EP3966078A1 - Verfahren, steuergerät und system zum stabilisieren eines fahrzeugs - Google Patents

Verfahren, steuergerät und system zum stabilisieren eines fahrzeugs

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EP3966078A1
EP3966078A1 EP20712860.4A EP20712860A EP3966078A1 EP 3966078 A1 EP3966078 A1 EP 3966078A1 EP 20712860 A EP20712860 A EP 20712860A EP 3966078 A1 EP3966078 A1 EP 3966078A1
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EP
European Patent Office
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vehicle
axle
control device
axis
transverse acceleration
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Application number
EP20712860.4A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Axel BOLTA
Michael Beller
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ZF Friedrichshafen AG
Original Assignee
ZF Friedrichshafen AG
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Publication date
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Definitions

  • the present invention relates to a method for stabilizing a vehicle, to a corresponding control device and to a system for stabilizing a vehicle.
  • a system that influences vehicle behavior is, for example, the so-called electronic stability program (ESP).
  • ESP electronic stability program
  • the ESP can influence the vehicle behavior by actuating the individual wheel brakes, whereby a vehicle speed can be reduced.
  • ERC Electronic Mechanical Roll Control
  • the so-called ERC influences vehicle behavior by shifting the rolling moment of a vehicle body and the resulting wheel contact forces.
  • DE 10 2009 007 357 A1 relates to a method for controlling an active chassis of a two-axle two-lane motor vehicle.
  • the present invention creates an improved method for stabilizing a vehicle, an improved control device and an improved system for stabilizing a vehicle according to the main claims.
  • a control or regulation of an electronic or electromechanical roll stabilizer for a vehicle can be implemented in order to influence yaw behavior of the vehicle by dynamically adapting the chassis properties using the roll stabilizer.
  • an adjustable roll stabilizer can be controlled in such a way that a roll moment is dynamically distributed or shifted between the front and rear axles.
  • wheel contact forces can be shifted in a defined manner, whereby the yaw behavior of the vehicle can be influenced.
  • a Float angle index can be determined, depending on which a roll torque distribution of the roll stabilizer can be set or shifted between the front axle and rear axle.
  • an active stabilizer can be used to stabilize a vehicle in oversteer and understeer situations with the aid of a float angle detection.
  • the vehicle can advantageously be dampened or reinforced in its yaw behavior in different driving situations, in particular without using another stabilization device.
  • An oversteer behavior of the vehicle which can be viewed as critical to safety in a production road vehicle, can occur in different dynamic driving situations and their environmental influences, e.g. B. load, tire condition, road condition, Lenkverhal th and acceleration can be influenced.
  • the yaw behavior of the vehicle can be advantageously influenced by dynamically adapting chassis properties via suitable control of an electromechanical stabilizer.
  • brake and tire wear can also be avoided in the course of stabilization.
  • a method for stabilizing a vehicle having a roll stabilizer which is designed to stabilize a first axis and a second axis of the vehicle depending on a roll moment distribution between the first axis and the second axis, the process being used a step of determining a slip angle index from a deviation between a transverse acceleration of the vehicle calculated from a yaw rate of the vehicle and a speed of the vehicle and a detected transverse acceleration of the vehicle, the slip angle index being related to a slip angle of the vehicle , and a step of generating a control signal using the slip angle index, the control signal being suitable for setting the roll moment distribution of the roll stabilizer as a function of the specific slip angle index.
  • the vehicle can be a motor vehicle for transporting people and / or goods, in particular a car, a truck or another commercial vehicle.
  • the roll stabilizer can be madebil det in order to stabilize the first axle and the second axle of the control signal to exert forces on each of the axles associated suspension.
  • the roll moment distribution can define a distribution of forces that can be exerted by the roll stabilizer on wheel suspensions of the first axle and the second axle.
  • the first axis can be a front axle of the vehicle.
  • the second axle can be a rear axle of the vehicle.
  • the yaw rate and the speed can be measured by means of measuring devices.
  • the transverse acceleration can be detected by means of a detection device.
  • the method can be carried out by means of a control device, more precisely by means of suitable devices of a control device.
  • the control signal can be generated as a correction factor for the rolling torque distribution.
  • the rolling torque distribution can be set using a setting rule. For example, a current rolling moment distribution can be changed using the control signal, or the rolling moment distribution can be set using the control signal. This means that a total support torque can be redistributed cyclically to the rear axle and front axle in order to ensure both continuity and stability in highly dynamic, complex driving situations.
  • control signal can be generated in order to set a time profile of the rolling torque distribution.
  • step of determining and the step of generating can be carried out repeatedly and, in addition or alternatively, continuously.
  • the control signal generated in the generation step can be suitable for setting the temporal course of the rolling moment distribution in such a way that the temporal course rises, starting from a default value, to a maximum value, the is held for an adjustable period of time, and then drops back to the default value.
  • the default value can represent, for example, a predetermined distribution of the wheel contact forces between the front axle and the rear axle for a normal driving situation.
  • the maximum value can represent a given distribution of the wheel contact forces between the front axle and the rear axle for a critical driving situation.
  • the maximum value can define a maximally adjustable displacement of the wheel contact forces based on a distribution of the wheel contact forces defined by the default value.
  • the maximum value can also be a maximum value resulting from a current vehicle dynamics control.
  • the period of time for which the maximum value is held can be fixed once for a vehicle or, for example, continuously adapted using a learning process, for example to a driving behavior of a driver of the vehicle. Such an embodiment offers the advantage that the vehicle can be stabilized robustly.
  • the float angle index can correspond to the float angle or a temporal course of the float angle.
  • the float angle index can be a variable derived from the float angle.
  • the float angle index can have a known or defined relationship with the float angle.
  • the time course of the sideslip angle can also be referred to as a change in the sideslip angle as a function of time.
  • the float angle index can be determined from the change in the float angle as a function of time.
  • An absolute value of the float angle can be used to determine the float angle index. Such an embodiment offers the advantage that a complex determination of the sideslip angle can be omitted and a reliable stabilization of the vehicle can still be achieved.
  • the method can have a step of providing the control signal for output to an interface to the roll stabilizer or to the roll stabilizer and at least one further vehicle dynamics control device.
  • the at least one further vehicle dynamics control device can include an active damper device, an active spring device, a steering device for the first axle and additionally or alternatively for the second axle, a transverse axle lock, a dynamic all-wheel drive, a switchable coupling rod, an active ball joint and additionally or alternatively the like.
  • the method can have a step of calculating the lateral acceleration of the vehicle as a product of a measured yaw rate of the vehicle and a measured speed of the vehicle in order to provide the calculated lateral acceleration.
  • the calculated transverse acceleration can represent a reference transverse acceleration in the case of stationary circular travel without any transverse acceleration occurring at a float angle.
  • the method can also have a step of reading in the transverse acceleration of the vehicle from a detection device in order to provide the detected transverse acceleration.
  • the measured yaw rate of the vehicle and the measured speed of the vehicle can also be read in by respective measuring devices.
  • control device which is designed to carry out, control or implement the steps of a variant of a method presented here in corresponding devices.
  • This embodiment variant of the invention in the form of a control device also enables the object on which the invention is based to be achieved quickly and efficiently.
  • the control device can have at least one processing unit for processing signals or data, at least one memory unit for storing signals or data, at least one interface to a sensor or an actuator for reading in sensor signals from the sensor or for outputting control signals to the actuator and / or have at least one communication interface for reading in or outputting data that is embedded in a communication protocol.
  • the computing unit can be, for example, a signal processor, a microcontroller or the like, wherein the storage unit can be a flash memory, an EEPROM or a magnetic storage unit.
  • the communication interface can be designed to read in or output data wirelessly and / or wired, a communication interface that can input or output wired data, for example, feed this data electrically or optically from a corresponding data transmission line or output it into a corresponding data transmission line.
  • a control device can be understood to mean an electrical device that processes sensor signals and outputs control and / or data signals as a function thereof.
  • the control device can have an interface that can be designed in terms of hardware and / or software.
  • the interfaces can, for example, be part of a so-called system ASIC, which contains a wide variety of functions of the control unit.
