zwecke der Beschränkung der Erfindung. Im Rahmen dεr Erfindung sind verschiedene Änderungen und Modifikationen möglich, ohne den Umfang der Erfindung sowie ihre Äquivalente zu verlassen. The preceding description of the exemplary embodiments according to the present invention serves only for illustrative purposes and not for the purpose of restricting the invention. Various changes and modifications are possible within the scope of the invention without leaving the scope of the invention and its equivalents.

Claims

Ansprüche Expectations
1. System zum Überwachen des Fahrverhaltens einεs Fahrzεugs mit mεhrεrεn Einzelsystemen (12, 14, 16) für die Beeinflussung des Fahrvεrhaltens des Fahrzεugs, dadurch gekennzeichnet, dass εinε Managementeinrichtung (10) für das Managemεnt dεr Beeinflussung des Fahrverhaltens durch die Einzelsysteme (12, 14, 16) vorgesehen ist.1. System for monitoring the driving behavior of a vehicle with multiple individual systems (12, 14, 16) for influencing the driving behavior of the vehicle, characterized in that εinε management device (10) for the management of the influencing of driving behavior by the individual systems (12, 14 , 16) is provided.
2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Einzelsysteme ESP (12) , EAS (14) , EAR (16) und/oder ABC vorgesehen sein können.2. System according to claim 1, characterized in that ESP (12), EAS (14), EAR (16) and / or ABC can be provided as individual systems.
3. System nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich- net, dasε die Managementeinrichtung (10) in einεm Steu- εrgεrät realisiert ist, das über eine Schnittstelle (18, 28, 30) mit Steuergeräten der Einzelsysteme kommuniziert .3. System according to claim 1 or 2, characterized in that the management device (10) is implemented in a control unit which communicates with control units of the individual systems via an interface (18, 28, 30).
4. System nach einem dεr vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Managementeinrichtung (10) in einem separaten Steuergerät realisiert ist.4. System according to one of the preceding claims, characterized in that the management device (10) is implemented in a separate control device.
5. System nach einεm der vorangehenden Ansprüche, da- durch gekennzeichnet, dass die Managementeinrichtung ("10) in einem oder mehreren Steuergerät (en) der Einzelsysteme realisiert ist. 5. System according to one of the preceding claims, characterized in that the management device ( " 10) is implemented in one or more control unit (s) of the individual systems.
6. System nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,6. System according to any one of the preceding claims, characterized in that
- dass der Managemεntεinrichtung (10) Istwεrte und von dεn Einzεlsystemεn (12, 14, 16) ermittelte Sollwertε εingεgeben werden,- that the management device (10) is given actual values and setpoint values determined by the individual systems (12, 14, 16),
dasε auε den eingεgebenen Werten die potentiellen Wirkungen der Einzelsysteme (12, 14, 16) ermittelt werden undthat the potential effects of the individual systems (12, 14, 16) are determined from the values entered and
dasε von der Managementeinrichtung (10) Werte ausgegeben werden können, die Wirkungen von Einzεlsystε- men (12, 14, 16) beeinflussen.that the management device (10) can output values that influence the effects of individual systems (12, 14, 16).
7. System nach einεm der vorangεhεnden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass von der Managementeinrichtung (10) Eingriffe von Einzelsystεmεn (12, 14, 16) untεr- drückt wεrden können.7. System according to one of the preceding claims, characterized in that interventions by individual systems (12, 14, 16) can be suppressed by the management device (10).
8. Verfahren zum Überwachen des Fahrverhaltens eines Fahrzeugs, bei dem das Fahrverhalten dεs Fahrzεugs mittels mehrerer Einzelsystemε (12, 14, 16) bεεinflusst wird, dadurch gekennzeichnet, dass εinε Managεmenteinrichtung (10) für das Management der Beeinflussung des Fahrverhaltens durch die Einzelεysteme (12, 14, 16) vorgesehen ist.8. A method for monitoring the driving behavior of a vehicle, in which the driving behavior of the vehicle is influenced by means of several individual systems (12, 14, 16), characterized in that εinε management device (10) for the management of the influencing of the driving behavior by the individual systems (12 , 14, 16) is provided.
9. Verfahrεn nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass als Einzelsysteme ESP (12), EAS (14), EAR (16) und/oder ABC vorgεsεhεn εεin können. 9. Verfahrεn according to claim 8, characterized in that as individual systems ESP (12), EAS (14), EAR (16) and / or ABC can vorεsεhεn εεin.
10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Managementeinrichtung (10) in einem Steuεrgεrät realisiert ist, das über eine Schnittstelle (18, 28, 30) mit Steuergεräten der Einzelsystεmε kommu- niziεrt .10. The method as claimed in claim 8 or 9, characterized in that the management device (10) is implemented in a control unit which communicates with control units of the individual systems via an interface (18, 28, 30).
11. Verfahren nach einεm der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Managementeinrichtung (10) in einεm separaten Steuergerät realisiert ist.11. The method according to one of claims 8 to 10, characterized in that the management device (10) is implemented in a separate control device.
12. Verfahrεn nach εinεm dεr Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Managementεinrichtung (10) in einem oder mehreren Steuergerät (εn) dεr Einzelsysteme realisiert ist.12. The method according to εinεm dεr claims 8 to 11, characterized in that the management device (10) is implemented in one or more control device (εn) of the individual systems.
13. Verfahren nach einεm der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet,13. The method according to one of claims 8 to 12, characterized in that
- dass der Managementeinrichtung (10) Istwertε und von dεn Einzelsystemen (12, 14, 16) ermittelte Sollwertε εingegebεn wεrden,- that the management device (10) actual values and setpoint values determined by the individual systems (12, 14, 16) are input,
dasε aus dεn εingεgεbenen Werten die potentiellen Wirkungen dεr Einzelsysteme (12, 14, 16) ermittelt werdεn undthat the potential effects of the individual systems (12, 14, 16) are determined from the given values and
dasε von dεr Managementeinrichtung (10) Werte ausgegeben werdεn könnεn, die Wirkungεn von Einzεlsystε- mεn (12, 14, 16) bεeinflussen. that values can be output by the management device (10), which influence the effects of individual systems (12, 14, 16).
14. Vεrfahrεn nach einεm dεr Ansprüche 8 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass von der Managementeinrichtung (10) Eingriffe von Einzelsyεtεmεn (12, 14, 16) unterdrückt werdεn könnεn. 14. Method according to one of claims 8 to 13, characterized in that interventions by individual systems (12, 14, 16) can be suppressed by the management device (10).
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