EP1747141A1 - Verfahren zum ausgleichen einer dynamischen achslastverlagerung - Google Patents

Verfahren zum ausgleichen einer dynamischen achslastverlagerung

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Publication number
EP1747141A1
EP1747141A1 EP05741828A EP05741828A EP1747141A1 EP 1747141 A1 EP1747141 A1 EP 1747141A1 EP 05741828 A EP05741828 A EP 05741828A EP 05741828 A EP05741828 A EP 05741828A EP 1747141 A1 EP1747141 A1 EP 1747141A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
drive torque
braking
axle load
motor vehicle
kickdown
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP05741828A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Christoph Steimel
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.)
GM Global Technology Operations LLC
Original Assignee
GM Global Technology Operations LLC
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 GM Global Technology Operations LLC filed Critical GM Global Technology Operations LLC
Publication of EP1747141A1 publication Critical patent/EP1747141A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W30/00—Purposes of road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub-unit, e.g. of systems using conjoint control of vehicle sub-units, or advanced driver assistance systems for ensuring comfort, stability and safety or drive control systems for propelling or retarding the vehicle
    • B60W30/02—Control of vehicle driving stability
    • B60W30/045—Improving turning performance
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60T—VEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T8/00—Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force
    • B60T8/17—Using electrical or electronic regulation means to control braking
    • B60T8/176—Brake regulation specially adapted to prevent excessive wheel slip during vehicle deceleration, e.g. ABS
    • B60T8/1766—Proportioning of brake forces according to vehicle axle loads, e.g. front to rear of vehicle
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
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    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
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    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
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    • B60T2230/06—Tractor-trailer swaying
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B60T—VEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T2270/00—Further aspects of brake control systems not otherwise provided for
    • B60T2270/30—ESP control system
    • B60T2270/303—Stability control with active acceleration

Definitions

  • the present invention relates to a method for at least partially compensating for the dynamic axle load displacement in a motor vehicle, according to the preamble of claim 1. Furthermore, the present 'invention relates to a microprocessor for carrying out the method according to claim 15, a control apparatus according to claim 16, with such a control device and / or with such a microprocessor-equipped internal combustion engine, according to claim 17, as well as a suitable software according to claim 18, as well as a motor vehicle equipped therewith according to claim 19.
  • the motor vehicle tilts downward very strongly in the direction of travel, as a result of the dynamic axle load shift.
  • the tires on the front axle are subjected to extreme loads and may therefore no longer have linear operating points.
  • the transmittable longitudinal and lateral forces are lower at these operating points than in the linear range.
  • the tires on the rear axle are at the same time considerably relieved and can therefore only transmit low braking and cornering forces. Controlled control of the vehicle, as desired by the driver, is then often no longer possible without vehicle dynamics control systems.
  • the relief of the rear axle can go so far in the case of cornering with full braking or in the case of fast or extremely extreme cornering that the inside rear wheel lifts off the road completely and can no longer transmit any braking and / or lateral forces.
  • the front wheel on the outside of the curve and the rear wheel on the outside of the curve are then often loaded in such a way that they slip, so that the vehicle ultimately breaks out.
  • integrated chassis control in short: ICC
  • IDS interactive dynamic driving system
  • ESP electronic stability program
  • the brake assistant for which the respective data are transmitted via a data bus system
  • the data can be transmitted via data bus systems of different speeds.
  • the time-sensitive driving dynamics signals are transmitted a "high speed" data bus with a transfer rate of at least 500 KB per second.
  • a dynamic axle load shift such as immersing the motor vehicle via the front wheels, can thus be more or less recorded in actual time and, for example, electronic damper control ("continuoüs damping control", in short: CDC) can be activated to counteract the axle load shift
  • electronic damper control in short: CDC
  • Such expensive electronic damper control systems are based, for example, on shock absorbers controlled via solenoid valves, the characteristics of which can be continuously and precisely adapted to the road conditions, vehicle movement and driving style, depending on the data available
  • Acceleration sensors or the like in conjunction with further signals from the CAN bus, can deliver the signals required for optimal damping to the CDC control unit. This calculates the required damper force for each wheel in real time, for example via a map or the like. The dampers can then be adjusted within milliseconds. This allows the vehicle body to be kept calm; Nick movements braking and body movements when cornering or driving over bumps are noticeably reduced.
  • Invention to propose a method with which the opposing change in the instantaneous normal force on the front and / or rear axle caused by dynamic axle load shifting is compensated for.
  • Another aspect of the invention is to provide corresponding devices for carrying out this method according to the invention.
  • This object is achieved in each case by the features of claim 1 in terms of process technology, as well as in terms of device technology by the features of claims 15 to 19.
  • a method for at least partially compensating the dynamic axle load shift in a motor vehicle is proposed for the first time Compensate or to compensate for the axle load shifting a drive torque is increased or reduced without thereby significantly changing the speed of the motor vehicle.
  • a method for compensating the dynamic axle load shift for example when balancing diving a part of a motor vehicle load via at least one front wheel, proposed in which a change in the drive torque or a gas surge is applied or a kick-down is triggered to compensate or compensate for the axle load shift.
  • a change in the drive torque or a gas surge is applied at the beginning of full braking.
  • a change in the drive torque or a gas surge is applied in the course of cornering or cornering, in order to reduce diving and to avoid breaking out.
  • a change in the drive torque can compensate or compensate for the dynamic axle load shift.
  • the change in particular the brief increase in drive torque, can be carried out in the case of gasoline or diesel engines, for example by a corresponding intervention in engine management, for example by applying a gas surge, changing the throttle valve position or the throughput of the injection pump or by changing the fuel mixture.
  • the drive torque can be increased, for example, by a corresponding increase in electrical power or the like, in the desired amount and duration.
  • the present invention a new way. This is the surprising advantage of the invention discussed here, that with a change, preferably a brief increase, in the drive torque, in particular with a gas surge, a compensation of the dynamic axle load shift can be achieved.
  • the invention takes advantage for the first time of the effect that the time constant between the increase in drive torque and the vehicle reaction as such is large. Because the vehicle is slow to respond to the requested drive torque due to its inertia. The drive torque can thus act on the drive train as far as the drive wheels, but these are not yet accelerated. In addition, the - Bra-ems the drive torque against the many times higher braking forces, so that the vehicle accelerates is excluded, but an increase in the wheel contact force on the rear axle can be reliably achieved.
  • reaction forces are generated that result in at least a slight uprighting of the motor vehicle, but an acceleration of the motor vehicle cannot be determined objectively.
  • the pitch angle will advantageously decay more quickly, possibly be smaller, or a show more subdued course. This further advantageously reduces the wheel load fluctuation. Higher wheel brake pressures can thus be achieved. Higher wheel brake pressures mean greater decelerations. The ABS can thus advantageously trigger later, ie the tires slip later.
  • ABS braking can be further optimized in an advantageous manner.
  • cornering more stability and lateral force can be achieved due to the higher rear axle load.
  • a new, stabilizing variable is available in the ICC network with a time-limited drive torque request, namely the drive torque.
  • no additional sensor is necessary.
  • Another advantage is that no additional hardware may be required. Rather, the method according to the invention can advantageously also be mapped in the form of a software application, which can then be placed on existing microprocessors or can be executed on existing control devices.
  • a) evaluation of the data relating to the prevailing motor vehicle situation such as those which are transmitted, for example, from sensors or the like via a CAN bus to microprocessors, control devices or the like, to provide information about the respective situation-dependent suspension, braking and / or steering settings deliver, which are used as part of an integrated chassis control, for example to control driving stability systems or components thereof, such as ESP, EHPS, CDC, brake assist, IDS, UCL or the like
  • b) determining a critical vehicle condition, the dynamic axle load shifting of which is controlled or adjusted uss c) determining the amount of drive torque to be requested, d) determining the duration of the drive torque to be requested, and e) triggering the required drive torque in the predetermined amount and duration by applying a drive torque request.
  • the application of the drive torque request can advantageously e.g. constructively relatively simple by a corresponding control of the often electrically or electromechanically driven throttle valve or injection pump, so that this can also be achieved without any additional structural effort.
  • the drive torque request can advantageously e.g. constructively relatively simple by a corresponding control of the often electrically or electromechanically driven throttle valve or injection pump, so that this can also be achieved without any additional structural effort.
  • the method provides that the full braking is carried out with ABS support. This enables the advantages of a targeted correction of the dynamic axle load shift by controlling the drive torque to be combined with the advantages of ABS-supported braking.
  • the data available in the vehicle on the CAN bus can be evaluated in the respective control units and the required reactions can be better coordinated with one another and accordingly further optimized.
  • the full braking is present by detection of an ABS flag symbolizing the braking point or by evaluation of the brake pedal gradient is determined.
  • the presence of full braking is determined by detecting the brake pedal angle of attack of a brake pedal that has been fully depressed, for example, and is resting on an end stop.
  • a piezo crystal, a pressure sensor, a contact switch or a similar element could advantageously be provided on the rear of the brake pedal, which emits a control signal as soon as the brake pedal has been fully depressed.
  • an angle sensor could also be provided on the brake pedal, which signals that a predetermined limit angle has been exceeded.
  • a critical curve situation is determined by evaluating the data of the ESP. This advantageously creates a higher-level control instance by using the data already available for the vehicle dynamics control systems in conjunction with the drive control unit, by means of which, by triggering a time-limited drive torque, compensation or compensation of the dynamic axle load shift can be achieved if necessary.
  • hung in particular a kickdown or a full throttle pulse, is initiated from 250 milliseconds to 750 milliseconds, preferably from 300 milliseconds to 500 milliseconds.
  • This drive torque increase phase in particular full gas pulse time or duration, was found to be particularly advantageous in the applicant's first internal simulations using internal computing models.
  • the increase in drive torque, in particular the kickdown or full throttle pulse, in a time window from -0.5 seconds to +1.0 seconds, preferably from -0.01 seconds to +0.5 seconds, particularly . is preferably initiated from +0.05 seconds to +0.25 seconds based on the braking point as the theoretical zero time.
  • the method provides that the kickdown or full throttle pulse is generated in a pulsed manner from a plurality of increases in drive torque, in particular gas surges or full throttle pulses.
  • the advantages of modulating the brake pressure, as is known from ABS, can now also be transferred to a type of modulated drive torque increase, in particular a modulated full throttle surge. This improves the controllability of the system and the coordination of the forces and moments that can be generated by applying the pulsed or modulated drive torque increase.
  • an increased drive torque can be requested in phase with the pitching vibration.
  • the pulsed drive torque increases each have a duration of 50 milliseconds to 150 milliseconds, sometimes up to 1 second, preferably around 100 milliseconds.
  • driving torque a drive torque of 100 Newton meters "to 500 Newton meters, preferably at least 250 Newton meters, particularly preferably at least 270 Newton meters.
  • an engine torque of this magnitude or even somewhat larger up to 350 Newton meters or even up to 500 Newton meters the desired influence is
  • the dynamic axle load shifting is possible, however, an engine torque of, for example, more than 250 Newton meters, more than 270 Newton meters or even more than 300 Newton meters is still opposed by braking forces and moments of at least approx there will be a ratio between braking torques and driving torques of something around 10: 1 to 20: 1. This reliably ensures that acceleration of the motor vehicle is ruled out, but straightening and compensation of the Vehicle or an optimization of the dynamic axle load shift is guaranteed.
  • Fig. 1 in sub-figures a) to d) various data from measurements (thick, solid line) with an ABS-assisted full braking from 100 km / h when driving straight ahead;
  • Fig. 2 The reference speed in part figure a) associated with the measured data shown in Fig. 1 as well as the associated drive torque in part figure b), supplemented by corresponding simulation results for comparison, the simulation as a thick, solid line and the measurement as thin, weaker solid line is executed;
  • Fig. 3 in sub-figures a) to d) in comparison the simulated data (thick, strong solid line) relative to the measurement (thin, weak solid line) in relation to the wheel speeds on the four wheels of the motor vehicle corresponding to that in the Figures 1 and 2 illustrated situation;
  • FIG. 6 A simulation without kickdown (thick, stronger dashed line) and a simulation with kickdown (thin, weaker solid line) of an ABS-assisted full braking from 100 km / h in a straight line, part figure a) the reference speed over time and part figure b) represents the drive torque over time, as in an analogous manner has been shown in Figure 2 for comparison of simulation and measurement;
  • Fig. 7 The wheel speeds associated with the driving situation illustrated in Fig. 6 on the four wheels in sub-figures a) to d), again the thick or bold, strong solid line, the simulation without kick-down and the thin or weaker solid line reproduces the simulation with kick-down;
  • Fig. 10 The brake pressure on the respective wheel in the sub-figures a) to d) according to the situation shown in Fig. 6 to 9, again the thick or bold, solid line, the simulation without kick-down and the thin or weaker solid line represents the simulation with kick-down;
  • Fig. 12 A measurement (thick or solid line) of various data in sub-figures a) to d) a driving situation starting from 108 km / h, similar to that given in Fig. 1 when driving straight ahead, but now with a rapidly changing steering angle left, to the right and again to the left back to the middle, when trying to avoid an obstacle, the measurement being represented by a thick, strong solid line;
  • FIG. 13 in partial figure a) the reference speed in km / h associated with the driving situation depicted in FIG. 12 and in sub-figure b) the associated drive torque in Nm, the simulation now with a thick, solid line and the measurement in one thin, weaker solid line is shown, analogous to the representation chosen in FIGS. 2 to 5;
  • Fig. 14 In sub-figures a) to b) the simulated (thick or strong solid line) and measured (thin or weaker solid line) wheel speeds of the four wheels for the driving situation shown in FIGS. 12 and 13;
  • Fig. 18 Building on the findings from Figs. 12 to 17, a driving situation starting from 108 km / h again with the steering deflection described in Fig. 12 during full braking, in a first simulation without kick-down (thick or strong solid Line) and for comparison in a second simulation according to the invention with kickdown (thin or weaker solid line), partial figure a) representing the reference speed and partial figure b) the drive torque;
  • Fig. 19 in sub-figure a) the associated deviation of the vehicle in the y-direction over the travel distance plotted along the x-axis and in sub-figure b) the deflection of the vehicle plotted over the y-axis over the time plotted along the x-axis, with the thicker or stronger solid line again showing the simulation without kick-down and the thin or weaker solid line representing the simulation with kick-down;
  • Fig. 20 at sub-figures a) to d) the corresponding to that in Figures 18 and 19 described situation wheel speeds both in the simulation without 'kick-down as well in the simulation with kick-down.
