EP1758775A1 - Verfahren und vorrichtung zum unterdrücken einer seitlichen kippneigung eines fahrzeuges - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zum unterdrücken einer seitlichen kippneigung eines fahrzeuges

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Publication number
EP1758775A1
EP1758775A1 EP05762874A EP05762874A EP1758775A1 EP 1758775 A1 EP1758775 A1 EP 1758775A1 EP 05762874 A EP05762874 A EP 05762874A EP 05762874 A EP05762874 A EP 05762874A EP 1758775 A1 EP1758775 A1 EP 1758775A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
vehicle
threshold
tilt
tendency
lateral acceleration
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP05762874A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Ralph Gronau
Jürgen WOYWOD
Artur Kost
Michael Horn
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.)
Continental Teves AG and Co OHG
Original Assignee
Continental Teves AG and Co OHG
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 Continental Teves AG and Co OHG filed Critical Continental Teves AG and Co OHG
Publication of EP1758775A1 publication Critical patent/EP1758775A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • 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
    • B60T8/1755—Brake regulation specially adapted to control the stability of the vehicle, e.g. taking into account yaw rate or transverse acceleration in a curve
    • B60T8/17554—Brake regulation specially adapted to control the stability of the vehicle, e.g. taking into account yaw rate or transverse acceleration in a curve specially adapted for enhancing stability around the vehicles longitudinal axle, i.e. roll-over prevention
    • 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
    • B60T2220/00—Monitoring, detecting driver behaviour; Signalling thereof; Counteracting thereof
    • B60T2220/03—Driver counter-steering; Avoidance of conflicts with ESP control
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60T—VEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T2230/00—Monitoring, detecting special vehicle behaviour; Counteracting thereof
    • B60T2230/03—Overturn, rollover

Definitions

  • the present invention relates to a method for suppressing a lateral tendency to tilt of at least two-axle and at least two-lane vehicle in which maximum brake pressures are applied to prevent tilting in the wheel brakes of the vehicle when exceeding a first threshold of correlating with a vehicle lateral acceleration dynamic and / or static magnitude the threshold represents a value at which there is a risk of tipping when the vehicle is loaded in any way.
  • DE-A 197 46 889 a system for increasing the lateral stability during cornering is described, which is equipped with a tilt detection device.
  • This tilt detection device measures either the height difference between the right and left side of the vehicle or the lateral acceleration of the vehicle in order to detect the roll angle between the vehicle horizontal and the roadway horizontal. If a tilting danger is detected by the tilt detection device, a counter-rotating yaw moment is generated by braking the outside front wheel.
  • the permissible lateral acceleration and the permissible roll angle are dependent on the position, in particular the height of the vehicle center of gravity.
  • the present invention is therefore an object of the invention to provide a method and apparatus which, taking into account also unfavorable loading counteract a risk of tipping as needed and reduce the inconvenience of the driver when unnecessarily initiated braking interventions.
  • This object is achieved by a generic method in that a second threshold of correlating with the vehicle lateral acceleration size or a lateral acceleration variable is provided, when exceeded low braking pressures are controlled, and the second threshold is lower than the first threshold and in which the the vehicle lateral acceleration correlating magnitude or the lateral acceleration represents a low tilt tilt level.
  • this object is also achieved by a generic device in that the device actuates the braking device so that the vehicle is decelerated without a noticeable yaw moment change by braking when the tilting tilt exceeds a second threshold representing a relatively low tilting tilt level and the device the brake means is actuated to provide the vehicle with yaw moment counteracting yaw moment when the tilt tilt magnitude exceeds a predetermined first threshold greater than the second threshold and representing a relatively high pitch tilt level.
  • the controlled reduction of the transverse forces of at least one vehicle wheel takes place via a moment opposing the tilting tendency.
  • this intervention may be less "hard” due to the Pre ARP control, which limits the tire-transmittable lateral force and the roll angle of the vehicle is kept within the non-critical range using a vehicle-specific modeling, in the simplest case with a stored characteristic table , the approach to a tipping-endangered state is detected and active on at least the outer wheel of the front axle slowed down so much that it comes to a significant understeer (but less strong than without Pre ARP).
  • the ARP system considers two possible driving states in which a vehicle turns over: static maneuvers and maneuvers with high vehicle dynamics.
