WO2011076457A1 - Reduzieren des lenkmoments bei bremsmanövern - Google Patents

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    • B60T2260/02—Active Steering, Steer-by-Wire

Definitions

  • the invention relates to a method for reducing the steering torque in a motor vehicle in a driving situation in which the vehicle is braked and steered simultaneously.
  • Servo motor of a power steering can be designed as a result for lower Maximai performance and smaller dimensions.
  • the braking force on the front wheels is at least partially reduced or set smaller than in one
  • the braking force is increased comparatively. Thereby, the total braking force is at least partially shifted from the front wheels to the rear wheels, and the front wheels are relieved, which in turn leads to a reduction of the steering torque to the front wheels.
  • the braking force on the rear wheels is preferably set larger than on the front wheels.
  • the vehicle can be braked only on the rear brakes.
  • the braking force is increased at the rear wheel brakes; the front wheels remain completely or essentially unbraked.
  • Such maneuvers can z. B. be detected by monitoring the wheel speed sensors.
  • Rear brakes should preferably be performed only if the
  • Vehicle is actively steered, so a steering angle change takes place.
  • a braking maneuver in which the steering angle remains constant such.
  • Steering angle change can be detected for example by means of a steering angle sensor.
  • a speed threshold for example 20 km / h or less, can be set, which is used to trigger the
  • the sum of the braking forces should correspond to the total braking force in standard mode and thus not affect the driver's expected deceleration of the vehicle.
  • FIG. 1 is a flowchart of a method for reducing the steering torque on the front wheels of a vehicle.
  • Fig. 2 shows the course of the steering angle, speed and brake pressure at the front and rear wheels in a maneuver "turning in three moves".
  • FIG. 1 is a simplified flowchart of a method for reducing the steering torque on the front wheels of a vehicle.
  • Front wheels compared to a standard braking maneuver i.e.
  • step S1 it is first checked in step S1 whether the vehicle speed v is less than a predefined threshold value v 0 , z. B. 20 km / h or less. In addition, it can be determined whether the vehicle is moving forwards or backwards. If the velocity v is less than the threshold v 0 , it is checked in step S2 whether the temporal
  • Step S2 Steering angle change is greater than a predetermined threshold. Otherwise, the process branches back to start. If the temporal steering angle change in step S2 is greater than the threshold value, it is still checked in step S3 whether the brake pedal is actuated. This can be done by means of a conventional
  • step S4 a distinction is made between forward and reverse travel based on the wheel speed sensors.
  • Case S5 relates to a driving situation in which the vehicle is moving in the forward direction (v> 0) while being braked, and the driver starts to steer at a certain time to turn, for example.
  • the braking force is reduced at the front brakes and on the
  • Rear brakes increased. The change of the braking forces takes place braking torque neutral, so that the deceleration of the vehicle is not affected.
  • Case S6 relates to a driving situation in which the vehicle is backing up (v ⁇ 0), e.g. B. in the second phase of a turning maneuver in three moves. In this case, the braking force on the rear wheel brakes is increased; the front wheels remain completely or essentially unbraked.
  • the steering torque can be reduced at the front wheels compared to a braking in standard mode.
  • Fig. 2 shows the time course of the steering angle 5 L , the vehicle speed v, the brake pressure p v at the front wheels and the brake pressure p H at the rear wheels during a turning maneuver in three trains
  • the vehicle is braked from the straight ahead, with all wheel brakes operated become.
  • the steering angle 5 L increases linearly, as can be seen on the curve 1.
  • the brake pressure p v at the front wheels is completely reduced (see section 5 of characteristic curve 3) and the brake pressure at the rear wheels increased accordingly (see section 6 of characteristic curve 4).
  • the total braking torque remains constant.

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  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
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  • Steering Control In Accordance With Driving Conditions (AREA)
  • Arrangement And Driving Of Transmission Devices (AREA)
  • Hydraulic Control Valves For Brake Systems (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Reduzieren des Lenkmoments bei einem Kraftfahrzeug in einer Fahrsituation, in der das Fahrzeug gebremst und gleichzeitig gelenkt wird. Durch eine Verlagerung der Bremskraft auf die Hinterräder werden die Vorderräder im Vergleich zu einer Standard-Bremskraftverteilung leichter lenkbar. Die maximal erforderliche Leistung einer elektrischen Lenkkraftunterstützung wird dadurch erheblich reduziert.