  • FIG. 23 shows the lateral forces which can be transmitted to the respective wheels for the driving situation according to FIGS. 18 to 22 in accordance with the sub-figures a) to d);
  • FIG. 31 shows the course of the pitch angle of the vehicle over time without kickdown (thin or weak solid line “A”) during braking and, in comparison, four exemplary line courses “B” through “E” of the pitch rate during full braking Kick-down, whereby the kick-down in the first example is carried out directly with the braking point (thick or more solid line “B"), the second example shows the kick-down 0.1 seconds after the braking point (thin or weaker dash-dotted line "C"), the third example shows the kick-down 0.2 seconds after the braking point (thick or strong dashed line "D") and the fourth example shows the kick-down 0.3 seconds after the braking point ( medium dash-dotted line “E”);
  • 1 to 5 show a first exemplary driving situation, which is based on a straight-ahead drive at 100 km / h and sudden full braking.
  • the dynamic axle load shift occurs during full braking. Among other things, it depends on the amount of Focus on the motor vehicle.
  • the dynamic axle load shift causes a change in the wheel contact forces.
  • the ratio between the wheel brake torque and the drive torque is, for example, approximately 10: 1 to 20: 1. If the drive torque is briefly increased during full braking with locking wheels, this torque can only be supported via the rear axle because the wheels cannot be accelerated due to the higher braking torques. This effect increases the wheel contact force on the rear axle and reduces the wheel contact force on the front axle. Since a motor vehicle has a relatively large mass inertia, an acceleration of the vehicle with a short effectiveness of the drive torque is sufficiently low or excluded. 1 a) shows the position of the accelerator pedal in
  • the driving situation shown in FIG. 1 is further illustrated in FIG. 2.
  • the partial figure a) shows the course of the reference speed in km / h over time in seconds.
  • the sub-figure b) shows the course of the drive torque in Nm over time in seconds.
  • the measured values are plotted with the thin or weaker solid line.
  • the simulated data are carried out in the thick or more solid line. The simulation agrees surprisingly well with the measured data. It can thus be demonstrated that the selected simulation or the complex system of equations on which the simulation is based is suitable for reproducing a measured driving state exactly.
  • the partial figures a) to d) show the speed on the respective wheel (front left to rear right) in km / h over time in seconds.
  • the measured 'data are again shown with a thin or weakened by the solid line.
  • the simulation is shown with a thick or strong solid line.
  • the front left wheel is shown in partial figure a).
  • Sub-figure b) shows the values for the front right wheel.
  • the rear left wheel is illustrated in sub-figure c).
  • the rear right wheel is shown in sub-figure d).
  • the direct comparison of simulation and measurement also shows that the simulation accurately replicates the measurement.
  • part figure a) represents the left front wheel at the top left and part figure d) represents the right rear wheel at the bottom right.
  • the brake pressure is accordingly shown in sub-figure a) on the front left wheel, in sub-figure b) on the front right wheel, in sub-figure c) on the rear left wheel and in sub-figure d) on the rear right wheel, again the thin one or weaker solid line shows the measured data and the thick or stronger solid line shows the simulation.
  • 5 shows the course of the ABS flag over time in partial figure a). This shows that the ABS flag is set as soon as the brake pedal is depressed, both in measurement and in simulation.
  • Sub-figure b) shows the course of the VSC signal, which can be used, for example, in a "vehicle stabilization control", in short: VSC, which coincides perfectly for simulation and measurement.
  • Sub-figure b) shows the drive torque in Nm over time in seconds, which is relatively constant or constant somewhat below 50 Newton meters and in the case of simulation with kickdown in the area suddenly jumps to over 250 Newton meters shortly after the start of the simulation and suddenly drops again about 0.3 seconds later.
  • This abruptly increasing engine driving torque of over 250 Nm results from the gas shock provoked by the kickdown, which is to be used to compensate or balance the dynamic axle load distribution.
  • the speed of the four wheels of the motor vehicle is again shown in sub-figures a) to d).
  • the ' thick or more solid line shows the simulation without kickdown.
  • the thin or weaker solid line shows the simulation with kickdown. This color division is retained for all other figures that show simulation data.
  • Sub-figure a) shows the pitch angle of the vehicle over time
  • sub-figure b) shows the pitch rate over time.
  • Pitch rate is lower and weaker after or decays faster. This already proves that the method according to the invention is suitable for forcing compensation or improvement of the dynamic axle load shifting by means of a gas surge, for example in the event of full braking.
  • sub-figures c) and d) show that an increase of at least 200 Newtons of riot force can be seen in reverse on the rear wheels compared to a simulation without kickdown, which means an additional transmission of braking forces and cornering forces. All in all, this means that a shift in the axle load can be at least partially compensated for by influencing the drive torque.
  • the tire does not come as far or not at all to the limit of its transferable longitudinal forces. In the border area, the tire can no longer transmit or additional longitudinal force due to the increased contact force; many tires even reduce longitudinal force on this point.
  • the ABS flag is shown in FIG. 11 in the associated sub-figure a) and the VSC curve in sub-figure b) for this driving situation.
  • Another exemplary driving situation corresponding to the measurement taken is shown in FIGS. 12 to 17. Starting from a speed of 108 km / h and an initial straight-ahead drive, an evasive maneuver that is braked during normal operation of the ABS or bypassing pylons in a left-right combination is simulated.
  • FIG. 12 Analogously to FIG. 1, the position of the accelerator pedal in percent over time is shown in FIG. 12 in sub-figure a). The position of the brake pedal over time is shown in sub-figure b). It can be seen there that the brake pedal is fully depressed suddenly at about 0.8 seconds since the start of the measurement. Accordingly, it can be seen from sub-figure c) that the brake cylinder pressure, which is shown there in bar, builds up accordingly. The steering angle is shown in sub-figure d). This shows that driving around the pylons begins with full braking.
  • the associated reference speed is shown in sub-figure a).
  • the thin or weaker solid line again shows the measurement, as was the case previously in FIG. 2.
  • the thick or solid line shows the simulation. Simulation and measurement match very well.
  • sub-figure b) is the applied drive torque of the engine shown.
  • the measurement (thin or weaker solid line) and simulation (thick or stronger solid line) match well. Again proof of the applicability of the calculation model used.
  • FIG. 14 again shows the course of the respective wheel speeds over time in the partial figures a) for the front left to d) for the rear right.
  • the brake pressure that can be built up on the respective wheel from the front left to the rear right is measured once (thin or weaker solid line) and once in the simulation (thick or stronger solid line) shown.
  • measurement and simulation agree surprisingly well and can be used for further simulations.
  • ABS flag over time is shown in FIG. 16 in sub-figure a) both for the simulation and for the measurement, and in VS-curve in sub-figure b).
  • the driving situation previously shown in FIGS. 12 to 17 is shown in FIGS. 18 to 23 as a simulation without kickdown (thick or more solid curve) and as a simulation with kickdown (thin or weaker curve) with the start of full braking, in order to do so to make it clear that an improvement in the driving situation can be achieved due to the kickdown that occurs at the beginning of the braking process and the resulting engine torque that is applied abruptly for a short time.
  • the reference speed over time is shown in sub-figure a).
  • the thick or stronger solid line shows the simulation without kickdown
  • the thin or weaker solid line shows the simulation with kickdown.
  • the drive torque is shown in Nm over time in seconds in sub-figure.
  • the kickdown occurs at about 0.8 seconds after the start of the simulation according to the time representation shown.
  • the kickdown with the build-up of the total drive torque to just over 250 Newton meters and subsequent sudden drop of the same down again to the example shown here -50 Newton meters has a time extension of about 0.4 seconds.
  • FIG. 23 This effect is clearly confirmed in FIG. 23 in partial views a) to d) for the front left wheel to the right rear wheel with regard to the transmittable side forces.
  • figure b As can be seen in figure b), about 300 Newtons more lateral force can be transmitted on the front right wheel when the lateral force increases for the first time in a ' simulation with kickdown than without. The same applies to the right rear wheel, where also about 300 Newtons more lateral force can be transmitted. This leads to a more stable and safe driving situation.
  • a right-hand bend is driven at a speed of 100 km / h and full braking with ABS suddenly begins, with the lines in bold or stronger lines simulating without kickdown and those in narrow or weaker lines using the simulations Illustrate kickdown.
  • the reference speed is in km / h over time and in sub-figure b) the drive torque in Nm over time in seconds.
  • the kickdown begins about 1.94 seconds from the start of the simulation and suddenly increases the drive torque of the engine from just under 50 Newton meters to well over 250 Newton meters, which after a little bit after about 0.3 to 0.4 seconds again 250 Newton meters down to about 50 Newton meters.
  • 25 shows the partial figure a) the yaw rate over time.
  • Sub-figure b) shows the longitudinal acceleration over time.
  • Sub-figure c) shows the lateral acceleration over time.
  • the float angle is plotted against time. ;
  • FIG. 27 the braking pressure for the two simulated situations with and without kickdown is shown again in partial figure a) for the front left wheel to partial figure b) the rear right wheel, as was the case previously in FIG. 10. It is clearly recognizable that a significantly higher braking pressure can be achieved on the rear wheels in the simulation with kickdown with the application of full braking and kickdown than without kickdown. Accordingly, it can be seen from FIG. 28 from the partial figure a) there, which shows the pitch angle over time, that the kickdown takes about 1.94 seconds. starts from the beginning of the simulation and leads to a much more subdued course of the pitch angle and a flattening of its amplitude as well as a slight calming of its frequency.
  • FIG. 28 is again similar to the situation described in FIGS. 8 and 21, at least in terms of quality, the positive evaluation of the simulation with kickdown and the surprisingly possible compensation of the dynamic axle load shift when a motor vehicle is immersed via the front wheels when braking or when Turning through the pronounced gas surge or kickdown.
  • FIG. 29 the contact force on the left front wheel up to the right rear wheel is then shown in partial figures a) to d).
  • On the left front wheel there is an increase in ground force of 200 Newtons on the outside.
  • On the right front wheel there is a decrease of 300 Newtons in the middle course on the inner side.
  • In the middle course of the left rear wheel there is an increase of 800 Newton in contact force on the outer wheel and accordingly, as can be seen in part figure d), an increase of at least 150 Newton meters on the inner side can be seen on the right rear wheel.
  • the situation described in FIG. 29 is qualitatively similar to the situation shown in FIG. 9 as well as the situation illustrated in FIG. 22.
  • Fig. 30 the lateral force of the wheels from the front is left illustrated in sub-figure a) to the rear right in sub-figure d).
  • This also shows that the simulation with kickdown on the front left wheel shows an increase of 400 Newtons of transferable lateral force.
  • the transferable lateral force of the front right wheel increased by 200 Newton meters.
  • On the rear left wheel there was an increase of 400 Newtons of transferable lateral force and on the right rear wheel there was an increase of 200 Newtons of transferable lateral force. It is even possible to convert the transferable lateral force that goes to zero in the simulation without kickdown back into a transferable lateral force of at least 200 Newtons.
  • the cornering forces on the rear axle have a significant influence on the stability of the motor vehicle.
  • the cornering force over the wheel contact force - characteristic curve has a large slope in the area of the existing wheel contact forces on the rear axle. This means that a small change in the wheel contact force causes a large change in the cornering force. Accordingly, one can go through the compensation of the dynamic axle load shift when braking in the curve achieve a higher cornering force; the vehicle becomes more stable when cornering.
  • the procedure described can be used to reduce the oversteer response (possibly lurching or skidding) of a vehicle.