  • static maneuver the vehicle travels in curves with a constant radius and an increasing vehicle speed or with a decreasing radius and a constant speed (with possibly high road friction).
  • the effect is the same, an increasing lateral acceleration.
  • Only a few vehicles with an unfavorable ratio of track width and center of gravity tend to roll over slowly.
  • the ARP system reduces the risk of rollover by reducing the torque of the motor (so that no further vehicle acceleration is possible) and / or engaging the brakes (to reduce the actual vehicle speed), thereby limiting the lateral acceleration of the vehicle.
  • Typical maneuvers are "fishhook" and double lane changes, which are characterized by high steering dynamics (with possibly high road friction), and several vehicles tend to roll over, depending on the track width and the center of gravity height as well as the damping.
  • the dynamic ARP system prevents a vehicle from overturning during high dynamic maneuvers, as disclosed in EP 133 40 17 A1.
  • the correlating variable is the lateral acceleration itself, the steering angle velocity, the steering wheel angular velocity, the yaw rate and / or the control deviation of the vehicle formed from the measured yaw rate and the nominal yaw rate calculated in a vehicle model and / or derivatives of the magnitude
  • the correlating variable considered for the measures for preventing tilting can consist of one or more of these signals, wherein in particular an evaluation of the lateral acceleration and the steering angle or steering wheel angular velocity with respect to the static and dynamic states of the vehicle is provided.
  • the content of EP 133 40 17 A1 describing a dynamic driving maneuver and the content of EP 140 45 53 A1 describing a quasi-stationary driving maneuver are part of the present method and the device according to the invention.
  • the correlating variable is a function of the vehicle lateral acceleration and its time derivative.
  • the vehicle is decelerated when exceeding the second, lower threshold value without noticeable tilting change by the braking and is provided when exceeding the first threshold with a tendency to tilt counteracting yaw moment that is implemented at least on the Bremstikein facedung in the wheel brake of the kuvenäußeren wheel. Since an impressed yaw moment also leads to a slight, barely perceptible understeering tendency of the vehicle, this tendency to understeer can already be triggered by such preliminary braking, which occurs at a relatively low level Level of tilting tendency is checked, which is checked by means of the second threshold.
  • this slight tendency to understeer can be conveniently generated by braking the outside front and the outside rear wheels.
  • a change-dynamic maneuver is the so-called "fishhook" movement with a strong rolling moment effect.
  • the maneuver requires the driver to steer an angle of 270 degrees as quickly as possible and then steer 870 degrees in the opposite direction as quickly as possible.
  • the trajectory of a typical fishhook maneuver is shown in FIG.
  • the vehicle drives a wide curve with high speed and high lateral acceleration (8-9 m / ss), see position a). In this driving situation, the driver performs a fast and dangerous counter steering, which causes the vehicle to overturn.
  • the controller has a change maneuver recognition, for example, in accordance with the explanations in EP 133 40 17 A1, via which early intervention possibly also takes place on two wheels with lowered ARP entry thresholds. Due to the change maneuver recognition the effects in the vehicle guidance are small.
  • the first threshold value can be exceeded in order to reliably prevent tipping when the vehicle load of any kind is permissible.
  • the Pre_ARP mode is started depending on the signals used for ARP activation.
  • the second threshold for activating the Pre_ARP mode is well below the first threshold for ARP admission.
  • the dimensioning, as well as the assignment of the meshing wheel of the pressure structure to be controlled is determined by the e.g. made known from DE 101 30 663 (P 10149) known algorithm.
  • a vehicle-dependent weighting factor which is between 0.2 and 0.8
  • an adjustment to the vehicle-specific values can be made.
  • a limitation of the absolute brake pressure which can be monitored model-based or sensor-supported, is provided in order to limit the height of the brake pressure to be introduced into at least one wheel when the second threshold is reached or exceeded.
  • the brake pressure to be controlled is 25% of the blocking pressure level. The pressure level applied by this method slightly reduces the dynamics of the vehicle (as experiments with the algorithm of the P 10149 have shown), but influence the tilt tendency significantly.
  • Another positive effect of the Pre_ARP mode is the reduction of the car's roll-back, which is not negligible in these maneuvers, which has a particularly negative effect in the initial range of a highly dynamically desired pressure build-up.
