EP4540115A1 - Verfahren zum ermitteln eines lenkrollhalbmessers, verfahren zum lenkbremsen, steuergerät und nutzfahrzeug - Google Patents

Verfahren zum ermitteln eines lenkrollhalbmessers, verfahren zum lenkbremsen, steuergerät und nutzfahrzeug

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Publication number
EP4540115A1
EP4540115A1 EP23727350.3A EP23727350A EP4540115A1 EP 4540115 A1 EP4540115 A1 EP 4540115A1 EP 23727350 A EP23727350 A EP 23727350A EP 4540115 A1 EP4540115 A1 EP 4540115A1
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EP
European Patent Office
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steering
braking
lrh
wheel
vehicle
Prior art date
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Pending
Application number
EP23727350.3A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Janik RICKE
Benjamin Bieber
Klaus PLÄHN
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ZF CV Systems Global GmbH
Original Assignee
ZF CV Systems Global GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by ZF CV Systems Global GmbH filed Critical ZF CV Systems Global GmbH
Publication of EP4540115A1 publication Critical patent/EP4540115A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • B60W2540/18—Steering angle

Definitions

  • the invention relates to a method for determining a steering roll radius. Furthermore, a method for steering brakes using this method, a control device and a commercial vehicle are provided.
  • the steering roll radius is defined as the distance of the intersection that the pivot axis of a vehicle wheel forms with the road from the center of the tire contact area of the vehicle wheel on the road.
  • steering torques are exerted on the vehicle wheel during braking.
  • wheels of a steered axle, particularly the front axle a steering process can thus be effected.
  • Using the brake for a steering function is e.g. B. in DE 196 055 53 C1, DE 19632251 A1, DE 10 2006 046 497 A, EP 299 8175 B1, EP 3293064 A1 and EP 3293065 A1.
  • DE 10 2010 029 058 A1 describes steering a vehicle wheel in different positions and determining the axes of rotation, from which the axle geometry and from this the steering roll radius can subsequently be determined based on a model.
  • Stationary wheel alignments are e.g. B. described in EP 1277027 B1 and DE 10393821 B4.
  • DE 10 2014 113 596 A1 describes a compensation system the self-steering behavior including the steering gear, with side-selective braking also being provided.
  • a steering roll radius is generally assumed or determined once in order to be able to subsequently carry out steering braking processes.
  • the invention is based on the object of creating a method that enables the steering roll radius to be reliably determined. Furthermore, a method for steering brakes using this method, a control device and a commercial vehicle are to be created for this purpose.
  • This task is solved by a method according to claim 1; Furthermore, a method for steering brakes using this method, a control device for carrying out the method and a commercial vehicle for this purpose are created.
  • asymmetrical braking processes of a steered axle of the vehicle are carried out, in which one wheel of the steered axle is braked more strongly than the other wheel.
  • the other, weaker braked wheel can, for example, also be braked with a braking force of zero, i.e. not braked at all and thus only the first wheel can be braked.
  • a steering specification signal is determined which reflects a steering specification, i.e. in particular a steering request from the driver or a steering specification of an autonomous system; In this case, the determined steering specification signal can also be zero in terms of magnitude, i.e. no steering specification occurs.
  • a steering process caused by the braking process is evaluated. From an evaluation of this data, at least a sign of the Steering roll radius of at least one of the steered wheels, in particular both steered wheels, is determined.
  • the steering process can be evaluated by measuring a steering torque generated, in particular by a steering torque sensor.
  • the steering process can also be evaluated, for example, by determining the generated wheel steering angle and/or the steering wheel angle, for example using a steering angle meter or, for example, by determining the change in the direction of travel, for example using a camera or radar.
  • a current determination of the steering roll radius is made possible without z. B. to determine geometric dimensions.
  • the steering processes generated by the asymmetrical braking can be directly assigned to the steering effect.
  • a steering torque is detected even though the driver or - e.g. B. in an autonomous vehicle system - the virtual driver has not entered a steering request, a steering brake process can be concluded and the steering roll radius can be determined from this, at least from the sign.
  • the initiation of a first asymmetrical braking process and/or the subsequent asymmetrical braking processes takes place on the basis of a braking criterion, which in particular can ensure that the determination is made early enough and/or is sufficiently valid.
  • a travel time is compared with a first time limit value.
  • the driving time used is in particular the time since the start of the journey, i.e. in particular since a driving speed other than zero, or the time since the vehicle was switched on, e.g. since the ignition was switched on. This enables early determination before stronger braking operations and, if necessary, steering braking operations due to a failure of the steering system.
  • a period of time between the end of the last trip and the current start of the trip is evaluated, i.e. H. in particular compared with a limit value. If the length of time since the end of the last trip exceeds a second time limit, a current determination of the steering roll radius can be provided, since important properties of the wheel may have changed. So can e.g. B. a wheel change may have taken place, during which the rim may also have been changed and the offset may therefore have changed.
  • a possible wheel change is recognized by determining and evaluating a tire inflation pressure, and if a change above a change limit value since the last trip is detected, it is recognized that a wheel change may have occurred and the method is therefore carried out and the steering roll radius is new is to be determined.
  • an identification number of the tire pressure sensor can also be read out. If the number changes, it is recognized that there may be a wheel change, so that the procedure is then applied.
  • Another sub-criterion can be the determination of straight-ahead driving. The current wheel steering angle or steering wheel angle can be used for this. So can e.g. B. be provided to carry out the asymmetrical braking process while driving straight ahead in order to avoid or minimize critical driving situations.
  • an autonomous compensatory steering process is initiated, in particular to completely or partially compensate for the steering brake effect.
  • the current or currently known value of the steering roll radius can be assumed in order to at least reduce the steering brake effect through the autonomous compensation steering. This means that the driver will not notice the asymmetrical braking process or will not notice it in a relevant way.
  • subsequent asymmetrical braking processes can be carried out with different braking forces and/or different signs of the difference in braking forces in order to increase the accuracy.
  • braking processes can be carried out on different surfaces and thus different coefficients of friction.
  • the braking pressures can be used as braking forces in fluid-operated brake systems.
  • the validity of the determined steering roll radius is determined.
  • a trust index or confidential index can be determined, which indicates the validity of the evaluation process or evaluation progress. Continuous measurements can therefore be used to increase the accuracy of the steering roll radius and determine this improvement.
  • the driver can: B. be displayed when the Confidential Index has reached a relevant value that enables autonomous steering braking processes or can be carried out with high accuracy.
  • the Confidential Index can be used as an application criterion for an autonomous vehicle system, in particular an autonomous driver assistance system or an autonomous safety system, so that the steering braking processes are only used if there is sufficient validity.
  • the steered axle can in particular be the front axle. Furthermore, for example, the steering roll radius of a steered rear axle can also be evaluated.
  • the temporal behavior of the determined steering specification signal and/or the steering torque is evaluated. This improves the accuracy of the determination.
  • the driver's steering request can be better separated from a steering torque exerted by the asymmetric braking process due to the steering torque he exerts.
  • a method for steering brakes is created, which enables safe steering brake processes even if the steering system fails and thus increases safety. Due to the determined Confidential Index in particular, stronger steering braking processes can be initiated. The initiation of the steering brake processes can, for example, only be carried out when the Confidential Index exceeds a limit value; it can also be provided that the strength of the steering brake processes depends on the level of the Confidential Index.
  • a control device which contains instructions for carrying out the method according to the invention, as well as a vehicle, in particular a commercial vehicle, with the control device and/or for carrying out the method.
  • the sensor for determining the steering torque can be provided in the steering shaft in the usual way;
  • the steering specification can be done, for example, by measuring a steering wheel angle in the vehicle or a steering specification signal.
  • Fig. 1 a vehicle in front view
  • Fig. 2 shows the vehicle in plan, during a braking process
  • Fig. 3 shows the vehicle from Fig. 2 during a braking and steering process
  • Fig. 4 is an enlargement of a detail from Fig. 1
  • Fig. 5 shows the tire contact areas of the front axle from Fig. 2;
  • Fig. 6 is a flowchart of a method according to the invention.
  • a commercial vehicle 1 drives on a roadway 2.
  • the commercial vehicle 1 has a steered front axle VA and, according to the embodiment shown here, a rear axle HA; Additional rear axles, possibly also liftable additional axles or rear axles, can also be provided here.
  • the commercial vehicle 1 thus has a steerable left front wheel VA-1 and a steerable right front wheel VA-2.
  • a left front wheel brake 4-1 is provided on the left front wheel VA-1
  • a right front wheel brake 4-2 is correspondingly provided on the right front wheel VA-2, which z. B.