  • the interfaces are separate, integrated circuits or at least partially consist of discrete components.
  • the interfaces can be software modules that are present, for example, on a microcontroller alongside other software modules.
  • a system for stabilizing a vehicle is also presented, the system being a roll stabilizer which is designed to stabilize a first axis and a second axis of the vehicle as a function of a roll moment distribution between the first axis and the second axis, and an embodiment Has approximate form of the aforementioned control device, wherein the control device is capable of signal transmission with the roll stabilizer or is connected.
  • an embodiment of the above-mentioned control device can advantageously be used or used to control the roll stabilizer using the control signal.
  • the system can also have at least one further driving dynamics control device.
  • the control device can be able to transmit signals or be connected to the at least one further vehicle dynamics control device.
  • the at least one further driving dynamics control device can include an active damper device, an active spring device, a steering device for the first axle and additionally or alternatively for the second axle, a transverse axle lock, a dynamic all-wheel drive, a switchable coupling rod, an active ball joint and additionally or alternatively the like his.
  • Such an embodiment offers the advantage that, depending on its existing devices, the vehicle can be stabilized either in a particularly simple manner by means of the roll stabilizer or in a particularly robust manner in addition to the roll stabilizer also by means of the at least one further vehicle dynamics control device.
  • FIG. 1 shows a schematic illustration of a vehicle with a system according to an exemplary embodiment
  • FIG. 2 shows a schematic representation of the control device from FIG. 1; FIG. and
  • Fig. 3 is a flow chart of a method for stabilization according to an Ausry approximately example.
  • Fig. 1 shows a schematic representation of a vehicle 100 with a system 1 10 for stabilizing the vehicle 100 according to an embodiment.
  • the vehicle 100 is a motor vehicle for transporting people and / or goods, in particular a passenger car or a utility vehicle.
  • a region of a first axis 101, a region of a second axis 102, a first measuring device 104 for measuring a yaw rate of the vehicle 100, and a second measuring device 106 for measuring a speed of the vehicle are of the vehicle 100 100 and a detection device 108 for detecting a lateral acceleration of the vehicle 100 are shown.
  • the first axle 101 is, for example, a front axle of the vehicle 100.
  • the second axle 102 is, for example, a rear axle of the vehicle 100.
  • the first measuring device 104 is designed to measure the yaw rate of the vehicle 100 and to provide a first measurement signal 105 which represents the measured yaw rate.
  • the second measuring device 106 is designed to measure the speed of the vehicle 100 and to provide a second measurement signal 107 which represents the measured speed.
  • the detection device 108 is designed to detect the transverse acceleration of the vehicle 100 and to provide a detection signal 109 which represents the detected transverse acceleration.
  • the vehicle 100 also has the system 110 for stabilization.
  • the system 110 has a roll stabilizer 120 and a control unit 140.
  • the roll stabilizer 120 is designed to stabilize the first axle 101 and the second axle 102 or a stabilization of the vehicle 100 with regard to the first axle 101 and the second axle 102 as a function of a rolling moment distribution between the first axle 101 and the second axle 102 to effect second axis 102.
  • the roll stabilizer 120 has, merely by way of example, a central unit, an axle unit assigned to the first axle 101 and an axle unit assigned to the second axle 102.
  • the control unit 140 is able to transmit signals to the roll stabilizer 120 a related party.
  • the control unit 140 is designed to control the roll stabilizer 120.
  • control device 140 is designed to generate a control signal 160 for controlling the roll stabilizer 120 using the first measurement signal 105, the second measurement signal 107 and the detection signal 109.
  • control signal 160 can be transmitted from the control device 140 to the roll stabilizer 120 via an interface 150.
  • the control signal 160 is suitable for adjusting the roll moment distribution of the roll stabilizer 120.
  • the control unit 140 will be discussed in greater detail with reference to the following figures.
  • the roll stabilizer 120 is designed to use the control signal 160 to set the amount of the wheel contact forces acting on the wheels of the first axle 101 and the amount of the wheel contact forces acting on the wheels of the second axle 102, or designed to use the control signal 160 to set a ratio between the wheel contact forces acting on the wheels of the first axle 101 and the wheel contact forces acting on the wheels of the second axle 102.
  • the system 110 has at least one further driving dynamics control device 130.
  • the control unit 140 is able to transmit signals to the at least one further vehicle dynamics control device 130 connected.
  • the control signal 160 from the control device 140 can also be transmitted to the at least one further vehicle dynamics control device 130 via the interface 150.
  • a further driving dynamics control device 130 is shown for reasons of space and only as an example.
  • the at least one further driving dynamics control device 130 is, for example, an active damper device, an active spring device, a steering device for the first axle 101 and / or the second axle 102, a transverse axle lock, a dynamic all-wheel drive, a switchable coupling rod, an active ball joint and / or the like out leads.
  • the further driving dynamics control device 130 is designed to use the actuation signal 160 for setting at least one operating parameter of the further driving dynamics control device 130.
  • the control signal 160 is used to determine a damping behavior of a first damper device assigned to the first axis 101 and a damping behavior of one of the second axis 102 assigned second damper device and / or a spring behavior of a first spring device assigned to the first axis 101 and a spring behavior of a second spring device assigned to the second axis 102.
  • the control signal 160 is used according to an embodiment to set a drive distribution of an all-wheel drive of the vehicle 100 between the first axle 101 and the second axle 102. Such measures can additionally optimize the driving dynamics of vehicle 100.
  • roll stabilizer 120 which is also referred to as electrical or electromechanical roll stabilization (ERC) is designed to dynamically shift a roll moment between first axle 101 and second axle 102.
  • EEC electrical or electromechanical roll stabilization
  • wheel contact forces between the wheels of the first axle 101 and the second axle 102 are displaced in a defined manner, whereby a yaw behavior of the vehicle 100 can be influenced.
  • the displacement of the wheel contact forces is carried out using the control signal 160.
  • the lateral acceleration is calculated using the measured yaw rate and vehicle speed.
  • the lateral acceleration is calculated as the product of the measured yaw rate and the measured speed.
  • This relation is valid for stationary circular travel of the vehicle 100 without a float angle. Therefore, an error in this relation describes the swimming angle.
  • This error is determined from the deviation between the calculated transverse acceleration and the detected transverse acceleration, ie, for example, between a calculation signal described with reference to FIG. 2 and the detection signal 109, and serves as a float angle index.
  • the roll torque distribution is shifted by a correspondingly generated control signal 160.
  • a profile of the control signal 160 follows a so-called “PeakHold and RampDown” function according to an exemplary embodiment. This holds a peak value for an applicable period of time and then sings to an original value back.
  • the peak value can be a fixed, predetermined maximum value or a currently reached maximum value.
  • the original value can be a preset value predetermined for an operating mode of vehicle 100.
  • control signal 160 can also only be output to the at least one further driving dynamics control device 130. In this case, no rolling moment distribution is carried out.
  • FIG. 2 shows a schematic illustration of control device 140 from FIG. 1 according to an exemplary embodiment.
  • the control unit 140 is designed to execute the method described with reference to FIG. 3 or a similar method.
  • the control device 140 has a determination device 244 and a generation device 246.
  • the control device 140 optionally also has a reading device 241, a computing device 242 and a supply device 248.
  • the read-in device 241 is designed to read in the detection signal 109, which represents the detected transverse acceleration of the vehicle, from the detection device.
  • Read-in device 241 is also designed to read in first measurement signal 105, which represents the measured yaw rate of the vehicle, and second measurement signal 107, which represents the measured speed of the vehicle. Furthermore, the read-in device 241 is designed to forward the first measurement signal 105 and the second measurement signal 107 to the calculation device 242.
  • the read-in device 241 is also designed to forward the detection signal 109 to the determination device 244.
  • the calculation device 242 is designed to generate a calculation signal 243, which represents the calculated transverse acceleration of the vehicle, using the first measurement signal 105 and the second measurement signal 107 and a calculation rule.
  • the calculation device 242 is designed to calculate the lateral acceleration of the vehicle as a product of the measured yaw rate of the vehicle and the measured speed of the vehicle in order to provide the calculated transverse acceleration represented by the calculation signal 243.