  • the slightly lower dynamics of the vehicle (due to the vehicle deceleration) due to the Pre_ARP mode as well as the volume absorption of the brake system (of the "affected" wheel) already in the linear range make it possible to perform the actual (hard) ARP intervention with maximum system dynamics. at a higher first threshold. This results in a higher interference immunity for Fehlanregelitch.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Regulating Braking Force (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Unterdrücken einer seitlichen Kippneigung eines mindestens zweiachsigen und mindestens zweispurigen Fahrzeuges, bei dem beim Überschreiten eines ersten Schwellenwertes einer mit einer Fahrzeugquerbeschleunigung korrelierenden dynamischen und/oder statischen Größe maximale Bremsdrücke zur Kippverhinderung in die Radbremsen des Fahrzeugs eingesteuert werden, wobei der Schwellenwert einen Wert darstellt, bei welchem bei zulässiger Fahrzeugbeladung jeglicher Art eine Kippgefahr auftritt. Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass ein zweiter Schwellenwert einer mit der Fahrzeugquerbeschleunigung korrelierenden Größe vorgesehen ist, bei dem niedrige Bremsdrücke eingesteuert werden, der niedriger ist als der erste Schwellenwert und bei dem die mit der Fahrzeugquerbeschleunigung korrelierende Größe ein niedriges Kippneigungsniveau repräsentiert.

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Unterdrücken einer seitlichen Kippneigung eines Fahrzeuges
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Unterdrücken einer seitlichen Kippneigung eines mindestens zweiachsigen und mindestens zweispurigen Fahrzeuges, bei dem beim Überschreiten eines ersten Schwellenwertes einer mit einer Fahrzeugquerbeschleunigung korrelierenden dynamischen und/oder statischen Größe maximale Bremsdrücke zur Kippverhinderung in die Radbremsen des Fahrzeugs eingesteuert werden, wobei der Schwellenwert einen Wert darstellt, bei welchem bei zulässiger Fahrzeugbeladung jeglicher Art eine Kippgefahr auftritt.
In T.D.Gillespies Buch λXFundamentals of Vehicle Dynamics", Society of Automotive Engineers, Inc., Warrendale 1992, Kapitel 9, S. 309-333, sind verschiedene Modelle für Überrollunfälle beschrieben. Beginnend mit einem quasi¬ stationären Modell für ein starres Fahrzeug über ein quasistationäres Modell für ein gefedertes Fahrzeug bis hin zu dynamischischen Modellen unter Berücksichtigung von Wankeigenfrequenzen werden Bedingungen für bestehende Kippgefahren berechnet. Während es für Lastkraftwagen, Lastzüge, Busse, Kleinbusse und Geländewagen aufgrund hochliegender Schwerpunkte und/oder geringer Spurbreite schon bei Veröffentlichung des o.g. Buches bekannt war, dass bei Kurvenfahrt mit großer Wankbewegung eine Kippgefahr besteht, hat es sich erst in jüngerer Zeit gezeigt, dass sich auch Personenkraftwagen - insbesondere bei sinusartigen Lenkbewegungen - seitlich bis zum Umkippen aufschaukeln können. Eine solche Kippgefahr wird durch unsachgemäße Beladung, beispielsweise extrem einseitig oder auf dem Fahrzeugdach, erheblich erhöht, weil die Lage des Massenschwerpunktes des Fahrzeug nach oben oder zu einer Seite verlagert wird.
In der DE-A 197 46 889 ist ein System zur Erhöhung der Seitenstabilität bei Kurvenfahrt beschrieben, welches mit einer Neigungserfassungseinrichtung ausgestattet ist. Diese Neigungserfassungseinrichtung misst entweder den Höhenunter¬ schied zwischen rechter und linker Fahrzeugseite oder die Querbeschleunigung des Fahrzeugs, um den Wankwinkel zwischen der Fahrzeughorizontalen und der Fahrbahnhorizontalen zu erfassen. Wird von der Neigungserfassungseinrichtung eine Kippgefahr erkannt, wird ein gegensteuerndes Giermoment erzeugt durch Abbremsen des kurvenäußeren Vorderrades.