  • rear wheel brakes 5-1 and 5-2 are provided on the wheels HA-1, HA-2 of the rear axle HA.
  • X denotes the longitudinal direction; accordingly, Y represents the transverse direction.
  • the different coordinate systems of the road, the vehicle and the individual wheels must be converted into one another accordingly; For the sake of simplicity, the vehicle coordinate system XYZ will be considered below.
  • the direction of travel F corresponds to the longitudinal direction X in the vehicle coordinate system XYZ when driving straight ahead.
  • the front wheel brakes 4-1, 4-2 and the rear wheel brakes 5-1, 5-2 are parts of a pneumatic brake system 6, which also includes a brake control unit 8, for example an EBS control unit 8, and a not further mentioned here described compressed air system with electro-pneumatic valves, so that the EBS control unit 8 activates the wheel brakes by controlling the electro-pneumatic valves 4-1, 4-2, 5-1, 5-2 can be controlled with an individual pneumatic brake pressure P41, P42, P51, P52.
  • the commercial vehicle 1 has a steering system 12, shown in more detail in FIGS -Sensor 16, the z. B. can be formed by means of a torsionally soft area of the steering shaft 15.
  • the steering torque sensor 16 is used here to determine the steering process, although the steering process can also be determined differently.
  • the front wheels VA-1, VA-2 stand in tire contact areas 20-1, 20-2 on the road 2, which are shown in more detail in Figure 5.
  • the left front wheel VA-1 can be pivoted about a left pivot axis 22-1, the left pivot axis 22-1 intersecting the road 2 at an intersection 23-1, which extends from a center point 24-1 of the left tire contact patch 20-1 around the left Steering roll radius LRH-1 is offset in the transverse direction Y.
  • the right front wheel VA-2 can be pivoted about a right pivot axis 22-2, which in turn intersects the road 2 at a right intersection point 23-2, which is offset from the right center point 24-2 by the right steering roll radius LRH-2 in the transverse direction Y is.
  • the EBS control unit 8 applies a brake pressure p41 to the left front wheel brake 4-1, which thus brakes the left front wheel VA-1, so that the left front wheel VA-1 is on the road 2 - against the Direction of travel F or longitudinal direction Lane 2, as well as slip, etc. Accordingly, the braking force becomes 26-1 and the left steering roll radius LRH-1 exerts a left steering torque LM-1 on the left front wheel VA-1, which thus pivots the left front wheel VA-1 and, through the kinematic coupling, also the right front wheel VA-2.
  • the front axle A is designed as a rigid axle, the sum of the steering torques LM-1 and LM-2 results in the total steering torque LM.
  • Fig. 2 shows straight-ahead driving;
  • Fig. 3 the front wheels are turned accordingly, i.e. wheel steering angle alpha-1, alpha -2 are not equal to zero.
  • steering control unit 30 which is connected to the EBS control unit 8, for example.
  • the steering control unit 30 enables the initiation of independent steering on both the left front wheel VA-1 and the right front wheel VA-2.
  • the method according to the invention has at least the following steps:
  • the method is started in step StO, in the commercial vehicle 1 described above and its features mentioned above.
  • the commercial vehicle 1 subsequently begins its journey according to step St1, i.e. H. Travel speed v not equal to 0 (forward or reverse travel).
  • step St1 i.e. H. Travel speed v not equal to 0 (forward or reverse travel).
  • step St1 i.e. H. Travel speed v not equal to 0 (forward or reverse travel).
  • the commercial vehicle 1 travels at its driving speed v z. B. initially straight ahead, so that the direction of travel F corresponds to the longitudinal direction X.
  • step St2 the first asymmetrical braking process BV-a is initiated.
  • the first braking process BV-a can z. B. during a first automatic braking of the commercial vehicle 1, which via the EBS control unit 8 responds to a driver's request, i.e. H. Actuation of a brake pedal 34 takes place.
  • a braking criterion K1 can be provided in step St2 for the automatic initiation of braking by the EBS control unit 8.
  • the braking criterion K1 can cover several sub-criteria, e.g.:
  • the first asymmetrical braking process BV-a is initiated when driving straight ahead without lateral dynamics and/or without road inclination, i.e. H.
  • the direction of travel F corresponds to the longitudinal direction X of the vehicle 1 and the wheel steering angles alpha-1, alpha -2 are equal to zero
  • cornering can also be provided, i.e. H. at steering torque LM 0,.
  • a tire inflation pressure signal S2 can be used, in particular the temporal behavior of the tire pressure signal S2, in order to recognize if there is a change in the determined tire pressure at the start of the journey that there has been a high probability of a tire change, so that the braking criterion K1 is met If necessary, measure a new tire or wheel VA-1 or VA-2.
  • the time period t1 since the start of the journey, or the period of time since “ignition on” or switching on of the commercial vehicle 1 can be evaluated, so that the first asymmetrical braking process BV occurs in a sufficiently short period of time after the start of the journey or switching on of the commercial vehicle 1 -a is introduced.
  • the first asymmetric braking process is still below a limit speed v-lim of z.
  • B. should be carried out at 30 km/h, i.e. H. v ⁇ v-lim.
  • the first asymmetrical braking process BV-a is initiated according to step St3, in which one of the wheels VA-1, VA-2 is braked more strongly than the other wheel.
  • the left front wheel VA -1 braked more strongly via the left front wheel brake 4-1 than the right front wheel VA-2 via the right front wheel brake 4-2, ie the left braking force 26-1 is greater than the right braking force 26-2, ie, for example, that the left brake pressure p41 is greater than the right brake pressure p42.
  • step St4 data is recorded according to step St4, in particular the measured steering torque LM, the steering specification signal LW, and also data about the braking process initiated, i.e. about the braking forces 26-1, 26-2.
  • the initiated brake pressures p41, p42 can be used.
  • step St5 the collected data is evaluated. In this way, it is determined whether a steering process can be determined and, if necessary, the resulting steering process is evaluated.
  • the steering torque LM developed by the driver can be detected when the driver counteracts the steering process that has been initiated.
  • the steering process generated can also be determined as a change in the steering wheel angle if the driver does not counteract or only partially counteracts. This means it can also be measured in which direction the vehicle is pulling;
  • the wheel steering angle can be recorded quantitatively, although determining the direction is generally sufficient.
  • the applied brake pressures can be related to the resulting wheel steering angle.
  • the determined steering torque LM can be assigned directly to the asymmetrical braking of the front wheels VA-1, VA-2, i.e. H. as a steer-by-brake effect.
  • step St5 at least the sign of the left and right steering roll radius LRH-1, LRH-2 can be determined from the determined steering torque.
  • the braking process BV-a was initiated autonomously, ie as a test braking, a complete or partial compensation of the steering braking process can take place in step St3 through an active steering intervention, in which the steering control unit 30 thus initiates an active steering process that affects the detected steering torque LM compensates so that the vehicle 1 is not steered or not steered relevantly and therefore does not change its direction of travel F.
  • the compensation steering process can thus be calculated and initiated from the determined steering torque and/or from a measured yaw rate omega.
  • validity data VAL-BV-a is collected before and during the first braking process BV-a, which is used to determine a confidential index CI.
  • One or more of the following data are recorded as validity data VAL-BV-a: a current steering torque LM (t), the left front wheel brake pressure P41 and right front wheel brake pressure P42, e.g. B. temperature Tp and z. B. a determined current adhesion value HW-1, HW-2, further z. B. determined data about the road inclination, the direction of travel F, the driving speed V, the wheel steering angles alpha-1, alpha -2 of the front wheels VA-1, VA-2.
  • the validity of the assessment of the first braking process BV-a is evaluated from these data.
  • a longitudinal acceleration can be determined by a longitudinal acceleration sensor or e.g. B. as a time derivative of the driving speed v.
  • braking processes BV-a and subsequently BV-b, BV-c, ... are carried out in order to obtain precise data for the determination.
  • the brake pressures P41, P42 can be varied, in particular z. B. the difference or the sign of the difference in the brake pressures P41, P42 is changed; thus z. B. in the subsequent braking process BV-b, a higher right front wheel brake pressure P42 than the left front wheel brake pressure P41 is entered.
  • LRH-1, LRH-2 even during non-ideal driving situations, ie when cornering, it is possible to draw conclusions taking into account the further effects on the steering roll radius LRH-1, LRH-2.
  • the steering roll radii LRH-1, LRH-2 can be assumed to be the same. During further investigation, these can be determined individually and therefore differently.
