WO2005019954A2 - Verfahren zum verhindern des kippens und system zur beeinflussung der fahrdynamik eines kraftfahrzeugs - Google Patents

Verfahren zum verhindern des kippens und system zur beeinflussung der fahrdynamik eines kraftfahrzeugs Download PDF

Info

Publication number
WO2005019954A2
WO2005019954A2 PCT/EP2004/051848 EP2004051848W WO2005019954A2 WO 2005019954 A2 WO2005019954 A2 WO 2005019954A2 EP 2004051848 W EP2004051848 W EP 2004051848W WO 2005019954 A2 WO2005019954 A2 WO 2005019954A2
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
vehicle
sensor
units
acceleration
evaluation
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/EP2004/051848
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Peter Lohberg
Frank Jourdan
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Continental Teves AG and Co OHG
Original Assignee
Continental Teves AG and Co OHG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Continental Teves AG and Co OHG filed Critical Continental Teves AG and Co OHG
Publication of WO2005019954A2 publication Critical patent/WO2005019954A2/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60T—VEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T8/00—Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force
    • B60T8/17—Using electrical or electronic regulation means to control braking
    • B60T8/1755—Brake regulation specially adapted to control the stability of the vehicle, e.g. taking into account yaw rate or transverse acceleration in a curve
    • B60T8/17551—Brake regulation specially adapted to control the stability of the vehicle, e.g. taking into account yaw rate or transverse acceleration in a curve determining control parameters related to vehicle stability used in the regulation, e.g. by calculations involving measured or detected parameters
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60T—VEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T8/00—Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force
    • B60T8/17—Using electrical or electronic regulation means to control braking
    • B60T8/1755—Brake regulation specially adapted to control the stability of the vehicle, e.g. taking into account yaw rate or transverse acceleration in a curve
    • B60T8/17554—Brake regulation specially adapted to control the stability of the vehicle, e.g. taking into account yaw rate or transverse acceleration in a curve specially adapted for enhancing stability around the vehicles longitudinal axle, i.e. roll-over prevention
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60T—VEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T2230/00—Monitoring, detecting special vehicle behaviour; Counteracting thereof
    • B60T2230/03—Overturn, rollover