Wie allerdings oben schon beschrieben, sind die zulässige Querbeschleunigung sowie der zulässige Wankwinkel abhängig von der Lage, insbesondere der Höhe des Fahrzeugschwer¬ punktes.
Es wurden daher schon Verfahren zur Erhöhung der seitlichen Kippstabilität eines Fahrzeuges vorgeschlagen, bei dem beim Fahrtbeginn als Stabilitätsschwelle für die Querbeschleunigung ein Wert angenommen wird, der sicherstellt, dass bei jeglicher - legal zulässiger - Beladung ein Umkippen durch einen Regeleingriff mit größter Wahrscheinlichkeit vermieden werden kann, sofern physikalisch möglich. Im weiteren Verlauf einer Fahrt können durch Beobachtung der Radsensorsignale weitere Rückschlüsse auf den Ort des Masseschwerpunktes gezogen werden, die u.U. ein Heraufsetzen dieser Schwelle erlauben.
Es wird somit bei einem Fahrtantritt nicht der Schwerpunkt des leeren Fahrzeuges, sondern der denkbar ungünstigste Fahrzeugschwerpunkt unter Berücksichtigung der zulässigen Fahrzeugbeladung zur Berechnung einer Stabilitätsschwelle herangezogen, die überschritten werden muss, um einen Bremseneingriff auszulösen. Diese Auslegung hat aber zur Folge, dass die überwiegende Anzahl der Fahrzeuge, die einen „normalen" Beladungszustand aufweisen (Häufigkeit »90%) , fahrdynamisch eingeschränkt werden und es zu „Fehleingriffen (Fehlanregelungen)" kommen kann. Bisherige ARP(Active Rollover Protection)-Systeme haben daher in Abhängigkeit von der Systemdynamik der Bremsanlage den ARP-Eingriff gerade unter diesem Aspekt, so spät wie möglich gemacht. Dies hat wiederum die Notwendigkeit nach sich gezogen, die maximale Systemdynamik der Bremsanlage auszunutzen und somit sehr „harte" Bremseingriffe vorzunehmen, die in der Regel dann den Bremsdruck über die Pumpe und den Bremskraftverstärker generieren. Auch Sonderlösungen sind hierbei schon zum Einsatz gekommen, um den Bremsdruck möglichst schnell in den RadbremsZylindern auf zu bauen. Kommt es dann trotz der die Systemdynamik der Bremsanlage voll ausnutzenden hoch angesiedelten Eingriffsschwelle zu einem Fehleingriff ist dies durch die Härte des Bremseingriffs besonders auffällig und störend. Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, die unter Berücksichtigung auch ungünstiger Beladung einer Kippgefahr bedarfsgerecht entgegenwirken und bei unnötig eingeleiteten Bremseingriffen die Unannehmlichkeiten des Fahrers verringern.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein gattungsgemäßes Verfahren dadurch gelöst, dass ein zweiter Schwellenwert einer mit der Fahrzeugquerbeschleunigung korrelierenden Größe oder eine Querbeschleunigungsgröße vorgesehen ist, bei dessen Überschreitung niedrige Bremsdrücke eingesteuert werden, und der zweite Schwellenwert niedriger ist als der erste Schwellenwert und bei dem die mit der Fahrzeugquerbeschleunigung korrelierende Größe oder die Querbeschleunigung ein niedriges Kippneigungsniveau repräsentiert.