  • the pitch angle is depicted in degrees over time in seconds in FIG. 31, in a situation such as that previously discussed in FIG. 8, for example.
  • the thin or weaker solid line “A” shows the pitch angle curve without kickdown.
  • the thick or strong solid line “B” shows the pitch angle curve during a kickdown exactly at the time of braking. '.
  • the thin or weaker dash-dotted line “C” shows the course of the pitch angle during a kickdown that starts 0.1 seconds after the braking point.
  • the thick or strong dashed line “D” shows the pitch angle course during a kickdown that : 0 , 2 seconds after the braking point.
  • the medium-dot-dash line: "E” illustrates the pitch angle curve for a kickdown that starts 0.3 seconds after the braking point.
  • the kickdown has a positive influence on the pitch angle curve
  • the amplitude is damped and smoothed in the course or decays faster.Furthermore, it can be seen from Fig. 31 that a particularly good pitch angle course and thus a significant improvement compared to braking without kickdown can be achieved when the kickdown is approximately in one Time window from 0.05 seconds to 1.5 seconds, preferably about 0.1 seconds after the braking point.
  • the present invention thus creates for the first time a method for at least partially compensating the dynamic Axle load shift when submerging part of a motor vehicle load via at least one front wheel.
  • a drive torque request is applied to compensate.
  • the drive torque request is triggered in the event of full braking during full braking and in the event of unstable cornering when cornering.
  • the present invention for the first time proposes a microprocessor as well as a control device for carrying out this method according to the invention.
  • a drive concept is specified that is equipped with such a control unit or such a microprocessor.
  • software for carrying out the method is named.
  • a motor vehicle is equipped with such a control device or such a microprocessor for executing the software for carrying out the method according to the invention.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung schlägt ein verbessertes Verfahren zum wenigstens teilweisen Ausgleichen der dynamischen Achslastverlagerung beim Abtauchen eines Teils einer Kraftfahrzeuglast über wenigstens ein Vorderrad vor. Dabei wird erstmals zum Ausgleichen der Achslastverlagerung eine Antriebsmomentanforderung appliziert und damit ein zeitlich begrenztes, näherungsweise maximales. Antriebsmoment abgerufen. Darüber hinaus schlägt die vorliegende Erfindung erstmals einen Mikroprozessor wie auch ein Steuergerät zur Durchführung dieses erfindungsgemäßen Verfahrens vor. Ferner wird ein Kraftfahrzeugantrieb angegeben, der mit einem solchen Steuergerät oder einem solchen Mikroprozessor ausgerüstet ist. Schließlich wird eine Software zur Durchführung des Verfahrens benannt. Nicht zuletzt wird ein Kraftfahrzeug mit einem solchen Steuergerät oder einem solchen Mikroprozessor ausgerüstet zur Ausführung der Software zur Durchführung des erfindungsgemäßes Verfahrens angegeben.

Description

Verfahren zum Ausgleichen einer dynamischen Achslas verlagerung
B e s c h r e i b u n g
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum wenigstens teilweisen Ausgleichen der dynamischen Achslast- Verlagerung bei einem Kraftfahrzeug, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Des weiteren betrifft die vorliegende' Erfindung einen Mikroprozessor zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 15, ein Steuergerät nach Anspruch 16, einen mit einem solchen Steuergerät und/oder mit solch einem Mikroprozessor ausgestatteten Verbrennungsmotor, nach Anspruch 17, sowie eine hierfür geeignete Software nach Anspruch 18, wie auch ein damit ausgerüstetes Kraftfahrzeug nach Anspruch 19.
Aus der Praxis ist bekannt, daß die dynamische Achslastverlagerung infolge einer Beschleunigung oder Verzögerung des Kraftfahrzeuges eine gegensinnige Veränderung der momentanen Normalkraft an Vorder- und Hinterachse bewirkt. Wegen der Abhängigkeit der Reifenseitenkraft von der Normalkraft verändert sich die Seitenkraftverteilung zwischen Vorder- und Hinterachse, woraus beim Verzögern ein in die Kurve hineindrehendes Moment und beim Beschleunigen ein aus der Kurve hinausdrehendes Moment entsteht. Dementsprechend ist weiter aus der Praxis bekannt, dass sich ein Kraftfahrzeug in bestimmten Fahrsituationen entsprechend dem subjektiven Empfinden des Fahrers nach vorne über die Vorderräder neigt beziehungsweise über diese abtaucht, wobei wenigstens ein Rad häufig nahezu vollständig einfedert, wie dies beispielsweise bei extremer Kurvenfahrt oder beim starken Abbremsen der Fall ist.
Gerade bei einer Vollbremsung neigt sich das Kraftfahrzeug in Fahrtrichtung nach vorne sehr stark nach unten, als Folge der dynamischen Achslastverlagerung. Die Reifen an der Vorderachse werden dabei extrem belastet und kommen somit eventuell in nicht mehr lineare Betriebspunkte. In diesen Betriebspunkten sind die übertragbaren Längs- und Querkräfte geringer, als im linearen Bereich. Die Reifen an der Hinterachse werden zugleich erheblich entlastet und können somit nur noch geringe Brems- und Seitenführungskräfte übertragen. Eine vom Fahrer gewollte, kontrollierte Beherrschung des Fahrzeugs ist dann ohne Fahrdynamikregelsysteme oft nicht mehr möglich.
Die Entlastung der Hinterachse kann dabei im Falle einer Kurvenfahrt mit Vollbremsung oder im Falle einer schnellen bzw. äußerst extremen Kurvenfahrt soweit gehen, dass das kurveninnere Hinterrad sich von der Straße vollständig abhebt und keinerlei Brems- und/oder Seitenkräfte mehr übertragen kann. Das kurvenäußere Vorderrad wie auch das kurvenäußere Hinterrad sind dann häufig derart belastet, dass diese ins Rutschen gelangen, so dass das Fahrzeug letztlich ausbricht. Im Rahmen der aus der Praxis bislang bekannten
Entwicklungen von integrierten Fahrwerkskontrollsystemen („integrated chassis control", kurz: ICC) wird durch Vernetzung der wesentlichen fahrdynamischen Systeme als Bestandteil eines interaktiven dynamischen Fahrsystems („interactiv driving System", kurz: IDS) versucht das Kraftfahrzeug in allen erdenklichen Fahrsituationen zu stabilisieren. Dabei kommunizieren sogenannte fahrdynamische Regelsysteme und/oder auch elektronische Stabilitätsprogramme ( „electronic stability program", kurz: ESP) mit weiteren Steuergeräten, wie beispielsweise dem Bremsassistenten, wobei hierfür die jeweiligen Daten über ein Datenbussystem („controler area network", kurz: CAN-bus) übertragen werden. Hierbei können die Daten je nach Wichtigkeit über unterschiedlich schnelle Datenbussysteme übertragen werden. So werden beispielsweise die zeitsensiblen Fahrdynamiksignale über einen „High Speed" Datenbus mit einer Übertragungsrate von wenigstens 500 KB pro Sekunde übertragen. 1 Eine dynamische Achslastverlagerung, wie beispielsweise ein Eintauchen des Kraftfahrzeugs über die vorderen Räder, kann somit mehr oder weniger in Istzeit erfasst werden und es können beispielsweise elektronische Dämpferregelungen („continuoüs damping control", kurz: CDC) aktiviert werden, um der Achslastverlagerung entgegen zu wirken. Derlei teure e- lektronische Dämpferregelungssysteme basieren beispielsweise auf über Magnetventile gesteuerten Stoßdämpfern, deren Charakteristik stufenlos und kontinuierlich präzise an die Straßenverhältnisse, die Fahrzeugbewegung und die Fahrweise angepasst werden kann, je nach vorliegenden Daten. Mehrere
Beschleunigungssensoren oder dergleichen können in Verbindung mit weiteren Signalen vom CAN-Bus die für eine optimale Dämpfung erforderlichen Signale an die CDC-Steuereinheit liefern. Diese errechnet in Echtzeit beispielsweise via Kennfeld oder der- gleichen die benötigte Dämpferkraft für jedes Rad. Die Anpassung der Dämpfer kann dann innerhalb von Millisekunden erfolgen. Damit kann der Fahrzeugaufbau ruhig gehalten werden; Nick-Bewegungen beim Bremsen und Karosseriebewegungen in Kurvenfahrten oder beim Überfahren von Bodenwellen werden merklich reduziert.
Die damit erzielbaren Erfolge und Verbesserungen der dynamischen Achslastverlagerung sind zwar vielversprechend und haben sich in der Praxis auch bewährt, gleichwohl sind sie noch nicht ausreichend, um ein Kraftfahrzeug in jeder Fahrsituation sicher und souverän zu beherrschen. Dementsprechend ist es Aufgabe der vorliegenden
Erfindung, ein Verfahren vorzuschlagen, mit dem die bei Kraftfahrzeugen durch dynamische Achslastverlagerung bewirkte gegensinnige Veränderung der momentanen Normalkraft an Vorder- und/oder Hinterachse kompensiert wird.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung ist es, entsprechende Vorrichtungen zur Durchführung dieses erfindungsgemäßen Verfahrens anzugeben. Diese Aufgabe wird gelöst jeweils durch die Merkmale des Anspruchs 1 in verfahrenstechnischer Hinsicht, wie auch in vorrichtungstechnischer Hinsicht durch die Merkmale jeweils der Ansprüche 15 bis 19. Dabei wird erstmals ein Verfahren zum wenigstens teilweisen Ausgleichen der dynamischen Achslastverlagerung bei einem Kraftfahrzeug vorgeschlagen, bei dem zum Ausgleichen bzw. zum Kompensieren der Achslastverlagerung ein Antriebsmoment erhöht oder reduziert wird, ohne dadurch die Geschwindigkeit des Kraftfahrzeuges wesentlich zu ändern.
Hierbei wird insbesondere ein Verfahren zum Ausgleichen der dynamischen Achslastverlagerung, z.B. beim Ab- tauchen eines Teils einer Kraftfahrzeuglast über wenigstens ein Vorderrad, vorgeschlagen, bei dem zum Ausgleichen oder zum Kompensieren der Achslastverlagerung eine Änderung des Antriebsmoments oder ein Gasstoß appliziert bzw. ein Kick-Down ausgelöst wird. Insbesondere ist vorgesehen, dass im Falle einer Vollbremsung beim Beginn der Vollbremsung eine Änderung des Antriebsmoments bzw. ein Gasstoß appliziert wird. Weiterhin ist im besonderen Fall einer instabilen Kurvenfahrt oder beim Bremsen in einer Kurvenfahrt vorgesehen, dass im Zuge der Kurvenfahrt oder des Kurvenbremsens eine Änderung des Antriebsmomentes bzw. ein Gasstoß appliziert wird, um ein Abtauchen zu reduzieren und ein Ausbrechen zu vermeiden.
Im Rahmen interner Simulationen der Anmelderin konnte auch für die Fachleute überraschend nachgewiesen werden, dass durch eine Änderung des Antriebsmomentes eine Kompensation bzw. ein Ausgleich der dynamischen Achslastverlagerung realisierbar ist . Die Änderung, insbesondere die kurzzeitige Erhöhung des Antriebsmomentes kann bei Otto- oder Dieselmotoren z.B. durch einen entsprechenden Eingriff in das Motormanagement, beispielsweise über die Applizierung eines Gasstoßes, das Verändern der Drosselklappenstellung oder des Durchsatzes der Ein- spritzpumpe oder durch eine Veränderung des Kraftstoffgemisches erfolgen. Bei Kraftfahrzeugen, die z.B. mit Brennstoffzellen ausgerüstet sind, mit Elektromotoren angetrieben werden, über einen Gasantrieb verfügen oder als Hybridfahrzeug ausgestaltet sind, kann beispielsweise durch eine entsprechende Erhöhung der elektrischen Leistung oder dergleichen die gezielte Erhöhung des Antriebsmoments in gewünschter Höhe und Dauer erfolgen. Bislang ist man davon ausgegangen, dass zur Beeinflussung der dynamischen Achslastverlagerung nur über das Fahrwerk, speziell die Dämpfer und die Stabilisatoren, eingegriffen werden kann. Dementsprechend zielen alle bekannten Fahrstabilitätssysteme auf eine Steuerung und/oder Regelung der jeweiligen Betriebszustände des Fahrwerks ab. Die Möglichkeit einer Einflußnahme auf die dynamische Achslastverlagerung über eine Änderung des Antriebsmomentes wird bislang ausgeschlossen. Die vorliegende Erfindung ergänzt dagegen völlig überraschend und in vorteilhafter Weise die bisherigen Bemühungen der Anmelderin einer gezielten Einflußnahme auf die dynamische Achslastverlagerung bei einem Kraftfahrzeug. Bei all diesen Bemühungen wurde von den Fachleuten nicht vorgesehen, das Motorsteuergerät mit einzubeziehen.