Description

Beschreibung
Titel
Reduzieren des Lenkmoments bei Bremsmanövern Stand der Technik
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Reduzieren des Lenkmoments bei einem Kraftfahrzeug in einer Fahrsituation, in der das Fahrzeug gebremst und gleichzeitig gelenkt wird.
Während eines Bremsvorgangs erhöht sich das Lenkmoment der Vorderräder einerseits durch das Abbremsen der Räder selbst, andererseits auch durch die Verlagerung des Fahrzeuggewichts auf die Vorderräder. Beides hat zur Folge, dass für eine Lenkbewegung mehr Energie aufgewendet werden muss als bei ungebremsten Rädern. Große Lenkmomente treten z. B. bei einem
Wendemanöver„Wenden in drei Zügen" oder bei Bremsmanövern mit niedriger Geschwindigkeit auf. Herkömmliche elektrische Servolenkungen (EPS) müssen für solche Extremsituationen ausgelegt sein und sind daher relativ leistungsstark und teuer.
Offenbarung der Erfindung
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, das an den Vorderrädern wirkende Lenkmoment in Fahrsituationen, in denen das Fahrzeug gebremst und gleichzeitig gelenkt wird, zu reduzieren.
Gelöst wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung durch die im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmale. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand von Unteransprüchen. Gemäß der Erfindung wird vorgeschlagen, die Bremskraft an den Hinterrädern in einer Fahrsituation, in der das Fahrzeug gebremst und gleichzeitig gelenkt wird, im Vergleich zu einem Standardmodus (d.h. einem Bremsmanöver ohne zusätzliche Lenkbewegung), automatisch zu erhöhen. Dadurch wird erreicht, dass die Hinterradbremsen einen relativ größeren Anteil der gewünschten Gesamt-Bremskraft übernehmen. Die Vorderräder werden dadurch entlastet und das Lenkmoment an den Vorderrädern wird verhältnismäßig kleiner. Der
Servomotor einer Servolenkung kann infolgedessen für eine geringere Maximai- Leistung ausgelegt und kleiner dimensioniert werden.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird während eines Bremsvorgangs, bei dem das Fahrzeug gelenkt wird, die Bremskraft an den Vorderrädern wenigstens teilweise reduziert oder kleiner eingestellt als in einem
Standardmodus. An den Hinterrädern wird die Bremskraft vergleichsweise erhöht. Dadurch wird die Gesamt-Bremskraft zumindest teilweise von den Vorderrädern auf die Hinterräder verlagert, und die Vorderräder werden entlastet, was wiederum zu einer Reduzierung des Lenkmoments an den Vorderrädern führt.
Die Bremskraft an den Hinterrädern wird vorzugsweise größer eingestellt als an den Vorderrädern.
In bestimmten Fahrsituationen, wie z. B. bei Rückwärtsfahrt, kann das Fahrzeug auch nur über die Hinterradbremsen gebremst werden. In diesem Fall wird an den Hinterradbremsen die Bremskraft erhöht; die Vorderräder bleiben ganz oder im Wesentlichen ungebremst. Derartige Fahrmanöver können z. B. durch Überwachung der Rad-Drehzahlsensoren erkannt werden.
Die vorstehend beschriebene Verlagerung der Bremskraft auf die
Hinterradbremsen soll vorzugsweise nur durchgeführt werden, wenn das
Fahrzeug aktiv gelenkt wird, also eine Lenkwinkeländerung stattfindet. Während eines Bremsmanövers, bei dem der Lenkwinkel konstant bleibt, wie z. B. bei einer Geradeausfahrt oder einer Kurvenfahrt mit konstantem Radius, soll das Fahrzeug dagegen in einem Standardmodus gebremst werden. Eine
Lenkwinkeländerung kann z.B. mittels eines Lenkwinkelsensors erkannt werden. Die erfindungsgemäße Verlagerung der Bremskräfte sollte aus Sicherheitsgründen nur bei geringen Fahrzeuggeschwindigkeiten durchgeführt werden. Gemäß der Erfindung kann ein Geschwindigkeits-Schwellenwert, z.B. 20 km/h oder weniger, vorgegeben werden, der zur Auslösung der
automatischen Funktion unterschritten werden muss. Bei höheren Fahrzeuggeschwindigkeiten soll das Fahrzeug in einem Standardmodus gebremst werden.
Gemäß einer speziellen Ausführungsform der Erfindung kann vorgesehen sein, die Bremskraft nur dann automatisch auf die Hinterradbremsen zu verlagern, wenn die Lenkwinkeländerung größer oder schneller ist als ein vorgegebener Schwellenwert. Bei kleineren Lenkwinkeln oder langsameren Lenkwinkeländerungen soll das Fahrzeug in einem Standard-Bremsmodus gebremst werden.
Die erfindungsgemäße Verteilung der Bremskräfte ist vorzugsweise
bremsmomentenneutral. D.h., die Summe der Bremskräfte sollte der Gesamt- Bremskraft im Standardmodus entsprechen und somit die vom Fahrer erwartete Verzögerung des Fahrzeugs nicht beeinflussen.