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß auch durch eine gattungsgemäße Vorrichtung gelöst, indem die Vorrichtung die Bremseinrichtung so betätigt, dass das Fahrzeug ohne eine spürbare Giermomentänderung durch das Bremsen verzögert wird, wenn die Kippneigungsgröße einen zweiten Schwellenwert überschreitet, der ein relativ niedriges Kippneigungsniveau repräsentiert, und die Vorrichtung die Bremseinrichtung so betätigt, dass das Fahrzeug mit einem der Kippneigung entgegenwirkenden Giermoment versehen wird, wenn die Kippneigungsgröße einen bestimmten ersten Schwellenwert überschreitet, der größer ist als der zweite Schwellenwert und ein relativ hohes Kippneigungsniveau repräsentiert. Vorteilhaft wird hierdurch ein Pre_ARP Modus geschaffen, der ARP-Eingriffe „sanfter" und somit weniger auffällig gestaltet, ohne eine Verschlechterung der Kippsicherheit bei extremen Beladungszuständen des Fahrzeugs zu erzeugen. Indem die Räder individuell gebremst und/oder das Motormoment reduziert werden, um das Fahrzeug in einem Bereich, in dem durch das Bremsen und/oder den Motoreingriff noch kein spürbares Giermoment erzeugt wird, zu verzögern, wenn von einer Kippneigung des Fahrzeugs bei einer bestimmten Schwelle ausgegangen und die Schwelle für die Ausführung einer derartigen Vorabbremsung in einem relativen Stadium der Zunahme der Kippneigung ausgeführt wird, sind für den Fahrer keine wesentlichen Auswirkungen des Eingriffs spürbar. Da die Kippneigung von der Fahrzeuggeschwindigkeit beeinflusst wird, kann die Kippneigung in manchen Fahrsituationen durch eine derartige Vorabbremsung bereits beseitigt werden, welche bei einem relativ niedrigen Kippneigungsnάveau ausgelöst wird, so dass die Kippneigung,., in dem durch die individuelle Bremsung keine spürbare Änderung des Giermoments bewirkt wird. Erreicht bzw. Überschreitet das Kippneigungsniveau schließlich doch den ersten Schwellenwert, erfolgt über ein der Kippneigung entgegenstehendes Moment die kontrollierte Reduzierung der Querkräfte mindestens eines Fahrzeugrades. Dieser Eingriff kann dann aber, bedingt durch die Pre ARP Regelung, weniger „hart" erfolgen. Dieses begrenzt die vom Reifen übertragbare Querkraft und der Wankwinkel des Fahrzeugs wird im unkritischen Bereich gehalten. Mit Hilfe einer fahrzeugspezifischen Modellbildung, im einfachsten Fall mit einer abgelegten Kennwerttabelle, wird die Annäherung an einen kippgefährdeten Zustand erkannt und aktiv an mindestens dem kurvenäußeren Rad der Vorderachse eingebremst, und zwar so stark, dass es zu einem deutlichen Untersteuern kommt (aber weniger stark wie ohne Pre ARP) .
Das ARP-System betrachtet dabei zwei mögliche Fahrzustände, in denen ein Fahrzeug sich überschlägt: statische Fahrmanöver und Manöver mit einer hohen Fahrzeugdynamik. Während der statischen Manöver fährt das Fahrzeug in Kurven mit einem konstanten Radius und einer steigenden Fahrzeugge¬ schwindigkeit oder mit einem rückläufigen Radius und einer konstanten Geschwindigkeit (mit ggf. hoher Fahrbahnreibung) . Der Effekt ist derselbe, eine steigende Querbeschleunigung. Nur wenige Fahrzeuge mit einem ungünstigen Verhältnis von Spurbreite und Schwerpunktshöhe tendieren dazu, sich langsam zu überschlagen. Das ARP-System reduziert das Risiko eines Überschlags, indem das Drehmoment des Motors reduziert wird (so dass keine weitere Fahrzeugbeschleunigung möglich ist) und/oder die Bremsen eingreifen (zur Reduzierung der EahrZeuggeschwindigkeit) wodurch erreicht wird, dass die Querbeschleunigung des Fahrzeugs beschränkt wird.
Die anderen Gründe für das Überschlagen eines Fahrzeugs sind Manöver mit hoher Dynamik. Typische Manöver sind „Fishhook" und doppelter Fahrbahnwechsel. Diese Manöver zeichnen sich durch hohe Lenkdynamik (bei ggf. hoher Fahrbahnreibung) aus. Mehrere Fahrzeuge tendieren zum Überschlagen, was von der Spurbreite und der Schwerpunktshöhe sowie der Dämpfung abhängt.
