EP3544868A1 - Verfahren und steuergerät zum erkennen von kritischen fahrsituationen eines kraftzweirads - Google Patents

Verfahren und steuergerät zum erkennen von kritischen fahrsituationen eines kraftzweirads

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EP3544868A1
EP3544868A1 EP17781081.9A EP17781081A EP3544868A1 EP 3544868 A1 EP3544868 A1 EP 3544868A1 EP 17781081 A EP17781081 A EP 17781081A EP 3544868 A1 EP3544868 A1 EP 3544868A1
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EP
European Patent Office
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angle
current
max
slip angle
slip
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP17781081.9A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Hardy Haas
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
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Withdrawn legal-status Critical Current

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    • B60T2230/02—Side slip angle, attitude angle, floating angle, drift angle
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    • B60T2230/00—Monitoring, detecting special vehicle behaviour; Counteracting thereof
    • B60T2230/03—Overturn, rollover

Definitions

  • the invention relates to methods for detecting critical driving situations of a power dual-wheel. Furthermore, the invention relates to a control device which is configured to carry out such a method and one with such
  • Control unit equipped power two wheel.
  • Power two-wheelers sometimes also referred to as motorcycles, are motorized vehicles in which a front wheel and a rear wheel are arranged one behind the other and are therefore single-tracked.
  • Such single-lane vehicles are particularly prone to accidents due to their ability to tip sideways across the direction of travel can. It is therefore desirable to recognize critical driving situations that can cause the bicycle to tip over and thus cause a dangerous accident at an early stage and, if possible, to avoid or counteract them or to mitigate their consequences.
  • the detection of an instability takes place via an observation of a driver's request (target yaw rate, calculated from the steering angle) and an actual vehicle reaction (actual yaw rate). Similar strategies exist with the observation of an estimated slip angle ⁇ and a calculated wheel slip angle a. If there are clear differences between setpoint and actual values, corrective action can be taken via motor and brake interventions.
  • roll angles ⁇ are typically in the range of ⁇ 50 °, while in two-lane modern vehicles in the
  • a method for detecting critical driving situations of a power dual-wheeled vehicle comprises at least the following steps: first becomes a current one
  • Slip angle cii and a current differentiated slip angle dcii of the front wheel and / or a current slip angle 02 and a current differentiated slip angle dci2 of the rear wheel determined. Furthermore, a current roll angle ⁇ of the power dual-wheel is also determined.
  • the determined current slip angles cii, 02 and differentiated slip angles dcii, dci2 are then compared with respectively associated predetermined values ai.max, ci2, max, dai.max, dci2, max maximum allowable slip angle and maximum allowable different slip angle.
  • the current roll angle ⁇ is compared with a predetermined value ⁇ ma x of a maximum allowable roll angle. When at least one of the current slip angle cii, 02 is greater than the associated predetermined value ai, m ax, ci2, max of the maximum allowable skew angle, and at least one of the current differentiated
  • Slip angle dai, da2 is greater than the associated predetermined value lCll.max j C1CI2, max of the maximum allowable differentiated slip angle and the current roll angle ⁇ is greater than the predetermined value ⁇ ma x of the maximum allowable roll angle, a so-called criticality signal is generated.
  • This criticality signal may be an electronic signal and may then be transmitted, for example, to another component of the power-assisted bicycle in order to induce it to initiate suitable measures, for example to stabilize the vehicle.
  • Power Zweirad which is configured to carry out a method according to an embodiment of the first aspect of the invention.
  • a power bicycle having a controller according to an embodiment of the second aspect of the invention.
  • Embodiments of the invention may, in particular, be a solution for detecting instabilities in power two-wheelers based on a
  • Slip angle of a wheel of the power wheel can be understood as an angle between a speed vector in Radaufstands Maschinen and a section line between Radmittenebene and roadway level.
  • a time-dependent skew angle change is also called
  • the roll angle of a power dual-wheel is also referred to herein as a roll angle and refers to a tilting
  • Vehicle longitudinal axis and the steering direction of a steered wheel, as well as vehicle speed can be measured by sensors suitable.
  • Slip angle, as well as the current roll angle to determine and compare these variables with certain predefined limits or maximum allowable values. At least if all three determined values are at the same time greater than the respective limit values, the present or at least immediate imminence of a critical driving situation,
  • Stabilization of the power two-wheeler are triggered. It is conceivable, e.g. an intervention in known slip-based ASR (Anti-Slip Regulation) and ABS (Anti-lock Braking System) regulations, a generation of additional, stabilizing
  • Additional forces may be generated, for example, by use of aerodynamic spoilers or flaps, pyrotechnic recoil forces, ejection of fluids stored in pressure tanks, or by use of gyros.
  • functions that warn, for example, other vehicles on slippery roads (so-called Bike-to-X information) or in the event of an accident trigger an airbag and / or call for help (eCall).
  • the current slip angle cii, 02 and the current differentiated slip angle dcii, dci2 can be determined for both the front wheel and the rear wheel.
  • Increased value ai, ma x, incr of a maximum allowable slip angle of the front wheel increases as long as the determined current slip angle 02 of the rear wheel is less than a reduced predetermined value a2, max, decr of the maximum allowable slip angle of the rear wheel.
  • 02 can remain in the stable range in many situations, ie below a2, max, decr.
  • the increased value cii.max, incr serves as a threshold. If at high tilt then the rear axle becomes unstable, it is preferable to immediately, i. without filter times, the threshold set to low.
  • Power bicycle usually behaves differently when the road surface is over
  • Front wheel such a range or occurs in these first and only then follows the rear wheel.
  • Front wheel does not necessarily lead to a fall, because the front wheel, if it quickly reaches a grippy road surface, often can stabilize by itself again.
  • the limit ai, ma x of the maximum permissible slip angle of the front wheel can be at least temporarily increased to an increased value ai, ma x, incr, as long as the rear wheel has a low slip angle, especially as long as the slip angle of the rear wheel is less than reduced predetermined value a2, max, decr of the maximum allowable slip angle remains.
  • ai, ma x, incr can, for example, order
  • a2, max, decr may be at least 0.1-1.5% less than a2, max.
  • According to one embodiment is further determined in the method, whether a brake of the motor two-wheeler is actuated, and upon detection of an actuation of the brake the predetermined value ⁇ t> ma x the maximum permissible roll angle to a reduced value ⁇ t> ma x is a maximum decr of permissible roll angle is reduced.
  • the reduced value ⁇ ma x, decr may be at least 30-50% less than ⁇ t> ma x and set, for example, for a limited period of time between 100ms to 1000ms or for a period of time within which the brake application is detected.
  • the current slip angle cii, 02 of the front wheel and / or the rear wheel is determined based on a measurement of a current slip angle ⁇ of the power dual wheel.
  • the current slip angle ⁇ of the front wheel of a power Zweirads be determined based on a measurement of a current slip angle ß of the power Zweirads and taking into account a determined current steering angle ⁇ of the power Zweirads.
  • the steering angle i. the angle at which the front wheel of the power wheel is turned relative to the vehicle longitudinal axis is not generally monitored so far in power two-wheeled, unless active steering damper should be controlled controlled.
  • active steering damper should be controlled controlled.