Definitions

  • the invention relates to a method for preventing tipping according to claim 1 and a system for influencing the driving dynamics of a motor vehicle according to claim 4 or 5.
  • the proposed method and the devices are used to measure safety-critical vehicle movements in connection with electronic controllers, control devices and actuators, which are intended to return these safety-critical vehicle movements to movements that are not critical to safety.
  • the main application is seen in connection with electronically controlled braking and / or correcting steering systems in the automotive industry.
  • driving stability control combines a large number of principles for influencing the driving behavior of a vehicle by means of prescribable pressures or braking forces in or on individual wheel brakes and by intervening in the engine management of the drive motor.
  • ABS Brake Slip Controls
  • ASR traction control systems
  • EBV electronic braking force distributions
  • ARP tilting controls
  • ESP yaw moment controls
  • a vehicle is a motor vehicle with four wheels, which is equipped with a hydraulic, electro-hydraulic or electro-mechanical brake system.
  • the driver can build up brake pressure using a pedal-operated master cylinder, while the electro-hydraulic and electro-mechanical brake systems build up a braking force that is dependent on the sensed driver braking request.
  • a hydraulic brake system Each wheel has a brake, which is assigned an intake valve and an exhaust valve.
  • the wheel brakes are connected to the master cylinder via the inlet valves, while the outlet valves lead to an unpressurized container or low-pressure accumulator.
  • an auxiliary pressure source which is able to build up pressure in the wheel brakes regardless of the position of the brake pedal.
  • the inlet and outlet valves can be operated electromagnetically for pressure control in the wheel brakes.
  • a yaw rate sensor for the brake pressure generated by the brake pedal
  • the pressure sensor can also be replaced by a pedal travel or Pedal dynamometer if the auxiliary pressure source is arranged such that a brake pressure built up by the driver is indistinguishable from that of the auxiliary pressure source.
  • a critical situation is an unstable driving state in which, in extreme cases, the vehicle does not follow the driver's instructions.
  • the function of the driving stability control is therefore to give the vehicle the vehicle behavior desired by the driver within the physical limits in such situations.
  • yaw moment control for example the yaw angular velocity and the floating angular velocity.
  • Tilt control systems generally evaluate lateral acceleration or roll variables in order to predict or determine rollover (DE 196 32 943 AI, US 6,065,558, US 6, 263,261, US 6,324,446, DE 196 02 879, DE 198 27 882, DE 199 07 633 ).
  • a device for determining the roll speed is known, the roll speed being determined by integrating the roll acceleration.
  • the roll acceleration is calculated in a model to which the vehicle speed, the lateral acceleration and the yaw rate are fed. It would be desirable to achieve unstable driving situations that are often not mastered by the driver with less technical effort, in order to enable the safety standards in all vehicle classes and / or to improve the previous functions.
  • DE 42 01 146 AI discloses a system for predicting the behavior of a motor vehicle and for a control based thereon, which has a large number of acceleration sensors, the data of which are evaluated by means of complex calculations.
  • active safety systems e.g. anti-skid system (ESP) or the rollover or rollover protection system.
  • ESP anti-skid system
  • the invention relates in particular to the measurement of movement variables for protection against the rollover or rollover of vehicles.
  • the cluster 1 schematically shows a system for detecting vehicle movements using inertial sensors in an arrangement known as a sensor module (or cluster) according to the prior art in the automotive field.
  • the cluster 1 is connected to a control system 2 via a data bus 3 to form a measurement value acquisition system, the measurement values being recorded and encoded in the cluster and decoded and processed in the driving dynamics control system (ECU).
  • One or more rotation rate sensors 4 R, ... R ”
  • one or more linear acceleration sensors 5 (A, ... A") are used for the measurement value acquisition.
  • These sensors work together with integrated signal processing circuits 6 (SV IC), which can be supported by preprocessing software 7 (PPS).
  • the Sig nal is fed to a bus interface 8 (B).
  • the entire device is housed in a housing 9.
  • the characteristic function blocks are a yaw rate sensor 11 (GP), a roll rate sensor 12 (RR), a longitudinal acceleration sensor 13 (LB) and a lateral acceleration sensor 14 (QB).
  • the invention has for its object to provide a method and system for faster detection of safety-critical vehicle movements for "active safety systems”.