  • the calculated transverse acceleration represents a reference transverse acceleration during stationary circular travel without any transverse acceleration occurring.
  • the calculation device 242 is also designed to forward the calculation signal 243 to the determination device 244.
  • the determination device 244 is designed to determine a float angle index 245 using the detection signal 109 and the calculation signal 243 as well as a determination rule. In other words, the determination device 244 is designed to determine the slip angle index 245 from a deviation between a transverse acceleration of the vehicle calculated from a yaw rate of the vehicle and a speed of the vehicle and a detected transverse acceleration of the vehicle.
  • the float angle index 245 is related, in particular a known or defined relationship, to a float angle of the vehicle.
  • the determination device 244 is designed to output the float angle index 245 to the generating device 246 or to make it available for output to this.
  • the generating device 246 is designed to use the
  • the control signal 160 is suitable for adjusting the roll moment distribution of the roll stabilizer as a function of the specific float angle index 245.
  • the generating device 246 is also designed to forward the control signal 160 to the providing device 248.
  • the provision device 248 is designed to provide the control signal 160 for output to the interface 150 to the roll stabilizer or to the at least one further vehicle dynamics control device.
  • the drive signal 160 can thus be used in the roll stabilizer in order to set the roll torque distribution to be effected by the roll stabilizer.
  • the control signal from the further vehicle dynamics control device can be are applied in order to set at least one parameter of a driving dynamics control to be carried out by the further driving dynamics control device.
  • FIG. 3 shows a flow chart of a method 300 for stabilizing according to an exemplary embodiment.
  • the method 300 can be carried out to stabilize a vehicle.
  • the method 300 for stabilization can be carried out in connection with a roll stabilizer which is designed to stabilize a first axis and a second axis of the vehicle depending on a roll moment distribution between the first axis and the second axis.
  • the method 300 for stabilizing can be carried out using the control device from one of the figures described above or a similar control device.
  • the method 300 for stabilizing has a step 310 of determining a slip angle index from a deviation between a transverse acceleration of the vehicle calculated from a yaw rate of the vehicle and a speed of the vehicle and a detected transverse acceleration of the vehicle.
  • the float angle index is related to a float angle of the vehicle.
  • a float angle index is determined which corresponds to the float angle and / or corresponds to a time profile of the float angle and / or is a variable derived from the float angle.
  • the method 300 for stabilizing also has a step 320 of generating a control signal using the float angle index determined in the step 310 of determining.
  • the control signal is suitable for setting the roll moment distribution of the roll stabilizer as a function of the specific float angle index.
  • a control signal is generated that is suitable for setting a course of the rolling torque distribution.
  • the control signal generated in step 320 of generating is suitable for setting the course of the rolling torque distribution so that the course rises from a default value to a maximum value that is held for an adjustable period of time, and then back to the default value drops.
  • the method 300 for stabilizing also has a step 330 of reading in and / or a step 340 of calculating and / or a step 350 of providing.
  • Step 330 of reading in and step 340 of calculating can be carried out before step 310 of determining.
  • the provision step 350 can be carried out after the generation step 320.
  • step 330 of reading in the transverse acceleration of the vehicle is read in by a detection device in order to provide the detected transverse acceleration.
  • a measured yaw rate of the vehicle and a measured speed of the vehicle are also read in by measuring devices of the vehicle.
  • the lateral acceleration of the vehicle is calculated as a product of a measured yaw rate of the vehicle and a measured speed of the vehicle in order to provide the calculated lateral acceleration.
  • the calculated transverse acceleration represents a reference transverse acceleration during stationary circular travel without a side slip angle occurring transverse acceleration.
  • step 350 of providing the control signal generated in step 320 of generating is made available for output to an interface to the roll stabilizer and in addition or as an alternative to at least one further vehicle dynamics control device.
  • the at least one further driving dynamics control device is an active damper device, an active spring device, a steering device for the first axle and / or the second axle, a transverse axle lock, a dynamic all-wheel drive, a switchable coupling rod, an active ball joint and / or the like.
  • control signal is used to control the driving dynamics of the vehicle.
  • control signal is used by the roll stabilizer to set the roll torque distribution.
  • control signal from the at least At least one further driving dynamics control device is used to set a parameterization of the at least one further driving dynamics control device.
  • an exemplary embodiment comprises a “and / or” link between a first feature and a second feature
  • this can be read in such a way that the exemplary embodiment according to one embodiment has both the first feature and the second feature and, according to a further embodiment, either only that has the first feature or only the second feature.

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Abstract

Es wird ein Verfahren zum Stabilisieren eines Fahrzeugs (100) vorgestellt. Das Fahrzeug (100) weist einen Wankstabilisator (120) auf, der ausgebildet ist, um eine erste Achse (101) und eine zweite Achse (102) des Fahrzeugs (100) abhängig von einer Wankmomentenverteilung zwischen der ersten Achse (101) und der zweiten Achse (102) zu stabilisieren. Das Verfahren einen Schritt des Bestimmens eines Schwimmwinkel-Index aus einer Abweichung zwischen einer aus einer Gierrate des Fahrzeugs (100) und einer Geschwindigkeit des Fahrzeugs (100) berechneten Querbeschleunigung des Fahrzeugs (100) und einer erfassten Querbeschleunigung des Fahrzeugs (100) auf. D er Schwimmwinkel-Index steht in einer Beziehung zu einem Schwimmwinkel des Fahrzeugs (100). Das Verfahren weist auch einen Schritt des Erzeugens eines Ansteuersignals (160) unter Verwendung des Schwimmwinkel-Index auf. Das Ansteuersignal (160) ist geeignet, um die Wankmomentenverteilung des Wankstabilisators (120) abhängig von dem bestimmten Schwimmwinkel-Index einzustellen.

Description

Verfahren, Steuergerät und System zum Stabilisieren eines Fahrzeugs
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Stabilisieren eines Fahrzeugs, auf ein entsprechendes Steuergerät und auf ein System zum Stabilisie ren eines Fahrzeugs.
Ein System, welches ein Fahrzeugverhalten beeinflusst, ist beispielsweise das soge nannte elektronische Stabilitätsprogramm (ESP). Das ESP kann das Fahrzeugver halten durch Aktuierung der einzelnen Radbremsen beeinflussen, wobei eine Fahr zeuggeschwindigkeit reduziert werden kann. Das sogenannte ERC (Electromechani- cal Roll Control) erreicht eine Beeinflussung des Fahrzeugverhaltens durch eine Ver schiebung eines Wankmoments eines Fahrzeugaufbaus und daraus resultierende Radaufstandskräfte.
Ferner betrifft die DE 10 2009 007 357 A1 ein Verfahren zur Ansteuerung eines akti ven Fahrwerks eines zweiachsigen zweispurigen Kraftfahrzeugs.
Vor diesem Hintergrund schafft die vorliegende Erfindung ein verbessertes Verfahren zum Stabilisieren eines Fahrzeugs, ein verbessertes Steuergerät und ein verbesser tes System zum Stabilisieren eines Fahrzeugs gemäß den Hauptansprüchen. Vor teilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfol genden Beschreibung.
Gemäß Ausführungsformen kann insbesondere eine Steuerung oder Regelung eines elektronischen bzw. elektromechanischen Wankstabilisators für ein Fahrzeug reali siert werden, um ein Gierverhalten des Fahrzeugs durch dynamische Anpassung der Fahrwerkeigenschaften unter Verwendung des Wankstabilisators zu beeinflussen. Genauer gesagt kann beispielsweise ein verstellbarer Wankstabilisator so angesteu ert werden, dass ein Wankmoment dynamisch zwischen Vorder- und Hinterachse verteilt bzw. verschoben wird. So können insbesondere Radaufstandskräfte definiert verschoben werden, wodurch ein Gierverhalten des Fahrzeugs beeinflusst werden kann. Aus einer Abweichung zwischen einer berechneten Querbeschleunigung und einer gemessenen bzw. erfassten Querbeschleunigung kann beispielsweise ein Schwimmwinkel-Index ermittelt werden, abhängig von dem eine Wankmomentenver- teilung des Wankstabilisators eingestellt bzw. zwischen Vorderachse und Hinterach se verschoben werden kann.