Demgegenüber beschreitet die vorliegende Erfindung . einen neuen Weg. Dies ist der überraschende Vorteil, der hier diskutierten Erfindung, dass mit einer Änderung, vorzugsweise einer kurzzeitigen Erhöhung, des Antriebsmomentes, insbesondere mit einem Gasstoß, ein Ausgleich der dynamischen Achslastverlagerung erzielt werden kann.
Wenn das Kraftfahrzeug beispielsweise aufgrund einer Vollbremsung einnickt und damit durch die dynamische Achslastverlagerung nach vorne die Radaufstandskraft an der Vorderachse zunächst massiv steigt, führt dies zugleich zu einer Entlastung der Hinterachse. Dadurch verlieren die hinteren Reifen an Aufstandskraft und die Seitenführungskraft nimmt rapide ab. Dieser Nickeffekt ist bei einer extremen Beschleunigung des Fahrzeugs genau umgekehrt. Das Fahrzeug bäumt sich vorne auf und geht hinten in die Knie. Die Hinterachse wird dabei stärker belastet und die Vorderachse entlastet. Dieses an sich bekannte Nickverhalten des Fahrzeuges beim Vollbremsen oder beim Vollgasgeben zum rasanten Beschleunigen macht sich die vorliegende Erfindung mit dem erstmals vorgeschlagenen Verfahren zur gezielten Beeinflussung der dynamischen Achslastverlagerung positiv zunutze, ohne dabei eine Beschleunigung des Fahrzeugs durchzuführen .
Vielmehr wird erstmals vorgeschlagen, dass z.B. im Anbremspunkt im Falle einer Bremsung oder im kritischen Aus- bruchspunkt im Falle einer extremen Kurvenfahrt eine kurzzeitige Erhöhung des Antriebsmoments appliziert wird, so dass als Fahrzeugreaktion gerade eine angemessene Aufrichtung des Kraftfahrzeuges erzielt, ein Ausgleich der dynamischen Achslastverlagerung erreicht und die an der Vorder- und/oder Hinterachse wirksam übertragbare Normalkraft und/oder Reifenseitenkraft erhöht bzw. angepaßt wird, sowie eine Beschleunigung des Fahrzeugs jedoch zuverlässig ausbleibt.
Damit kann ein überraschendes Ausbrechen bei einer Vollbremsung vermieden werden. Ferner kann ein überraschendes Übersteuern reduziert werden. Die Gefahr einer Schlinger ahrt wird verringert und damit letztlich die Gefahr eines Schleuderns abgebaut . Hierbei macht sich die Erfindung erstmals den Effekt zunutze, dass die Zeitkonstante zwischen der Antriebsmoment- erhöhung und der Fahrzeugreaktion als solcher groß ist. Denn das Fahrzeug reagiert aufgrund seiner Trägheit auf das angeforderte Antriebsmoment nur langsam. Damit kann das Antriebsmoment zwar über den Antriebsstrang bis auf die Antriebsräder einwirken, diese werden jedoch noch nicht beschleunigt. Zudem wird beim - B-r-emsen das Antriebsdrehmoment dabei gegen die um ein Vielfaches höheren Bremskräfte, so dass eine Beschleunigung des Fahrzeugs ausgeschlossen ist, jedoch eine Erhöhung der RadaufStandskraft an der Hinterachse zuverlässig erzielt werden kann.
Dabei werden zunächst Reaktionskräfte erzeugt, die zumindest ein geringfügiges Aufrichten des Kraftfahrzeuges zur Folge haben, eine Beschleunigung des Kraftfahrzeuges ist jedoch objektiv nicht feststellbar. Durch das wenigstens teilweise Aufrichten des Kraftfahrzeuges bzw. durch den Ausgleich der dynamischen Achslastverlagerung von zuvor extrem nach vorn nunmehr zu einer näherungsweise ausgeglichenen Achslastverteilung kann wiederum dafür Sorge getragen werden, dass in vorteilhafter Weise bei den Hinterrädern eine ausreichende Aufstandskraft erzielbar ist, so dass wesentlich höhere Brems- und Seitenkräfte übertragen werden können, als in der kritischen Fahrsituation wenige Bruchteile von Sekunden zuvor.
Das Feststellen dieser positiven Effekte auf die dynamische Achslastverlagerung durch das Applizieren eines Gasstoßes in einer kritischen Fahrsituation, wie beispielsweise bei einer Vollbremsung oder einer extremen Kurvenfahrt war umso überraschender, wie an und für sich die Erhöhung des Antriebsmomentes beim Bremsen oder in einer extremen Kurvenfahrt sich für den Fachmann nach geradezu verbietet. Um so überraschender ist die Feststellung, dass durch die Erzeugung eines zusätzlichen Antriebsmomentes im Falle einer Vollbremsung oder einer Kurvenfahrt die dynamische Achslastverlagerung nach vorn verringert und ein Ausgleich der Achslastverlagerung erzielt werden kann.
Dabei wird durch die Kompensation der dynamischen Achslastverlagerung der Nickwinkel in vorteilhafter Weise rascher abklingen, ggf. kleiner ausfallen bzw. einen ge- dämpfteren Verlauf zeigen. Dadurch wird weiter in vorteilhafter Weise die Radlastschwankung kleiner. Es sind damit höhere Radbremsdrücke erzielbar. Höhere Radbremsdrücke bedeuten größere Verzögerungen. Damit kann das ABS in vorteilhafter Weise später auslösen, d.h. die Reifen kommen später in Schlupf.
Damit können in vorteilhafter Weise ABS-Bremsungen weiter optimiert werden. Beim Kurvenbremsen kann aufgrund der höheren Hinterachsenlast mehr Stabilität und Seitenkraft er- reicht werden.
Besonders vorteilhaft ist, dass im ICC-Verbund mit einer zeitlich begrenzten Antriebsmomentanforderung somit eine neue, stabilisierende Größe zur Verfügung steht, nämlich das Antriebsmoment. Es ist in vorteilhafter Weise kein zusätzlicher Sensor nötig, Weiter von Vorteil ist, dass gegebenenfalls auch keine zusätzliche Hardware nötig ist. Vielmehr kann das erfindungsgemäße Verfahren in vorteilhafter Weise auch in Form einer Softwareapplikation abgebildet -werden, die dann auf vorhandenen Mikroprozessoren aufsetzen oder auf vorhandenen Steuergeräten ausgeführt werden kann.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Merkmalen der Unteransprüche.
So wird in einer vorteilhaften Ausführungsform des Verfahrens vorgesehen, dass sich dieses beispielsweise durch folgende Schritte auszeichnet: a) Auswertung der zur vorherrschenden Kraftfahrzeugsituation vorliegenden Daten, wie diese beispielsweise von Sensoren oder dergleichen über einen CAN-Bus zu Mikroprozessoren, Steuergeräten oder dergleichen übertragen werden, um Informationen über die jeweilige situationsabhängige Fahrwerks-, Brems-, und/oder Lenkeinstellung zu liefern, die im Rahmen einer integrierten Fahrwerkskontrolle beispielsweise zur Ansteuerung von Fahrstabilitätssystemen oder Komponenten davon, wie beispielsweise ESP, EHPS, CDC, Bremsassistent, IDS, UCL oder dergleichen genutzt werden, b) Feststellung eines kritischen Kraftfahrzeugzustandes, dessen dynamische Achslastverlagerung kontrolliert bzw. angepasst werden uss, c) Festlegung der Höhe des anzufordernden Antriebsmoments, d) Festlegung der Dauer des anzufordernden Antriebsmoments, und e) Auslösen des geforderten Antriebsmoments in der vorbestimmten Höhe und Dauer durch Applizieren einer Antriebsmomentanforderung.
Das Applizieren der Antriebsmomentanforderung kann dabei in vorteilhafter Weise z.B. konstruktiv relativ einfach durch ein entsprechendes Ansteuern der häufig.ohnehin elektrisch bzw. elektromechanisch angetriebenen Drosselklappe oder Einspritzpumpe erfolgen, so dass auch dies ohne weiteren zusätzlichen baulichen Aufwand realisierbar ist.. In einer weiter bevorzugten Ausführungsform des
Verfahrens ist vorgesehen, dass die Vollbremsung ABS-gestützt ausgeführt wird. Damit können die Vorteile einer gezielten Korrektur der dynamischen Achslastverlagerung durch Steuerung des Antriebsmomentes kombiniert werden mit den Vorteilen einer ABS-gestützten Bremsung. Zudem können die im Fahrzeug auf dem CAN-Bus ohnehin verfügbaren Daten in den jeweiligen Steuergeräten ausgewertet und gegenseitig die erforderlichen Reaktionen besser aufeinander abgestimmt und dementsprechend weiter optimiert werden.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Vorliegen einer Vollbremsung durch Erkennung eines den Anbremspunkt symbolisierenden ABS-Flags oder durch Auswertung des Bremspedalgradienten festgestellt wird. Alternativ kann in vorteilhafter Weise vorgesehen sein, dass das Vorliegen einer Vollbremsung durch Erkennung des Bremspedal-Anstellwinkels eines beispielsweise vollständig durchgetretenen, an einem Endanschlag anliegenden Bremspedals festgestellt wird. Hier könnte in vorteilhafter Weise ein Piezokristall, ein Drucksensor, ein Kontaktschalter oder ein ähnliches Element an der Rückseite des Bremspedals vorgesehen sein, welches ein Steuersignal abgibt, sobald das Bremspedal vollständig durchgetreten ist. Alternativ könnte am Bremspedal auch ein Winkelsensor vorgesehen sein, der das Überschreiten eines vorbestimmten Grenzwinkel signalisieren. Ferner könnte das Vorliegen einer Vollbremsung durch Auswertung des Bremsdruckanstiegsgradienten im Hauptbremszylinder festgestellt werden. - In Abhängigkeit von derlei Grenzwertsignalen könnte dann eine zeitlich begrenzte Veränderung des. Antriebsmomentes ausgelöst werden. In einer weiter bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass eine kritische Kurvensituation durch Auswertung der Daten des ESP festgestellt wird. Hiermit wird vorteilhaft durch Nutzung der ohnehin für die Fahrdynamikregelsysteme vorliegenden Daten im Zusammenspiel mit dem Antriebssteuergerät eine übergeordnete Regelinstanz geschaffen, mittels der durch Auslösen eines zeitlich begrenzten Antriebsmomentes eine Ausgleichung oder Kompensation der dynamischen Achslastverlagerung bei Bedarf erzielt werden kann. Entsprechend einer weiter bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens ist vorgesehen, dass im Anbremspunkt oder bei einer kritischen Kurvenfahrtsituation, beispielsweise beim ersten Auftreten eines Schlingerns, eine Antriebsmomenterhö- hung, insbesondere ein Kickdown oder ein Vollgasimpuls, von 250 Millisekunden bis 750 Millisekunden, vorzugsweise von 300 Millisekunden bis 500 Millisekunden Dauer eingeleitet wird. Diese Antriebsmomenterhöhungsphase, insbesondere Vollgasim- pulszeit bzw. -dauer, konnte in ersten internen Simulationen der Anmelderin mit internen Rechenmodellen als besonders vorteilhaft festgestellt werden.
In einer weiter bevorzugten Ausführung ist vorgesehen, dass die Antriebsmomenterhöhung, insbesondere der Kickdown oder Vollgasimpuls, in einem Zeitfenster von -0,5 Sekunden bis +1,0 Sekunden, vorzugsweise von -0,01 Sekunden bis +0,5 Sekunden, besonders. bevorzugt von +0, 05 Sekunden bis +0, 25 Sekunden bezogen auf den Anbremspunkt als theoretischen Nullzeitpunkt eingeleitet wird. Damit ist in vorteilhafter Weise sichergestellt, dass einerseits die Trägheit des Antriebs bzw. des Verbrennungsmotors, der mit einer wenngleich äußerst geringen jedoch nicht zu Null tendierenden Verzögerung beispielsweise auf das Öffnen der Drosselklappe reagiert, wie auch die Trägheit des An- triebsstrangs in der Weise Berücksichtigung .finden, dass die Reaktionskräfte durch das Implementieren des Antriebsmoments gerade zum richtigen Zeitpunkt zu einem zumindest teilweisen Aufrichten des Kraftfahrzeugs bzw. zu einem Ausgleich der dynamischen Achslastverlagerung vom zuvor extrem nach vorne wieder zurück in einen näherungsweise ausgeglichenen Kraftfahrzeugzustand führt, so dass dann vorstehende Vorteile einer höheren Radaufstandskraft, einer verbesserten Übertragbarkeit von Brems- und Seitenkräften realisierbar werden. In einer weiter bevorzugten Ausführungsform des
Verfahrens ist vorgesehen, dass der Kickdown oder Vollgasimpuls gepulst aus einer Mehrzahl von Antriebsmomenterhöhungen, insbesondere Gasstößen oder Vollgasimpulsen, aufgebaut wird. Dabei können die Vorteile der Modulation des Bremsdrucks, wie man es vom ABS kennt, nunmehr auch neu auf eine Art modulierte Antriebsmomenterhöhung, insbesondere einen modulierten Vollgasstoß, übertragen werden. Dies verbessert die Regelbarkeit des Systems und die Abstimmung der Kräfte und Momente, die durch das Applizieren der gepulsten bzw. modulierten Antriebsmomenterhöhung erzeugt werden können. Darüber hinaus kann somit ein erhöhtes Antriebsmoment phasengleich zur Nickschwingung angefordert werden.