  • this object is achieved in that, in a method for preventing a vehicle from tipping, the tendency of the vehicle to tilt is determined using at least one rotational accelerometer. Furthermore, this object is achieved according to the invention in a system for influencing the driving dynamics of a motor vehicle, in particular for preventing the vehicle from tipping over, in that at least two sensor units are provided for detecting vehicle movements, first evaluation units being provided for a first evaluation of the signals from the sensor units and the first evaluation units are spatially combined with the sensor units to form a sensor module and are connected to a vehicle control system via a bus interface and a data bus, the sensor units being designed as rotational accelerometers.
  • Fig. 1 vehicle coordinate system
  • Fig. 8 fourth embodiment using the invention 1 shows a vehicle coordinate system with axis designations and designations of the vehicle about these axes.
  • XF is the direction of travel
  • RB is the rolling movement around the direction of travel.
  • the pitching movement NB takes place about the vehicle transverse direction YF and the yawing movement GB about the vehicle vertical axis ZF.
  • FIG. 3 shows schematically a system for detecting vehicle movements using inertial sensors in a sensor module or cluster.
  • the cluster 1 with the sensors is connected to a driving dynamics control system 2 via a data bus 3.
  • One or more rotation rate sensors 4 (Ri ... R n ) and one or more linear acceleration sensors 5 (Ai ... A n ), which have the same or different measuring ranges and are sensor-sensitive in the same or different spatial axes, are used for the measurement value acquisition can.
  • the functions of the rotation rate sensors 4 (Ri ... R n ) and linear acceleration sensors 5 (Ai ... A n ) are supplemented according to FIG. 3 by the rotary accelerometer 10 (Dx ... D n ) by the previous function to improve or to achieve with less technical effort.
  • the sensors 4 in the cluster 1 can also be designed as a rotational accelerometer 10 (Di ... D n ), ie replace the rotation rate sensors 4. These sensors work together with integrated signal processing circuits 6 (SV IC), which can be supported by preprocessing software 7 (PPS).
  • SV IC integrated signal processing circuits 6
  • PPS preprocessing software 7
  • the measured values recorded by sensors 4, 5, 10 are encoded in the cluster.
  • the signal is fed to a bus interface 8 (B) and reaches the vehicle dynamics control system 2 via the data bus 3, where it is decoded and processed.
  • the entire device is housed in a housing 9. 5 shows an exemplary embodiment of the type used to detect rollover situations in connection with ESP systems.
  • the characteristic function blocks are a yaw rate sensor 11 (GP), a roll rate sensor 12 (RR), a longitudinal acceleration sensor 13 (LB), a lateral acceleration sensor 14 (QB) and a roll acceleration sensor 15 (RB) in order to improve the previous functionality.
  • the roll acceleration sensor 15 already reacts to the force component that causes a roll rate. This enables the measurement and interpretation of a critical condition to be carried out more precisely and quickly. Different dynamic vehicle states of the vehicle can be recorded using the measured values of the roll rate variable RV and the roll acceleration variable RG.
  • the roll acceleration sensor 15 detects impulsive or shock-like movements introduced into the vehicle, such as those that can occur, for example, when hitting a curb, for example when driving through a curve, in which there are still no pronounced tilt angles
  • the roll rate sensor 12 detects the Kinetic energy introduced into the vehicle is recorded, which is represented in the form of already larger vehicle tilt angles.
  • FIG. 6 shows an exemplary embodiment according to the invention in which the roll rate sensor 12 according to the prior art according to FIG. 4 is replaced by a roll acceleration sensor 16 in order to achieve the previous functionality with less technical effort than before.
  • An associated vehicle tipping prevention threshold value is assigned to the measured value RG of the roll acceleration sensor 15.
  • the roll acceleration quantity RG is recorded continuously by the roll acceleration sensor 15, ie in each loop, and is controlled by the tilt prevention Acceleration threshold compared. As soon as a roll acceleration quantity RG exceeds the associated tipping prevention threshold value, at least the outside wheel of the vehicle is braked and / or the steering angle of the steered wheels is changed in order to prevent tipping about the longitudinal axis of the vehicle.
  • FIG. 7 shows an embodiment according to the invention according to FIG. 5 supplemented by a pitch acceleration sensor 17 (NB) in order to detect the force component which causes a pitch rate to improve the functionality.
  • NB pitch acceleration sensor 17
  • the aim is to resolve and interpret critical states more precisely and quickly, in which rolling and pitching movements interact through certain driving maneuvers.
  • FIG. 8 shows an embodiment according to the invention according to FIG. 6, supplemented by a pitch acceleration sensor 18, in order to achieve the functionality of FIG. 7 under acceptable restrictions with less technical effort.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Control Of Driving Devices And Active Controlling Of Vehicle (AREA)
  • Regulating Braking Force (AREA)
  • Steering Control In Accordance With Driving Conditions (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verhindern des Kippens und System zur Beeinflussung der Fahrdynamik eines Kraftfahrzeugs. Das Verfahren und System sehen Drehbeschleunigungsmesser zur Ermittlung fahrdynamisch kritischer Fahrzustände vor.