Vorteilhafterweise kann gemäß Ausführungsformen insbesondere eine Verwendung eines aktiven Stabilisators zur Stabilisierung eines Fahrzeugs in Übersteuersituatio nen und Untersteuersituationen mit Hilfe einer Schwimmwinkeldetektion realisiert werden. Das Fahrzeug kann vorteilhafterweise insbesondere auch ohne Verwendung einer anderen Stabilisierungseinrichtung in unterschiedlichen Fahrsituationen in sei nem Gierverhalten gedämpft bzw. verstärkt werden. Ein Übersteuerverhalten des Fahrzeugs, was als sicherheitskritisch in einem Serienstraßenfahrzeug angesehen werden kann, kann in unterschiedlichen fahrdynamischen Situationen und deren Umgebungseinflüssen, z. B. Beladung, Reifenzustand, Straßenzustand, Lenkverhal ten und Beschleunigung, beeinflusst werden. Anders ausgedrückt kann eine vorteil hafte Beeinflussung des Gierverhaltens des Fahrzeugs durch dynamisches Anpas sen von Fahrwerkseigenschaften über ein geeignetes Ansteuern eines elektrome chanischen Stabilisators erreicht werden. Hierbei kann beispielsweise auch ein Bremsen- und Reifenverschleiß im Zuge der Stabilisierung vermieden werden.
Es wird ein Verfahren zum Stabilisieren eines Fahrzeugs vorgestellt, wobei das Fahrzeug einen Wankstabilisator aufweist, der ausgebildet ist, um eine erste Achse und eine zweite Achse des Fahrzeugs abhängig von einer Wankmomentenverteilung zwischen der ersten Achse und der zweiten Achse zu stabilisieren, wobei das Ver fahren einen Schritt des Bestimmens eines Schwimmwinkel-Index aus einer Abwei chung zwischen einer aus einer Gierrate des Fahrzeugs und einer Geschwindigkeit des Fahrzeugs berechneten Querbeschleunigung des Fahrzeugs und einer erfassten Querbeschleunigung des Fahrzeugs, wobei der Schwimmwinkel-Index in einer Be ziehung zu einem Schwimmwinkel des Fahrzeugs steht, und einen Schritt des Er zeugens eines Ansteuersignals unter Verwendung des Schwimmwinkel-Index auf weist, wobei das Ansteuersignal geeignet ist, um die Wankmomentenverteilung des Wankstabilisators abhängig von dem bestimmten Schwimmwinkel-Index einzustellen. Bei dem Fahrzeug kann es sich um ein Kraftfahrzeug zur Personenbeförderung und/oder Güterbeförderung handeln, insbesondere einen Personenkraftwagen, einen Lastkraftwagen oder ein anderes Nutzfahrzeug. Der Wankstabilisator kann ausgebil det sein, um zum Stabilisieren der ersten Achse und der zweiten Achse von dem An steuersignal abhängige Kräfte auf jeweils den Achsen zugehörige Radaufhängungen auszuüben. Die Wankmomentenverteilung kann eine Verteilung von durch den Wankstabilisator auf Radaufhängungen der ersten Achse und der zweiten Achse ausübbaren Kräften definieren. Die erste Achse kann eine Vorderachse des Fahr zeugs sein. Die zweite Achse kann eine Hinterachse des Fahrzeugs sein. Die Gierra te und die Geschwindigkeit können mittels Messeinrichtungen gemessen sein oder werden. Die Querbeschleunigung kann mittels einer Erfassungseinrichtung erfasst sein oder werden. Das Verfahren kann mittels eines Steuergeräts, genauer gesagt mittels geeigneter Einrichtungen eines Steuergeräts, ausgeführt werden. Abhängig vom Schwimmwinkel-Index und der Geschwindigkeit des Fahrzeugs kann das An steuersignal als ein Korrekturfaktor für die Wankmomentenverteilung erzeugt wer den. Unter Verwendung des Ansteuersignals kann die Wankmomentenverteilung unter Verwendung einer Einstellvorschrift eingestellt werden. Beispielsweise kann eine aktuelle Wankmomentenverteilung unter Verwendung des Ansteuersignals ver ändert werden oder die Wankmomentenverteilung kann unter Verwendung des An steuersignals gesetzt werden. Damit kann zyklisch ein Gesamtabstützmoment auf Hinterachse und Vorderachse neu verteilt werden, um sowohl für Kontinuität als auch für Stabilität in hochdynamischen komplexen Fahrsituationen zu sorgen.
Gemäß einer Ausführungsform kann das Ansteuersignal erzeugt werden, um einen zeitlichen Verlauf der Wankmomentenverteilung einzustellen. Hierbei können der Schritt des Bestimmens und der Schritt des Erzeugens wiederholt und zusätzlich o- der alternativ kontinuierlich ausgeführt werden. Eine solche Ausführungsform bietet den Vorteil, dass das Fahrzeug zuverlässig und situationsgerecht stabilisiert werden kann.
Dabei kann das im Schritt des Erzeugens erzeugte Ansteuersignal geeignet sein, um den zeitlichen Verlauf der Wankmomentenverteilung so einzustellen, dass der zeitli che Verlauf ausgehend von einem Vorgabewert auf einen Maximalwert ansteigt, der für eine einstellbare Zeitdauer gehalten wird, und danach zurück auf den Vorgabe wert absinkt. Der Vorgabewert kann beispielsweise ein für eine normale Fahrsituation vorgegebene Verteilung der Radaufstandskräfte zwischen Vorderachse und Hinter achse repräsentieren. Der Maximalwert kann ein für eine kritische Fahrsituation vor gegebene Verteilung der Radaufstandskräfte zwischen Vorderachse und Hinterach se repräsentieren. Beispielsweise kann der Maximalwert eine maximal einstellbare Verschiebung der Radaufstandskräfte ausgehend von einer durch den Vorgabewert definierten Verteilung der Radaufstandskräfte definieren. Auch kann es sich bei dem Maximalwert um einen sich aus einer aktuellen Fahrdynamikregelung ergebenden Maximalwert handeln. Die Zeitdauer, für die der Maximalwert gehalten wird, kann für ein Fahrzeug einmalig fest eingestellt werden oder beispielsweise kontinuierlich unter Verwendung eines Lernprozesses angepasst werden, beispielsweise an ein Fahr verhalten eines Fahrers des Fahrzeugs. Eine solche Ausführungsform bietet den Vorteil, dass das Fahrzeug robust stabilisiert werden kann.
Der Schwimmwinkel-Index kann dem Schwimmwinkel oder einem zeitlichen Verlauf des Schwimmwinkels entsprechen. Alternativ kann der Schwimmwinkel-Index eine von dem Schwimmwinkel abgeleitete Größe sein. Anders ausgedrückt kann der Schwimmwinkel-Index mit dem Schwimmwinkel in einem bekannten oder definierten Zusammenhang stehen. Der zeitliche Verlauf des Schwimmwinkels kann auch als eine Änderung des Schwimmwinkels abhängig von der Zeit bezeichnet werden. Der Schwimmwinkel-Index kann bestimmt werden aus der Änderung des Schwimmwin kels abhängig von der Zeit. Dabei kann zur Bestimmung des Schwimmwinkel-Index eine absolute Größe des Schwimmwinkels verwendet werden. Eine solche Ausfüh rungsform bietet den Vorteil, dass eine aufwändige Ermittlung des Schwimmwinkels unterbleiben kann und dennoch eine sichere Stabilisierung des Fahrzeugs erreicht werden kann.
Ferner kann das Verfahren einen Schritt des Bereitstellens des Ansteuersignals zur Ausgabe an eine Schnittstelle zu dem Wankstabilisator oder zu dem Wankstabilisator und zumindest einer weiteren Fahrdynamikregeleinrichtung aufweisen. Hierbei kann die zumindest eine weitere Fahrdynamikregeleinrichtung eine aktive Dämpfereinrich tung, eine aktive Federeinrichtung, eine Lenkeinrichtung für die erste Achse und zu- sätzlich oder alternativ für die zweite Achse, eine Achsquersperre, ein dynamischer Allradantrieb, eine schaltbare Koppelstange, ein aktives Kugelgelenk und zusätzlich oder alternativ dergleichen sein. Eine solche Ausführungsform bietet den Vorteil, dass die Stabilisierung des Fahrzeugs je nach vorhandenen Einrichtungen insbeson dere mittels des Wankstabilisators oder zusätzlich zu dem Wankstabilisator auch mit tels der zumindest einen weiteren Fahrdynamikregeleinrichtung zuverlässig und ro bust realisiert werden kann.