Entsprechend einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens ist vorgesehen, dass die gepulsten Antriebsmomenterhöhungen jeweils eine zeitliche Dauer von 50 Millisekunden bis 150 Millisekunden, teilweise bis zu 1 Sekunde, vorzugsweise um 100 Millisekunden aufweisen.
Entsprechend einer weiter bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass mit einer kurzzeitigen Erhöhung, des An- . triebsmoments ein Antriebsmoment von 100 Newtonmeter" bis 500 Newtonmeter, bevorzugt wenigstens 250 Newtonmeter, besonders bevorzugt von wenigstens 270 Newtonmeter abgerufen werden kann. Mit einem Motordrehmoment in dieser Größenordnung oder auch noch etwas größer bis zu 350 Newtonmeter oder gar bis 500 Newtonmeter ist die gewünschte Beeinflussung der dynamischen Achslast- Verlagerung möglich. Dabei stehen einem Motordrehmoment von beispielsweise mehr als 250 Newtonmeter, mehr als 270 Newtonmeter oder sogar mehr als 300 Newtonmeter immer noch Bremskräfte und Momente von wenigstens ca. 3000 Newtonmeter oder mehr entgegen, so dass im praktischen Anwendungsfall üblicherweise wohl ein Verhältnis zwischen Bremsmomenten und Antriebsmomenten von etwas um 10:1 bis 20:1 bestehen wird. Damit ist zuverlässig gewährleistet, dass eine Beschleunigung des Kraftfahrzeugs ausgeschlossen, jedoch ein Aufrichten und Ausgleichen des Fahrzeuges bzw. eine Optimierung der dynamischen Achslastverlagerung gewährleistet ist.
Die vorstehend diskutierten Vorteile und positiven Aspekte des erfindungsgemäßen Verfahrens können in analoger Weise mit dem hierfür vorgeschlagenen Mikroprozessor wie auch mit dem hierfür vorgeschlagenen Steuergerät realisiert werden. Diese Vorteile sind ebenfalls erzielbar mit einem erfindungsgemäßen Verbrennungsmotor, der mit einem entsprechenden Steuergerät und/oder Mikroprozessor zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ausgerüstet ist. Gleiches gilt für ein damit ausgerüstetes Kraftfahrzeug, wie auch eine Software, die zur. Durchführung des Verfahrens auf einem entsprechenden Mikroprozessor oder in einem entsprechenden Steuergerät abgelegt und dort ausgeführt wird.
Die vorstehend diskutierte Erfindung wird nachfolgend in Ausführungsbeispielen anhand der Figuren der Zeichnung näher erläutert. Es ;'zeigt:
Fig. 1 In Teilfiguren a) bis d) verschiedene Daten aus Messungen (dicke, kräftig durchgezogene Linie) bei einer ABS-unterstützten Vollbremsung aus 100 km/h bei Geradeausfahrt;
Fig. 2 Die zu den in Fig. 1 gezeigten, gemessenen Daten zugehörige Referenzgeschwindigkeit in Teilfigur a) wie auch das zugehörige Antriebsmoment in Teilfigur b) , ergänzt um entsprechende Simulationsergebnisse zum Vergleich, wobei die Simulation als dicke, kräftig durchgezogene Linie und die Messung als dünne, schwächer durchgezogene Linie ausgeführt ist;
Fig. 3 In Teilfiguren a) bis d) im Vergleich die simulierten Daten (dicke, kräftig durch- gezogene Linie) relativ zu der Messung (dünne, schwächer durchgezogene Linie) in Bezug auf die Radgeschwindigkeiten an den vier Rädern des Kraftfahrzeugs entsprechend der in den Fig. 1 und 2 veranschaulichten Situation;
Fig. 4 In Teilfiguren a) bis d) die an den jeweiligen Rädern vorherrschenden zugehörigen Bremsdrücke zu der in den Fig. 1 bis 3 gezeigten Situation;
Fig. 5 In Teilfigur a) das zugehörige ABS-Flag und in Teilfigur b) den zugehörigen VSC-Signal-Verlauf, wobei die Simulation mit einer dicken, kräftig gestrichelten Linie und die Messung mit einer dünnen, schwach durchgezogenen Linie wiedergegeben ist;
Fig. 6 Eine Simulation ohne Kickdown (dicke, kräftiger gestrichelte Linie) und eine Simulation mit Kickdown (dünne, schwächer durchgezogene Linie) einer ABS-unterstützten Vollbremsung aus 100 km/h in Geradeausfahrt, wobei Teilfigur a) die Referenzgeschwindigkeit über der Zeit und Teilfigur b) das Antriebsmoment über der Zeit darstellt, wie dies in analoger Weise in Fig. 2 zum Vergleich von Simulation und Messung dargestellt worden ist;
Fig. 7 Die zur in Fig. 6 veranschaulichten Fahrsituation zugehörigen Radgeschwindigkeiten an den vier Rädern in Teilfiguren a) bis d) , wobei wiederum die dick bzw. fett, kräftig durchgezogene Linie die Simulation ohne Kick-Down und die dünn bzw. schwächer durchgezogene Linie die Simulation mit Kick-Down wiedergibt;
Fig. 8 In Teilfigur a) den zugehörigen Nickwinkel des Kraftfahrzeugs und in Teilfigur b) die zugehörige Nickrate zur in Fig. 6 und 7 gezeigten Fahrsituation;
Fig. 9 Die zu den in Fig. 6 bis 8 gezeigten Zuständen zum jeweiligen Rad zugehörigen Aufstandskräfte in den Teilfiguren a) bis d);
Fig. 10 Den Bremsdruck am jeweiligen Rad in den Teilfiguren a) bis d) entsprechend der in Fig. 6 bis 9 dargestellten Situation, wobei wiederum die dick bzw. fett, kräftig durchgezogene Linie die Simulation ohne Kick-Down und die dünn bzw. schwächer durchgezogene Linie die Simulation mit Kick-Down wiedergibt;
Fig. 11 In Teilfigur a) das zugehörige ABS-Flag und in Teilfigur b) den zugehörigen VSC-Signal-Verlauf, die Simulation ohne Kick-Down mit einer dicken, kräftig gestrichelten Linie und die Simulation mit Kick-Down mit einer dünnen, schwach durchgezogenen Linie wiedergegeben ist;
Fig. 12 Eine Messung (dicke bzw. kräftig durchgezogene Linie) verschiedener Daten in Teilfiguren a) bis d) einer Fahrsituation ausgehend von 108 km/h, ähnlich wie zuvor in Fig. 1 bei Geradeausfahrt gegeben, nun jedoch mit einem rasch wechselnden Lenkausschlag nach links, nach rechts und wieder nach links zurück zur Mitte, beim Versuch, ein Hindernis zu umfahren, wobei die Messung mit einer dicken, kräftig durchgezogenen Linie wiedergegeben ist;
Fig. 13 In Teilfigur a) die zur in Fig. 12 ge- schilderten Fahrsituation zugehörige Referenzgeschwindigkeit in km/h und in Teilfigur b) das zugehörige Antriebsmoment in Nm, wobei nun die Simulation mit einer dicken, kräftig durchgezogenen Linie und die Messung in einer dünnen, schwächer durchgezogenen Linie dargestellt ist, analog zu der in Fig. 2 bis 5 gewählten Darstellungsweise; Fig. 14 In Teilfiguren a) bis b) die simulierten (dicke bzw. kräftig durchgezogene Linie) und gemessenen (dünne bzw. schwächer durchgezogene Linie) Radgeschwindigkeiten der vier Räder zur in Fig. 12 und 13 gezeigten Fahrsituation;
Fig. 15 In Teilfiguren a) bis d) die jeweiligen Bremsdrücke an den jeweiligen Rädern;
Fig. 16 In Teilfigur a) den Verlauf des ABS-Flags und in Teilfigur b) den Verlauf der VSC-Signal-Kennlinie;
Fig. 17 In Teilfigur a) die Gierrate und in Teilfigur b) die Querbeschleunigung zu der in Fig. 12 bis 16 geschilderten Situation;
Fig. 18 Aufbauend auf den aus Fig. 12 bis 17 entnehmbaren Erkenntnissen nunmehr eine Fahrsituation ausgehend von 108 km/h wiederum mit dem in Fig. 12 geschilderten Lenkausschlag bei einer Vollbremsung, in einer ersten Simulation ohne Kick-Down (dicke bzw. kräftig durchgezogene Linie) und zum Vergleich in einer zweiten Simulation erfindungsgemäß mit Kickdown (dünne bzw. schwächer durchgezogene Linie) , wobei Teilfigur a) die Referenzgeschwindigkeit und Teilfigur b) das Antriebsmoment wiedergibt;
Fig. 19 In Teilfigur a) die zugehörige Abweichung des Fahrzeugs in y-Richtung über die entlang der x-Achse abgetragenen Fahrstrecke und in Teilfigur b) die über der y-Achse abgetragene Auslenkung des Fahrzeugs über der entlang der x-Achse abgetragenen Zeit, wobei wiederum wie auch zuvor in Fig. 6 bis 11 die dickere bzw. kräftiger durchgezogene Linie die Simulation ohne Kick-Down zeigt und die dünne bzw. schwächer durchgezogene Linie die Simulation mit Kick-Down wiedergibt;
Fig. 20 In Teilfiguren a) bis d) die zu der in Fig. 18 und 19 geschilderten Situation zugehörigen Radgeschwindigkeiten sowohl in der Simulation ohne' Kickdown als auch in der Simulation mit Kickdown;
Fig. 21 In Teilfigur a) den zu der in Fig. 18 bis 20 geschilderten Situation zugehörigen Nickwinkel des Fahrzeugs und in Teilfigur d) die zugehörige Nickrate (dicke bzw. kräftiger durchgezogene Linie ohne Kick-Down, dünne bzw. schwächer durchgezogene Linie mit Kick-Down) ;
Fig. 22 In Teilfiguren a) bis d) die zugehörigen Aufstandskräfte an den jeweiligen Rädern in der in Fig. 18 bis 21 geschilderten Situation;
Fig. 23 Die zur Fahrsituation gemäß Fig. 18 bis 22 an den jeweiligen Rädern übertragbaren Seitenkräfte entsprechend der Teilfiguren a) bis d) ;
Fig. 24 Eine Ausgangssituation bei anfänglich 100 km/h mit einer Vollbremsung mit ABS in einer gefahrenen Rechtskurve, wobei Teilfigur a) die Referenzgeschwindigkeit und b) das Antriebsmoment angibt, jeweils wiederum in Simulation ohne Kickdown (dicke bzw. kräftiger durchgezogene Linie) und in Simulation mit Kickdown (dünne bzw. schwächer durchgezogene Linie) ;
Fig. 25 In Teilfiguren a) bis d) die zugehörigen Daten hinsichtlich der Gierrate, der Längsbeschleunigung, der Querbeschleunigung und des Schwimmwinkels bei der in Fig. 24 geschilderten Situation;
Fig. 26 In Teilfiguren a) bis d) die jeweiligen Radgeschwindigkeiten der vier Räder gemäß der in Fig. 24 und 25 geschilderten Situation (wie zuvor, dicke bzw. kräftiger durchgezogene Linie ohne Kick-Down und dünne bzw. schwächer durchgezogene Linie mit Kick-Down) ;
Fig. 27 In Teilfiguren a) bis d) die zugehörigen Bremsdrücke an den vier Rädern zu der in Fig. 24 bis 26 geschilderten Situation;
Fig. 28 In Teilfigur a) den Nickwinkel und in Teilfigur b) die Nickrate zu der in Fig. 24 bis 27 geschilderten Situation;
Fig. 29 In Teilfiguren a) bis d) die Aufstandskräfte an den jeweiligen Rädern bei der in Fig. 24 bis 28 geschilderten Situation;
Fig. 30 In Teilfiguren a) bis d) die an den jeweiligen Rädern übertragbaren Seitenkräfte entsprechend der in Fig. 24 bis 29 veranschaulichten Situation;
Fig. 31 Den Verlauf des Nickwinkels des Fahrzeugs über der Zeit einmal ohne Kickdown (dünne bzw. schwach durchgezogene Linie „A" ) bei der Bremsung und im Vergleich dazu vier beispielhafte Linienverläufe „B" bis ,,E" der Nickrate bei einer Vollbremsung mit Kick-Down, wobei der Kick-Down beim ersten Beispiel direkt mit dem Anbremspunkt ausgeführt wird (dicke bzw. kräftiger durchgezogene Linie „B") , das zweite Beispiel den Kick-Down 0, 1 Sekunden nach dem Anbremspunkt zeigt (dünne bzw. schwächere strichpunktierte Linie „C"), das dritte Beispiel den Kick-Down 0,2 Sekunden nach de Anbremspunkt zeigt (dicke bzw. kräftig gestrichelte Linie „D") und das vierte Beispiel den Kick-Down 0, 3 Sekunden nach dem Anbremspunkt zeigt (mittelstark strichpunktierte Linie „E") ;
In Fig. 1 bis 5 wird eine erste beispielhafte Fahrsituation dargestellt, die ausgeht von einer Geradeausfahrt mit 100 km/h und einer schlagartig einsetzenden Vollbremsung.