  • the steering angle can be monitored, for example, with a steering angle sensor, so that from data of the steering angle sensor together with data of the float angle indicating sensor, the current slip angle of the front wheel can be accurately calculated or at least estimated.
  • the power dual-wheel system presented herein may therefore preferably include a sensor, a data memory, a
  • the Sensor is to determine the current slip angle cii, 02 of the front wheel and / or the rear wheel, the current differentiated
  • the data memory is for storing predetermined values ai, m ax, ci2, max maximum allowable
  • Corresponding values can be determined in advance, for example by means of experiments or by simulations, and can preferably be stored in the data memory even before a start of operation of the control device, if possible in non-volatile form.
  • Data processing unit is for comparing the current skew angle cii, 02 with the associated predetermined value ai, ma x, ci2, max of a maximum allowable skew angle, for comparing the current differentiated skew angle dcii, dci2 with the associated predetermined value dai, ma x, dci2, max a maximum allowable differentiated slip angle and for comparing the current roll angle ⁇ with the predetermined value ⁇ max ma of a maximum allowable roll angle designed.
  • the signal generating unit is for generating the criticality signal when at least one of the determined current slip angle ⁇ , 02 is greater than the associated predetermined
  • the sensor system can advantageously collect data or sensor signals that allow a conclusion to a current driving situation, and these data or sensor signals can then from the data processing unit taking into account previously stored in the data memory maximum allowable limits or from these derived, temporarily modified threshold criteria determine for the presence of a critical driving situation and possibly output via the signal generating unit a corresponding criticality signal and, for example, to others
  • the senor also has a
  • Steering angle sensor for determining a current steering angle ⁇ of the front wheel of the power dual wheel and a float angle sensor for determining a current slip angle ß of the power dual-wheel has.
  • the steering angle sensor and the float angle sensor may be configured as separate sensors or implemented as part of a common vehicle sensor system.
  • the data processing unit is then configured to update the current ones
  • Slip angle cii, 02 and the current differentiated slip angle dcii, dci2 derive from the slip angle detected by the float angle sensor, taking into account determined by the steering angle sensor steering angles.
  • the consideration currently determined steering angle can allow a particularly accurate and reliable detection of critical driving situations.
  • the power dual-wheel further comprises a so-called safety device.
  • the safety device can be designed to improve the safety of the power rider or the driver by activating it.
  • the safety device can be a
  • Anti-skid control an anti-skid control, an additional side stabilizing force generating device, a riot point increasing device, a warning signal output device, a device for activating safety devices and / or a safety device
  • the controller may in this case be configured by means of the generated
  • Criticality signal to activate the safety device. In this way, when detected critical driving situation by activating the
  • Safety device e.g. be actively intervened in the driving dynamics of the power to stabilize this, or it may be taken other safety-enhancing measures.
  • Fig. 1 shows a power dual-wheel according to an embodiment of the present invention.
  • Fig. 2 shows a schematic top view of a power dual wheel for illustrating steering and float angles.
  • Fig. 3 shows a schematic front view of a power dual wheel for illustrating a roll angle.
  • FIG. 1 shows a power dual-wheel 1 configured by means of a specially designed control unit 3 for carrying out the method for detecting critical driving situations proposed herein.
  • the power dual-wheel 1 has a sensor 5, which may be configured in particular in the form of an initial sensor, and by means of which a data processing unit 6 of the control unit 3 is enabled, current slip angle of the
  • the sensor system can be designed to measure or determine a current slip angle of the power dual wheel 1 and can thus act as a float angle sensor 21.
  • the sensor 5 is shown as a separate component, but may also be integrated into the control unit 3.
  • the power dual-wheel 1 has a steering angle sensor 11, by means of which a current steering angle, with which the front wheel 7 is deflected, can be determined.
  • a data memory 13 is provided in the predetermined values for maximum allowable Slip angle, maximum permissible values for differentiated slip angles and maximum permissible values for the roll angle can be stored.
  • a wheel speed sensor 15, 17 are provided for the front wheel 7 and the rear wheel 9 are also each a wheel speed sensor 15, 17 are provided.
  • a signal generating unit 19 is provided in the control unit 3 in order to output a criticality signal upon detection of a critical driving situation.
  • the criticality signal can be a
  • Safety device 23 of the power wheel e.g. to stabilize the
  • Radaufstandstician and a line of intersection between Radmittenebene and the road surface can be determined or estimated with knowledge of the current steering angle ⁇ and the current float angle ß.
  • a method or a recognition algorithm has been developed which can reliably distinguish stable from unstable driving conditions.
  • the slip angle ⁇ and the differential skew angle da at least one of the wheels and the roll angle ⁇ are continuously or periodically monitored and compared with associated maximum allowable values while exceeding the limits for all three sizes from the presence of instability and issued a criticality signal.
  • instability it is further distinguished whether there is a road surface with a homogeneous coefficient of friction or whether the roadway has points with lower ⁇ -patches. This can be important because of it
  • the intervention threshold ai, ma x is at least temporarily increased to a higher value ai, max, incr, as long as the rear axle has small slip angles ⁇ 2 ⁇ less than a reduced value a2, max, decr.
  • the rear wheel 9 In the case of a longer low-patches with a large friction coefficient difference, the rear wheel 9 also becomes unstable. Then it may be advantageous to reduce the intervention threshold for cii.max back to normal.
  • Suitable parameter selection thus prevents incorrect intervention in the case of short instabilities, but triggers a necessary intervention for longer instabilities.
  • the instability detection on the front wheel 7 can thus also dependent on

Abstract

Es wird ein Verfahren und ein Steuergerät (3) zum Erkennen von kritischen Fahrsituationen eines Kraftzweirads (1) beschrieben. Das Verfahren umfasst die folgenden Schritte: Ermitteln eines aktuellen Schräglaufwinkels (α1) sowie eines aktuellen differenzierten Schräglaufwinkels (dα1) des Vorderrads (7) und/oder des Hinterrads (9); und Ermitteln eines aktuellen Wankwinkels (Φ); Vergleichen der ermittelten Schräglauf- und differenzierten Schräglaufwinkel (α1, α2, dα1, dα2) mit jeweils zugehörigen vorbestimmten Werten (α1, max, α2, max, dα1, max, dα2, max) maximal zulässiger Schräglaufwinkel bzw. maximal zulässiger differenzierter Schräglaufwinkel; und Vergleichen des aktuellen Wankwinkels (Φ) mit einem vorbestimmten Wert (Φmax) eines maximal zulässigen Wankwinkels; Generieren eines Kritikalitätssignals, wenn zumindest einer der aktuellen Schräglaufwinkel (α1, α2) größer ist als der zugehörige vorbestimmte Wert (α1, max, α2, max) des maximal zulässigen Schräglaufwinkels und zumindest einer der aktuellen differenzierten Schräglaufwinkel (dα1, dα2) größer ist als der zugehörige vorbestimmte Wert (dα1, max, dα2, max) des maximal zulässigen differenzierten Schräglaufwinkels und der aktuelle Wankwinkel (Φ) größer ist als der vorbestimmte Wert (Φmax) des maximal zulässigen Wankwinkels. Kritische Fahrsituationen können mittels des Verfahrens zuverlässig erkannt werden und gegebenenfalls Maßnahmen zur Stabilisierung des Kraftzweirads oder andere Sicherheitserhöhende Maßnahmen ergriffen werden. Auch speziellen Fahrsituationen wie das Überfahren von low-μ-patches oder ein Bremsen während einer Kurverfahrt können geeignet berücksichtigt werden.