Das dynamische ARP-System verhindert das Überschlagen eines Fahrzeugs bei Manövern mit hoher Dynamik, wie es in der EP 133 40 17 Al offenbart ist. Vorteilhaft ist daher vorgesehen, dass die korrelierende Größe die Querbeschleunigung selbst, die Lenkwinkelgeschwindigkeit, die Lenkradwinkelgeschwindigkeit, die Gierrate und/oder die aus der gemessen Gierrate und der in einem Fahrzeugmodell berechneten Soll-Gierrate gebildete Regelabweichung des Fahrzeugs und/oder Ableitungen von der Größe ist. Die für die Maßnahmen zur Kippverhinderung betrachtete korrelierende Größe kann dabei aus einem oder aus mehreren dieser Signale bestehen, wobei insbesondere eine Auswertung der Querbeschleunigung und der Lenkwinkel¬ bzw. Lenkradwinkelgeschwindigkeit im Hinblick auf die statischen und dynamischen Zustände des Fahrzeugs vorgesehen ist. Der Inhalt der ein dynamisches Fahrmanöver beschreibenden EP 133 40 17 Al und der Inhalt der ein quasistationäres Fahrmanöver beschreibenden EP 140 45 53 Al ist dabei Bestandteil des vorliegenden Verfahrens und der Vorrichtung nach der Erfindung.
Zweckmäßig ist, dass die korrelierende Größe eine Funktion aus der Fahrzeugquerbeschleunigung und deren zeitlicher Ableitung ist.
Vorteilhaft ist, dass das Fahrzeug beim Überschreiten des zweiten, niedrigeren Schwellenwertes ohne spürbare Kippneigungsänderung durch das Bremsen verzögert wird und beim Überschreiten des ersten Schwellenwertes mit einem der Kippneigung entgegenwirkenden Giermoment versehen wird, das mindestens über die Bremsdruckeinsteuerung in die Radbremse des kuvenäußeren Rades umgesetzt wird. Da auch ein eingeprägtes Giermoment zu einer leichten, kaum wahrnehmbaren Untersteuertendenz des Fahrzeugs führt, kann diese Untersteuertendenz bereits durch eine derartige Vorabbremsung ausgelöst werden, welche bei relativ niedrigem Niveau der Kippneigung ausgelöst wird, das mittels des zweiten Schwellenwerts überprüft wird.
Vorteilhaft kann diese leichte Untersteuertendenz komfortabel über das Bremsen des kurvenäußeren Vorder- und des kurvenäußeren Hinterrads erzeugt werden.
Vorteilhaft ist, dass in fahrdynamischen Situationen, in denen das Fahrzeug von einer Links- in eine Rechtskurve oder von einer Rechts- in eine Linkskurve (wechseldynamisches Manöver) gesteuert wird, beim Überschreiten der zweiten Schwelle auch Bremsdruck in das kurveninnere Rad eingesteuert wird. Ein wechseldynamisches Manöver ist die sogenannte „Fishhook^-Bewegung mit einem starken Wankmoment- Effekt. Das Manöver verlangt vom Fahrer, so schnell wie möglich einen Winkel von 270 Grad zu lenken und dann so schnell wie möglich 870 Grad in die entgegengesetzte Richtung zu lenken. Der Bahnverlauf eines typischen Angelhaken-Manövers wird in Figur 1 dargestellt. Das Fahrzeug fährt eine weite Kurve mit hoher Geschwindigkeit und hoher Querbeschleunigung (8-9 m/ss) , siehe Position a) . In dieser Fahrsituation führt der Fahrer eine schnelle und gefährliche Gegenlenkung aus, die dazu führt, dass das Fahrzeug sich überschlägt.
Bei einem derartigen Manöver führt der „zweistufige" ARP- Eingriff, bei dem erst im "Hook" von einem Fishhook Manöver (langsames Einlenken—>schnelles Gegenlenken) der erste Schwellenwert erreicht oder überschritten wird, durch den Vorabeingriff beim Überschreiten der zweiten Schwelle zu Vorteilen, die in dem schnelleren Druckaufbau bei der Gegenlenksituation, Reduzierung der Wankbewegung, Reduzierung der Nachgeschalteten Eingriffsstärke der Bremsung beim Überschreiten der ersten Schwelle und der Verringerung der Fahrzeuggeschwindigkeit bestehen. Dazu weist der Regler eine Wechselmanövererkennung z.B. entsprechend den Ausführungen in der EP 133 40 17 Al auf, über die ein frühzeitiger Eingriff evtl. auch an zwei Rädern mit abgesenkten ARP-Eintrittsschwellen erfolgt. Durch die Wechselmanövererkennung sind die Auswirkungen in der Fahrzeugführung gering.