Die Erfindung wird nachstehend anhand der beigefügten Zeichnungen beispielhaft näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 ein Flussdiagramm eines Verfahrens zur Reduzierung des Lenkmoments an den Vorderrädern eines Fahrzeugs; und
Fig. 2 den Verlauf von Lenkwinkel, Geschwindigkeit und Bremsdruck an den Vorder- und Hinterrädern bei einem Manöver„Wenden in drei Zügen".
Fig. 1 ein vereinfachtes Flussdiagramm eines Verfahrens zur Reduzierung des Lenkmoments an den Vorderrädern eines Fahrzeugs. In Fahrsituationen, in denen das Fahrzeug gebremst und gleichzeitig gelenkt wird, werden die
Vorderräder im Vergleich zu einem Standard-Bremsmanöver (d.h. einem
Bremsmanöver ohne Lenkbewegung) weniger stark gebremst und somit entlastet. Das Lenkmoment an den Vorderrädern kann somit verringert werden. Nach der Initialisierung des Verfahrens wird in Schritt S1 zunächst überprüft, ob die Fahrzeuggeschwindigkeit v kleiner ist als ein vorgegebener Schwellenwert v0, z. B. 20 km/h oder weniger. Außerdem kann festgestellt werden, ob sich das Fahrzeug vorwärts oder rückwärts bewegt. Falls die Geschwindigkeit v kleiner ist als der Schwellenwert v0, wird in Schritt S2 überprüft, ob die zeitliche
Lenkwinkeländerung größer ist als ein vorgegebener Schwellenwert. Andernfalls verzweigt das Verfahren zurück zum start. Falls die zeitliche Lenkwinkeländerung in Schritt S2 größer ist als der Schwellenwert, wird in Schritt S3 noch überprüft, ob das Bremspedal betätigt wird. Dies kann mittels eines herkömmlichen
Bremspedalsensors erfolgen. Falls das Bremspedal betätigt wird, werden die Bremskräfte der Vorder- und Hinterradbremsen gegenüber einem Standard- Bremsmanöver automatisch geändert. Andernfalls verzweigt das Verfahren zurück zum start. In Schritt S4 wird schließlich noch anhand der Rad- Drehzahlsensoren zwischen Vorwärts- und Rückwärtsfahrt unterschieden.
Fall S5 betrifft eine Fahrsituation, in der sich das Fahrzeug in Vorwärtsrichtung bewegt (v>0) und dabei gebremst wird, und der Fahrer zu einem bestimmten Zeitpunkt zu lenken beginnt, um beispielsweise zu wenden. In diesem Fall wird die Bremskraft an den Vorderradbremsen reduziert und an den
Hinterradbremsen erhöht. Die Änderung der Bremskräfte erfolgt dabei bremsmomentenneutral, so dass die Verzögerung des Fahrzeugs nicht beeinflusst wird.
Fall S6 betrifft eine Fahrsituation, in der das Fahrzeug rückwärts fährt (v<0), z. B. in der zweiten Phase eines Wendemanövers in drei Zügen. In diesem Fall wird die Bremskraft an den Hinterradbremsen erhöht; die Vorderräder bleiben ganz oder im Wesentlichen ungebremst.
In beiden Fällen kann das Lenkmoment an den Vorderrädern im Vergleich zu einer Bremsung im Standardmodus reduziert werden.
Fig. 2 zeigt den zeitlichen Verlauf des Lenkwinkels 5L, der Fahrzeuggeschwindigkeit v, des Bremsdrucks pv an den Vorderrädern und des Bremsdrucks pH an den Hinterrädern während eines Wendemanövers in drei Zügen Zunächst wird das Fahrzeug aus der Geradeausfahrt abgebremst, wobei alle Radbremsen betätigt werden. Zum Zeitpunkt t-ι beginnt das Wendemanöver, indem der Fahrer das Fahrzeug in eine Richtung lenkt. Der Lenkwinkel 5L erhöht sich linear, wie an der Kurve 1 zu erkennen ist. Sobald eine Lenkwinkeländerung erkannt wurde, wird der Bremsdruck pv an den Vorderrädern vollständig abgebaut (siehe Abschnitt 5 der Kennlinie 3) und der Bremsdruck an den Hinterrädern entsprechend erhöht (siehe Abschnitt 6 der Kennlinie 4). Das Gesamt-Bremsmoment bleibt dabei konstant.
Zum Zeitpunkt t2 kommt das Fahrzeug bei maximalem Lenkwinkel 5L zum Stillstand. Nun wird auch der Bremsdruck an den Hinterrädern vollständig abgebaut, wie an der Kennlinie 4 zu erkennen ist. Anschließend wird das Fahrzeug rückwärts beschleunigt, während gleichzeitig der Lenkwinkel sinkt und schließlich negativ wird (siehe Kennlinie 1 ). Im Zeitpunkt t3 beginnt der Fahrer wieder zu bremsen. Da eine Rückwärtsfahrt vorliegt, wird der Bremsdruck ausschließlich an den Hinterrädern aufgebaut. Die Vorderräder bleiben ungebremst. Zum Zeitpunkt t4 kommt das Fahrzeug bei maximalem
Gegenausschlag des Lenkrades zum Stillstand. Der Bremsdruck an den Hinterrädern wird dann vollständig abgebaut. Danach wird das Fahrzeug wieder vorwärts beschleunigt und das Lenkrad in die neutrale Position gebracht (siehe Kennlinie 1 ). Damit ist das Wendemanöver beendet.