Description

Beschreibung
Verfahren und Steuergerät zum Erkennen von kritischen Fahrsituationen eines Kraftzweirads
Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft Verfahren zum Erkennen von kritischen Fahrsituationen eines Kraftzweirads. Ferner betrifft die Erfindung ein Steuergerät, welches zum Ausführen eines solchen Verfahrens konfiguriert ist sowie ein mit einem solchen
Steuergerät ausgestattetes Kraftzwei rad.
Stand der Technik Als Kraftzweiräder, manchmal auch als Motorräder bezeichnet, werden motorisierte Fahrzeuge verstanden, bei denen ein Vorderrad und ein Hinterrad hintereinander angeordnet sind und die daher einspurig sind. Solche einspurigen Fahrzeuge sind aufgrund ihrer Möglichkeit, quer zur Fahrtrichtung seitlich umkippen zu können, besonders unfallgefährdet. Es wird daher angestrebt, kritische Fahrsituationen, die ein Umkippen des Zweirads und somit einen gefährlichen Unfall bewirken können, frühzeitig zu erkennen und möglichst zu vermeiden bzw. ihnen entgegenzuwirken oder ihre Folgen zu mildern.
Eine häufige Ursache von Kurvenunfällen mit motorisierten Zweirädern, ohne Fremdbeteiligung anderer Fahrzeuge, stellt ein übermäßiges Über- oder
Untersteuern des Fahrzeugs mit seitlichem Ausbrechen eines oder beider Räder dar. Diese Situationen werden hauptsächlich durch überhöhte
Kurvengeschwindigkeiten, zu starkes Beschleunigen oder Bremsen in
Schräglage oder durch einen Fahrbahnabschnitt mit geringem Reibwert zwischen Reifen und Straße, d.h. einen sogenannten low^-patch, provoziert.
Insbesondere der letztgenannte Fall wird auch von erfahrenen Motorradfahren gefürchtet. Bei zweispurigen Fahrzeugen sind äußerst effektive Systeme zur Verhinderung von übermäßigem Über-oder Untersteuern auf dem Markt weit verbreitet, z.B. Fahrdynamikregelungen wie das ESP® (Elektronisches Stabilisierungs
Programm). Die Erkennung einer Instabilität erfolgt dabei über eine Beobachtung eines Fahrerwunschs (Soll-Gierrate, berechnet aus dem Lenkwinkel) und einer tatsächlichen Fahrzeugreaktion (Ist-Gierrate). Ähnliche Strategien bestehen auch mit der Beobachtung eines geschätzten Schwimmwinkels ß und einem daraus berechneten Radschräglaufwinkel a. Bei deutlichen Unterschieden zwischen Soll-und Ist-Werten kann über Motor-und Bremseingriffe korrigierend eingegriffen werden.
Bei einspurigen Kraftzwei rädern ist die Fahrdynamik deutlich anspruchsvoller als bei zweispurigen PKWs. Beispielsweise liegen Wankwinkel Φ typischerweise im Bereich von ± 50°, während bei zweispurigen modernen Fahrzeugen im
Allgemeinen kleinere Wankwinkel von ±7° auftreten. Neben der anspruchsvollen Fahrdynamik sind auch die Folgen einer Überschreitung der physikalischen Grenzen oft gravierender. So führen selbst kurze Instabilitäten wie zum Beispiel durch ein low^-patch bei Kraftzweirädern teils zu schweren Unfällen. Ein Pkw würde nur kurz rutschen oder seitlich leicht versetzen.
Vor dem Hintergrund vergleichsweise hoher Unfallzahlen wurden daher auch für Kraftzweiräder Anstrengungen unternommen, durch verbesserte Sensorik und Schätzalgorithmen die bereits vorhandenen Fahrdynamikfunktionen für Bremsen und Beschleunigungen kurventauglich zu machen. Zurzeit befinden sich ein Schätzalgorithmus zur Ermittlung des Motorrad-Schwimmwinkels und eine damit mögliche Berechnung der Radschräglaufwinkel bei Kraftzweirädern vorne und hinten auf dem Weg zur Serienreife.
Offenbarung der Erfindung Vorteile der Erfindung
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können in vorteilhafter Weise ermöglichen, kritische Fahrsituationen eines Kraftzweirads mit hoher
Zuverlässigkeit zu erkennen, um beispielsweise Maßnahmen zur Vermeidung oder zur Verringerung eines Schweregrads eines Unfalls rechtzeitig einleiten zu können, andere Verkehrsteilnehmer warnen zu können und/oder gegebenenfalls Hilfe ordern zu können. Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Erkennen von kritischen Fahrsituationen eines Kraftzweirads vorgeschlagen. Das Verfahren umfasst zumindest die folgenden Schritte: zunächst wird ein aktueller
Schräglaufwinkel cii sowie ein aktueller differenzierter Schräglaufwinkels dcii des Vorderrads und/oder ein aktueller Schräglaufwinkel 02 sowie ein aktueller differenzierter Schräglaufwinkel dci2 des Hinterrads ermittelt. Ferner wird auch ein aktueller Wankwinkel Φ des Kraftzweirads ermittelt. Die ermittelten aktuellen Schräglaufwinkel cii, 02 und differenzierten Schräglaufwinkel dcii, dci2 werden dann mit jeweils zugehörigen vorbestimmten Werten ai.max, ci2,max, dai.max, dci2,max maximal zulässiger Schräglaufwinkel bzw. maximal zulässiger differenzierter Schräglaufwinkel verglichen. Ergänzend wird der aktuelle Wankwinkel Φ mit einem vorbestimmten Wert Φ max eines maximal zulässigen Wankwinkels verglichen. Wenn zumindest einer der aktuellen Schräglaufwinkel cii, 02 größer ist als der zugehörige vorbestimmte Wert ai,max, ci2,max des maximal zulässigen Schräglaufwinkels und zumindest einer der aktuellen differenzierten
Schräglaufwinkel dai, da2 größer ist als der zugehörige vorbestimmte Wert lCll.maxj C1CI2, max des maximal zulässigen differenzierten Schräglaufwinkels und der aktuelle Wankwinkel Φ größer ist als der vorbestimmte Wert Φ max des maximal zulässigen Wankwinkels, wird ein sogenanntes Kritikalitätssignals generiert. Dieses Kritikalitätssignal kann ein elektronisches Signal sein und kann dann beispielsweise an eine andere Komponente des Kraftzweirads übermittelt werden, um diese zum Einleiten geeigneter Maßnahmen beispielsweise zur Stabilisierung des Fahrzeugs veranlassen.
Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung wird ein Steuergerät für ein
Kraftzweirad beschrieben, welches dazu konfiguriert ist, ein Verfahren gemäß einer Ausführungsform des ersten Aspekts der Erfindung auszuführen.
Gemäß einem dritten Aspekt der Erfindung wird ein Kraftzweirad beschrieben, welches ein Steuergerät gemäß einer Ausführungsform des zweiten Aspekts der Erfindung aufweist.