  • the first braking process BV-a is sufficiently small, an adequate first determination can already be achieved - if the steering roll radius LRH-1, LRH-2 is not initially known - which will be the case for subsequent braking processes BV-b, BV-c, ... accordingly can be set more precisely, i.e. the validity or a confidence index CI indicating the validity increases and later reaches a limit value Cl-min, which indicates sufficient security so that automatic steering braking processes can be initiated.
  • step St7 it can be checked whether the CI is sufficiently large and, when the limit value Cl-min is reached, a decision can be made that steering braking processes LV can be initiated, as indicated in step St8.
  • the steering control unit 30 informs the EBS control unit 8 of this via the CAN bus 32, so that it is subsequently checked, for example, whether the confidential index CI is large enough that SBB processes are initiated, so that the EBS control unit initiates 8 steer-by-brake processes SBB.
  • additional information about the sign of the steering roll radius is transmitted or used so that the EBS control unit 8 can then react with a targeted control.
  • the coordination between the brake control device 8 and the steering control device 30 can originate from each of the two control devices 8, 30.
  • a higher-level control device can also be provided for the method according to the invention, which thus controls the two control devices 8, 32 in a subsidiary manner.
  • Cl-min When Cl-min is reached, it is recognized that steer-by-brake is possible. This can be indicated to the driver by a display signal S1, so that the driver can adapt his driving behavior and in particular his steering behavior or his active steering.
  • the steer-by-brake can be used in particular by the EBS control unit 8 in one or more of the following driving dynamics controls and/or driver assistance systems: ABS (anti-lock braking system), EBS (electronic braking system), ESP electronic stability program), FDR (driving dynamics control ), ACC (Automatic Cruise Control).
  • ABS anti-lock braking system
  • EBS electronic braking system
  • ESP electronic stability program
  • FDR driving dynamics control
  • ACC Automatic Cruise Control
  • the SBB processes described here are carried out in particular by changing the wheel steering angle alpha-1, alpha-2 in FIG. Steering effect already occurs through the asymmetrical braking BV-a as such, even without changing the wheel steering angle alpha-1, alpha-2. This means that asymmetrical braking of the rear axle HA can be included.
  • vehicle system in particular autonomous or semi-autonomous vehicle system

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ermitteln eines Lenkrollhalbmessers (LRH-1, LRH-2) eines Fahrzeugs (1), mit folgenden Schritten: - während einer Fahrt (St1) Einleitung eines asymmetrischen Bremsvorgangs (BV-a) an einer gelenkten Achse des Fahrzeugs (1), bei dem einem ersten Rad der gelenkten Achse eine erste Bremskraft (26-1) zugeführt wird, die größer ist als eine dem anderen Rad (VA-2) der gelenkten Achse zugeführte zweite Bremskraft (26-2) (St3), - während des Bremsvorgangs (BV-a) Ermitteln eines Lenkvorgabe-Signals (LW), das von dem Fahrer oder einem Fahrzeug-System eingegeben wird, und eines auf die Räder der gebremsten Achse (VA) ausgeübten Lenkmomentes (LM) (ST4), - Bewerten des asymmetrischen Bremsvorgangs (BV-a) in Abhängigkeit ermittelter Daten (LW, LM, 26-1, 26-2), - Ermitteln zumindest eines Vorzeichens (sgn (LRH-1), sgn (LRH-2)) des Lenkrollhalbmessers (LRH-1, LRH-2) zumindest des ersten Rades (VA-1) in Abhängigkeit der Bewertung (St5).

Description

Verfahren zum Ermitteln eines Lenkrollhalbmessers, Verfahren zum Lenkbremsen, Steuergerät und Nutzfahrzeug
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ermitteln eines Lenkrollhalbmessers. Weiterhin sind ein Verfahren zum Lenkbremsen unter Verwendung dieses Verfahrens, ein Steuergerät und sowie ein Nutzfahrzeug vorgesehen.
Der Lenkrollhalbmesser ist als Abstand des Schnittpunktes, den die Schwenkachse eines Fahrzeugrades mit der Fahrbahn bildet, gegenüber dem Mittelpunkt der Reifenaufstandsfläche des Fahrzeugrades auf der Fahrbahn definiert. In Abhängigkeit des Lenkrollhalbmessers werden bei Bremsvorgängen Lenkmomente auf das Fahrzeugrad ausgeübt. Bei Rädern einer gelenkten Achse, insbesondere somit der Vorderachse, kann somit ein Lenkvorgang bewirkt werden.
Bei einem positiven Lenkrollhalbmesser, wie er oftmals bei Nutzfahrzeugen vorliegt, wird z. B. das rechte Vorderrad stärker gebremst als das linke Vorderrad, um die Lenkung nach rechts einschlagen zu lassen. Bei Fahrzeugen mit negativem Lenkrollhalbmesser ist entsprechend das gegenüberliegende Fahrzeugrad stärker zu bremsen.
Die Bremse für eine Lenkfunktion zu nutzen, ist z. B. in DE 196 055 53 C1 , DE 19632251 A1 , DE 10 2006 046 497 A, EP 299 8175 B1 , EP 3293064 A1 und EP 3293065 A1 beschrieben.
In DE 10 2010 029 058 A1 ist beschrieben, ein Fahrzeugrad auf verschiedenen Positionen einzulenken und die Drehachsen zu bestimmen, woraus nachfolgend aufgrund eines Modells die Achsgeometrie und hieraus der Lenkrollhalbmesser ermittelt werden können.
Stationäre Achsvermessungen sind z. B. in EP 1277027 B1 und DE 10393821 B4 beschrieben. Die DE 10 2014 113 596 A1 beschreibt ein System zur Kompensation des Eigenlenkverhaltens unter Einbeziehung des Lenkgetriebes, wobei ergänzend ein seitenselektives Bremsen vorgesehen ist.
Bei derartigen Systemen wird somit im Allgemeinen ein Lenkrollhalbmesser vorausgesetzt oder einmalig ermittelt, um nachfolgend Lenkbrems-Vorgänge durchführen zu können.
Es zeigt sich, dass eine Annahme eines einmalig detektierten Lenkrollhalbmessers relativ ungenau ist. So können beim Montieren anderer Räder deutliche Änderungen am Lenkrollhalbmesser auftreten, so dass die nachfolgende Ausführung von Lenkbrems-Vorgängen auf unsicherer Grundlage erfolgt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu schaffen, das eine sichere Ermittlung des Lenkrollhalbmessers ermöglicht. Weiterhin sollen ein Verfahren zum Lenkbremsen unter Verwendung dieses Verfahrens, ein Steuergerät sowie ein Nutzfahrzeug hierzu geschaffen werden.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren nach Anspruch 1 gelöst; weiterhin werden ein Verfahren zum Lenkbremsen unter Verwendung dieses Verfahrens, ein Steuergerät zur Durchführung der Verfahren sowie ein Nutzfahrzeug hierzu geschaffen.
Somit werden nach Fahrtantritt asymmetrische Bremsvorgänge einer gelenkten Achse des Fahrzeugs durchgeführt, bei denen ein Rad der gelenkten Achse stärker als das andere Rad gebremst wird. Hierbei kann das andere, schwächer gebremste Rad z.B. auch mit einer Bremskraft von Betrag Null, d.h. gar nicht gebremst werden und somit nur das erste Rad gebremst werden. Weiterhin wird ein Lenkvorgabe- Signal ermittelt, das eine Lenkvorgabe, d.h. insbesondere einen Lenkwunsch des Fahrers oder eine Lenkvorgabe eines autonomen Systems wiedergibt; hierbei kann das ermittelte Lenkvorgabe-Signal vom Betrag her auch Null sein, d.h. keine Lenkvorgabe erfolgen.
Weiterhin wird ein durch den Bremsvorgang bewirkter Lenkvorgang bewertet. Aus einer Bewertung dieser Daten wird nachfolgend zumindest ein Vorzeichen des Lenkrollhalbmessers zumindest eines der gelenkten Räder, insbesondere beider gelenkter Räder ermittelt.
Der Lenkvorgang kann gemäß einer Ausbildung bewertet werden, indem ein erzeugtes Lenkmoment gemessen wird, insbesondere durch einen Lenkmoment- Sensor. Alternativ hierzu kann der Lenkvorgang auch z.B. durch Ermittlung des erzeugten Rad-Lenkwinkels und/oder des Lenkradwinkels bewertet werden, z.B. durch einen Lenkwinkelmesser oder z.B. durch Ermittlung der Änderung der Fahrtrichtung, z.B. mittels Kamera oder Radar.