Zudem kann das Verfahren einen Schritt des Berechnens der Querbeschleunigung des Fahrzeugs als ein Produkt einer gemessenen Gierrate des Fahrzeugs und einer gemessenen Geschwindigkeit des Fahrzeugs aufweisen, um die berechnete Quer beschleunigung bereitzustellen. Hierbei kann die berechnete Querbeschleunigung eine Referenz-Querbeschleunigung bei einer stationären Kreisfahrt ohne Schwimm winkel auftretende Querbeschleunigung repräsentieren. Eine solche Ausführungs form bietet den Vorteil, dass ein einfach und schnell zu berechnender Referenzwert zu Verfügung gestellt werden kann, wobei so im Schritt des Bestimmens Rechenres sourcen eingespart werden können.
Auch kann das Verfahren einen Schritt des Einlesens der Querbeschleunigung des Fahrzeugs von einer Erfassungseinrichtung aufweisen, um die erfasste Querbe schleunigung bereitzustellen. Im Schritt des Einlesens können auch die gemessene Gierrate des Fahrzeugs und die gemessene Geschwindigkeit des Fahrzeugs von jeweiligen Messeinrichtungen eingelesen werden. Eine solche Ausführungsform bie tet den Vorteil, dass insbesondere die tatsächliche Querbeschleunigung zuverlässig und genau bereitgestellt werden kann.
Der hier vorgestellte Ansatz schafft ferner ein Steuergerät, das ausgebildet ist, um die Schritte einer Variante eines hier vorgestellten Verfahrens in entsprechenden Ein richtungen durchzuführen, anzusteuern bzw. umzusetzen. Auch durch diese Ausfüh rungsvariante der Erfindung in Form eines Steuergeräts kann die der Erfindung zu grunde liegende Aufgabe schnell und effizient gelöst werden. Hierzu kann das Steuergerät zumindest eine Recheneinheit zum Verarbeiten von Signalen oder Daten, zumindest eine Speichereinheit zum Speichern von Signalen oder Daten, zumindest eine Schnittstelle zu einem Sensor oder einem Aktor zum Ein lesen von Sensorsignalen von dem Sensor oder zum Ausgeben von Steuersignalen an den Aktor und/oder zumindest eine Kommunikationsschnittstelle zum Einlesen oder Ausgeben von Daten aufweisen, die in ein Kommunikationsprotokoll eingebettet sind. Die Recheneinheit kann beispielsweise ein Signalprozessor, ein Mikrocontroller oder dergleichen sein, wobei die Speichereinheit ein Flash-Speicher, ein EEPROM oder eine magnetische Speichereinheit sein kann. Die Kommunikationsschnittstelle kann ausgebildet sein, um Daten drahtlos und/oder leitungsgebunden einzulesen oder auszugeben, wobei eine Kommunikationsschnittstelle, die leitungsgebundene Daten einiesen oder ausgeben kann, diese Daten beispielsweise elektrisch oder op tisch aus einer entsprechenden Datenübertragungsleitung einiesen oder in eine ent sprechende Datenübertragungsleitung ausgeben kann.
Unter einem Steuergerät kann vorliegend ein elektrisches Gerät verstanden werden, das Sensorsignale verarbeitet und in Abhängigkeit davon Steuer- und/oder Daten signale ausgibt. Das Steuergerät kann eine Schnittstelle aufweisen, die hard- und/oder softwaremäßig ausgebildet sein kann. Bei einer hardwaremäßigen Ausbil dung können die Schnittstellen beispielsweise Teil eines sogenannten System-ASICs sein, der verschiedenste Funktionen des Steuergeräts beinhaltet. Es ist jedoch auch möglich, dass die Schnittstellen eigene, integrierte Schaltkreise sind oder zumindest teilweise aus diskreten Bauelementen bestehen. Bei einer softwaremäßigen Ausbil dung können die Schnittstellen Softwaremodule sein, die beispielsweise auf einem Mikrocontroller neben anderen Softwaremodulen vorhanden sind.
Es wird auch ein System zum Stabilisieren eines Fahrzeugs vorgestellt, wobei das System einen Wankstabilisator, der ausgebildet ist, um eine erste Achse und eine zweite Achse des Fahrzeugs abhängig von einer Wankmomentenverteilung zwi schen der ersten Achse und der zweiten Achse zu stabilisieren, und eine Ausfüh rungsform des vorstehend genannten Steuergeräts aufweist, wobei das Steuergerät signalübertragungsfähig mit dem Wankstabilisator verbindbar oder verbunden ist. In dem System kann eine Ausführungsform des vorstehend genannten Steuergeräts vorteilhaft eingesetzt oder verwendet werden, um den Wankstabilisator unter Ver wendung des Ansteuersignals anzusteuern.
Gemäß einer Ausführungsform kann das System ferner zumindest eine weitere Fahrdynamikregeleinrichtung aufweisen. Hierbei kann das Steuergerät signalüber tragungsfähig mit der zumindest einen weiteren Fahrdynamikregeleinrichtung ver bindbar oder verbunden sein. Die zumindest eine weitere Fahrdynamikregeleinrich tung kann eine aktive Dämpfereinrichtung, eine aktive Federeinrichtung, eine Lenk einrichtung für die erste Achse und zusätzlich oder alternativ für die zweite Achse, eine Achsquersperre, ein dynamischer Allradantrieb, eine schaltbare Koppelstange, ein aktives Kugelgelenk und zusätzlich oder alternativ dergleichen sein. Eine solche Ausführungsform bietet den Vorteil, dass das Fahrzeug abhängig von seinen vor handenen Einrichtungen entweder auf besonders einfache Weise mittels des Wank- stabilisators oder auf besonders robuste Weise zusätzlich zu dem Wankstabilisator auch mittels der zumindest einen weiteren Fahrdynamikregeleinrichtung stabilisiert werden kann.
Die Erfindung wird anhand der beigefügten Zeichnungen beispielhaft näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs mit einem System gemäß einem Ausführungsbeispiel;
Fig. 2 eine schematische Darstellung des Steuergeräts aus Fig. 1 ; und
Fig. 3 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Stabilisieren gemäß einem Ausfüh rungsbeispiel.
In der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der vorlie genden Erfindung werden für die in den verschiedenen Figuren dargestellten und ähnlich wirkenden Elemente gleiche oder ähnliche Bezugszeichen verwendet, wobei auf eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente verzichtet wird. Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs 100 mit einem Sys tem 1 10 zum Stabilisieren des Fahrzeugs 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel.
Bei dem Fahrzeug 100 handelt es sich um ein Kraftfahrzeug zur Beförderung von Personen und/oder Gütern, insbesondere um einen Personenkraftwagen oder ein Nutzfahrzeug. Von dem Fahrzeug 100 sind in der Darstellung von Fig. 1 ein Bereich einer ersten Achse 101 , ein Bereich einer zweiten Achse 102, eine erste Messein richtung 104 zum Messen einer Gierrate des Fahrzeugs 100, eine zweite Messein richtung 106 zum Messen einer Geschwindigkeit des Fahrzeugs 100 und eine Erfas sungseinrichtung 108 zum Erfassen einer Querbeschleunigung des Fahrzeugs 100 gezeigt. Bei der ersten Achse 101 handelt es sich beispielsweise um eine Vorder achse des Fahrzeugs 100. Bei der zweiten Achse 102 handelt es sich beispielsweise um eine Hinterachse des Fahrzeugs 100.