Claims

Ansprüche
1 . Verfahren zum Reduzieren des Lenkmoments bei einem Kraftfahrzeug in einer Fahrsituation, in der das Fahrzeug gebremst und gleichzeitig gelenkt wird, dadurch gekennzeichnet, dass überprüft wird, ob das Fahrzeug gebremst und gleichzeitig gelenkt wird, und die Bremskraft (pH) an den Hinterrädern in einer solchen Fahrsituation automatisch erhöht wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Bremskraft (Pv) an den Vorderrädern wenigstens teilweise abgebaut oder kleiner eingestellt wird als in einem Standardmodus.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die
Bremskraft (pH) an den Hinterrädern größer eingestellt wird als die
Bremskraft (pv) an den Vorderrädern.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass die Fahrtrichtung des Fahrzeugs überwacht und ausschließlich an den Hinderrädern gebremst wird, wenn es rückwärts fährt.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass ein Lenkwinkel (5L) überwacht und die Bremskraft (pH) an den Hinterrädern automatisch erhöht wird, sobald eine
Lenkwinkeländerung (5L) erkannt wurde.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass die Fahrzeuggeschwindigkeit (v) überwacht und die Bremskraft (pH) an den Hinterrädern automatisch erhöht wird, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit (v) kleiner ist als ein vorgegebener Schwellenwert.
7. Verfahren nach der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Bremskraft automatisch verändert wird, wenn der Lenkwinkel (5L) und / oder die Lenkwinkeländerung einen Schwellenwert überschreitet.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Summe der Bremskraft an allen Rädern gewünschten Bremsanforderung entspricht.
9. Steuergerät, umfassend Mittel zum Durchführen eines der vorstehend beanspruchten Verfahren.
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