Description

Verfahren zum Verhindern des Kippens und System zur Beeinflussung der Fahrdynamik eines Kra fahrzeugs .
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verhindern des Kippens nach Anspruch 1 und ein System zur Beeinflussung der Fahrdynamik eines Kraftfahrzeugs nach Anspruch 4 oder 5.
Das vorgeschlagene Verfahren und die Vorrichtungen dienen der Messung sicherheitskritischer Fahrzeugbewegungen in Verbindung mit elektronischen Reglern, Steuergeräten und Aktuatoren, die diese sicherheitskritischen Fahrzeugbewegungen zu sicherheitsunkritischen Bewegungen zurückführen sollen. Der wesentliche Anwendungsfall wird in Verbindung mit elektronisch gesteuerten Brems- und / oder Korrekturlenkungssystemen im Bereich der Kraftfahrzeug-Industrie gesehen.
Um diesen sicherheitskritischen Fahrzeugbewegungen selbsttätig entgegenzuwirken sind eine Vielzahl von Fahrstabilitätsrege- lungen bekannt geworden. Unter dem Begriff Fahrstabilitätsre- gelung vereinigen sich eine Vielzahl von Prinzipien zur Beeinflussung des Fahrverhaltens eines Fahrzeugs mittels vorgebbarer Drücke bzw. Bremskräfte in oder an einzelnen Radbremsen und mittels Eingriff in das Motormanagement des Antriebsmotors. Dabei handelt es sich um Bremsschlupfregelungen (ABS), welche während eines Bremsvorgangs das Blockieren einzelner Räder verhindern sollen, um Antriebsschlupfregelungen (ASR) , welche das Durchdrehen der angetriebenen Räder verhindern, um elektronische Bremskraftverteilungen (EBV) , welche das Verhältnis der Bremskräfte zwischen Vorder- und Hinterachse des Fahrzeugs regeln, um Kippregelungen (ARP, RSC) , die ein Kippen des Fahrzeugs um seine Längsachse verhindern, sowie um Giermomentregelungen (ESP) , welche für stabile Fahrzustände beim Gieren des Fahrzeugs um die Hochachse sorgen.
Mit Fahrzeug ist also in diesem Zusammenhang ein Kraftfahrzeug mit vier Rädern gemeint, welches mit einer hydraulischen, elektro-hydraulischen oder elektro-mechanischen Bremsanlage ausgerüstet ist. In der hydraulischen Bremsanlage kann mittels eines pedalbetätigten Hauptzylinders vom Fahrer ein Bremsdruck aufgebaut werden, während die elektro-hydraulischen und elektro-mechanischen Bremsanlagen eine vom sensierten Fahrerbremswunsch abhängige Bremskraft aufbauen. Im Folgenden wird auf eine hydraulische Bremsanlage bezug genommen. Jedes Rad besitzt eine Bremse, welcher jeweils ein Einlassventil und ein Auslassventil zugeordnet sind. Über die Einlassventile stehen die Radbremsen mit dem Hauptzylinder in Verbindung, während die Auslassventile zu einem drucklosen Behälter bzw. Niederdruckspeicher führen. Schließlich ist noch eine Hilfsdruck- quelle vorhanden, welche auch unabhängig von der Stellung des Bremspedals einen Druck in den Radbremsen aufzubauen vermag. Die Einlass- und Auslassventile sind zur Druckregelung in den Radbremsen elektromagnetischbetätigbar.
Zur Erfassung von fahrdynamischen Zuständen sind vier Drehzahlsensoren, pro Rad einer, ein Giergeschwindigkeitsmesser, ein Querbeschleunigungsmesser und mindest ein Drucksensor für den vom Bremspedal erzeugten Bremsdruck vorhanden. Dabei kann der Drucksensor auch ersetzt sein durch einen Pedalweg- oder Pedalkraftmesser, falls die Hilfsdruckquelle derart angeordnet ist, dass ein vom Fahrer aufgebauter Bremsdruck von dem der Hilfsdruckquelle nicht unterscheidbar ist.
Bei einer Fahrstabilitätsregelung wird das Fahrverhalten eines Fahrzeugs derart beeinflußt, dass es für den Fahrer in kritischen Situationen besser beherrschbar wird. Eine kritische Situation ist hierbei ein instabiler Fahrzustand, in welchem im Extremfall das Fahrzeug den Vorgaben des Fahrers nicht folgt. Die Funktion der Fahrstabilitätsregelung besteht also darin, innerhalb der physikalischen Grenzen in derartigen Situationen dem Fahrzeug das vom Fahrer gewünschte Fahrzeugverhalten zu verleihen.
Während für die Bremsschlupfregelung, die Antriebsschlupfregelung und die elektronische Bremskraftverteilung in erster Linie der Längsschlupf der Reifen auf der Fahrbahn von Bedeutung ist, fließen in die Giermomentregelung (GMR) weitere Größen ein, beispielsweise die Gierwinkelgeschwindigkeit und die Schwimmwinkelgeschwindigkeit. Kippregelungen werten in der Regel Querbeschleunigungs- oder Wankgrößen aus, um ein Überrollen vorherzusagen oder zu ermitteln (DE 196 32 943 AI, US 6,065,558, US 6, 263,261, US 6,324,446, DE 196 02 879, DE 198 27 882, DE 199 07 633) .