Ideen zu Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können unter anderem als auf den nachfolgend beschriebenen Gedanken und Erkenntnissen beruhend angesehen werden. Ausführungsformen der Erfindung können insbesondere eine Lösung zur Erkennung von Instabilitäten bei Kraftzweirädern basierend auf einer
verbesserten Schätzung von fahrdynamisch wichtigen Größen wie
Schräglaufwinkel, Schräglaufwinkel-Änderung und Rollwinkel. Der
Schräglaufwinkel eines Rades des Kraftzweirads kann dabei als ein Winkel zwischen einem Geschwindigkeitsvektor im Radaufstandspunkt und einer Schnittlinie zwischen Radmittenebene und Fahrbahnebene verstanden werden. Eine zeitabhängige Schräglaufwinkel-Änderung wird hierbei auch als
differenzierter Schräglaufwinkel, d.h. eine zeitliche Ableitung des
Schräglaufwinkels, bezeichnet. Der Rollwinkel eines Kraftzweirads wird hierin auch als Wankwinkel bezeichnet und bezieht sich auf eine verkippende
Lageänderung des Kraftzweirads seine Längsachse herum. Weiter benötigte Eingangsinformationen wie Lenkwinkel, d.h. ein Winkel zwischen der
Fahrzeuglängsachse und der Lenkrichtung eines gelenkten Rades, sowie Fahrzeuggeschwindigkeit können über Sensoren geeignet gemessen werden.
Dabei wurde erkannt, dass es zum Detektieren von kritischen Fahrsituationen bei einem Kraftzweirad im Allgemeinen ausreichen kann, den aktuellen
Schräglaufwinkel zumindest eines der Fahrzeugräder, die aktuelle zeitliche Änderung dieses Schräglaufwinkels, das heißt den differenziellen
Schräglaufwinkel, sowie den aktuellen Wankwinkel zu ermitteln und diese Größen mit bestimmten vordefinierten Grenzwerten bzw. maximal zulässigen Werten zu vergleichen. Zumindest wenn alle drei ermittelten Werte gleichzeitig größer als jeweilige Grenzwerte sind, kann von dem Vorliegenden oder zumindest unmittelbaren Bevorstehen einer kritischen Fahrsituation,
insbesondere einer instabilen Fahrsituation, ausgegangen werden und es können geeignete Maßnahmen durch Ausgeben des Kritikalitätssignals eingeleitet werden.
Bei Erkennen einer Instabilität können beispielsweise Maßnahmen zur
Stabilisierung des Kraftzweirads ausgelöst werden. Denkbar ist z.B. ein Eingriff in bekannte schlupfbasierte ASR- (Antischlupfregelung) und ABS-Regelungen (Antiblockiersystem), eine Erzeugung von zusätzlichen, stabilisierenden
Seitenkräften oder Erhöhung von Aufstandskräften. Eine Erzeugung zusätzlicher Kräfte kann z.B. durch eine Nutzung von aerodynamischen Spoilern oder Klappen, pyrotechnischen Rückstoßkräften, Ausstoß von in Drucktanks gespeicherten Fluiden oder durch Nutzung von Kreiseln erfolgen. Denkbar sind aber auch Funktionen, die z.B. andere Fahrzeuge vor glatter Fahrbahn warnen (sog. Bike-to-X Informationen) oder im Falle eines Unfalls einen Airbag auslösen und/oder Hilfe herbeirufen (eCall).
Gemäß einer Ausführungsform können der aktuelle Schräglaufwinkel cii, 02 und der aktuelle differenzierte Schräglaufwinkel dcii, dci2 sowohl für das Vorderrad als auch für das Hinterrad ermittelt werden. Dabei wird der vorbestimmte Wert ai,max des maximal zulässigen Schräglaufwinkels des Vorderrads auf einen
gesteigerten Wert ai,max, incr eines maximal zulässigen Schräglaufwinkels des Vorderrads erhöht, solange der ermittelte aktuelle Schräglaufwinkel 02 des Hinterrads geringer als ein reduzierter vorbestimmter Wert a2,max,decr des maximal zulässigen Schräglaufwinkels des Hinterrads ist.
Mit anderen Worten kann 02 in vielen Situationen im stabilen Bereich bleiben, also unterhalb von a2,max,decr. In diesen Situationen dient der gesteigerte Wert cii.max, incr als Schwellenwert. Wenn bei hoher Schräglage dann die Hinterachse instabil wird, wird vorzugsweise sofort, d.h. ohne Filterzeiten, der Schwellenwert auf heruntergesetzt.
Dem liegt die Erkenntnis zugrunde, dass ein eine Kurve durchfahrendes
Kraftzweirad sich gewöhnlich anders verhält, wenn die überfahrene Fahrbahn
Stellen mit niedrigem Reibwert, d.h. low^-patches, aufweist, als wenn die überfahrene Fahrbahn einen homogenen Reibwert aufweist. Bei lokal begrenzten Bereichen mit reduziertem Reibwert überquert normalerweise zuerst das
Vorderrad einen solchen Bereich bzw. tritt in diesen zuerst ein und erst dann folgt das Hinterrad.
Insbesondere beim Überfahren eines verhältnismäßig kleinen Bereichs mit reduziertem Reibwert treten am Vorderrad, bedingt durch die Lenkkinematik, mäßige bis starke Lenkwinkel und Schräglaufwinkel auf, während das Hinterrad nur bei langen low^-patches mit großem Reibwertunterschied Instabilitäten aufweist. Es wurde beobachtet, dass mäßig hohe Schräglaufwinkel am
Vorderrad nicht zwangsläufig zu einem Sturz führen brauchen, da sich das Vorderrad, sofern es schnell wieder einen griffigen Fahrbahnbelag erreicht, oft von selbst wieder stabilisieren kann.
Allerdings kann eine auch nur kurz währende Instabilität ein Erkennen einer vermeintlich kritischen Fahrsituation bewirken, woraufhin dann entsprechende Eingriffe in die Fahrdynamik des Fahrzeugs ausgelöst würden. Um eine solche Fehlerkennung möglichst zu vermeiden, kann der Grenzwert ai,max des maximal zulässigen Schräglaufwinkels des Vorderrads zumindest zeitweilig auf einen gesteigerten Wert ai,max, incr erhöht werden, solange das Hinterrad einen geringen Schräglaufwinkel aufweist, insbesondere solange der Schräglaufwinkel des Hinterrads geringer als ein reduzierter vorbestimmter Wert a2,max,decr des maximal zulässigen Schräglaufwinkels bleibt. ai,max, incr kann beispielsweise um
wenigstens 2 - 6 % höher sein als ai,max; a2,max,decr kann beispielsweise um wenigstens 0,1 - 1,5 % geringer sein als a2,max.
Die Unterscheidung zwischen kritischen und unkritischen Fahrsituationen kann somit insbesondere im Fall des Überfahrens von kurzen Fahrbahnbereichen reduzierten Reibwerts verbessert werden.
Gemäß einer Ausführungsform wird bei dem Verfahren ferner ermittelt, ob eine Bremse des Kraftzweirads betätigt wird und bei Erkennen eines Betätigens der Bremse wird der vorbestimmte Wert <t> max des maximal zulässigen Wankwinkels auf einen verringerten Wert <t> max,decr des maximal zulässigen Wankwinkels reduziert wird.