Bei einer Vollbremsung tritt die dynamische Achslastverlagerung auf. Sie ist unter anderem von der Höhe des Kraftfahrzeugschwerpunkts abhängig. Die dynamische Achslastverlagerung ruft eine Änderung der RadaufStandskräfte hervor. Das Verhältnis zwischen dem Radbremsmoment und dem Antriebsmoment liegt z.B. bei ca. 10:1 bis 20:1. Erhöht man nun, während einer Vollbremsung mit blockierenden Rädern, das Antriebsmoment kurzzeitig, so kann sich dieses Moment, da die Räder auf Grund der höheren Bremsmomente nicht beschleunigt werden können, nur über die Hinterachse abstützen. Dieser Effekt erhöht die Radaufstandskraft an der Hinterachse und reduziert die RadaufStandskraft an der Vorderachse. Da ein Kraftfahrzeug eine relativ große Massenträgheit aufweist, ist eine Beschleunigung des Fahrzeugs bei kurzer Wirksamkeit des Antriebsmomentes hinreichend gering bzw. ausgeschlossen. Dabei zeigt Fig. 1 a) die Stellung des Gaspedals in
Prozent über der Zeit, wie diese gemessen worden ist. In Teilfigur b) ist die Stellung des Bremspedals bzw. der Verlauf des Bremskreissignals BLS über der Zeit in Prozent gezeigt, wie gemessen. Dabei ist erkennbar, dass ungefähr zum Zeitpunkt 1,8 Sekunden ab Messung das Bremspedal voll durchgetreten wird bzw. schlagartig ein BLS-Signal anliegt, das eine Vollbremsung wiedergibt. In Teilfigur c) ist der Verlauf des Bremszylinderdrucks in bar über der Zeit dargestellt. Dabei korreliert der rasche Aufbau des Bremsdruckes mit Einsetzen der Vollbremsung gemäß Teilfigur b) sehr gut in der Messung. Weiterhin ist in Teilfigur d) der zugehörige, gemessene Lenkwinkel gezeigt, der vor der Bremsung bei Null Grad liegt und der nach der Vollbremsung in einem Bereich von +/- 5° schwach um die Nullgradlinie schwankt . Die in Fig. 1 veranschaulichten Messergebnisse wurden bei einem Versuch aufgezeichnet, der ausgeführt wurde mit einer Bereifung der Marke Bridgestone, Typ Turanza, 215/55/R16, mit einem Reifendruck 2,7 bar auf den Vorderreifen und 3,2 bar auf den Hinterreifen und einem Reibungskoeffizienten von μ = 1,1 zwischen den ReifenaufStandsflächen und der trockenen Straße.
In Fig. 2 ist die in Fig. 1 gezeigte Fahrsituation weiter veranschaulicht. Die Teilfigur a) zeigt den Verlauf der Referenzgeschwindigkeit in km/h über der Zeit in Sekunden. Die Teilfigur b) zeigt den Verlauf des Antriebsmoments in Nm über der Zeit in Sekunden. Die gemessenen Werte sind mit der dünnen bzw. schwächer durchgezogenen Linie abgetragen. Die simulierten Daten sind in der dicken bzw. kräftiger durchgezogenen Linie ausgeführt. Die Simulation stimmt erstaunlich gut mit den gemessenen Daten überein. Es ist damit belegbar, dass die gewählte Simulation bzw. das der Simulation zugrundeliegende komplexe Gleichungssystem geeignet ist, einen gemessenen Fahrzustand exakt nachzuspielen.
In Fig. 3 ist in den Teilfiguren a) bis d) die Geschwindigkeit am jeweiligen Rad (vorne links bis hinten rechts) in km/h über der Zeit in Sekunden dargestellt. Die gemessenen' Daten sind wiederum mit einer dünnen bzw. schwächer durchgezogenen Linie dargestellt. Die Simulation ist mit einer dicken bzw. kräftiger durchgezogenen Linie gezeigt . In Teilfigur a) ist das vordere linke Rad dargestellt. Teilfigur b) zeigt die Werte zum vorderen rechten Rad. Das hintere linke Rad ist in Teilfigur c) veranschaulicht. In Teilfigur d) ist das hintere rechte Rad dargestellt. Aus der direkten Gegenüberstellung von Simulation und Messung geht zudem gut hervor, dass die Simulation die Messung sauber nachbildet. Die in Fig. 3 eingeführte Aufteilung des Zeichnungsblattes wird auch in den weiteren Figuren verwendet, so dass eine einheitliche Numerierung bzw. Bezeichnung für die zu den jeweiligen Rädern von links vorne bis rechts hinten dargestellten Zustände in den Teilfiguren a) bis d) Verwendung findet. Folglich steht Teilfigur a) links oben stellvertretend für das linke Vorderrad und Teilfigur d) rechts unten stellvertretend für das rechte Hinterrad.
In Fig. 4 sind dementsprechend der Bremsdruck in der Teilfigur a) am vorderen linken Rad, in Teilfigur b) am vorderen rechten Rad, in Teilfigur c) am hinteren linken Rad und in Teilfigur d) am hinteren rechten Rad dargestellt, wobei wiederum die dünne bzw. schwächer durchgezogene Linie die gemessenen Daten und die dicke bzw. kräftiger durchgezogene Linie die Simulation wiedergibt. Auch hier stimmen Messung und Simulation überraschend gut miteinander überein. In Fig. 5 ist in Teilfigur a) der Verlauf des ABS-Flags über der Zeit gezeigt. Hieraus geht hervor, dass sowohl bei der Messung wie auch bei der Simulation das ABS-Flag quasi mit dem Durchtreten des Bremspedals gesetzt wird. Teilfigur b) zeigt den Verlauf des beispielsweise in einem „vehicle stabilisation control", kurz: VSC, verwendbaren VSC-Signals, der für Simulation und Messung sauber übereinstimmt.
In Fig. 6 bis 11 wird die vorstehend in Fig. 1 bis 5 diskutierte beispielhafte Situation erneut geschildert, die wiederum mit einer Anfangsgeschwindigkeit von 100 km/h bei Geradeausfahrt beginnt, wobei kurz darauf eine schlagartig einsetzende Vollbremsung eintritt, nunmehr jedoch veranschaulicht anhand zweier Simulationen, die miteinander verglichen werden können, und zwar einerseits die Simulation ohne Kickdown (dicke bzw. kräftiger gestrichelte Linie) und andererseits die Simulation mit Kickdown (dünne bzw. schwächer durchgezogene Linie) . Dabei zeigt Teilfigur a) von Fig. 6 die Referenzgeschwindigkeit in km/h über der Zeit in Sekunden, die mit einsetzender Vollbremsung linear abnimmt. Teilfigur b) zeigt das Antriebsmoment in Nm über der Zeit in Sekunden, welches relativ konstant bzw. gleichbleibend etwas unter 50 Newtonmeter beträgt und im Falle der Simulation mit Kickdown im Bereich kurz um 1,9 Sekunden nach Beginn der Simulation schlagartig auf über 250 Newtonmeter hochschnellt und etwa 0,3 Sekunden später wieder schlagartig abfällt. Dieses sprungartig in die Höhe gehende Antriebsmoment des Motors von über 250 Nm resultiert aus dem mit dem Kickdown provozierten Gasstoß, der zur Kompensation bzw. zum Ausgleich der dynamischen Achslastverteilung herangezogen werden soll. In Fig. 7 ist wiederum in Teilfiguren a) bis d) die Geschwindigkeit der vier Räder des Kraftfahrzeuges gezeigt. Die' dicke bzw. kräftiger durchgezogene Linie zeigt die Simulation ohne Kickdown. Die dünne bzw. schwächer durchgezogene Linie zeigt die Simulation mit- Kickdown. Diese Farbaufteilung wird für alle weiteren Figuren, die Simulationsdaten zeigen, beibehalten.
Bei allen vier Rädern ist in Fig. 7 eine Abnahme der Radgeschwindigkeit über der Zeit nach Einsetzen der Vollbremsung erkennbar, wobei der Kickdown keinen Einfluss auf die abnehmende Geschwindigkeit erkennen lässt. Die Radgeschwindigkeiten stimmen sowohl bei der Simulation ohne Kickdown als auch bei der Simulation mit Kickdown sehr gut miteinander überein und zeigen deutlich die erzielte Verbesserung im Anbremspunkt an der Vorderachse (Schlupfeinlauf) aufgrund des Kickdowns. Eine Beschleunigung des Fahrzeugs findet damit trotz des Kickdowns nicht statt.
Anders ist dies bei der in Fig. 8 gezeigten Situation. Teilfigur a) zeigt den Nickwinkel des Fahrzeugs über der Zeit und Teilfigur b) die Nickrate über der Zeit. Hier wird sehr gut erkennbar, dass der Nickwinkel bei einer Vollbremsung mit Kickdown deutlich geringer ausfällt und schwächer nachschwingt als der Nickwinkel ohne Kickdown. Gleichermaßen fällt die
Nickrate geringer aus und schwingt schwächer nach bzw. klingt schneller ab. Damit ist bereits belegt, dass das erfindungsgemäße Verfahren geeignet ist, eine Kompensation bzw. Verbesserung der dynamischen Achslastverlagerung durch einen Gasstoß bei- spielsweise bei einer Vollbremsung zu erzwingen.
In Fig. 9 ist die zur in Fig. 6 bis 11 geschilderten Situation zugehörige Aufstandskraft an den jeweiligen Rädern in den Teilfiguren a) für vorne links bis d) für hinten rechts gezeigt. Hierbei ist augenfällig, dass die dünne bzw. schwächer durchgezogenen Linien für die Simulation mit Kickdown bei den vorderen Rädern etwas weniger ausschlagen und damit geringere Aufstandskräfte veranschaulichen als ohne Kickdown (dicke bzw. kräftiger durchgezogene Linie) . Das bedeutet, das dort das normalerweise aufgrund der dynamischen Achslastverlagerung nach vorne beim Abtauchen des Fahrzeugs zu erwartende Erreichen eines kritischen Zustandes der Aufstandskraft unterbunden bleibt. Umgekehrt wird anhand der Aufstandskräfte an den hinteren Rädern erkennbar, dass diese direkt im Anbremspunkt wesentlich höher sind bei einer Situation mit Kickdown als ohne Kickdown, so dass dort zusätzlich deutlich bessere Bremskräfte übertragen werden können, was insgesamt zu einer stabileren Fahrsituation führt.
Dabei ist zu Fig. 8 weiter anzumerken, dass der zu einem Zeitpunkt von 1,94 Sekunden nach Beginn der Messung ausgeführte Kickdown zu einer Reduzierung des Nickwinkels von wenigstens 10 Prozent führt. Weiterhin ist zur Fig. 9 anzumerken, dass die beiden Vorderräder ohne Kickdown ReifenaufStandskräfte von über 8000 Newton verkraften müssen, wobei damit der lineare Übertragungsbereich des Reifens verlassen und ein kritischer Bereich erreicht ist. Demgegenüber bleibt die Aufstandskraft mit
Kickdown gerade knapp um 8000 Newton, so dass diese noch im linearen Bereich ist. Damit ist ein verbessertes Fahrverhalten in dieser Situation erzielbar. Zudem zeigen Teilfiguren c) und d) , dass auf den Hinterrädern in umgekehrter Weise eine Zunahme von wenigstens 200 Newton an Aufstandskraft zu verzeichnen ist gegenüber einer Simulation ohne Kickdown, was dementsprechend eine zusätzliche Übertragung von Bremskräften und Seitenführungskräften bedeutet. Insgesamt ergibt sich hieraus, dass durch die Beeinflussung des Antriebsmoments eine Verlagerung der Achslast zumindest teilweise kompensiert werden kann. Da die RadaufStandskraft an der Vorderachse verringert wird, kommt der Reifen nicht so weit oder gar nicht in den Grenzbereich seiner übertragbaren Längskräfte. Im Grenzbereich kann der Reifen auf Grund der bereits erhöhten Aufstandskraft nicht mehr bzw. zusätzliche Längskraft übertragen; viele Reifen bauen in diesem Punkt sogar Längskraft ab. Diesen Effekt kann man anhand der in Fig. 7 dargestellten Radgeschwindigkeiten erkennen. Der Schlupfeinlauf an der Vorderachse im Anbremspunkt (bei ca. 2 Sekunden) ist durch die teilweise Kompensation der dynamischen Achslastverlagerung nicht so groß. Die RadaufStandskräfte an der Hinterachse sind durch die Kompensation auch deutlich höher (vgl. Fig. 9) . Das ermöglicht wiederum ein höheres Bremsdruckniveau an der Hin- terachse, was zu einer besseren Verzögerung führt (vgl. Fig. 10), was letztlich verkürzte Bremswege bedeutet. Das Bremsdruckniveau an der Vorderachse ist ebenfalls besser, da der Reifen auf Grund der geringeren Radaufstandskraft nicht überlastet wird (vgl. Fig. 9 und 10) . Dabei läßt sich aus Fig. 8 entnehmen, dass das Nickmoment durch die gezielte Beeinflussung des Antriebsmoments im Anbremspunkt teilweise kompensiert werden kann, wobei die Nickschwingung schneller abklingt.