Bereits hierdurch werden einige Vorteile erreicht:
Es wird eine aktuelle Ermittlung des Lenkrollhalbmessers ermöglicht, ohne z. B. geometrische Abmessungen zu ermitteln. Indem das Lenkmoment und das Lenkvorgabe-Signal ermittelt und insbesondere miteinander in Beziehung gesetzt werden, können die durch das asymmetrische Bremsen erzeugten Lenkvorgänge direkt der Lenkwirkung zugeordnet werden. Wird z. B. ein Lenkmoment festgestellt, obwohl der Fahrer oder - z. B. bei einem autonomen Fahrzeugsystem - der virtuelle Fahrer keinen Lenkwunsch eingegeben hat, kann auf einen Lenkbrems-Vorgang geschlossen werden und hieraus der Lenkrollhalbmesser zumindest vom Vorzeichen her ermittelt werden.
Somit wird insbesondere eine Ermittlung des Vorzeichens des Lenkrollhalbmessers ermöglicht, d. h., ob ein positiver oder ein negativer Lenkrollhalbmesser vorliegt. Hierbei wird erkannt, dass insbesondere die Kenntnis dieses Vorzeichens für nachfolgende, bewusst eingeleitete Lenkbrems-Vorgänge wichtig ist, um nicht z. B. einen Lenkbrems-Vorgang in die falsche Richtung einzuleiten. Die genaue Größe des Lenkrollhalbmessers ist nicht ganz so wichtig wie das Vorzeichen, da z. B. während eines Lenkbrems-Vorgangs die asymmetrische Bremswirkung vergrößert oder verringert werden kann. Insbesondere kann durch die Kenntnis des Vorzeichens des Lenkrollhalbmessers z. B. ausgeschlossen werden, dass aufgrund eines positiven Lenkrollhalbmessers eine Verstärkung der Lenkung erfolgt, obwohl ein negativer Lenkrollhalbmesser angenommen wurde, der zu einem selbsttätigen Gegenlenken führen sollte. Hierbei sind zum einen die Bremskräfte, d. h. bei einem druckmittelbetätigten Bremssystem die Bremsdrücke, sowie ein Lenkmoment und ein Lenkvorgabe-Signal Messgrößen, die bei Fahrzeugsystemen oftmals bereits zur Verfügung stehen und somit keine zusätzlichen Sensordaten erfordern.
Gemäß einer bevorzugten Ausbildung erfolgt die Einleitung eines ersten asymmetrischen Bremsvorganges und/oder der nachfolgenden asymmetrischen Bremsvorgänge aufgrund eines Brems-Kriteriums, wodurch insbesondere sichergestellt werden kann, dass die Ermittlung früh genug vorgenommen wird und/oder hinreichend valide ist. In das Brems-Kriterium können unter anderem folgende Bewertungen oder Teil-Kriterien eingehen: eine Fahrzeit wird mit einem ersten Zeit-Grenzwert verglichen. Als Fahrzeit wird insbesondere die Zeit seit Fahrtantritt, d.h. insbesondere seit einer Fahrgeschwindigkeit ungleich Null, herangezogen, oder die Zeit seit Einschalten des Fahrzeugs, z.B. seit Einschalten der Zündung. Somit wird eine frühzeitige Ermittlung ermöglicht, bevor stärkere Bremsvorgänge und gegebenenfalls aufgrund eines Ausfalls des Lenksystems Lenkbrems-Vorgänge vorzunehmen sind.
Gemäß einem anderen Teil-Kriterium wird eine Zeitdauer zwischen dem Ende der letzten Fahrt und dem aktuellen Fahrbeginn bewertet, d. h. insbesondere mit einem Grenzwert verglichen. Wenn die Zeitdauer seit Ende der letzten Fahrt einen zweiten Zeit-Grenzwert überschreitet, kann eine aktuelle Ermittlung des Lenkrollhalbmessers vorgesehen sein, da sich wichtige Eigenschaften des Rades geändert haben können. So kann z. B. ein Radwechsel erfolgt sein, bei dem somit gegebenenfalls auch die Felge mit gewechselt wurde und sich somit die Einpresstiefe geändert haben kann.
Gemäß einem anderen Teil-Kriterium wird ein möglicher Radwechsel erkannt, indem ein Reifenfülldruck ermittelt und bewertet wird, und bei Feststellen einer Änderung oberhalb eines Änderungsgrenzwertes seit der letzten Fahrt erkannt wird, dass ein Radwechsel vorliegen kann und somit das Verfahren durchgeführt wird und der Lenkrollhalbmesser neu zu bestimmen ist. Alternativ oder ergänzend kann auch eine Identifikationsnummer des Reifendrucksensors ausgelesen werden. Bei einer Änderung der Nummer wird erkannt, dass ein Radwechsel vorliegen kann, so dass dann das Verfahren angewandt wird. Ein weiteres Teil-Kriterium kann die Ermittlung einer Geradeausfahrt sein. Hierzu kann der aktuelle Radlenkeinschlag bzw. Lenkradwinkel herangezogen werden. So kann z. B. vorgesehen sein, den asymmetrische Bremsvorgang während einer Geradeausfahrt durchzuführen, um kritische Fahrsituationen zu vermeiden oder gering zu halten.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung wird insbesondere bei einer autonomen Einleitung des asymmetrischen Bremsvorgangs als Probe-Bremsung ein autonomer Kompensations-Lenkvorgang eingeleitet, insbesondere zur ganzen oder teilweisen Kompensation der Lenkbrems-Wirkung. Hierbei kann z.B. von dem aktuellen bzw. derzeit bekannten Wert des Lenkrollhalbmessers ausgegangen werden, um durch die autonome Kompensations-Lenkung den Lenkbrems-Effekt zumindest zu verringern. Somit wird der Fahrer den asymmetrischen Bremsvorgang nicht oder nicht relevant bemerken.
Gemäß weiteren Weiterbildungen können nachfolgende asymmetrische Bremsvorgänge mit anderen Bremskräften und/oder anderen Vorzeichen der Differenz der Bremskräfte, durchgeführt werden, um die Genauigkeit zu erhöhen. Weiterhin oder alternativ hierzu können Bremsvorgänge auf unterschiedlichen Flächen und somit unterschiedlichen Reibwerten durchgeführt werden.
Als Bremskräfte können bei druckmittelbetätigten Bremssystemen insbesondere die Bremsdrücke herangezogen werden.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausbildung wird eine Validität des ermittelten Lenkrollhalbmessers ermittelt. Hierzu kann ein Vertrauens-Index bzw. Confidential Index ermittelt werden, der die Validität des Bewertungsvorgangs bzw. Bewertungsfortschritts angibt. Somit kann durch fortlaufende Messungen eine Genauigkeit des Lenkrollhalbmessers erhöht werden und diese Verbesserung festgestellt werden. So kann dem Fahrer z. B. angezeigt werden, wenn der Confidential Index einen relevanten Wert erreicht hat, der autonome Lenkbrems- Vorgänge ermöglicht oder mit hoher Genauigkeit durchführen kann. Weiterhin kann der Confidential Index für ein autonomes Fahrzeugsystem, insbesondere autonomes Fahrerassistenzsystem oder autonomes Sicherheitssystem, als Einsatz-Kriterium herangezogen werden, so dass erst bei hinreichender Validität die Lenkbremsvorgänge eingesetzt werden.
Die gelenkte Achse kann insbesondere die Vorderachse sein. Weiterhin kann auch z.B. der Lenkrollhalbmesser einer gelenkten Hinterachse bewertet werden.
Gemäß einer bevorzugten Ausbildung wird das zeitliche Verhalten des ermittelten Lenkvorgabe-Signal und/oder des Lenkmomentes bewertet. Hierdurch wird eine Genauigkeit der Ermittlung verbessert. Insbesondere kann der Lenkwunsch des Fahrers aufgrund des von ihm ausgeübten Lenkmomentes besser von einem durch den asymmetrischen Bremsvorgang ausgeübten Lenkmoment getrennt werden.
Erfindungsgemäß wird somit insbesondere auch ein Verfahren zum Lenkbremsen geschaffen, das auch bei Ausfall des Lenksystems sichere Lenkbrems-Vorgänge ermöglicht und somit die Sicherheit erhöht. Aufgrund insbesondere des ermittelten Confidential Index können auch stärkere Lenkbrems-Vorgänge eingeleitet werden. Die Einleitung der Lenkbrems-Vorgänge kann z.B. erst durchgeführt werden, wenn der Confidential Index einen Grenzwert überschreitet, weiterhin kann auch vorgesehen sein, dass eine Stärke der Lenkbrems-Vorgänge in Abhängigkeit der Höhe des Confidential Index erfolgt.