Die erste Messeinrichtung 104 ist ausgebildet, um die Gierrate des Fahrzeugs 100 zu messen und ein erstes Messsignal 105 bereitzustellen, welches die gemessene Gier rate repräsentiert. Die zweite Messeinrichtung 106 ist ausgebildet, um die Geschwin digkeit des Fahrzeugs 100 zu messen und ein zweites Messsignal 107 bereitzustel len, welches die gemessene Geschwindigkeit repräsentiert. Die Erfassungseinrich tung 108 ist ausgebildet, um die Querbeschleunigung des Fahrzeugs 100 zu erfas sen und ein Erfassungssignal 109 bereitzustellen, welches die erfasste Querbe schleunigung repräsentiert.
Das Fahrzeug 100 weist ferner das System 1 10 zum Stabilisieren auf. Das Sys tem 1 10 weist einen Wankstabilisator 120 und ein Steuergerät 140 auf. Der Wank- stabilisator 120 ist ausgebildet, um abhängig von einer Wankmomentenverteilung zwischen der ersten Achse 101 und der zweiten Achse 102 die erste Achse 101 und die zweite Achse 102 zu stabilisieren bzw. eine Stabilisierung des Fahrzeugs 100 im Hinblick auf die erste Achse 101 und die zweite Achse 102 zu bewirken. Der Wank stabilisator 120 weist gemäß dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel lediglich beispielhaft eine Zentraleinheit, eine der ersten Achse 101 zugeordnete Achsenein heit und eine der zweiten Achse 102 zugeordnete Achseneinheit auf. Das Steuergerät 140 ist signalübertragungsfähig mit dem Wankstabilisator 120 ver bunden. Das Steuergerät 140 ist ausgebildet, um den Wankstabilisator 120 anzu steuern. Genauer gesagt ist das Steuergerät 140 ausgebildet, um unter Verwendung des ersten Messsignals 105, des zweiten Messsignals 107 und des Erfassungssig nals 109 ein Ansteuersignal 160 zum Ansteuern des Wankstabilisators 120 zu er zeugen. Hierbei ist das Ansteuersignal 160 von dem Steuergerät 140 über eine Schnittstelle 150 an den Wankstabilisator 120 übertragbar. Das Ansteuersignal 160 ist geeignet, um die Wankmomentenverteilung des Wankstabilisators 120 einzustel len. Auf das Steuergerät 140 wird unter Bezugnahme auf nachfolgende Figuren noch detaillierter eingegangen. Beispielsweise ist der Wankstabilisator 120 ausgebildet, um unter Verwendung des Ansteuersignals 160 die auf die Räder der ersten Ach se 101 wirkenden Radaufstandskräfte betragsmäßig und die auf die Räder der zwei ten Achse 102 wirkenden Radaufstandskräfte betragsmäßig einzustellen, oder aus gebildet, um unter Verwendung des Ansteuersignals 160 ein Verhältnis zwischen den auf die Räder der ersten Achse 101 wirkenden Radaufstandskräfte und den auf die Räder der zweiten Achse 102 wirkenden Radaufstandskräfte einzustellen.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel weist das System 110 zumindest eine weitere Fahrdynamikregeleinrichtung 130 auf. Dabei ist das Steuergerät 140 signalübertra gungsfähig mit der zumindest einen weiteren Fahrdynamikregeleinrichtung 130 ver bunden. Das Ansteuersignal 160 von dem Steuergerät 140 ist über die Schnittstel le 150 auch an die zumindest eine weitere Fahrdynamikregeleinrichtung 130 über tragbar. In der Darstellung von Fig. 1 ist aus Platzgründen und lediglich beispielhaft eine weitere Fahrdynamikregeleinrichtung 130 gezeigt. Die zumindest eine weitere Fahrdynamikregeleinrichtung 130 ist beispielsweise als eine aktive Dämpfereinrich tung, eine aktive Federeinrichtung, eine Lenkeinrichtung für die erste Achse 101 und/oder die zweite Achse 102, eine Achsquersperre, ein dynamischer Allradantrieb, eine schaltbare Koppelstange, ein aktives Kugelgelenk und/oder dergleichen ausge führt. Die weiteren Fahrdynamikregeleinrichtung 130 ist ausgebildet, um das Ansteu ersignal 160 zum Einstellen zumindest eines Betriebsparameters der weiteren Fahr dynamikregeleinrichtung 130 zu verwenden. Beispielsweise wird das Ansteuersignal 160 verwendet, um ein Dämpfungsverhalten eines der ersten Achse 101 zugeordne ten ersten Dämpfereinrichtung und ein Dämpfungsverhalten eines der zweiten Achse 102 zugeordneten zweiten Dämpfereinrichtung und/oder ein Federverhalten einer der ersten Achse 101 zugeordneten ersten Federeinrichtung und ein Federverhalten einer der zweiten Achse 102 zugeordneten zweiten Federeinrichtung einzustellen. Zusätzlich oder alternativ wird das Ansteuersignal 160 gemäß einem Ausführungs beispiel verwendet, um eine Antriebsverteilung eines Allradantriebs des Fahrzeugs 100 zwischen der ersten Achse 101 und der zweiten Achse 102 einzustellen. Durch solche Maßnahmen kann die Fahrdynamik des Fahrzeugs 100 zusätzlich optimiert werden.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist der Wankstabilisator 120, der auch als elektri sche oder elektromechanische Wankstabilisierung (ERC) bezeichnet wird, ausgebil det, um ein Wankmoment dynamisch zwischen der ersten Achse 101 und der zwei ten Achse 102 zu verschieben. Dadurch werden Radaufstandskräfte zwischen den Rädern der ersten Achse 101 und der zweiten Achse 102 definiert verschoben, wodurch ein Gierverhalten des Fahrzeugs 100 beeinflusst werden kann. Dabei wird die Verschiebung der Radaufstandskräfte unter Verwendung des Ansteuersignals 160 durchgeführt.
Für die Stabilisierung des Fahrzeugs 100 erfolgt gemäß einem Ausführungsbeispiel eine Berechnung der Querbeschleunigung unter Verwendung der gemessenen Gier rate und Fahrzeuggeschwindigkeit. Hierbei wird die Querbeschleunigung als das Produkt aus der gemessenen Gierrate und der gemessenen Geschwindigkeit be rechnet. Diese Relation ist für eine stationäre Kreisfahrt des Fahrzeugs 100 ohne Schwimmwinkel gültig. Daher beschreibt ein Fehler dieser Relation den Schwimm winkel. Dieser Fehler wird aus der Abweichung zwischen der berechneten Querbe schleunigung und der erfassten Querbeschleunigung, d.h. beispielsweise zwischen einem anhand von Fig. 2 beschriebenen Berechnungssignal und dem Erfassungs signal 109, bestimmt und dient als Schwimmwinkel-Index. In Abhängigkeit des Schwimmwinkel-Index wird die Wankmomentenverteilung durch ein entsprechend erzeugtes Ansteuersignal 160 verschoben. Um das Fahrzeug 100 robust zu stabili sieren, folgt ein Verlauf des Ansteuersignals 160 gemäß einem Ausführungsbeispiel einer sogenannten„PeakHold and RampDown“ - Funktion. Diese hält einen Spitzen wert für eine applizierbare Zeitdauer und singt danach auf einen ursprünglichen Wert zurück. Bei dem Spitzenwert kann es sich um einen fest vorgegebenen Maximalwert oder um einen aktuell erreichten Maximalwert handeln. Bei dem ursprünglichen Wert kann es sich um einen für einen Betriebsmodus des Fahrzeugs 100 vorgegebenen Vorgabewert handeln.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann das Ansteuersignal 160 auch lediglich an die zumindest eine weitere Fahrdynamikregeleinrichtung 130 ausgegeben werden. In diesem Fall wird keine Wankmomentenverteilung vorgenommen.
Fig. 2 zeigt eine schematische Darstellung des Steuergeräts 140 aus Fig. 1 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Insbesondere ist das Steuergerät 140 ausgebildet, um das unter Bezugnahme auf Fig. 3 beschriebene Verfahren oder ein ähnliches Verfah ren auszuführen. Das Steuergerät 140 weist eine Bestimmungseinrichtung 244 und ein Erzeugungseinrichtung 246 auf. Gemäß dem hier dargestellten Ausführungsbei spiel weist das Steuergerät 140 optional auch eine Einleseeinrichtung 241 , eine Be rechnungseinrichtung 242 und eine Bereitstellungseinrichtung 248 auf.