Aus der DE 199 22 154 ist eine Vorrichtung zum Ermitteln der Wankgeschwindigkeit bekannt, wobei die Wankgeschwindigkeit durch Integration der Wankbeschleunigung ermittelt wird. Die Wankbeschleunigung wird dabei in einem Modell berechnet, dem die Fahrzeuggeschwindigkeit, die Querbeschleunigung und die Giergeschwindigkeit zugeführt werden. Wünschenswert wäre es, instabile Fahrsituationen, die vom Fahrer oftmals nicht beherrscht werden, mittels geringerem technischen Aufwand zu erreichen, um so die Sicherheitsstandards bei allen Fahrzeugklassen zu ermöglichen und/oder die bisherigen Funktionen zu verbessern.
Aus der DE 42 01 146 AI ist ein System für die Vorhersage des Verhaltens eines Kraftfahrzeugs und für eine hierauf basierende Steuerung bekannt, das über eine Vielzahl von Beschleunigungssensoren verfügt, deren Daten mittels komplexer Berechnungen ausgewertet werden .
Die vorstehend beschriebenen Verfahren sind unter dem Begriff „aktive Sicherheitssysteme" z.B. Antischleudersystem (ESP) o- der Kipp- bzw. Überrollschutzsystem bekannt. Die Erfindung bezieht sich insbesondere auf die Messung von Bewegungsgrößen zum Schutz gegen das Kippen bzw. Überrollen von Fahrzeugen.
In Fig.2 ist schematisiert ein System zur Erfassung von Fahrzeugbewegungen unter Verwendung von Inertialsensoren in einer als Sensor-Modul ( bzw. Cluster) bezeichneten Anordnung nach dem Stand der Technik im Kfz-Bereich dargestellt. Der Cluster 1 wird mit einem Regelsystem 2 über einen Datenbus 3 zu einem Messwerterfassungssystem verbunden, wobei die Messwerte im Cluster erfasst und kodiert und in dem Fahhdynamik-Regelsystem (ECU) dekodiert und verarbeitet werden. Zur Messwerterfassung dienen ein oder mehrere Drehratensensoren 4 ( R, ... R„ ) sowie ein oder mehrere Linearbeschleunigungs-Sensoren 5 (A, ... A„ ) . Diese Sensoren arbeiten mit integrierten Signalverarbeitungsschaltungen 6 ( SV IC ) zusammen, die durch eine Vorve- rarbeitungs-Software 7 ( PPS ) unterstützt sein kann. Das Sig- nal wird einer Busschnittstelle 8 ( B ) zugeführt. Die gesamte Einrichtung ist in einem Gehäuse 9 untergebracht.
Fig.4 zeigt ein Ausführungsbeispiel nach dem Stand der Technik, wie es zur Erkennung von Überrollsituationen in Verbindung mit ESP-Systemen genutzt wird. Die kennzeichnenden Funktionsbausteine sind ein Gierratensensor 11 (GP) , ein Rollratensensor 12 (RR) , ein Längsbeschleunigungssensor 13 (LB) und ein Querbeschleunigungssensor 14 (QB) .
Neben diesen „Aktiven Sicherheitssystemen'" gibt es noch sogenannte „passive Sicherheitssysteme" die unter dem Begriff Insassen-Rückhaltesysteme, wie Airbags, Gurtstraffer, bekannt sind. Bei diesen Systemen ist es bekannt, mittels Beschleunigungssensoren die Drehbewegung um die Längsachse eines Fahrzeugs zu ermitteln und in Abhängigkeit von der Drehbewegungsgröße wird ein Überrollschutz ausgelöst (DE 196 51 124) . DE 101 23 215 al sieht eine Messung der Drehbeschleunigung um die Längsachse des Fahrzeugs und Aktivierung einer passenden In- sassenschutzanwendung vor. Die DE 30 30 065 C2 beschreibt eine Auslöseeinrichtung einer Sicherheitseinrichtung, mit der Drehbewegungen des Kraftfahrzeugs um seine Längsachse gemessen werden .
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und System zum schnelleren Ermitteln von sicherheitskritischen Fahrzeugbewegungen für „aktive Sicherheitssysteme" anzugeben.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass bei einem Verfahren zum Verhindern des Kippens eines Fahrzeugs die Kipptendenz des Fahrzeugs unter Einbeziehung von mindestens einem Drehbeschleunigungsmesser ermittelt wird. Weiterhin wird diese Aufgabe erfindungsgemäß bei einem System zur Beeinflussung der Fahrdynamik eines Kraftfahrzeugs, insbesondere zur Verhinderung eines Umkippens des Fahrzeugs, dadurch gelöst, dass wenigstens zwei Sensoreinheiten zur Erfassung von Fahrzeugbewegungen vorgesehen sind, wobei erste Auswerteeinheiten zu einer ersten Auswertung der Signale der Sensoreinheiten vorgesehen sind und die ersten Auswerteeinheiten mit den Sensoreinheiten räumlich zu einem Sensor-Modul zusam- mengefasst und über eine Busschnittsteile und einen Datenbus mit einem Fahrzeugregelsystem verbunden sind, wobei die Sensoreinheiten als Drehbeschleunigungsmesser ausgebildet sind.
Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen angegeben .
Sie wird an folgenden Figuren erläutert:
Fig. 1 Fahrzeug-Koordinatensystem
Fig. 2 System zur Messung von Inertialgrößen nach dem Stand der Technik
Fig. 3 System zur Messung von Inertialgrößen unter Anwendung der Erfindung
Fig. 4 Ausführungsbeispiel nach dem Stand der Technik
Fig. 5 erstes Ausführungsbeispiel unter Anwendung der Erfindung
Fig. 6 zweites Ausführungsbeispiel unter Anwendung der Erfindung
Fig. 7 drittes Ausführungsbeispiel unter Anwendung der Erfindung