Lediglich der Vollständigkeit halber ist zu dieser Fahrsituation in Fig. 11 in der zugehörigen Teilfigur a) das ABS-Flag und in der Teilfigur b) der VSC-Verlauf gezeigt. In Fig. 12 bis 17 wird eine andere beispielhafte Fahrsituation entsprechend der erfolgten Messung dargestellt. Ausgehend von einer Geschwindigkeit von 108 km/h und einer anfänglichen Geradeausfahrt wird ein im Regelbetrieb des ABS gebremstes Ausweichmanöver bzw. das Umfahren von Pylonen in einer Links-Rechts-Kombination simuliert.
In analoger Weise zu Fig. 1 ist in Fig. 12 in der Teilfigur a) die Stellung des Gaspedals in Prozent über der Zeit abgebildet. In Teilfigur b) ist die Stellung des Bremspedals über der Zeit abgebildet. Dort ist erkennbar, dass in etwa zum Zeitpunkt 0,8 Sekunden seit Beginn der Messung das Bremspedal vollständig schlagartig durchgedrückt wird. Dementsprechend geht aus Teilfigur c) hervor, dass der Bremszylinderdruck, der dort in bar abgebildet ist, entsprechend aufbaut. In Teilfigur d) ist der Lenkwinkel gezeigt. Aus diesem Verlauf geht hervor, dass das Umfahren der Pylonen mit der Vollbremsung beginnt.
In Fig. 13 ist in Teilfigur a) die zugehörige Referenzgeschwindigkeit gezeigt. Die dünne bzw. schwächer durchgezogene Linie zeigt wiederum die Messung, so wie dies vorher bei Fig. 2 der Fall war. Die dicke bzw. kräftiger durchgezogene Linie zeigt die Simulation. Simulation und Messung passen sehr gut überein. In Teilfigur b) ist das anliegende Antriebsmoment des Motors dargestellt. Auch hier stimmen Messung (dünne bzw. schwächer durchgezogene Linie) und Simulation (dicke bzw. kräftiger durchgezogene Linie) gut überein. Erneut ein Beleg für die Anwendbarkeit des genutzten Rechenmodells.
In Fig. 14 ist wiederum der Verlauf der jeweiligen Radgeschwindigkeiten über der Zeit in den Teilfiguren a) für vorne links bis d) für hinten rechts gezeigt. Dementsprechend ist in Fig. 15 in den Teilfiguren a) bis d) der am jeweiligen Rad vorne links bis hinten rechts aufbaubare Bremsdruck einmal in der Messung (dünne bzw. schwächer durchgezogene Linie) und einmal in der Simulation (dicke bzw. kräftiger durchgezogene Linie) dargestellt. Auch hier stimmen Messung und Simulation überraschend gut überein und können für weitere Simulationen herangezogen werden.
Lediglich der Vollständigkeit halber ist in Fig. 16 in Teilfigur a) das ABS-Flag über der Zeit sowohl für die Simulation wie auch für die Messung und in Teilfigur b) der VSC-Verlauf dargestellt.
Fig. 17 gibt dann in Teilfigur a) die Gierrate über der Zeit wieder und Teilfigur b) die Querbeschleunigung, wobei die Messung mit einer dünnen bzw. schwächer durchgezogenen Linie und die Simulation in einer dicken bzw. kräftiger durchgezogenen Linie ausgeführt ist. Der Verlauf der Querbeschleunigung folgt der zu erwartenden Bahn entsprechend der gefahrenen Pylonenkombination. Gleiches gilt für die dabei auftretende Gierrate, welche die Drehung des Fahrzeugs um seine Hochachse darstellt.
Die in Fig. 12 bis 17 geschilderte Fahrsituation mit einer Ausgangsgeschwindigkeit von 108 km/h und einer schlagartig erfolgenden Vollbremsung beim Umfahren von Pylonen bzw. im Zuge eines Ausweichmanövers wurde mit einer Bereifung der Marke Bridgestone vom Typ Turanza 215/55/R16 mit einem Reifendruck von 2,7 bar auf den Vorderrädern und 3,2 bar auf den .Hinterrädern und einem Reibkoeffizienten μ = 1,1 zwischen der Aufstandsfläche und der trockenen Straße gemessen bzw. simuliert.
Die zuvor in Fig. 12 bis 17 dargestellte Fahrsituation wird in Fig. 18 bis 23 als Simulation ohne Kickdown (dicke bzw. kräftiger durchgezogene Kurve) und als Simulation mit Kickdown (dünne bzw. schwächer durchgezogene Kurve) mit Beginn der Vollbremsung gezeigt, um damit zu verdeutlichen, dass aufgrund des bei Beginn des Bremsvorgangs angesetzten Kickdown und des daraus resultierenden schlagartig für kurze Zeit anliegenden Motordrehmoments eine Verbesserung der Fahrsituation erzielbar ist .
In Fig. 18 ist in der Teilfigur a) die Referenzgeschwindigkeit über der Zeit' dargestellt . Die dicke bzw. kräftiger durchgezogene Linie zeigt die Simulation ohne Kickdown, die dünne bzw. schwächer durchgezogene Linie zeigt die Simulation mit Kickdown. Dementsprechend ist in Teilfigur b) das Antriebsmoment in Nm über der Zeit in Sekunden dargestellt. Der Kickdown erfolgt etwa bei etwas um 0,8 Sekunden nach Beginn der Simulation gemäß der gezeigten Zeitdarstellung. Dabei hat der Kickdown mit Aufbau des gesamten Antriebsmoments bis knapp über 250 Newtonmeter und anschließendem schlagartigem Abfall desselbigen wieder herunter auf hier im geschilderten Beispiel -50 Newtonmeter eine zeitliche Ausdehnung von etwas um 0,4 Sekunden.
Bereits aus Fig. 19 wird in der Teilfigur a) deutlich, dass der für das Umfahren eines Hindernisses gewollte bzw. erzielbare Querversatz des Fahrzeugs in y-Richtung bei der Simulation mit Kickdown stärker ausgeprägt ist, als bei der Simulation ohne Kickdown. Das bedeutet, dass ein Fahrzeug aufgrund des Kickdowns besser lenkbar bleibt und damit die Pylonen besser umfahren bzw. einem Hindernis besser ausgewichen werden kann. Dieses Bild ergibt sich auch aus der Teilfigur b) in welcher der Querversatz des Fahrzeuges über der Zeit dargestellt ist. Auch dort zeigt die Simulation mit Kickdown ein besseres Fahrverhalten und damit eine bessere Beherrschbarkeit des Fahrzeugs, als die Simulation ohne Kickdown.
Aus den Fig. 20 gezeigten Teilfiguren a) bis d) , welche erneut die Radgeschwindigkeit über der Zeit der Räder von vorne links bis hinten rechts zeigen, ist erkennbar, dass der Kickdown keinen Einfluss auf den Verlauf der Radgeschwindigkeiten hat. Eine ungewollte Beschleunigung des Fahrzeugs ist de facto ausgeschlossen.
In Fig. 21 ist die zu dieser Fahrsituation simulierbare Kurve des Nickwinkels in der Teilfigur a) über der Zeit dargestellt. Auch hier ist deutlich, dass der Nickwinkel bei der Simulation mit Kickdown einen glatteren bzw. ruhigeren Verlauf zeigt und damit ein besseres Beherrschen des Fahrzeugs in Aussicht stellt. In analoger Weise ist in Teilfigur b) die Nickrate abgebildet. Auch diese lässt ein gutmütigeres Verhalten des Fahrzeugs bei einer Simulation mit Kickdown vermuten.
In Fig. 22 ist wiederum wie bereits zuvor in Fig. 9 in den Teilfiguren a) für vorne links bis d) für hinten rechts die Aufstandskraft in Newton über der Zeit in Sekunden abgebildet. Aus dieser Darstellung geht besonders gut hervor, dass bei der Simulation mit Kickdown (dünne bzw. schwächer ausgeführte Kurve) auf den vorderen Rädern die extrem hohen Aufstandskräfte ohne Kickdown (dicke bzw. kräftiger durchgezogene Kurve) gezielt reduziert werden können, was dazu führt, dass diese Räder nicht so weit in einen kritischen Übertragungsbereich abwandern. Damit können wesentlich höhere Bremskräfte übertragen werden. Zudem ist gerade in Teilfigur b) feststellbar, dass eine Zunahme der Aufstandskraft im zweiten Maximum um etwa 300 Newton höher ausfällt als ohne Kickdown, so dass eine Vergleichmäßigung der übertragbaren Bremskräfte erzielbar wird. Zudem geht aus Teilfigur c) und d) gut hervor, dass auf der Hinterachse höhere Bremskräfte übertragbar werden und sich die übertragbaren Bremskräfte und Aufstandskräfte vergleichmäßigen, so dass auf der kurvenäußeren Seite bessere Bremsreaktionskräfte erzielbar sind.
Dieser Effekt wird in Fig. 23 in den Teilansichten a) bis d) für das vordere linke Rad bis zum rechten hinteren Rad hinsichtlich der übertragbaren Seitenkräfte deutlich bestätigt . Wie Teilfigur b) entnehmbar ist, kann beim ersten Anstieg der Seitenkraft etwa 300 Newton Seitenkraft mehr auf dem vorderen rechten Rad übertragen werden bei einer' Simulation mit Kickdown als ohne. Gleiches gilt für das rechte hintere Rad wo ebenfalls etwa 300 Newton mehr an Seitenkraft übertragen werden können. Dies führt zu einer stabileren und sichereren Fahrsituation.
In Fig. 24 bis 30 wird eine weitere beispielhafte Situation dargestellt. Hierbei wird eine Rechtskurve gefahren mit einer Geschwindigkeit von 100km/h und es setzt schlagartig eine Vollbremsung mit ABS ein, wobei die in fett bzw. kräftiger durchgezogenen Linien die Simulationen ohne Kickdown und die in schmal bzw. schwächer durchgezogenen Linien wiederum die Si- mulationen mit Kickdown veranschaulichen.
Dementsprechend ist in Fig. 24 (wie zuvor in Fig. 6 und in Fig. 18) in der dortigen Teilfigur a) die Referenzgeschwindigkeit in km/h über der Zeit und in Teilfigur b) das Antriebsmoment in Nm über der Zeit in Sekunden abgetragen. Hier setzt der Kickdown etwa 1,94 Sekunden ab Beginn der Simulation ein und erhöht schlagartig das Antriebsmoment des Motors von zuvor knapp unter 50 Newtonmeter auf deutlich über 250 Newtonmeter welches kurz darauf nach etwa 0,3 bis 0,4 Sekunden wieder von zuvor etwas über 250 Newtonmeter herunter fällt auf dann wieder etwa 50 Newtonmeter. In Fig. 25 ist die Teilfigur a) die Gierrate über der Zeit abgebildet. Teilfigur b) zeigt die Längsbeschleunigung über der Zeit. Teilfigur c) zeigt die Querbeschleunigung über der Zeit. Schließlich ist in Teilfigur d) der Schwimmwinkel über der Zeit abgetragen. ;
In Fig. 26 ist wiederum wie in Fig. 7 und in Fig. 20 zuvor die Geschwindigkeit der Räder in Teilfiguren a) für das vordere linke Rad bis d) für das hintere rechte Rad abgebildet. Auch hier •ist wieder erkennbar, dass die Radgeschwindigkeiten bei der Simulation ohne Kickdown in dicker bzw. kräftiger durchgezogener Linie und bei der Simulation mit Kickdown in dünner bzw. schwächer durchgezogener Linie nicht wesentlich voneinander abweichen und übereinstimmen. Eine Veränderung der Geschwindigkeit des Fahrzeugs ist durch den Kickdown also auch bei Kurvenfahrt und bei den anderen Betriebszuständen grundsätzlich ausgeschlossen.