Die Einleseeinrichtung 241 ist ausgebildet, um das Erfassungssignal 109, welches die erfasste Querbeschleunigung des Fahrzeugs repräsentiert, von der Erfassungs einrichtung einzulesen. Auch ist die Einleseeinrichtung 241 ausgebildet, um das ers te Messsignal 105, welches die gemessene Gierrate des Fahrzeugs repräsentiert, und das zweite Messsignal 107, welches die gemessene Geschwindigkeit des Fahr zeugs repräsentiert, einzulesen. Ferner ist die Einleseeinrichtung 241 ausgebildet, um das erste Messsignal 105 und das zweite Messsignal 107 an die Berechnungs einrichtung 242 weiterzuleiten. Auch ist die Einleseeinrichtung 241 ausgebildet, um das Erfassungssignal 109 an die Bestimmungseinrichtung 244 weiterzuleiten.
Die Berechnungseinrichtung 242 ist ausgebildet, um unter Verwendung des ersten Messsignals 105 und des zweiten Messsignals 107 sowie einer Berechnungsvor schrift ein Berechnungssignal 243 zu erzeugen, welches die berechnete Querbe schleunigung des Fahrzeugs repräsentiert. Anders ausgedrückt ist die Berechnungs einrichtung 242 ausgebildet, um die Querbeschleunigung des Fahrzeugs als ein Pro dukt der gemessenen Gierrate des Fahrzeugs und der gemessenen Geschwindigkeit des Fahrzeugs zu berechnen, um die berechnete Querbeschleunigung bereitzustel len, welche durch das Berechnungssignal 243 repräsentiert ist. Die berechnete Querbeschleunigung repräsentiert eine Referenz-Querbeschleunigung bei einer sta tionären Kreisfahrt ohne Schwimmwinkel auftretende Querbeschleunigung. Die Be rechnungseinrichtung 242 ist auch ausgebildet, um das Berechnungssignal 243 an die Bestimmungseinrichtung 244 weiterzuleiten.
Die Bestimmungseinrichtung 244 ist ausgebildet, um unter Verwendung des Erfas sungssignals 109 und des Berechnungssignals 243 sowie einer Bestimmungsvor schrift einen Schwimmwinkel-Index 245 zu bestimmen. Anders ausgedrückt ist die Bestimmungseinrichtung 244 ausgebildet, um den Schwimmwinkel-Index 245 aus einer Abweichung zwischen einer aus einer Gierrate des Fahrzeugs und einer Ge schwindigkeit des Fahrzeugs berechneten Querbeschleunigung des Fahrzeugs und einer erfassten Querbeschleunigung des Fahrzeugs zu bestimmen. Der Schwimm- winkel-lndex 245 steht in einer Beziehung, insbesondere einer bekannten oder defi nierten Beziehung, zu einem Schwimmwinkel des Fahrzeugs. Die Bestimmungsein richtung 244 ist ausgebildet, um den Schwimmwinkel-Index 245 an die Erzeugungs einrichtung 246 auszugeben oder zur Ausgabe an dies bereitzustellen.
Die Erzeugungseinrichtung 246 ist ausgebildet, um unter Verwendung des
Schwimmwinkel-Index 245 das Ansteuersignal 160 zu erzeugen. Das Ansteuersig nal 160 ist geeignet, um die Wankmomentenverteilung des Wankstabilisators abhän gig von dem bestimmten Schwimmwinkel-Index 245 einzustellen. Die Erzeugungs einrichtung 246 ist auch ausgebildet, um das Ansteuersignal 160 an die Bereitstel lungseinrichtung 248 weiterzuleiten.
Die Bereitstellungseinrichtung 248 ist ausgebildet, um das Ansteuersignal 160 zur Ausgabe an die Schnittstelle 150 zu dem Wankstabilisator oder zu der zumindest einen weiteren Fahrdynamikregeleinrichtung bereitzustellen. Somit kann das Ansteu ersignal 160 in dem Wankstabilisator verwendet werden, um die von dem Wankstabi lisator zu bewirkende Wankmomentenverteilung einzustellen. Zusätzlich oder alter nativ kann das Ansteuersignal von der weiteren Fahrdynamikregeleinrichtung ver- wendet werden, um zumindest einen Parameter einer von der weiteren Fahrdyna mikregeleinrichtung durchzuführenden Fahrdynamikregelung einzustellen.
Fig. 3 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens 300 zum Stabilisieren gemäß ei nem Ausführungsbeispiel. Das Verfahren 300 ist ausführbar, um ein Fahrzeug zu stabilisieren. Dabei ist das Verfahren 300 zum Stabilisieren in Verbindung mit einem Wankstabilisator ausführbar, der ausgebildet ist, um eine erste Achse und eine zwei te Achse des Fahrzeugs abhängig von einer Wankmomentenverteilung zwischen der ersten Achse und der zweiten Achse zu stabilisieren. Das Verfahren 300 zum Stabili sieren ist unter Verwendung des Steuergeräts aus einer der vorstehend beschriebe nen Figuren oder eines ähnlichen Steuergeräts ausführbar.
Das Verfahren 300 zum Stabilisieren weist einen Schritt 310 des Bestimmens eines Schwimmwinkel-Index aus einer Abweichung zwischen einer aus einer Gierrate des Fahrzeugs und einer Geschwindigkeit des Fahrzeugs berechneten Querbeschleuni gung des Fahrzeugs und einer erfassten Querbeschleunigung des Fahrzeugs auf. Der Schwimmwinkel-Index steht dabei in einer Beziehung zu einem Schwimmwinkel des Fahrzeugs. Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird im Schritt 310 des Bestim mens ein Schwimmwinkel-Index bestimmt, der dem Schwimmwinkel entspricht und/oder einem zeitlichen Verlauf des Schwimmwinkels entspricht und/oder eine von dem Schwimmwinkel abgeleitete Größe ist.
Auch weist das Verfahren 300 zum Stabilisieren einen Schritt 320 des Erzeugens eines Ansteuersignals unter Verwendung des in dem Schritt 310 des Bestimmens bestimmten Schwimmwinkel-Index auf. Das Ansteuersignal ist geeignet, um die Wankmomentenverteilung des Wankstabilisators abhängig von dem bestimmten Schwimmwinkel-Index einzustellen. Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird im Schritt 320 des Erzeugens ein Ansteuersignal erzeugt, das geeignet ist, um einen Verlauf der Wankmomentenverteilung einzustellen. Hierbei ist gemäß einem Ausfüh rungsbeispiel das im Schritt 320 des Erzeugens erzeugte Ansteuersignal geeignet, um den Verlauf der Wankmomentenverteilung so einzustellen, dass der Verlauf aus gehend von einem Vorgabewert auf einen Maximalwert ansteigt, der für eine einstell bare Zeitdauer gehalten wird, und danach zurück auf den Vorgabewert absinkt. Gemäß einem Ausführungsbeispiel weist das Verfahren 300 zum Stabilisieren auch einen Schritt 330 des Einlesens und/oder einen Schritt 340 des Berechnens und/oder einen Schritt 350 des Bereitstellens auf. Dabei sind der Schritt 330 des Einlesens und der Schritt 340 des Berechnens vor dem Schritt 310 des Bestimmens ausführ bar. Der Schritt 350 des Bereitstellens ist nach dem Schritt 320 des Erzeugens aus führbar.
In dem Schritt 330 des Einlesens wird die Querbeschleunigung des Fahrzeugs von einer Erfassungseinrichtung eingelesen, um die erfasste Querbeschleunigung bereit zustellen. Optional werden in dem Schritt 330 des Einlesens auch eine gemessene Gierrate des Fahrzeugs und eine gemessene Geschwindigkeit des Fahrzeugs von Messeinrichtungen des Fahrzeugs eingelesen.