Fig. 8 viertes Ausführungsbeispiel unter Anwendung der Erfindung In Fig. 1 ist ein Fahrzeug-Koordinatensystem mit Achsenbenennungen und Benennungen des Fahrzeuges um diese Achsen dargestellt. Hierbei ist XF die Fahrtrichtung und RB die Rollbewegung um die Fahrtrichtung. Um die Fahrzeugquerrichtung YF erfolgt die Nickbewegung NB und um die Fahrzeughochachse ZF die Gierbewegung GB.
Fig.3 zeigt schematisiert ein System zur Erfassung von Fahrzeugbewegungen unter Verwendung von Inertialsensoren in einem Sensor-Modul bzw. Cluster. Der Cluster 1 mit den Sensoren ist mit einem Fahrdynamik-Regelsystem 2 über einen Datenbus 3 verbunden. Zur Messwerterfassung dienen ein oder mehrere Drehratensensoren 4 ( Ri ... Rn ) sowie ein oder mehrere Linear- beschleunigungs-Sensoren 5 (Ai ... An ) , die gleiche oder unterschiedliche Messbereiche besitzen und in gleiche oder unterschiedliche Raumachsen sensorisch empfindlich sein können. Die Funktionen der Drehratensensoren 4 ( Ri ... Rn ) und Li- nearbeschleunigungs-Sensoren 5 (Ai ... An ) sind gemäß Fig. 3 durch Drehbeschleunigungsmesser 10 (Dx... Dn) ergänzt, um die bisherige Funktion zu verbessern oder durch weniger technischen Aufwand zu erreichen. Dabei können die Sensoren 4 im Clusters 1 auch als Drehbeschleunigungsmesser 10 (Di... Dn) ausgebildet werden, d.h. die Drehratensensoren 4 ersetzen. Diese Sensoren arbeiten mit integrierten Signalverarbeitungsschaltungen 6 ( SV IC ) zusammen, die durch eine Vorverarbei- tungs-Software 7 ( PPS ) unterstützt sein kann. Die von den Sensoren 4, 5, 10 erfassten Messwerte werden im Cluster kodiert. Das Signal wird einer Busschnittstelle 8 ( B ) zugeführt und gelangt über den Datenbus 3 in das Fahrdynamik- Regelsystem 2, wo es dekodiert und verarbeitet wird. Die gesamte Einrichtung ist in einem Gehäuse 9 untergebracht. Fig.5 zeigt ein Ausführungsbeispiel, wie es zur Erkennung von Überrollsituationen in Verbindung mit ESP-Systemen genutzt wird. Die kennzeichnenden Funktionsbausteine sind ein Gierratensensor 11 (GP) , ein Rollratensensor 12 (RR) , ein Längsbe- schleunigungssensor 13 (LB) , ein Querbeschleunigungssensor 14 (QB) und einen Rollbeschleunigungssensor 15 (RB) , um die bisherige Funktionalität zu verbessern. Der Rollbeschleunigungssensor 15 reagiert bereits auf die Kraftkomponente, die eine Rollrate verursacht. Die Messung und Interpretation eines kritischen Zustandes gelingt dadurch feiner und schneller. Dabei können über die Messwerte der Rollratengröße RV und der Roll- beschleunigungsgröße RG unterschiedliche fahrdynamische Zustände des Fahrzeugs erfasst werden. Während mit dem Rollbeschleunigungssensor 15 in das Fahrzeug eingeleitete impulsartige bzw. stoßartige Bewegungen erfasst werden, wie sie beispielsweise beim Auftreffen auf einen Bordstein z.B. während dem Durchfahren einer Kurve auftreten können, bei denen noch keine ausgeprägten Kippwinkel vorliegen, wird mit dem Rollratensensors 12 die in das Fahrzeug eingeleitete kinetische E- nergie erfasst, die sich in Form bereits größerer Fahrzeug- Kippwinkel darstellt.
Fig.6 zeigt ein erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel bei dem der Rollratensensor 12 nach dem Stand der Technik gemäß Fig.4 durch einen Rollbeschleunigungssensor 16 ersetzt wird, um die bisherige Funktionalität durch geringeren technischen Aufwand als bisher zu erreichen. Dabei ist dem Messwert RG des Rollbe- schleunigungssensors 15 ein zugehöriger Fahrzeugkippverhinde- rungs-Schwellwert zugeordnet. Die Rollbeschleunigungsgröße RG wird von dem Rollbeschleunigungssensor 15 laufend, d.h. in jedem Loop, erfasst und mit dem Kippverhinderungs- Beschleunigungsschwellwert verglichen. Sobald eine Rollbe- schleunigungsgröße RG den zugehörigen Kippverhinderungs- Schwellwert überschreitet, wird mindestens das kurvenäußere Rad des Fahrzeugs gebremst und/oder der Lenkwinkel der gelenkten Räder verändert, um ein Kippen um die Längsachse des Fahrzeugs zu verhindern.
Fig.7 zeigt eine erfindungsgemäße Ausführungsform nach Fig.5 unter Ergänzung durch einen Nickbeschleunigungssensor 17 (NB) , um zur Verbesserung der Funktionalität die Kraftkomponente zu erfassen, die eine Nickrate verursacht. Dadurch sollen Messung und Interpretation kritischer Zustände feiner und schneller aufgelöst werden, bei denen durch bestimmte Fahrmanöver Roll- und Nickbewegungen zusammenwirken.
Fig.8 zeigt eine erfindungsgemäße Ausführungsform nach Fig.6 unter Ergänzung durch einen Nickbeschleunigungssensor 18, um die Funktionalität von Fig.7 unter akzeptablen Einschränkungen mit geringerem technischen Aufwand zu erreichen.