Dem liegt die Beobachtung zugrunde, dass ein eine Kurve durchfahrendes und sich somit in Schräglage befindliches Kraftzweirad bei Betätigen der Bremse im allgemeinen sehr schnell aufrichtet. Dies würde eventuell bewirken, dass das dritte Kriterium, nämlich das Überschreiten des maximal zulässigen Wankwinkels Φ max plötzlich nicht mehr erfüllt wäre und somit fälschlicherweise nicht mehr von dem Vorliegen einer kritischen Fahrsituation ausgegangen würde. Um dies zu vermeiden, kann, wenn erkannt wird, dass die Fahrzeugbremse betätigt wird, der vorbestimmte Wert des maximal zulässigen Wankwinkels automatisch auf einen verringerten Wert Φ max,decr reduziert werden. Der verringerte Wert Φ max,decr kann beispielsweise um wenigstens 30-50% geringer sein als <t> max und beispielsweise für eine begrenzte Zeitdauer von zwischen 100ms bis 1000ms oder für eine Zeitdauer, innerhalb derer die Bremsbetätigung festgestellt wird, eingestellt werden.
Die Erkennung kritischer Fahrsituationen kann damit auch beim Bremsen während einer Kurvenfahrt verbessert werden. Gemäß einer Ausführungsform wird der aktuelle Schräglaufwinkel cii, 02 des Vorderrads und/oder des Hinterrads basierend auf einer Messung eines aktuellen Schwimmwinkels ß des Kraftzweirads ermittelt.
Unter einem Schwimmwinkel kann hierbei ein Winkel zwischen der
Bewegungsrichtung des Fahrzeugs im Schwerpunkt und der
Fahrzeuglängsachse verstanden werden. Bei hohen Querbeschleunigungen gilt der Schwimmwinkel oft als Maß für eine Beherrschbarkeit eines Fahrzeugs. Inzwischen verfügbare Sensorik für Kraftzwei räd er, insbesondere eine mit Inertialsensoren ausgestattete Sensorik, ermöglicht ein genaues Messen oder zumindest Abschätzen eines aktuellen Schwimmwinkels des Fahrzeugs.
Insbesondere ermöglichen bestimmte, zum Teil neu entwickelte Algorithmen, den aktuellen Schräglaufwinkel eines Rades aus einem ermittelten Schwimmwinkel des gesamten Kraftzweirads abzuleiten oder zumindest abzuschätzen. Dies gilt insbesondere für das Hinterrad.
Gemäß einer Ausführungsform kann der aktuelle Schräglaufwinkel αι des Vorderrads eines Kraftzweirads basierend auf einer Messung eines aktuellen Schwimmwinkels ß des Kraftzweirads und unter Berücksichtigung eines ermittelten aktuellen Lenkwinkels δ des Kraftzweirads ermittelt werden.
Der Lenkwinkel, d.h. der Winkel, um den das Vorderrad des Kraftzweirads relativ zur Fahrzeuglängsachse eingeschlagen ist, wird bisher bei Kraftzweirädern im Allgemeinen nicht überwacht, es sei denn, aktive Lenkungsdämpfer sollen geregelt angesteuert werden. Es wurde jedoch erkannt, dass insbesondere für die Erkennung kritischer Fahrsituationen ein genaues Ermitteln des aktuellen Schräglaufwinkels bzw. des aktuellen differenzierten Schräglaufwinkels des Vorderrads nicht nur durch Messung des Schwimmwinkels des gesamten Kraftzweirads sondern auch unter Berücksichtigung des aktuellen Lenkwinkels nötig bzw. vorteilhaft sein kann. Der Lenkwinkel kann beispielsweise mit einem Lenkwinkelsensor überwacht werden, sodass aus Daten des Lenkwinkelsensors zusammen mit Daten einer den Schwimmwinkel angebenden Sensorik der aktuelle Schräglaufwinkel des Vorderrads genau berechnet oder zumindest abgeschätzt werden kann.
Gemäß einer Ausführungsform kann das hierin vorgestellte Kraftzweirad daher vorzugsweise eine Sensorik, einen Datenspeicher, eine
Datenverarbeitungseinheit und eine Signalerzeugungseinheit aufweisen. Die Sensorik ist dabei zum Ermitteln des aktuellen Schräglaufwinkels cii, 02 des Vorderrads und/oder des Hinterrads, des aktuellen differenzierten
Schräglaufwinkels dai, dci2 des Vorderrads und/oder des Hinterrads sowie des aktuellen Wankwinkels Φ des Kraftzweirads ausgelegt. Der Datenspeicher ist zum Speichern vorbestimmter Werte ai,max, ci2,max maximal zulässiger
Schräglaufwinkel, vorbestimmter Werte dai.max, dci2,max maximal zulässiger differenzierter Schräglaufwinkel und des vorbestimmten Werts <t> max des maximal zulässigen Wankwinkels ausgelegt. Entsprechende Werte können vorab ermittelt werden, beispielsweise durch Versuche oder durch Simulationen, und können vorzugsweise bereits vor einer Betriebsaufnahme des Steuergeräts in dem Datenspeicher abgelegt werden, möglichst in nicht-flüchtiger Form. Die
Datenverarbeitungseinheit ist zum Vergleichen des aktuellen Schräglaufwinkels cii, 02 mit dem zugehörigen vorbestimmten Wert ai,max, ci2,max eines maximal zulässigen Schräglaufwinkels, zum Vergleichen des aktuellen differenzierten Schräglaufwinkels dcii, dci2 mit dem zugehörigen vorbestimmten Wert dai,max, dci2,max eines maximal zulässigen differenzierten Schräglaufwinkels und zum Vergleichen des aktuellen Wankwinkels Φ mit dem vorbestimmten Wert Φ max eines maximal zulässigen Wankwinkels ausgelegt. Die Signalerzeugungseinheit ist zum Generieren des Kritikalitätssignals, wenn zumindest einer der ermittelten aktuellen Schräglaufwinkel αι, 02 größer ist als der zugehörige vorbestimmte
Wert cii ,max, Ö2,max des maximal zulässigen Schräglaufwinkels und zumindest einer der ermittelten aktuellen differenzierten Schräglaufwinkel dai, da2 größer ist als der zugehörige vorbestimmte Wert dai,max, dci2,max des maximal zulässigen differenzierten Schräglaufwinkels und der ermittelte aktuelle Wankwinkel Φ größer ist als der vorbestimmte Wert 0 max des maximal zulässigen Wankwinkels, ausgelegt.