Weiterhin werden ein Steuergerät geschaffen, das Anweisungen zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens enthält, sowie ein Fahrzeug, insbesondere Nutzfahrzeug mit dem Steuergerät und/oder zur Durchführung des Verfahrens. Der Sensor für die Ermittlung des Lenkmomentes kann in üblicher Weise in der Lenkwelle vorgesehen sein; die Lenkvorgabe kann z.B. durch Messung eines Lenkradwinkels in dem Fahrzeug oder eines Lenkvorgabe-Signals erfolgen.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der beiliegenden Zeichnungen an einigen Ausführungsformen näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 ein Fahrzeug in Vorderansicht; Fig. 2 das Fahrzeug in Aufsicht, während eines Bremsvorgangs;
Fig. 3 das Fahrzeug aus Fig. 2 während eines Brems- und Lenkvorganges;
Fig. 4 eine Ausschnittsvergrößerung aus Fig. 1
Fig. 5 die Reifenaufstandsflächen der Vorderachse aus Fig. 2;
Fig. 6 ein Flussdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens.
Ein Nutzfahrzeug 1 fährt auf einer Fahrbahn 2. Das Nutzfahrzeug 1 weist eine gelenkte Vorderachse VA sowie gemäß der hier gezeigten Ausführungsform eine Hinterachse HA auf; hierbei können auch weitere Hinterachsen, gegebenenfalls auch liftbare Zusatzachsen oder Hinterachsen, vorgesehen sein.
In der nachfolgenden Beschreibung werden Elemente der linken Seite des Nutzfahrzeugs 1 mit dem Index -1 , und entsprechend Elemente der rechten Seite des Nutzfahrzeugs 1 mit dem Index -2 bezeichnet. Somit weist das Nutzfahrzeug 1 ein lenkbares linkes Vorderrad VA-1 und ein lenkbares rechtes Vorderrad VA-2 auf. An dem linken Vorderrad VA-1 ist eine linke Vorderrad-Bremse 4-1 , und entsprechend an dem rechten Vorderrad VA-2 eine rechte Vorderrad-Bremse 4-2 vorgesehen, die z. B. als pneumatische Bremsen, insbesondere pneumatische Scheibenbremsen, ausgelegt sein können. Entsprechend sind an den Rädern HA-1 , HA-2 der Hinterachse HA Hinterrad-Bremsen 5-1 und 5-2 vorgesehen.
In dem Fahrzeug-Koordinatensystem XYZ des Fahrzeugs 1 gemäß Fig. 2 und 3 bezeichnet X die Längsrichtung; entsprechend stellt Y die Querrichtung dar. Die verschiedenen Koordinatensysteme der Straße, des Fahrzeugs und der einzelnen Räder sind entsprechend ineinander umzurechnen; nachfolgend wird zur Vereinfachung das Fahrzeug-Koordinatensystem XYZ betrachtet. Die Fahrtrichtung F entspricht in dem Fahrzeug-Koordinatensystem XYZ bei Geradeausfahrt somit der Längsrichtung X.
Die Vorderrad-Bremsen 4-1 , 4-2 sowie die Hinterrad-Bremsen 5-1 , 5-2 sind Teile eines pneumatischen Bremssystems 6, das weiterhin ein Bremsen-Steuergerät 8, z.B. ein EBS-Steuergerät 8, sowie ein hier nicht weiter beschriebenes Druckluftsystem mit elektropneumatischen Ventilen aufweist, so dass das EBS- Steuergerät 8 durch Ansteuerung der elektropneumatischen Ventile die Radbremsen 4-1 , 4-2, 5-1 , 5-2 mit einem individuellen pneumatischen Bremsdruck P41 , P42, P51 , P52 ansteuern kann.
Weiterhin weist das Nutzfahrzeug 1 ein in Fig. 1 , 3 detaillierter gezeigtes Lenksystem 12 auf, mit einem vom Fahrer zu bedienenden Lenkrad 14, einer Lenkwelle 15 sowie gemäß dieser Ausführungsform einem in oder an der Lenkwelle 15 vorgesehenen Lenkmoment-Sensor 16. Durch den Lenkmoment-Sensor 16, der z. B. mittels eines torsionsweichen Bereichs der Lenkwelle 15 ausgebildet sein kann. Der Lenkmoment- Sensor 16 dient hier zum Feststellen des Lenkvorgangs, wobei der Lenkvorgang auch anders festgestellt werden kann.
Die Vorderräder VA-1 , VA-2 stehen in Reifenaufstandsflächen 20-1 , 20-2 auf der Fahrbahn 2, die in Figur 5 genauer gezeigt sind. Das linke Vorderrad VA-1 ist um eine linke Schwenkachse 22-1 schwenkbar, wobei die linke Schwenkachse 22-1 die Fahrbahn 2 in einem Schnittpunkt 23-1 schneidet, der von einem Mittelpunkt 24-1 der linken Reifenaufstandsfläche 20-1 um den linken Lenkrollhalbmesser LRH-1 in Querrichtung Y versetzt ist.
Entsprechend ist das rechte Vorderrad VA-2 um eine rechte Schwenkachse 22-2 schwenkbar, die wiederum die Fahrbahn 2 in einem rechten Schnittpunkt 23-2 schneidet, der gegenüber dem rechten Mittelpunkt 24-2 um den rechten Lenkrollhalbmesser LRH-2 in Querrichtung Y versetzt ist.
In der hier gezeigten Ausführungsform liegt ein positiver Lenkrollhalbmesser LRH-1 und LRH-2 vor, wie er bei Nutzfahrzeugen 1 im Allgemeinen auftritt.
Bei einem Bremsvorgang wird somit von dem EBS-Steuergerät 8 ein Bremsdruck p41 in die linke Vorderrad-Bremse 4-1 eingesteuert, die somit das linke Vorderrad VA-1 abbremst, so dass das linke Vorderrad VA-1 auf der Fahrbahn 2 - entgegen der Fahrtrichtung F bzw. Längsrichtung X - eine Bremskraft 26-1 erfährt, die aus der Wechselwirkung mit der Fahrbahn 2 auftritt, wobei in die Höhe der linken Bremskraft 26-1 entsprechend der Reibwertparameter bzw. Reibungskoeffizient mue zwischen dem linken Vorderrad VA-1 und der Fahrbahn 2, sowie Schlupf usw. eingehen. Entsprechend wird aus der Bremskraft 26-1 und dem linken Lenkrollhalbmesser LRH-1 ein linkes Lenkmoment LM-1 auf das linke Vorderrad VA-1 ausgeübt, das somit das linke Vorderrad VA-1 und durch die kinematische Koppelung auch das rechte Vorderrad VA-2 schwenkt. Bei Ausbildung der Vorderachse A als Starrachse ergibt sich somit eine Summe der Lenkmomente LM-1 und LM-2 als Gesamt- Lenkmoment LM.
Fig 2 zeigt die Geradeausfahrt; in Fig. 3 sind die Vorderräder entsprechend eingeschlagen, d.h. Rad-Lenkwinkel alpha-1 , alpha -2 sind ungleich Null.
In der gezeigten Ausführungsform liegt ein elektronisches bzw. elektrisch gesteuertes Lenksystem vor, mit einem Lenk-Steuergerät 30, das mit dem EBS-Steuergerät 8 z.
B. über einen CAN-Bus 32 verbunden ist. Das Lenk-Steuergerät 30 ermöglicht die Einleitung selbstständiger Lenkungen an sowohl dem linken Vorderrad VA-1 als auch dem rechten Vorderrad VA-2.
Das erfindungsgemäße Verfahren weist gemäß Fig. 6 zumindest folgende Schritte auf: Das Verfahren wird in Schritt StO gestartet, in dem oben beschriebenen Nutzfahrzeug 1 und seinen oben genannten Merkmalen. Das Nutzfahrzeug 1 beginnt nachfolgend gemäß Schritt St1 seine Fahrt, d. h. Fahrgeschwindigkeit v ungleich 0 (Vorwärts- oder Rückwärtsfahrt). Nach einem Fahrtbeginn fährt das Nutzfahrzeug 1 mit seiner Fahrgeschwindigkeit v z. B. zunächst geradeaus, so dass die Fahrtrichtung F der Längsrichtung X entspricht.