In Fig. 27 ist in Teilfigur a) für das vordere linke Rad bis Teilfigur b) das hintere rechte Rad erneut der Bremsdruck für die beiden simulierten Situationen mit und ohne Kickdown abgebildet, wie dies zuvor bei Fig. 10 der Fall war. Dabei ist deutlich erkennbar, dass auf den hinteren Rädern bei der Simulation mit Kickdown mit Einsetzen der Vollbremsung und dem Kickdown ein wesentlich höherer Bremsdruck erzielbar ist, als ohne Kickdown. Dementsprechend ist aus Fig. 28 aus der dortigen Teilfigur a) , die den Nickwinkel über der Zeit zeigt, erkennbar, dass der Kickdown etwa 1,94 sek. ab Beginn der Simulation einsetzt und zu einem wesentlich gedämpfteren Verlauf des Nickwinkels und einer Verflachung dessen Amplitude wie auch zu einer leichten Beruhigung dessen Frequenz führt. Gleiches gilt für die Nickrate, die in Teilfigur b) abgebildet ist. Dabei ähnelt die Situation in Fig. 28 wiederum der in Fig. 8 und 21 geschilderten Situation, jedenfalls was qualitativ die positive Bewertung der Simulation mit Kickdown und die damit überraschend mögliche Ausgleichung der dynamischen Achslastverlagerung beim Abtauchen eines Kraftfahrzeuges über die Vorderräder beim Bremsen bzw. bei Kurvenfahrt durch den ausgeprägten Gasstoß bzw. Kickdown angeht.
In Fig. 29 ist dann in Teilfiguren a) bis d) die Aufstandskraft am linken vorderen Rad bis zum rechten hinteren Rad gezeigt. Beim linken Vorderrad ist eine AufStandskraftzunähme im mittleren Verlauf von 200 Newton auf der Außenseite zuver- zeichnen. Beim rechten Vorderrad ist eine Abnahme von 300 Newton im mittleren Verlauf auf der inneren Seite zu verzeichnen. Beim linken Hinterrad ist im mittleren Verlauf eine Zunahme von 800 Newton an Aufstandskraft auf dem äußeren Rad zu verzeichnen und dementsprechend wie in Teilfigur d) erkennbar auf dem rechten hinteren Rad eine Zunahme von wenigstens 150 Newtonmeter auf der inneren Seite feststellbar. Das bedeutet, dass selbst in dieser Situation, wo üblicherweise ohne Kickdown das rechte Hinterrad abheben würde, dieses nun noch eine gute Bodenhaftung hat, so dass es ebenfalls Kräfte übertragen kann. Die in Fig. 29 geschilderte Situation ähnelt qualitativ der in Fig. 9 gezeigten Situation wie auch der in Fig. 22 veranschaulichten Situation.
In Fig. 30 ist dann die Seitenkraft der Räder von vorne links in Teilfigur a) bis hinten rechts in Teilfigur d) veranschaulicht. Auch hieraus geht hervor, dass bei der Simulation mit Kickdown am vorderen linken Rad eine Zunahme von 400 Newton an übertragbarer Seitenkraft zu verzeichnen ist. Beim vorderen rechten Rad kann eine Zunahme der übertragbaren Seitenkraft von 200 Newtonmeter verzeichnet werden. Am hinteren linken Rad ist eine Zunahme von 400 Newton an übertragbarer Seitenkraft feststellbar und am rechten hinteren Rad ist eine Zunahme von 200 Newton an übertragbarer Seitenkraft zu verzeichnen. Dabei gelingt es sogar die bei der Simulation ohne Kickdown gegen Null gehende übertragbare Seitenkraft wieder in eine übertragbare Seitenkraft von wenigsten 200 Newton zu wandeln.
Auch aus der in Fig. 24 bis 30 geschilderten Situation einer Kurvenfahrt rechts herum mit einer Geschwindigkeit . on 100km/h und einer schlagartig einsetzenden Vollbremsung ist entnehmbar, dass beim erfindungsgemäßen Verfahren ein zumindest teilweiser Ausgleich der dynamischen Achslastverlagerung beim Abtauchen des Fahrzeugs über dessen Vorderräder durch das Applizieren eines4 Gasstoßes bzw. durch das gezielte provozieren eines Kickdown mit dem dadurch erzwungenen Abrufen eines kurzzeitigen, näherungsweise maximalen Motordrehmoments ermöglicht wird. Dies führt zu einer wesentlichen Verbesserung der Fahrsituation. Das Fahrzeug wird besser beherrschbar. Das Handling wird einfacher. Gefahrensituationen können besser überstanden werden.
Dabei haben die Seitenführungskräfte an der Hinterachse einen wesentlichen Einfluß auf die Stabilität des Kraftfahrzeuges. Die Seitenführungskraft über Radaufstandskraft - Kennlinie weist im Bereich der vorliegenden RadaufStandskräfte an der Hinterachse eine große Steigung auf. Das heißt, dass eine geringe Änderung der Radaufstandskraft eine große Änderung der Seitenführungskraft hervorruft. Dementsprechend kann man durch die Kompensation der dynamischen Achslastverlagerung beim Bremsen in der Kurve eine höhere Seitenführungskraft erreichen; das Fahrzeug wird so beim Kurvenbremsen stabiler. Des weiteren kann man mit der beschriebenen Vorgehensweise die Übersteu- erreaktion (ggf. einen Schlingern oder Schleudern) eines Fahrzeugs verringern.
Schließlich ist in Fig. 31 der Nickwinkel in Grad über der Zeit in Sekunden abgebildet, bei einer Situation, wie sie zuvor beispielsweise in Fig. 8 diskutiert worden ist. Die dünn bzw. schwächer durchgezogene Linie „A" zeigt den Nickwinkelverlauf ohne Kickdown. Die dick bzw. kräftig durchgezogenen Linie „B" zeigt den Nickwinkelverlauf bei einem Kickdown exakt zum Anbremszeitpunkt.'. Die dünn bzw. schwächer strichpunktierte Linie „C" zeigt den Verlauf des Nickwinkels bei einem Kickdown, der 0,1 Sek. nach dem Anbremspunkt einsetzt. Die dick bzw. kräftig gestrichelte Linie „D" zeigt den Nickwinkelverlauf bei einem Kickdown, der :0,2 Sek. nach dem Anbremspunkt einsetzt. Schließlich veranschaulicht die mittelstark strichpunktierte : Linie „E" den Nickwinkelverlauf bei einem Kickdown der 0,3 Sek. nach dem Anbremspunkt einsetzt. Insgesamt ist hieraus qualitativ- erkennbar, dass der Kickdown einen positiven Einfluss auf den Verlauf des Nickwinkels hat. Dieser kann einerseits in der Amplitude gedämpft und andererseits im Verlauf geglättet werden bzw. klingt schneller ab. Zudem ist aus Fig. 31 entnehmbar, dass ein besonders guter Nickwinkelverlauf und damit eine deutliche Verbesserung gegenüber einem Bremsvorgang ohne Kickdown dann erzielt werden kann, wenn der Kickdown in etwa in einem Zeitfenster von 0,05 Sekunden bis 1,5 Sekunden, bevorzugt etwa um 0,1 Sekunden nach dem Anbremspunkt erfolgt.
Die vorliegende Erfindung schafft damit erstmals ein Verfahren zum wenigstens teilweisen Ausgleichen der dynamischen Achslastverlagerung beim Abtauchen eines Teils einer Kraftfahrzeuglast über wenigstens ein Vorderrad. Dabei wird zum Ausgleichen eine Antriebsmomentenanforderung appliziert. Die Antriebsmomentenanforderung wird im Falle einer Vollbremsung bei der Vollbremsung und im Falle einer instabilen Kurvenfahrt bei der Kurvenfahrt ausgelöst. Darüber hinaus schlägt die vorliegende Erfindung erstmals einen Mikroprozessor wie auch ein Steuergerät zur Durchführung dieses erfindungsgemäßen Verfahrens vor. Ferner wird ein Antriebskonzept angegeben, das mit einem solchen Steuergerät oder einem solchen Mikroprozessor ausgerüstet ist. Schließlich wird eine Software zur Durchführung des Verfahrens benannt. Nicht zuletzt wird ein Kraftfahrzeug mit einem solchen Steuergerät oder einem solchen Mikroprozessor ausgerüstet zur Ausführung der Software zur Durchführung des erfindungsgemäßes Verfahrens angegeben.
B e z u g s z e i c h e n l i s t e
Fig. 31
A dünne bzw. schwächer durchgezogene Kurve
B dicke bzw. kräftiger durchgezogene Kurve
C dünne bzw. schwächer strichpunktierte Kurve
D dicke bzw. kräftig gestrichelte Kurve
E mittelstark strickpunktierte Kurve

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e
1. Verfahren zum wenigstens teilweisen Ausgleichen der dynamischen Achslastverlagerung bei einem Kraftfahrzeug, dadurch gekennzeichnet, dass zum Ausgleichen ein Antriebsmoment erhöht oder reduziert wird, ohne dadurch die Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs wesentlich zu ändern.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zum Erhöhen des Antriebsmoments ein Gasstoß appliziert wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zum Ausgleichen der beim Ausführen einer Vollbremsung nach vorne gerichteten dynamischen Achslastverlagerung bei der Vollbremsung eine Antriebsmomentanforderung, vorzugsweise ein Gasstoß, appliziert wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzexchnet, dass zum Ausgleichen der bei einer Kurvenfahrt schräg nach vorne und/oder zur Seite gerichteten dynamischen Achslastverlagerung bei der Kurvenfahrt eine Antriebsmomentanforderung, vorzugsweise ein Gasstoß, appliziert wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch folgende Schritte: Auswertung der zur aktuellen Kraftfahrzeugsituation von Sensoren übermittelten, situationsabhängigen Fahrwerks-, Brems-, und/oder Lenk-Daten über die herrschende Fahrstabilität des Kraftfahrzeugs zur im Rahmen einer integrierten Fahrwerkskontrolle (kurz: ICC) erfolgenden Ansteuerung von Fahrstabilitätsystemen oder Komponenten davon, wie beispielsweise ein elektronisches Stabilitätsprogramm (kurz: ESP), eine elektrohydraulische Servolenkung (kurz: EHPS) , eine elektronische Servolenkung (kurz: EPS oder EPAS) eine elektronische Dämpferregelung (kurz: CDC) , einen Bremsassistenten, ein interaktives dynamisches Fahrsystem (kurz: IDS) , eine Untersteuer-Kontroll-Logik (kurz: UCL) oder dergleichen, Feststellen eines kritischen und/oder regelungsbedürftigen Kraftfahrzeugzustandes anhand der vorliegenden Daten, - Festlegen der Höhe des anzufordernden Antriebsmomentes zum Ausgleichen der Achslastverteilung, Festlegen der Dauer des anzufordernden Antriebsmomentes zum Ausgleichen der Achslastverteilung, Auslösen des geforderten Antriebsmomentes in der vorbestimmten Höhe und Dauer durch Applizieren einer geeigneten Anforderung.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Vollbremsung ABS-gestützt ausge- führt wird.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzexchnet, dass das Vorliegen einer Vollbremsung mittels Erkennung eines den Anbremspunkt symbolisierenden ABS-Flags, des Pedalgra- dienten oder des Hauptbremszylinderdruckes festgestellt wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Vorliegen einer Vollbremsung mittels Erkennung des Bremspedal-Anstellwinkels eines vollständig durchgetretenen Bremspedals festgestellt wird.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Vorliegen einer Vollbremsung oder das Vorliegen einer kritischen Kurvenfahrtsituation durch Auswertung der Daten eines ESP festgestellt wird.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass im Anbremspunkt oder bei einer kritischen Kurvenfahrtsituation eine Antriebsmomenterhöhung, vorzugsweise ein Kick-Down oder ein Vollgasimpuls, von 250 ms bis 750 ms, vorzugsweise von 300 ms bis 500 ms Dauer eingeleitet wird.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsmomenterhöhung, vor- zugsweise der Kick-Down oder Vollgasimpuls, in einem Zeitfenster von -0,5 sec bis +1,0 sec, vorzugsweise von -0,01 sec bis +0,5 sec, besonders bevorzugt von +0,05 sec bis +0,25 sec bezogen auf den Anbremspunkt als Nullzeitpunkt eingeleitet wird-.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzexchnet, dass die Antriebsmomenterhöhung, vorzugsweise der Kick-Down oder Vollgasimpuls, gepulst aus einer Mehrzahl von Antriebsmomenterhöhungen, vorzugsweise Gasstößen oder Vollgasimpulsen, aufgebaut wird.
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die gepulsten Antriebsmomenterhöhungen, vorzugsweise Gasstöße oder Vollgasimpulse, jeweils eine zeitliche Dauer von 50 ms bis 150 ms, vorzugsweise von 100 ms aufweisen.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzexchnet, dass mit einer Antriebsmomenterhöhung, vorzugsweise einem Gasstoß oder mit einem Vollgasimpuls, ein Antriebsmoment von wenigstens 250 Nm, vorzugsweise von wenigstens 270 Nm abgerufen wird.
15. Mikroprozessor zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 14.
16. Steuergerät zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 14.
17. Kraftfahrzeugantrieb, vorzugsweise Verbrennungsmotor, mit einem Steuergerät nach Anspruch 16 und/oder mit einem Mikroprozessor nach Anspruch 15.
18. Software zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 14.
19. Kraftfahrzeug mit einem Steuergerät nach Anspruch 16 oder mit einem Mikroprozessor nach Anspruch 15 zur Ausführung der Software nach Anspruch 18 zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 14.
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