Die Sensorik kann dabei vorteilhaft Daten oder Sensorsignale sammeln, die einen Rückschluss auf eine aktuelle Fahrsituation zulassen, und diese Daten oder Sensorsignale können dann von der Datenverarbeitungseinheit unter Berücksichtigung von in dem Datenspeicher zuvor abgelegten maximal zulässigen Grenzwerten bzw. aus diesen abgeleiteten, temporär modifizierten Grenzwerten Kriterien für das Vorliegen einer kritischen Fahrsituation ermitteln und gegebenenfalls über die Signalerzeugungseinheit ein entsprechendes Kritikalitätssignal ausgeben und beispielsweise an andere
Fahrzeugkomponenten übermitteln. Gemäß einer Ausführungsform weist die Sensorik dabei ferner einen
Lenkwinkelsensor zum Ermitteln eines aktuellen Lenkwinkels δ des Vorderrads des Kraftzweirads sowie einen Schwimmwinkelsensor zum Ermitteln eines aktuellen Schwimmwinkels ß des Kraftzweirads aufweist. Der Lenkwinkelsensor und der Schwimmwinkelsensor können als separate Sensoren ausgebildet sein oder als Teil einer gemeinsamen Fahrzeugsensorik implementiert sein. Die Datenverarbeitungseinheit ist dann dazu konfiguriert, die aktuellen
Schräglaufwinkel cii, 02 und die aktuellen differenzierten Schräglaufwinkel dcii, dci2 aus von dem Schwimmwinkelsensor ermittelten Schwimmwinkeln unter Berücksichtigung von durch den Lenkwinkelsensor ermittelten Lenkwinkeln abzuleiten. Die Berücksichtigung aktuell ermittelter Lenkwinkel kann dabei eine besonders genaue bzw. zuverlässige Erkennung kritischer Fahrsituationen ermöglichen.
Gemäß einer Ausführungsform weist das Kraftzweirad ferner eine sogenannte Sicherheitsvorrichtung auf. Die Sicherheitsvorrichtung kann dazu ausgelegt sein, durch ihre Aktivierung eine Sicherheit des Kraftzweirads bzw. des Fahrers zu verbessern. Beispielsweise kann die Sicherheitsvorrichtung eine
Antischlupfregelung, eine Antiblockierregelung, eine Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlicher stabilisierender Seitenkräfte, eine Vorrichtung zur Erhöhung von Aufstandskräften, eine Vorrichtung zum Ausgeben von Warnsignalen, eine Vorrichtung zum Aktivieren von Sicherungseinrichtungen und/oder eine
Vorrichtung zum Ausgeben eines elektronischen Hilferufs sein. Die Steuerung kann in diesem Fall dazu konfiguriert sein, mittels des generierten
Kritikalitätssignals die Sicherheitsvorrichtung zu aktivieren. Auf diese Weise kann bei erkannter kritischer Fahrsituation durch Aktivierung der
Sicherheitsvorrichtung z.B. aktiv in die Fahrdynamik des Kraftzweirads eingegriffen werden, um dieses zu stabilisieren, oder es können andere sicherheitssteigernde Maßnahmen ergriffen werden.
Es wird darauf hingewiesen, dass einige der möglichen Merkmale und Vorteile der Erfindung hierin mit Bezug auf unterschiedliche Ausführungsformen, insbesondere teilweise mit Bezug auf ein Verfahren zum Erkennen von kritischen Fahrsituationen und teilweise mit Bezug auf ein entsprechend konfiguriertes Steuergerät bzw. Kraftzweirad beschrieben sind. Ein Fachmann erkennt, dass die Merkmale in geeigneter Weise kombiniert, angepasst oder ausgetauscht werden können, um zu weiteren Ausführungsformen der Erfindung zu gelangen. Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Nachfolgend werden Ausführungsformen der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, wobei weder die Zeichnungen noch die Beschreibung als die Erfindung einschränkend auszulegen sind.
Fig. 1 zeigt ein Kraftzweirad gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Fig. 2 zeigt eine schematische Ansicht von oben auf ein Kraftzweirad zur Veranschaulichung von Lenk- und Schwimmwinkeln.
Fig. 3 zeigt eine schematische Ansicht von vorne auf ein Kraftzweirad zur Veranschaulichung eines Wankwinkels.
Die Figuren sind lediglich schematisch und nicht maßstabsgetreu. Gleiche Bezugszeichen bezeichnen in den Figuren gleiche oder gleichwirkende
Merkmale.
Ausführungsformen der Erfindung
Fig. 1 zeigt ein Kraftzweirad 1, dass mithilfe eines speziell ausgestalteten Steuergeräts 3 zur Durchführung des hierin vorgeschlagenen Verfahrens zur Erkennung von kritischen Fahrsituationen konfiguriert ist. Das Kraftzweirad 1 verfügt über eine Sensorik 5, welche insbesondere in Form einer Initialsensorik ausgestaltet sein kann, und mithilfe derer eine Datenverarbeitungseinheit 6 des Steuergeräts 3 in die Lage versetzt wird, aktuelle Schräglaufwinkel des
Vorderrads 7 oder des Hinterrads 9 des Kraftzweirads 1 und zeitliche
Änderungen dieser Schräglaufwinkel sowie einen aktuellen Wankwinkel des Kraftzweirads 1 zu ermitteln. Insbesondere kann die Sensorik dazu ausgelegt sein, einen aktuellen Schwimmwinkel des Kraftzweirads 1 zu messen bzw. zu bestimmen und kann somit als Schwimmwinkelsensor 21 wirken. Im
dargestellten Beispiel ist die Sensorik 5 als separates Bauelement dargestellt, kann jedoch auch in das Steuergerät 3 integriert sein. Ferner verfügt das Kraftzweirad 1 über einen Lenkwinkelsensor 11, mithilfe dessen ein aktueller Lenkwinkel, mit dem das Vorderrad 7 eingelenkt wird, bestimmt werden kann. In dem Steuergerät 3 integriert oder als separates Bauelement ist ferner ein Datenspeicher 13 vorgesehen, in dem vorbestimmte Werte für maximal zulässige Schräglaufwinkel, maximal zulässige Werte für differenzierte Schräglaufwinkel sowie maximal zulässige Werte für den Wankwinkel abgespeichert sein können. Für das Vorderrad 7 und das Hinterrad 9 sind ferner jeweils ein Rad- Drehzahlfühler 15, 17 vorgesehen. Ferner ist eine Signalerzeugungseinheit 19 in dem Steuergerät 3 vorgesehen, um bei Erkennen einer kritischen Fahrsituation ein Kritikalitätssignal auszugeben. Das Kritikalitätssignal kann eine
Sicherheitsvorrichtung 23 des Kraftzweirads z.B. zum Stabilisieren der
Fahrsituation aktivieren.
In der in Fig. 2 dargestellten schematischen Draufsicht von oben auf das Kraftzweirad 1 sind ein Lenkwinkel δ zwischen einer Fahrzeuglängsachse 19 und einer Richtung, in der das Vorderrad 7 aktuell eingelenkt ist, sowie ein
Schwimmwinkel ß zwischen der Fahrzeuglängsachse 19 und einer
Bewegungsrichtung 21 im Schwerpunkt des Kraftzweirads 1 dargestellt. Ein Schräglaufwinkel α zwischen einem Geschwindigkeitsvektor im
Radaufstandspunkt und einer Schnittlinie zwischen Radmittenebene und Fahrbahnebene kann bei Kenntnis des aktuellen Lenkwinkels δ und des aktuellen Schwimmwinkels ß ermittelt bzw. abgeschätzt werden.
Es wird darauf hingewiesen, dass die entsprechenden Winkel zur vereinfachten Darstellbarkeit für ein aufrecht stehendes Kraftzweirad 1 dargestellt sind und sich insbesondere bei einem in einer Kurvenfahrt befindlichen Kraftzweirad 1 anders darstellen können.
In der in Fig. 3 dargestellten schematischen Frontansicht des Kraftzweirads 1 ist ein Wankwinkel Φ zwischen dem Kraftzweirad 1 und einer Lotrichtung 23 dargestellt.