In Schritt St2, St3 wird der erste unsymmetrische Bremsvorgang BV-a eingeleitet. Der erste Bremsvorgang BV-a kann z. B. bei einer ersten selbsttätigen Bremsung des Nutzfahrzeugs 1 , die über das EBS-Steuergerät 8 auf einen Fahrerwunsch, d. h. Betätigung eines Bremspedals 34, hin erfolgen. Weiterhin kann wie in Fig. 6 gezeigt in Schritt St2 ein Brems-Kriterium K1 zur selbsttätigen Einleitung einer Bremsung durch das EBS-Steuergerät 8 vorgesehen sein. Das Brems-Kriterium K1 kann mehrere Teil-Kriterien erfassen, z.B.:
- Es ist noch keine Fahrer-Bremsung oder andere Bremsung eingeleitet, und weiterhin auch vom EBS-Steuergerät 8 nicht selbsttätig, z. B. aufgrund einer Instabilität, der erste Bremsvorgang BV-a eingeleitet worden.
- Weiterhin kann als Teil-Kriterium enthalten sein, dass der erste unsymmetrische Bremsvorgang BV-a bei Geradeausfahrt ohne Querdynamik und/oder ohne Straßenneigung eingeleitet, d. h. die Fahrtrichtung F entspricht der Längsrichtung X des Fahrzeugs 1 und die Rad-Lenkwinkel alpha-1 , alpha -2 gleich Null
Alternativ hierzu kann aber auch eine Kurvenfahrt vorgesehen sein, d. h. bei Lenkmoment LM 0,.
- Weiterhin kann ein Reifenfülldrucksignal S2 herangezogen werden, insbesondere das zeitliche Verhalten des Reifendruck-Signals S2, um bei einer Änderung des ermittelten Reifendrucks bei Fahrtantritt zu erkennen, dass mit hoher Wahrscheinlichkeit ein Reifenwechsel vorlag, so dass das Brems-Kriterium K1 erfüllt ist, um gegebenenfalls einen neuen Reifen bzw. ein neues Rad VA-1 oder VA-2 zu vermessen.
- Weiterhin kann als Teil-Kriterium die Zeitdauer t1 seit dem Fahrtantritt, bzw. Zeitdauer seit „Zündung an“ bzw. Einschalten des Nutzfahrzeugs 1 bewertet werden, so dass in einem hinreichend kurzen Zeitraum nach Fahrtbeginn oder Einschalten des Nutzfahrzeugs 1 der erste asymmetrische Bremsvorgang BV-a eingeleitet wird.
- Weiterhin kann als Teil-Kriterium auch einbezogen werden, dass nach Beendigung der letzten Fahrt und Start der neuen Fahrt ein hinreichend großer Zeitraum t > delta- t2 verstrichen ist; bei z. B. einem kurzen Stopp des Fahrzeugs muss somit das Verfahren nicht sofort wieder durchgeführt werden.
Weitere Teil-Kriterien des Brems-Kriteriums K1 können sein, dass
- der erste asymmetrische Bremsvorgang noch unterhalb einer Grenzgeschwindigkeit v-lim von z. B. 30 km/h durchgeführt werden soll, d. h. v < v-lim.
- keine Gier-Bewegung des Fahrzeugs um seine Hochachse GA, und/oder keine Roll-Bewegung bzw. seitliches Einknicken des Nutzfahrzeugs 1 auf z. B. geneigter Fahrbahn 2 vorliegt. Wenn das Bremskriterium K1 erfüllt ist, wird gemäß Schritt St3 der erste unsymmetrische Bremsvorgang BV-a eingeleitet, bei dem eines der Räder VA-1 , VA- 2 stärker gebremst wird als das andere Rad. Bei der hier beschriebenen Ausführungsform wird das linke Vorderrad VA-1 über die linke Vorderrad-Bremse 4-1 stärker gebremst als das rechte Vorderrad VA-2 über die rechte Vorderrad-Bremse 4-2, d. h. die linke Bremskraft 26-1 ist größer als die rechte Bremskraft 26-2, d.h. z.B., dass der linke Bremsdruck p41 größer ist als der rechte Bremsdruck p42.
Während des Bremsvorgangs BV-a werden gemäß Schritt St4 Daten aufgenommen, insbesondere das gemessene Lenkmoment LM, das Lenkvorgabe-Signal LW, weiterhin Daten über den eingeleiteten Bremsvorgang, d.h. über die Bremskräfte 26- 1 , 26-2. Hierzu können z.B. die eingeleiteten Bremsdrücke p41 , p42 herangezogen werden.
In Schritt St5 erfolgt eine Auswertung der gesammelten Daten. So wird ermittelt, ob ein Lenkvorgang ermittelt werden kann und gegebenenfalls der bewirkte Lenkvorgang bewertet. Hierzu kann gemäß einer Ausführungsform das vom Fahrer ausgebildete Lenkmoment LM detektiert werden, wenn der Fahrer gegen den eingeleiteten Lenkvorgang gegenhält. Weiterhin oder alternativ hierzu kann der erzeugte Lenkvorgang auch als Lenkradwinkeländerung ermittelt werden, wenn der Fahrer nicht oder nur teilweise gegenhält. Somit kann auch gemessen werden, in welche Richtung das Fahrzeug zieht; weiterhin kann der Rad-Lenkwinkel quantitativ erfasst werden, wobei grundsätzlich eine Ermittlung der Richtung ausreichend ist. Gemäß einer weiteren Ausgestaltung können die eingesteuerten Bremsdrücke mit dem resultierenden Rad-Lenkwinkel in Beziehung gesetzt werden.
Wenn z. B. vom Fahrer derzeit über das Lenkrad 14 kein Lenkwunsch eingegeben wird und somit die Geradeausfahrt beabsichtigt ist, kann das ermittelte Lenkmoment LM direkt der asymmetrischen Bremsung der Vorderräder VA-1 , VA-2 zugeordnet werden, d. h. als steer-by-brake-Effekt.
Somit kann in Schritt St5 aus dem ermittelten Lenkmoment zumindest das Vorzeichen des linken und rechten Lenkrollhalbmesser LRH-1 , LRH-2 ermittelt werden. Wenn der Bremsvorgang BV-a autonom eingeleitet wurde, d.h. als Probe-Bremsung, kann in Schritt St3 eine vollständige oder teilweise Kompensation des Lenkbremsvorgangs durch einen aktiven Lenkeingriff erfolgen, bei dem somit das Lenk- Steuergerät 30 einen aktiven Lenkvorgang einleitet, der das detektierte Lenkmoment LM kompensiert, so dass das Fahrzeug 1 nicht oder nicht relevant gelenkt wird und somit seine Fahrtrichtung F nicht ändert. Der Kompensation-Lenkvorgang kann somit aus dem ermittelten Lenkmoment und/oder aus einer gemessenen Gierrate omega berechnet und eingeleitet werden.
Gemäß Schritt St6 werden vor und während des ersten Bremsvorgang BV-a Validitäts-Daten VAL-BV-a gesammelt, die zur Ermittlung eines Confidential Index CI dienen. Hierbei werden als Validitätsdaten VAL-BV-a ein oder mehrere der folgenden Daten aufgenommen: ein aktuelles Lenkmoment LM (t), der linke Vorderrad-Bremsdruck P41 und rechte Vorderrad-Bremsdruck P42, z. B. Temperatur Tp und z. B. ein ermittelter aktueller Haftwert HW-1 , HW-2, weiterhin z. B. ermittelte Daten über die Straßenneigung, die Fahrtrichtung F, die Fahrgeschwindigkeit V, die Rad-Lenkwinkel alpha-1 , alpha -2 der Vorderräder VA-1 , VA-2. Aus diesen Daten wird somit die Validität der Bewertung des ersten Bremsvorgangs BV-a bewertet.
Weiterhin kann als Teil der Validitätsdaten VAL-BV-a eine Längs-Beschleunigung ermittelt, durch einen Längsbeschleunigungs-Sensor oder z. B. als zeitliche Ableitung der Fahrgeschwindigkeit v.
Vorteilhafterweise werden mehrere Bremsvorgänge BV-a und nachfolgend BV-b, BV- c, ... durchgeführt, um genaue Daten für die Ermittlung zu erhalten. Hierbei können die Bremsdrücke P41 , P42 variiert werden, wobei insbesondere z. B. die Differenz bzw. das Vorzeichen der Differenz der Bremsdrücke P41 , P42 geändert wird; somit wird z. B. in dem nachfolgenden Bremsvorgang BV-b ein höherer rechter Vorderrad- Bremsdruck P42 als der linke Vorderrad-Bremsdruck P41 eingegeben. Aber auch während nicht-idealer Fahrsituationen, d. h. in einer Kurvenfahrt, kann unter Berücksichtigung der weiteren Einwirkungen auf die Lenkrollhalbmesser LRH- 1 , LRH-2 geschlossen werden.