Vorteilhaft kann durch Einsteuerung des niedrigen Bremsdrucks beim zweiten Schwellenwert, der erste Schwellenwert überschritten werden, um bei zulässiger Fahrzeugbeladung jeglicher Art ein Kippen sicher zu verhindern.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Der Pre_ARP Modus wird in Abhängigkeit von den zur ARP- Aktivierung herangezogenen Signalen gestartet. Die zweite Schwelle für die Aktivierung des Pre_ARP Modus liegt aber deutlich unter der ersten Schwelle für den ARP Eintritt. Der zweite Schwellenwert ist entweder ein fest vorgegebener Wert oder ein für den jeweiligen Fahrtzustand des Fahrzeugs ermittelter Wert. Er kann im Vorfeld durch Fahrversuche und mit Hilfe von Simulationen oder mit Hilfe eines Kennfeldes ermittelt werden. Oder aber der zweite Schwellenwert wird während des Betriebs des Fahrzeugs wenigstens in Abhängigkeit von der Querbeschleunigung, der Lenkwinkel¬ bzw, der Lenkradwinkelgeschwindigkeit, der Gierrate und/oder der aus der gemessen Gierrate und der in einem Fahrzeugmodell berechneten Soll-Gierrate gebildeten Regelabweichung ermittelt. Wird diese zweite Schwelle erreicht, werden die bekannten Trennventile der Bremsanlage (EP 0807039 Bl = P 7833) geschlossen und ein aktiver Druckaufbau eingeleitet, wie er aus dem ESP-Eingriff ( US 5,671,143) bekannt ist.
Die Dimensionierung, sowie die Zuordnung des Eingriffsrades des einzusteuernden Druckaufbaus wird durch den z.B. aus der DE 101 30 663 (P 10149) bekannten Algorithmus vorgenommen.
Über einen fahrzeugabhängigen Gewichtungsfaktor, der zwischen 0.2 und 0.8 liegt, kann eine Anpassung an die fahrzeugspezifischen Werte (Masse, Spurweite, Bremsanlage u.dgl.) vorgenommen werden. Eine Begrenzung des Absolutbremsdrucks, die Modell- oder Sensorgestützt überwacht werden kann, ist vorgesehen, um den beim Erreichen oder Überschreiten der zweiten Schwelle in mindestens ein Rad einzusteuernden Bremsdruck in seiner Höhe zu begrenzen. Vorzugsweise ist der einzusteuernde Bremsdrucks 25% des Blockierdruckniveaus. Das durch dieses Verfahren eingesteuerte Druckniveau reduziert geringfügig die Dynamik des Fahrzeugs (wie Versuche mit dem Algorithmus der P 10149 gezeigt haben), beeinflussen aber die Kipptendenz deutlich. Ein weiterer positiver Effekt des Pre_ARP Modus, ist die Reduzierung, des bei diesen Manövern nicht zu vernachlässigenden Aufschaukeins des Fahrzeugs (Rollbacks) , was sich im Anfangsbereich eines hochdynamisch gewünschten Druckaufbaus besonders negativ auswirkt. Die durch den Pre_ARP Modus etwas geringere Dynamik des Fahrzeugs (durch die Fahrzeugverzögerung) , sowie die sich schon im linearen Bereich befindliche Volumenaufnahme der Bremsanlage (des „betroffenen" Rades) erlauben es, den eigentlichen (harten) ARP-Eingriff, mit maximaler Systemdynamik, bei einem höheren ersten Schwellwert einzuleiten. Dies ergibt eine höhere Störsicherheit für Fehlanregelungen.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Unterdrücken einer seitlichen Kippneigung eines mindestens zweiachsigen und mindestens zweispurigen Fahrzeuges, bei dem beim Überschreiten eines ersten Schwellenwertes einer mit einer Fahrzeugquerbeschleunigung korrelierenden dynamischen und/oder statischen Größe maximale Bremsdrücke zur Kippverhinderung in die Radbremsen des Fahrzeugs eingesteuert werden, wobei der Schwellenwert einen Wert darstellt, bei welchem bei zulässiger Fahrzeugbeladung jeglicher Art eine Kippgefahr auftritt, dadurch gekennzeichnet, dass ein zweiter Schwellenwert einer mit der Fahrzeugquerbeschleunigung korrelierenden Größe vorgesehen ist, bei dessen Überschreitung niedrige Bremsdrücke eingesteuert werden, und der zweite Schwellenwert niedriger ist als der erste Schwellenwert und bei dem die mit der Fahrzeugquerbeschleunigung korrelierende Größe ein niedriges Kippneigungsniveau repräsentiert.