Es wurde ein Verfahren bzw. ein Erkennungsalgorithmus entwickelt, welche zuverlässig stabile von instabilen Fahrzuständen unterscheiden können. Hierzu werden der Schräglaufwinkel α und der differenzielle Schräglaufwinkel da zumindest eines der Räder sowie der Wankwinkel Φ kontinuierlich oder periodisch überwacht und mit zugehörigen maximal zulässigen Werten verglichen und gleichzeitigem Überschreiten der Grenzwerte für alle drei Größen vom Vorliegen einer Instabilität ausgegangen und ein Kritikalitätssignal ausgegeben. Im Falle einer Instabilität wird weiter unterschieden, ob eine Fahrbahn mit homogenem Reibwert vorliegt oder ob die Fahrbahn Stellen mit niedrigerem Reibwert (low μ-patches) aufweist. Dies kann wichtig sein, weil davon die
Reihenfolge abhängt, in der das Vorderrad 7 und das Hinterrad 9 instabil werden. Auf Fahrbahnen mit homogenem Reibwert tritt eine Instabilität im Allgemeinen zuerst am Hinterrad 9 auf. Kurz danach wird das Vorderrad 7 instabil und dreht, bedingt durch die Lenkkinematik, schnell in Richtung der Kurveninnenseite ein.
Beim Befahren einer Fahrbahn mit low^-patches überquert zuerst das Vorderrad 7 eine glatte Stelle und dann das Hinterrad 9. Abhängig von der Länge des low- μ-patches und dem Reibwertunterschied zwischen griffigem und glattem
Fahrbahnbelag treten am Vorderrad 7, wieder bedingt durch die Lenkkinematik, mäßige bis starke Lenkwinkel und Schräglaufwinkel auf, während das Hinterrad 9 nur bei langen low^-patches mit großem Reibwertunterschied Instabilität aufweist. Mäßig hohe Vorderradschräglaufwinkel cii führen nicht immer zum Sturz, weil sich beim Übergang vom glatten zum griffigen Fahrbahnbelag das Vorderrad 7 oft von selbst wieder stabilisieren kann. Die kurze Instabilität kann aber eine Fehlerkennung verursachen und somit eine unnötige Triggerung eines Eingriffs bzw. einer Sicherheitsmaßnahme. Um die Fehlerkennung zu vermeiden, wird die Eingriffsschwelle ai,max zumindest vorübergehend auf einen höheren Wert ai,max,incr erhöht, solange die Hinterachse geringe Schräglaufwinkel α2 νοη weniger als einem reduzierten Wert a2,max, decr aufweist.
Im Fall eines längeren low^-patches mit starkem Reibwertunterschied wird auch das Hinterrad 9 instabil. Dann kann es vorteilhaft sein, die Eingriffsschwelle für cii.max wieder auf den Normalwert zu reduzieren.
Durch geeignete Parameterwahl wird so bei kurzen Instabilitäten ein Fehleingriff verhindert, aber bei längeren Instabilitäten ein notwendiger Eingriff ausgelöst. Die Instabilitätserkennung am Vorderrad 7 kann somit auch abhängig von
fahrdynamischen Größen des Hinterrads 9 erfolgen.
Um instabile von stabilen Fahrzuständen zu unterscheiden, kann es ferner vorteilhaft sein, zu beobachten wie schnell sich ein Schräglaufwinkel cii, ci2 an Vorder- und/oder Hinterachse 7, 9 erhöht. Simulationen haben gezeigt, dass die Schräglaufwinkel cii, ci2 gefahrlos die Maximalwerte αι, max , ci2,max erreichen und sogar leicht überschreiten können, solange die Geschwindigkeit der Erhöhung gering ist. Aus diesem Grund ist in der hierin beschriebenen Instabilitäts- Erkennungslogik eine Verknüpfung der Schräglaufwinkel ai, 02 mit den differenzierten Schräglaufwinkel dcii, dci2 implementiert.
Durch Spurrillen oder beim Befahren von Schotter oder Schlechtwegstrecken können jedoch auch bei Geradeausfahrt deutliche Schräglaufwinkel ai, 02 auftreten. Die ergänzende Abfrage des Motorradwankwinkels Φ erlaubt eine Erkennung auf den Zustand„instabil" nur, wenn auch hohe Querdynamik vorhanden ist. Fehlerkennungen werden somit vermieden.
Bremsvorgänge bei hoher Schräglage an Vorder- und/oder Hinterachse 7, 9 führen im Allgemeinen dazu, dass sich das Kraftzweirad 1 relativ schnell aufrichtet. In diesem Fall wird der Schwellenwert des Wankwinkels Φ
verringert. Es kann daher vorteilhaft sein, einen Bremsvorgang beispielsweise durch eine Abfrage von Bremslichtschaltern oder, falls vorhanden, durch
Bremsdrucksensoren zu erkennen und daraufhin den Wert <t>max zumindest zeitweilig auf einen geringeren Wert <t>max, decr zu reduzieren, da sonst notwendige Eingriffe unterbunden würden.
Eine Ausführungsform eines hierin beschriebenen Verfahrens bzw. einer Instabilitäts-Erkennungslogik, wie sie in Software und/oder in Hardware in einem Steuergerät implementiert werden kann, kann daher formelhaft auch wie folgt beschrieben werden:
Instabilität Hinterrad wenn: Ια2Ι > ci2,max AND Idc^l > dci2,max AN D ΙΦΙ > 0max
Instabilität Vorderrad wenn: lail > ai.max AND Idai l > dai,max AN D ΙΦΙ > 0max
Geänderte Parameter für low^-patch Situationen:
if Ια2Ι < a2,max,decr then ai,max is increased to ai,max,incr
Bei Betätigung der Bremse vorne und/oder hinten gilt:
cpmax is decreased to ct .decr
Variablen:
ΙΦΙ = Betrag des Motorradwankwinkels
ai = Vorderradschräglaufwinkel
a2 = Hinterradschräglaufwinkel
dai = =differenziertes ai dci2 = =differenziertes ci2
Parameter:
0max [rad] Wert gilt für ungebremste Fahrmanöver
<t>max,decr [rad] verringerter Wert für gebremste Fahrmanöver
ai.max [rad] maximaler zulässiger Vorderachsschräglaufwinkel
a2,max [rad] maximaler zulässiger Hinterachsschräglaufwinkel
ai,max,incr [rad] erhöhter Wert am Vorderrad für low^-patch Situationen a2,max,decr [rad] verringerter Wert am Hinterrad für low^-patch Situationen dcii.max [rad/s] maximaler zulässiger differenzierter Vorderachsschräglaufwinkel dci2,max [rad/s] maximaler zulässiger differenzierter Hinterachsschräglaufwinkel.
Abschließend ist darauf hinzuweisen, dass Begriffe wie„aufweisend", „umfassend", etc. keine anderen Elemente oder Schritte ausschließen und Begriffe wie„eine" oder„ein" keine Vielzahl ausschließen. Bezugszeichen in den Ansprüchen sind nicht als Einschränkung anzusehen.