In dem Schritt 340 des Berechnens wird die Querbeschleunigung des Fahrzeugs als ein Produkt einer gemessenen Gierrate des Fahrzeugs und einer gemessenen Ge schwindigkeit des Fahrzeugs berechnet, um die berechnete Querbeschleunigung bereitzustellen. Die berechnete Querbeschleunigung repräsentiert hierbei eine Refe renz-Querbeschleunigung bei einer stationären Kreisfahrt ohne Schwimmwinkel auf tretende Querbeschleunigung.
In dem Schritt 350 des Bereitstellens wird das im Schritt 320 des Erzeugens erzeugte Ansteuersignal zur Ausgabe an eine Schnittstelle zu dem Wankstabilisator und zu sätzlich oder alternativ zu zumindest einer weiteren Fahrdynamikregeleinrichtung bereitgestellt. Die zumindest eine weitere Fahrdynamikregeleinrichtung ist eine aktive Dämpfereinrichtung, eine aktive Federeinrichtung, eine Lenkeinrichtung für die erste Achse und/oder die zweite Achse, eine Achsquersperre, ein dynamischer Allradan trieb, eine schaltbare Koppelstange, ein aktives Kugelgelenk und/oder dergleichen.
In einem optionalen Schritt 360 wird das Ansteuersignal zur Fahrdynamikregelung des Fahrzeugs verwendet. Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird das Ansteuersig nal dazu von dem Wankstabilisator verwendet, um die Wankmomentenverteilung einzustellen. Zusätzlich oder alternativ wird das das Ansteuersignal von der zumin- dest einer weiteren Fahrdynamikregeleinrichtung verwendet, um einen Parametier der zumindest einen weiteren Fahrdynamikregeleinrichtung einzustellen.
Umfasst ein Ausführungsbeispiel eine„und/oder“ Verknüpfung zwischen einem ers ten Merkmal und einem zweiten Merkmal, so kann dies so gelesen werden, dass das Ausführungsbeispiel gemäß einer Ausführungsform sowohl das erste Merkmal als auch das zweite Merkmal und gemäß einer weiteren Ausführungsform entweder nur das erste Merkmal oder nur das zweite Merkmal aufweist.
Bezuqszeichen Fahrzeug
erste Achse
zweite Achse
erste Messeinrichtung
erstes Messsignal
zweite Messeinrichtung
zweites Messsignal
Erfassungseinrichtung
Erfassungssignals
System zum Stabilisieren
Wankstabilisator
weitere Fahrdynamikregeleinrichtung Steuergerät
Schnittstelle
Ansteuersignal
Einleseeinrichtung
Berechnungseinrichtung
Berechnungssignal
Bestimmungseinrichtung
Schwimmwinkel-Index
Erzeugungseinrichtung
Bereitstellungseinrichtung
Verfahren zum Stabilisieren
Schritt des Bestimmens
Schritt des Erzeugens
Schritt des Einlesens
Schritt des Berechnens
Schritt des Bereitstellens
Schritt des Verwendens

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren (300) zum Stabilisieren eines Fahrzeugs (100), wobei das Fahrzeug
(100) einen Wankstabilisator (120) aufweist, der ausgebildet ist, um eine erste Achse
(101 ) und eine zweite Achse (102) des Fahrzeugs (100) abhängig von einer Wank- momentenverteilung zwischen der ersten Achse (101 ) und der zweiten Achse (102) zu stabilisieren, wobei das Verfahren (300) einen Schritt (310) des Bestimmens eines Schwimmwinkel-Index (245) aus einer Abweichung zwischen einer aus einer Gierrate des Fahrzeugs (100) und einer Geschwindigkeit des Fahrzeugs (100) berechneten Querbeschleunigung des Fahrzeugs (100) und einer erfassten Querbeschleunigung des Fahrzeugs (100), wobei der Schwimmwinkel-Index (245) in einer Beziehung zu einem Schwimmwinkel des Fahrzeugs (100) steht, und einen Schritt (320) des Er zeugens eines Ansteuersignals (160) unter Verwendung des Schwimmwinkel-Index (245) aufweist, wobei das Ansteuersignal (160) geeignet ist, um die Wankmomen- tenverteilung des Wankstabilisators (120) abhängig von dem bestimmten Schwimm- winkel-lndex (245) einzustellen.
2. Verfahren (300) gemäß Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das im Schritt (320) des Erzeugens erzeugte Ansteuersignal (160) geeignet ist, um einen zeitlichen Verlauf der Wankmomentenverteilung einzustellen.
3. Verfahren (300) gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das im Schritt (320) des Erzeugens erzeugte Ansteuersignal (160) geeignet ist, um den zeitlichen Verlauf der Wankmomentenverteilung so einzustellen, dass der zeitliche Verlauf ausgehend von einem Vorgabewert auf einen Maximalwert ansteigt, der für eine ein stellbare Zeitdauer gehalten wird, und danach zurück auf den Vorgabewert absinkt.
4. Verfahren (300) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, dass im Schritt (310) des Bestimmens der Schwimmwinkel-Index (245) bestimmt wird, der dem Schwimmwinkel entspricht und/oder einem zeitlichen Verlauf des Schwimmwinkels entspricht und/oder eine von dem Schwimmwinkel abgeleitete Größe ist.
5. Verfahren (300) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, gekennzeichnet durch einen Schritt (350) des Bereitstellens des Ansteuersignals (160) zur Ausgabe an eine Schnittstelle (150) zu dem Wankstabilisator (120) oder zu dem Wankstabili- sator (120) und zumindest einer weiteren Fahrdynamikregeleinrichtung (130), wobei die zumindest eine weitere Fahrdynamikregeleinrichtung (130) eine aktive Dämpfer einrichtung, eine aktive Federeinrichtung, eine Lenkeinrichtung für die erste Achse und/oder die zweite Achse, eine Achsquersperre, ein dynamischer Allradantrieb, eine schaltbare Koppelstange, ein aktives Kugelgelenk und/oder dergleichen ist.
6. Verfahren (300) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, gekennzeichnet durch einen Schritt (340) des Berechnens der Querbeschleunigung des Fahrzeugs (100) als ein Produkt einer gemessenen Gierrate des Fahrzeugs (100) und einer ge messenen Geschwindigkeit des Fahrzeugs (100), um die berechnete Querbeschleu nigung bereitzustellen, wobei die berechnete Querbeschleunigung eine Referenz- Querbeschleunigung bei einer stationären Kreisfahrt ohne Schwimmwinkel auftreten de Querbeschleunigung repräsentiert.
7. Verfahren (300) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, gekennzeichnet durch einen Schritt (330) des Einlesens der Querbeschleunigung des Fahrzeugs (100) von einer Erfassungseinrichtung (108), um die erfasste Querbeschleunigung bereitzustellen.
8. Steuergerät (140), das eingerichtet ist, um die Schritte des Verfahrens (300) ge mäß einem der vorangegangenen Ansprüche in entsprechenden Einheiten (241 ,
242, 244, 246, 248) auszuführen und/oder anzusteuern.
9. System (1 10) zum Stabilisieren eines Fahrzeugs (1 00), wobei das System (1 10) einen Wankstabilisator (120), der ausgebildet ist, um eine erste Achse (101 ) und eine zweite Achse (102) des Fahrzeugs (100) abhängig von einer Wankmomentenvertei- lung zwischen der ersten Achse (101 ) und der zweiten Achse (102) zu stabilisieren, und ein Steuergerät (140) gemäß Anspruch 8 aufweist, wobei das Steuergerät (140) signalübertragungsfähig mit dem Wankstabilisator (120) verbindbar oder verbunden ist.
10. System (1 10) gemäß Anspruch 9, gekennzeichnet durch zumindest eine weitere Fahrdynamikregeleinrichtung (130), wobei das Steuergerät (140) signalübertragungs fähig mit der zumindest einen weiteren Fahrdynamikregeleinrichtung (130) verbind bar oder verbunden ist, wobei die zumindest eine weitere Fahrdynamikregeleinrich tung (130) eine aktive Dämpfereinrichtung, eine aktive Federeinrichtung, eine Lenk einrichtung für die erste Achse und/oder die zweite Achse, eine Achsquersperre, ein dynamischer Allradantrieb, eine schaltbare Koppelstange, ein aktives Kugelgelenk und/oder dergleichen ist.
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