Zunächst können die Lenkrollhalbmesser LRH-1 , LRH-2 als gleich angesetzt werden. Bei der weiteren Ermittlung können diese individuell und somit unterschiedlich bestimmt werden.
Indem der erste Bremsvorgang BV-a hinreichend klein ist, kann - bei zunächst nicht bekannten Lenkrollhalbmessern LRH-1 , LRH-2 - bereits eine hinreichende erste Ermittlung erreicht werden, die bei nachfolgenden Bremsvorgängen BV-b, BV-c, ... entsprechend genauer eingestellt werden kann, d.h. die Validität bzw. ein die Validität anzeigender Confidential Index CI steigt und erreicht später einen Grenzwert Cl-min, der eine hinreichende Sicherheit anzeigt, so dass selbsttätige Lenkbremsvorgänge eingeleitet werden können.
Somit kann in einem Schritt St7 überprüft werden, ob der CI hinreichend groß ist, und bei Erreichen des Grenzwertes Cl-min entschieden werden, dass Lenkbremsvorgänge LV eingeleitet werden können, wie in Schritt St8 angedeutet.
Wenn somit von dem Lenk-Steuergerät 30 ein ganzer oder teilweiser Defekt des Lenksystems 12 detektiert wird, teilt das Lenk-Steuergerät 30 dies dem EBS- Steuergerät 8 über den CAN-Bus 32 mit, so dass nachfolgend z.B. überprüft wird, ob der Confidential Index CI groß genug ist, dass SBB-Vorgänge eingeleitet werden, so dass das EBS-Steuergerät 8 steer-by-brake-Vorgänge SBB einleitet.
Vorteilhafterweise wird ergänzend eine Information über das Vorzeichen des Lenkrollhalbmessers übertragen oder herangezogen, damit das EBS-Steuergerät 8 dann mit einer gezielten Ansteuerung reagieren kann.
Die Koordination zwischen dem Bremssteuergerät 8 und dem Lenk-Steuergerät 30 kann von jedem der beiden Steuergeräte 8, 30 ausgehen. Es kann auch ein übergeordnetes Steuergerät für das erfindungsgemäße Verfahren vorgesehen sein, das somit die beiden Steuergeräte 8, 32 subsidiär ansteuert. Somit wird eine Lernphase LPH durchgeführt, vom Start mit t = 0 bis z. B. zur Ermittlung eines Grenzwertes des Confidential Index Cl-min. Bei Erreichen von Cl- min wird somit erkannt, dass steer-by-brake möglich ist. Dies kann dem Fahrer durch ein Anzeige-Signal S1 angezeigt werden, so dass der Fahrer sein Fahrverhalten und insbesondere sein Lenkverhalten bzw. seine Aktivlenkung anpassen kann.
Das steer-by-brake kann insbesondere vom EBS-Steuergerät 8 in einer oder mehrerer der folgenden Fahrdynamik-Regelungen und/oder Fahrerassistenz- Systeme eingesetzt werden: ABS (Antiblockiersystem), EBS (elektronisches Bremssystem), ESP elektronisches Stabilitätsprogramm), FDR (Fahrdynamikregelung), ACC (Automatic Cruise Control).
Die hier beschriebenen SBB-Vorgänge erfolgen somit insbesondere durch Änderung des Rad-Lenkwinkels alpha-1 , alpha-2 in Fig. 3. Weiterhin ist zu berücksichtigen, dass auch bei der ungelenkten Achse HA und auch zusätzlich an der gelenkten Achse VA ein Brems-Lenk-Effekt bereits durch die asymmetrische Bremsung BV-a als solche erfolgt, auch ohne Änderung des Rad-Lenkwinkels alpha-1 , alpha-2. Somit können asymmetrische Bremsungen der Hinterachse HA einbezogen werden.
Bezugszeichen (Teil der Beschreibung)
1 Nutzfahrzeug
2 Fahrbahn
VA Vorderachse
VA-1 linkes Vorderrad
VA-2 rechtes Vorderrad
HA Hinterachse
HA-1 linkes Hinterrad
HA-2 rechtes Hinterrad
4-1 linke Vorderrad-Bremse
4-2 rechte Vorderrad-Bremse
5-1 linke Hinterrad-Bremse
5-2 rechte Hinterrad-Bremse
6 pneumatisches Bremssystem, insbesondere EBS
8 Bremsen-Steuergerät
10 Druckluftsystem
11 elektropneumatische Ventile
12 Lenksystem
14 Lenkrad
15 Lenkwelle
16 Lenkmoment-Sensor
17 Lenkradwinkel-Sensor
20-1 linke Reifenaufstandsfläche
20-2 rechte Reifenaufstandsfläche
22-1 linke Schwenkachse
22-2 rechte Schwenkachse
23-1 linker Schnittpunkt
23-2 rechter Schnittpunkt
24-1 linker Mittelpunkt der linken Reifenaufstandsfläche 20-1
24-2 rechter Mittelpunkt der rechten Reifenaufstandsfläche 20-2
26 Reifendrucksensor
26-1 linke Bremskraft, die auf das linke Vorderrad VA-1 wirkt 26-2 rechte Bremskraft, die auf das rechte Vorderrad VA-2 wirkt
30 Lenk-Steuergerät
32 CAN-Bus
34 Bremspedal
43 Längsbeschleunigungs-Sensor
45 Fahrzeug-System, insbesondere autonomes oder halbautonomes Fahrzeug- System
45a autonome oder halbautonome Fahrdynamik-Regelungen
45b autonomes oder halbautonomes Fahrerassistenz-System
46 vorgespeicherte Werte für das Kompensations-Lenkmoment (LM-K) alpha-1 und alpha-2 Rad-Lenkwinkel
B1 erste Bedingung des Abbruch-Kriteriums K3
B2 zweite Bedingung des Abbruch-Kriteriums K3
BV-a erster Bremsvorgang
Cl Confidential Index
CI-1 Mindest-Confidential Index delta-t erster Zeitraum
F Fahrtrichtung
GA Hochachse
HW-1 , HW-2 aktueller Haftwert
K1 Brems-Kriterium
K2 Einsatz-Kriterium
K3 Abbruch-Kriterium
LM-K Kompensations-Lenkmoment
LRW Lenkradwinkel
LRH-1 linker Lenkrollhalbmesser des linken Vorderrads V-1
LRH-2 rechter Lenkrollhalbmesser des rechten Vorderrads V-2
LM-1 linkes Lenkmoment
LM-2 rechtes Lenkmoment
LM (t) aktuelles Lenkmoment
LPH Lernphase LV autonome Lenkbrems-Vorgänge
51 Lenkmoment-Signal
52 Reifendrucksignal
53 Bremssignal
54 autonomes Lenk-Signal
Delta-S2 zeitliche Änderung des Reifendrucksignals S2 sgn (LRH-1 ), sgn (LRH-2) Vorzeichen des Lenkrollhalbmessers LRH-1 , LRH-2
P41 Bremsdruck im linken Vorderrad 4-1
P42 Bremsdruck im rechten Vorderrad 4-2
Delta-P Differenz der ersten und zweiten Bremskraft (P41 , P42)
V-LRH Validität des ermittelten Lenkrollhalbmessers
G-LRH Genauigkeit des ermittelten Lenkrollhalbmessers
G-LV Genauigkeit von Lenkbrems-Vorgängen LV t1 Zeitdauer der Fahrt t2 Zeitraum seit letzter Fahrt t-lim-1 t-lim-2
Tp Temperatur
55 Anzeigesignal
56 Freigabesignal (6) für autonome Lenkbrems-Vorgänge (LV)
V Fahrgeschwindigkeit
VAL-BV-a Validitätsdaten v-lim Geschwindigkeits-Grenzwert
X Längsrichtung (nicht Fahrtrichtung, dies korrigieren)
Y Querrichtung des Nutzfahrzeugs 1
Z vertikale Richtung, Hochrichtung des Nutzfahrzeugs 1

Claims

Patentansprüche:
1 . Verfahren zum Ermitteln eines Lenkrollhalbmessers (LRH-1 , LRH-2) eines Fahrzeugs (1 ), mit folgenden Schritten:
- während einer Fahrt (St1 ) Einleitung eines asymmetrischen Bremsvorgangs (BV-a) an einer gelenkten Achse (VA) des Fahrzeugs (1 ), bei dem an ein erstes Rad (VA-1 ) der gelenkten Achse (VA) eine erste Bremskraft (26-1 ) angelegt wird, die größer ist als eine an das andere Rad (VA-2) der gelenkten Achse (VA) angelegte zweite Bremskraft (26-2) (St3),
- während des Bremsvorgangs (BV-a) Ermitteln eines Lenkvorgabe-Signals (LW), das von dem Fahrer oder einem Fahrzeug-System (45) eingegeben wird, und
- während des Bremsvorgangs (BV-a) Bewerten eines durch den Bremvorgang (BV-a) bewirkten Lenkvorgangs,
- Bewerten des asymmetrischen Bremsvorgangs (BV-a) in Abhängigkeit der ermittelten Daten (LW, LM, 26-1 , 26-2), (St5)
- Ermitteln zumindest eines Vorzeichens (sgn (LRH-1 ), sgn (LRH-2)) des Lenkrollhalbmessers (LRH-1 , LRH-2) mindestens des ersten Rades (VA-1 ) in Abhängigkeit der Bewertung (St5).