Claims

Ansprüche
1. Verfahren zum Erkennen von kritischen Fahrsituationen eines Kraftzweirads (1), welches ein Vorderrad (7) und ein Hinterrad (9) aufweist, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst:
Ermitteln eines aktuellen Schräglaufwinkels (cii) sowie eines aktuellen differenzierten Schräglaufwinkels (dcii) des Vorderrads (7) und/oder eines aktuellen Schräglaufwinkels (02) sowie eines aktuellen differenzierten Schräglaufwinkels (da2) des Hinterrads (9); und
Ermitteln eines aktuellen Wankwinkels (Φ) des Kraftzweirads (1);
Vergleichen der ermittelten aktuellen Schräglauf- und differenzierten
Schräglaufwinkel (αι, 02, dai, da2) mit jeweils zugehörigen vorbestimmten
Werten (ai ,max, Ö2,max, dai.max, dci2,max) maximal zulässiger Schräglaufwinkel bzw. maximal zulässiger differenzierter Schräglaufwinkel; und
Vergleichen des aktuellen Wankwinkels (Φ) mit einem vorbestimmten Wert (Φ max) eines maximal zulässigen Wankwinkels;
Generieren eines Kritikalitätssignals, wenn zumindest einer der aktuellen Schräglaufwinkel (ai, 02) größer ist als der zugehörige vorbestimmte Wert (cii.max, ci2,max) des maximal zulässigen Schräglaufwinkels und zumindest einer der aktuellen differenzierten Schräglaufwinkel (dai, da2) größer ist als der zugehörige vorbestimmte Wert (dai,max, dci2,max) des maximal zulässigen differenzierten Schräglaufwinkels und der aktuelle Wankwinkel (Φ) größer ist als der vorbestimmte Wert (0 max) des maximal zulässigen Wankwinkels.
2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der aktuelle Schräglaufwinkel (ai, 02) und der aktuelle differenzierte Schräglaufwinkel (dai, da2) sowohl für das Vorderrad (7) als auch für das Hinterrad (9) ermittelt werden und wobei der vorbestimmte Wert (ai,max) des maximal zulässigen Schräglaufwinkels des Vorderrads (7) auf einen gesteigerten Wert (dai,max, incr) eines maximal zulässigen Schräglaufwinkels des Vorderrads (7) erhöht wird, solange der ermittelte aktuelle Schräglaufwinkel (02) des Hinterrads (9) geringer als ein reduzierter vorbestimmter Wert (a2,max,decr) des maximal zulässigen Schräglaufwinkels des Hinterrads (9) ist.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei ferner ermittelt wird, ob eine
Bremse des Kraftzweirads (1) betätigt wird und wobei bei Erkennen eines Betätigens der Bremse der vorbestimmte Wert (<t> max) des maximal zulässigen Wankwinkels auf einen verringerten Wert (<t> max,decr) des maximal zulässigen Wankwinkels reduziert wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der aktuelle
Schräglaufwinkel (cii, 02) des Vorderrads (7) und/oder des Hinterrads (9) basierend auf einer Messung eines aktuellen Schwimmwinkels (ß) des Kraftzweirads (1) ermittelt wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der aktuelle
Schräglaufwinkel (cii) des Vorderrads (7) basierend auf einer Messung eines aktuellen Schwimmwinkels (ß) des Kraftzweirads (1) und unter
Berücksichtigung eines ermittelten aktuellen Lenkwinkels (δ) des
Kraftzweirads (1) ermittelt wird.
6. Steuergerät (3) für ein Kraftzweirad (1), welches dazu konfiguriert ist, ein Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5 auszuführen.
7. Kraftzweirad (1), aufweisend ein Steuergerät (3) nach Anspruch 6.
8. Kraftzweirad nach Anspruch 7, aufweisend
eine Sensorik (5) zum Ermitteln des aktuellen Schräglaufwinkels (ai, 02) des Vorderrads (7) und/oder des Hinterrads (9), des aktuellen differenzierten Schräglaufwinkels (dcii, da2) des Vorderrads (7) und/oder des Hinterrads
(9) sowie des aktuellen Wankwinkels (Φ) des Kraftzweirads (1);
einen Datenspeicher (13) zum Speichern vorbestimmter Werte (ai,max, ci2,max) maximal zulässiger Schräglaufwinkel, vorbestimmter Werte (dai.max, dci2,max) maximal zulässiger differenzierter Schräglaufwinkel und des vorbestimmten Werts (<t> max) des maximal zulässigen Wankwinkels;
eine Datenverarbeitungseinheit (6) zum Vergleichen des aktuellen
Schräglaufwinkels (cii, 02) mit dem zugehörigen vorbestimmten Wert (ai,max, C(2,max) eines maximal zulässigen Schräglaufwinkels, zum Vergleichen des aktuellen differenzierten Schräglaufwinkels (dcii, da2) mit dem zugehörigen vorbestimmten Wert (dai,max, dci2,max) eines maximal zulässigen differenzierten Schräglaufwinkels und zum Vergleichen des aktuellen Wankwinkels (Φ) mit dem vorbestimmten Wert (Φ max) eines maximal zulässigen Wankwinkels; und
eine Signalerzeugungseinheit (19) zum Generieren des Kritikalitätssignals, wenn zumindest einer der ermittelten aktuellen Schräglaufwinkel (cii, 02) größer ist als der zugehörige vorbestimmte Wert (ai.max, ci2,max) des maximal zulässigen Schräglaufwinkels und zumindest einer der ermittelten aktuellen differenzierten Schräglaufwinkel (dcii, da2) größer ist als der zugehörige vorbestimmte Wert (dai.max, dci2,max) des maximal zulässigen differenzierten Schräglaufwinkels und der ermittelte aktuelle Wankwinkel (Φ) größer ist als der vorbestimmte Wert (Φ η3χ) des maximal zulässigen Wankwinkels.
Kraftzweirad nach Anspruch 8, wobei die Sensorik (5) ferner einen
Lenkwinkelsensor (11) zum Ermitteln eines aktuellen Lenkwinkels (δ) des Vorderrads (7) des Kraftzweirads (1) sowie einen Schwimmwinkelsensor (21) zum Ermitteln eines aktuellen Schwimmwinkels (ß) des Kraftzweirads aufweist, und wobei die Datenverarbeitungseinheit (6) dazu konfiguriert ist, die aktuellen Schräglaufwinkel (αι, 02) und die aktuellen differenzierten Schräglaufwinkel (dai, da2) aus von dem Schwimmwinkelsensor (21) ermittelten Schwimmwinkeln (ß) unter Berücksichtigung von durch den Lenkwinkelsensor (11) ermittelten Lenkwinkeln (δ) abzuleiten.
10. Kraftzweirad nach einem der Ansprüche 7 bis 9, ferner aufweisend eine Sicherheitsvorrichtung (23) ausgewählt aus der Gruppe umfassend:
eine Antischlupfregelung, eine Antiblockierregelung, eine Vorrichtung zur
Erzeugung zusätzlicher stabilisierender Seitenkräfte, eine Vorrichtung zur Erhöhung von Aufstandskräften, eine Vorrichtung zum Ausgeben von Warnsignalen, eine Vorrichtung zum Aktivieren von Sicherungseinrichtungen und eine Vorrichtung zum Ausgeben eines elektronischen Hilferufs;
wobei die Steuerung dazu konfiguriert ist, mittels des generierten
Kritikalitätssignals die Sicherheitsvorrichtung zu aktivieren.
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