Claims

Patentansprüche :
1. Verfahren zum Verhindern des Kippens eines Fahrzeugs dadurch gekennzeichnet, dass die Kipptendenz des Fahrzeugs unter Einbeziehung von mindestens einem Drehbeschleunigungsmesser ermittelt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehbeschleunigungsmesser die Rollbeschleunigung um die Längsachse und/oder die Nickbeschleunigung um die Querachse des Fahrzeugs erfasst.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass weitere Sensoren in die Ermittlung der Kipptendenz und/oder in eine Ermittlung der Giertendenz oder von weiteren sicherheitskritischen Fahrzuständen mit einbezogen werden.
4. System zur Beeinflussung der Fahrdynamik eines Kraftfahrzeugs, insbesondere zur Verhinderung eines Umkippens des Fahrzeugs, bei dem wenigstens zwei Sensoreinheiten zur Erfassung von Fahrzeugbewegungen vorgesehen sind, wobei erste Auswerteeinheiten zu einer ersten Auswertung der Signale der Sensoreinheiten vorgesehen sind und die ersten Auswerteeinheiten mit den Sensoreinheiten räumlich zu einem Sensor-Modul zusammengefasst und über eine Busschnittstelle und einen Datenbus mit einem Fahrzeugregelsystem verbunden, sind, wobei die Sensoreinheiten mindestens zur Erfassung von Drehraten und/oder Linearbeschleunigungen des Fahrzeugs ausgelegt sind dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoreinheiten als Drehbeschleunigungsmesser ausgebildet sind.
5. System zur Beeinflussung der Fahrdynamik eines Kraftfahrzeugs, insbesondere zur Verhinderung eines Umkippens des Fahrzeugs, bei dem wenigstens zwei Sensoreinheiten zur Erfassung von Fahrzeugbewegungen vorgesehen sind, wobei erste Auswerteeinheiten zu einer ersten Auswertung der Signale der Sensoreinheiten vorgesehen sind, wobei die ersten Auswerteeinheiten mit den Sensoreinheiten räumlich zu einem Sensor-Modul zusammengefasst und über eine Busschnittstelle und einen Datenbus mit einem Fahrzeugregelsystem verbunden sind, wobei die Sensoreinheiten mindestens zur Erfassung von Umkipptendenzen des Fahrzeugs ausgelegt sind dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoreinheiten als Drehbeschleunigungsmesser ausgebildet sind.
6. System nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass neben den Drehbeschleunigungsmessern mindestens ein Gierratensensor und ein Querbeschleunigungssensor in dem Sensor- Modul angeordnet sind.
7. System nach einem der Ansprüche Anspruch 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich ein Rollratensensor und ein Längsbeschleunigungssensor in dem Sensor-Modul vorgesehen sind.
8. System nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich ein Rollbeschleunigungssensor in dem Sensor-Modul vorgesehen ist.
9. System nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich ein Nickbeschleunigungssensor in dem Sensor-Modul vorgesehen sind.
PCT/EP2004/051848 2003-08-22 2004-08-19 Verfahren zum verhindern des kippens und system zur beeinflussung der fahrdynamik eines kraftfahrzeugs Ceased WO2005019954A2 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10339120.7 2003-08-22
DE2003139120 DE10339120A1 (de) 2003-08-22 2003-08-22 Verfahren zum Verhindern des Kippens und System zur Beeinflussung der Fahrdynamik eines Kraftfahrzeugs

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2005019954A2 true WO2005019954A2 (de) 2005-03-03

Family

ID=34202018

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2004/051848 Ceased WO2005019954A2 (de) 2003-08-22 2004-08-19 Verfahren zum verhindern des kippens und system zur beeinflussung der fahrdynamik eines kraftfahrzeugs

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE10339120A1 (de)
WO (1) WO2005019954A2 (de)