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass bei dem Bewerten des durch den Bremsvorgang (BV-a) bewirkten Lenkvorgangs eine oder mehrere der folgenden Bewertungen durchgeführt werden:
- Ermitteln und Bewerten eines auf die Räder (VA-1 , VA-2) der gebremsten Achse (VA) ausgeübten Lenkmomentes (LM) (ST4),
- Ermitteln und Bewerten mindestens eines resultierenden Rad-Lenkwinkels (alpha-1 , alpha-2) der Räder (VA-1 , VA-2) der gebremsten Achse (VA) (ST4).
- Ermitteln und Bewerten einer Fahrtrichtungsänderung des Fahrzeugs (ST4).
3. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zeitliche Verhalten des Lenkvorgabe-Signals (LW) und/oder des Lenkvorgangs, insbesondere des Lenkmomentes (LM) oder Richtungswechsels, bewertet wird. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass nach Feststellen der Fahrt (v 0) (ST1 ) ein Brems-Kriterium (K1 ) überprüft wird (ST2), und wenn das Brems-Kriterium (K1 ) erfüllt ist, der asymmetrische Bremsvorgang (BV-a) an der gelenkten Achse (VA) eingeleitet wird (ST3). Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Brems-Kriterium (K1 ) ein oder mehrere der folgenden Teil-Kriterien enthält:
- Vergleich einer Fahrtdauer (t1) seit Fahrtbeginn (tO) mit einem ersten Zeit- Grenzwert (t-lim-1 ), (K1 -1 )
- Vergleich eines Zeitraums (t2) zwischen der letzten Fahrt und Fahrtbeginn (tO) mit einem zweiten Zeit- Grenzwert (t-lim-2), (K1 -2)
- Bewertung mindestens eines Reifenfülldrucksignalen (S2), insbesondere einer zeitlichen Änderung (Delta-S2) eines oder mehrerer Reifendrucksignale (S2) des ersten Rades (VA-1 ) oder des zweiten Rades (VA-2) seit letzter Fahrt (K1 -3),
- Ermitteln einer Geradeausfahrt (K1 -4). Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Lenkvorgabe-Signals (LW) ein Lenkrad-Winkel (LRW) und/oder ein Soll-Lenkmoment (BZZ) verwendet wird, das von einem Fahrer und/oder von einem Fahrzeug- System (45) vorgegeben wird. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer autonomen Einleitung des asymmetrischen Bremsvorgangs (BV-a) ohne ein Lenkvorgabe-Signal (LW) ein Kompensations-Lenkmoment (LM-K) zur zumindest teilweisen oder vollständigen Kompensation des ermittelten Lenkmomentes (LM) eingegeben wird. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Kompensations-Lenkmoment (LM-K) ermittelt wird in Abhängigkeit von vorgespeicherten Werten (46) und/oder in Abhängigkeit eines zuvor ermittelten Lenkrollhalbmessers (LRH-1 , LRH-2). Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein erster asymmetrischer Bremsvorgang (BV-a) mit kleineren Bremskräften (26-1 , 26-2) als nachfolgende asymmetrische Bremsvorgänge (BV-b, BV-c) durchgeführt werden, und/oder die Bremskräfte (P41 , P42) des ersten asymmetrischen Bremsvorgangs (BV- a) unterhalb einer Grenz-Bremskraft (P-lim) liegen. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei asymmetrische Bremsvorgänge (BV-b, BV-c, ...) mit unterschiedlichen Vorzeichen der Differenz (Delta-P) der ersten und zweiten Bremskraft (P41 , P42) durchgeführt werden. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass vor oder bei der Bewertung des asymmetrischen Bremsvorgangs (BV-a) Validitäts-Daten (VAL-BV-a) aufgenommen werden und in Abhängigkeit der Validitäts-Daten (VAL-BV-a) ein Confidential Index (CI) erstellt wird, der eine Validität (V-LRH) oder Genauigkeit (G-LRH) des ermittelten Lenkrollhalbmessers (LRH-1 , LRH-2) darstellt und/oder eine Bewertung der Genauigkeit (G-LV) von nachfolgenden Lenkbrems (LV)-Vorgängen wiedergibt (St6). Verfahren nach Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, dass der Confidential Index (CI) mit einem Grenzwert (Cl-min) verglichen wird, und bei Erreichen des Grenzwertes (Cl-min) ein Anzeigesignal (S5) und/oder ein Freigabesignal (S6) für autonome Steer-by-brake- Vorgänge (LV) gesetzt wird. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei dem asymmetrischen Bremsvorgang (BV-a) und/oder einem nachfolgenden asymmetrischen Bremsvorgang (BV-b, BV-c) zusätzlich zu der mindestens einen lenkbaren Achse (VA) ergänzend mindestens eine weitere Achse (HA) des Fahrzeugs (1 ) asymmetrisch gebremst wird. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Einleiten des asymmetrischen Bremsvorgangs (BV-a) an der mindestens einen gelenkten Achse (VA) beendet wird, wenn ein Abbruchkriterium (K3) erfüllt ist, wobei das Abbruchkriterium (K3) bei einer oder mehreren der folgenden Bedingungen (B1 , B2) erfüllt ist:
- das Vorzeichen des Lenkrollhalbmessers (LRH-1 , LRH-2) ist ermittelt (B1 ),
- es wird eine sicherheitskritische Fahrsituation erkannt (B2). Verfahren zum Lenk-Bremsen eines Nutzfahrzeugs (1 ), bei dem mit einem Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche ein Lenkrollhalbmesser (LRH-1 , LRH-2) ermittelt wird und in Abhängigkeit des ermittelten Lenkrollhalbmessers (LRH-1 , LRH-2) ein Lenkbremsvorgang (LV) eingeleitet wird, bei dem das Fahrzeug (1 ) durch asymmetrische Beaufschlagung der Radbremsen (4-1 , 4-2) zumindest der gelenkten Achse (VA) gelenkt wird. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Lenkbremsvorgang (LV) in Abhängigkeit eines ermittelten Confidential Index (CI) eingeleitet wird, insbesondere bei Erreichen eines Grenzwertes (Cl-min). Verfahren nach einem der Ansprüche 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass es während einer autonomen Fahrdynamik-Regelung (45a) und/oder einem autonomen Fahrerassistenz-System (45b) durchgeführt wird, z.B. ABS, EBS, ESP, FDR, ACC. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass ein Lenkbremsvorgang (LV) nur eingeleitet wird, wenn der ermittelte Confidential Index (CI) einen Grenzwert (Cl-min) überschreitet. Steuergerät (8, 30) eines Fahrzeugs (1 ), das Anweisungen zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der vorherigen Ansprüche aufweist. Fahrzeug (1 ), insbesondere Nutzfahrzeug (1 ), das aufweist: mindestens eine gelenkte Achse (VA) mit einem ersten gelenkten Rad (VA-1 ) und einem zweiten gelenkten Rad (VA-2), mindestens eine weitere Achse (HA), ein Bremssystem (6), das an den gelenkten Rädern (VA-1 , VA-2) der gelenkten Achse (VA) und der weiteren Achse (HA) vorgesehene Radbremsen (4-1 , 4-2, 5-1 , 5-2) und ein Brems-Steuergerät (8) enthält, ein Lenksystem (12), das aufweist einen Lenkmoment-Sensor (16) zum Detektieren eines Lenkmoments (LM) und/oder einen Lenkradwinkel-Sensor (17) zum Detektieren eines Lenkrad- Winkels (LRW) und ein Lenk-Steuergerät (30), wobei das Bremsen-Steuergerät (8) und/oder das Lenk-Steuergerät (30) als Steuergerät (8, 30) nach Anspruch 19 ausgebildet ist.
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