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die korrelierende Größe die Querbeschleunigung, die Lenkwinkelgeschwindigkeit, die Gierrate und/oder die aus der gemessen Gierrate und der in einem Fahrzeugmodell berechneten Soll-Gierrate gebildete Regelabweichung des Fahrzeugs ist.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die korrelierende Größe eine Funktion aus der Fahrzeugquerbeschleunigung und deren zeitlicher Ableitung ist.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrzeug beim Überschreiten des zweiten, niedrigeren Schwellenwertes ohne spürbare Kippneigungsänderung durch das Bremsen verzögert wird und beim Überschreiten des ersten Schwellenwertes mit einem der Kippneigung entgegenwirkenden Giermoment versehen wird, das mindestens über die Bremsdruckeinsteuerung in die Radbremse des kuvenäußeren Rades umgesetzt wird.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass beim Überschreiten des zweiten Schwellenwertes ebenfalls Bremsdruck in die Radbremse des kurvenäußeren Rades eingesteuert wird.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in fahrdynamischen Situationen, „in denen das Fahrzeug so gesteuert wird, dass ein wechseldynamisches Manöver, zum Beispiel von einer Links- in eine Rechtskurve, ausführt, auch Bremsdruck in das kurveninnere Rad eingesteuert wird.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auch in das kurvenäußere Hinterrad des Fahrzeugs Bremsdruck eingesteuert wird.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass beim Überschreiten des zweiten Schwellenwertes ein Bremsdruck zwischen 8 und 30 bar eingesteuert wird.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der beim Überschreiten des zweiten Schwellenwerts eingesteuerte Bremsdruck auf einen Wert kleiner 25 % des Blockierdruckniveaus begrenzt wird.
10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Bremsdruck mit einem fahrzeugabhängigen Faktor zwischen 0,2 und 0,8 gewichtet wird.
11. Vorrichtung zum Unterdrücken einer seitlichen Kippneigung eines mindestens zweiachsigen und mindestens zweispurigen Fahrzeuges, mit einer Einrichtung zum Ermitteln einer mit einer Fahrzeugquerbeschleunigung korrelierenden dynamischen und/oder statischen Größe, die dessen Kippneigung repräsentiert, und einer Bremseinrichtung zum individuellen Bremsen jeden Jlads in Abhängigkeit von der Größe, dadurch ,,_,_ gekennzeichnet, dass die Vorrichtung die Bremseinrichtung so betätigt, dass das Fahrzeug ohne eine spürbare Giermomentänderung durch das Bremsen verzögert wird, wenn die Kippneigungsgröße einen zweiten Schwellenwert überschreitet, der ein relativ niedriges Kippneigungsniveau repräsentiert, und die Vorrichtung die Bremseinrichtung so betätigt, dass das Fahrzeug mit einem der Kippneigung entgegenwirkenden Giermoment versehen wird, wenn die Kippneigungsgröße einen bestimmten ersten Schwellenwert überschreitet, der größer ist als der zweite Schwellenwert und ein relativ hohes Kippneigungsniveau repräsentiert.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11, gekennzeichnet durch Querbeschleunigungssensor, einen Lenkwinkelsensor, einen Gierratensensor und einem Fahrzeugmodell zur Bestimmung einer Soll-Gierrate, die mit der Einrichtung zum Ermitteln einer mit einer Fahrzeugquerbeschleunigung korrelierenden dynamischen und/oder statischen Größe, die die Kippneigung des Fahrzeugs repräsentiert, verbunden sind.
EP05762874A 2004-06-25 2005-06-24 Verfahren und vorrichtung zum unterdrücken einer seitlichen kippneigung eines fahrzeuges Withdrawn EP1758775A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102004030891 2004-06-25
PCT/EP2005/052965 WO2006000574A1 (de) 2004-06-25 2005-06-24 Verfahren und vorrichtung zum unterdrücken einer seitlichen kippneigung eines fahrzeuges

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Publication Number Publication Date
EP1758775A1 true EP1758775A1 (de) 2007-03-07

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