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3030065A1 (de) * 1980-08-08 1982-03-11 Vdo Adolf Schindling Ag, 6000 Frankfurt Einrichtung zur identifizierung einer drehbewegung
JP4143776B2 (ja) * 1998-05-14 2008-09-03 トヨタ自動車株式会社 車体のヨーレート、ロールレート、横加速度検出装置
DE19962687C2 (de) * 1999-12-23 2002-04-18 Siemens Ag Verfahren und System zum Bestimmen der Winkelbeschleunigung eines um eine vorbestimmte Drehachse drehenden Körpers, insbesondere eines um seine Längsachse drehenden Kraftfahrzeugs
DE10123215A1 (de) * 2001-05-12 2002-12-12 Bosch Gmbh Robert Verfahren für eine Aktivierung einer Insassenschutzanwendung in einem Kraftfahrzeug

Also Published As

Publication number Publication date
DE10339120A1 (de) 2005-03-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE10327593B4 (de) System und Verfahren zum Bestimmen der Lage eines Kraftfahrzeuges
EP1692026B1 (de) Verfahren und anordnung zur überwachung einer in einem radfahrzeug angeordneten messeinrichtung
DE4436162C1 (de) System zum Regeln der Fahrstabilität eines Kraftfahrzeugs
EP0918003B1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Ermittlung einer die Schwerpunktshöhe eines Fahrzeuges beschreibenden Grösse
EP1601561B1 (de) Verfahren und system zur regelung der fahrstabilität eines fahrzeugs und verwendung des systems
DE10235378B4 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Bremsenregelung
DE102010037942A1 (de) GPS-basierende Nickerfassung für ein integriertes Stabilitätssteuersystem
EP0954460A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur erkennung einer kipptendenz eines fahrzeuges
DE102006050875A1 (de) System zum dynamischen Bestimmen der Achslasten eines sich bewegenden Fahrzeugs mit einem integrierten Sensorsystem und seiner Anwendung in der Fahrzeugdynamiksteuerung
EP0954461A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur erkennung einer kipptendenz eines fahrzeuges
DE10254211A1 (de) Gier-Stabilitätssteuersystem mit Roll-Stabilitätssteuerfunktion
DE10149190A1 (de) Vorrichtung und Verfahren zur Wankregelung für ein Fahrzeug
DE19549083A1 (de) Sicherheitssystem
EP1483129A1 (de) Vorrichtung zum bereitstellen von grössen
DE10338879A1 (de) Verfahren zur Abschätzung einer Querbeschleunigung eines Fahrzeugs
DE102012101278A1 (de) Verfahren zur Steuerung eines Fahrzeugs während der Flugphase
DE102007047337A1 (de) Verfahren und System zum Verarbeiten von Sensorsignalen eines Kraftfahrzeugs
DE10360728A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung eines Fahrzeugzustandes
WO2006077211A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur regelung der brems- und/oder der antriebskräfte eines einspurigen fahrzeugs
DE102009013895A1 (de) Einrichtung zur Regelung der Fahrdynamik eines Fahrzeugs
DE10357254A1 (de) Verfahren zum Kompensieren des Fahrverhaltens eines Fahrzeugs mit einem geplatzten Reifen
WO2004020253A1 (de) Vorrichtung zur erkennung eines fahrzeugüberschlags
DE102004017634A1 (de) Vorrichtung zum Ermitteln des Wankwinkels und System sowie Verfahren zur Wankstabilisierung eines Kraftfahrzeuges
DE102005018484A1 (de) Verfahren zur Detektierung einer Überschlaggefahr eines Fahrzeugs, insbesondere eines Motorrads, während eines Bremsvorgangs
WO2005065997A1 (de) Verfahren zur erkennung kritischer fahrsituationen eines fahrzeugs

Legal Events

Date Code Title Description
AK Designated states

Kind code of ref document: A2

Designated state(s): AE AG AL AM AT AU AZ BA BB BG BR BW BY BZ CA CH CN CO CR CU CZ DE DK DM DZ EC EE EG ES FI GB GD GE GH GM HR HU ID IL IN IS JP KE KG KP KR KZ LC LK LR LS LT LU LV MA MD MG MK MN MW MX MZ NA NI NO NZ OM PG PH PL PT RO RU SC SD SE SG SK SL SY TJ TM TN TR TT TZ UA UG US UZ VC VN YU ZA ZM ZW

AL Designated countries for regional patents

Kind code of ref document: A2

Designated state(s): GM KE LS MW MZ NA SD SL SZ TZ UG ZM ZW AM AZ BY KG KZ MD RU TJ TM AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HU IE IT LU MC NL PL PT RO SE SI SK TR BF BJ CF CG CI CM GA GN GQ GW ML MR NE SN TD TG

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application
122 Ep: pct application non-entry in european phase