DE102007022595A1 - Driving dynamics controller with reduced sensors - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Durchführen einer Fahrdynamikregelung bei Kraftfahrzeugen. Gemäß der Erfindung berechnet der Regler (9) eine das Gierverhalten des Fahrzeugs beschreibende Größe, wie beispielsweise einen Schwimmwinkelgradienten, ohne Berücksichtigung des Lenkwinkels. Dadurch kann das Gesamtsystem besonders einfach und kostengünstig realisiert werden.The invention relates to a method for carrying out a vehicle dynamics control in motor vehicles. According to the invention, the controller (9) calculates a variable describing the yaw behavior of the vehicle, such as a slip angle gradient, without regard to the steering angle. As a result, the overall system can be realized in a particularly simple and cost-effective manner.
Description
Stand der TechnikState of the art
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Durchführen einer Fahrdynamikregelung bei Kraftfahrzeugen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1, sowie ein Steuergerät mit einem Fahrdynamikregler gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 11.The The invention relates to a method for carrying out a vehicle dynamics control in motor vehicles according to the preamble of claim 1, as well as a control unit with a vehicle dynamics controller according to the generic term of patent claim 11.
Bekannte Fahrdynamikregler dienen dazu, den Fahrer in kritischen Fahrsituationen, wie z. B. beim Über- oder Untersteuern des Fahrzeugs, zu unterstützen und das Fahrzeug zu stabilisieren. Aus dem Stand der Technik bekannte Systeme, wie z. B. ESP oder DSC, regeln meist die Gierrate und/oder den Schwimmwinkel des Fahrzeugs. Bei einer zu hohen Regelabweichung greift die Regelung meist durch automatische, radindividuelle Bremseingriffe in den Fahrbetrieb ein. Andere Systeme nutzen ein aktives Lenksystem oder ein Motor-Steuergerät als Stellglied, um das Fahrverhalten zu beeinflussen. Ein grundsätzliches Ziel der Regelung ist es dabei, ein Giermoment um die Hochachse des Fahrzeugs zu erzeugen, das dem aktuellen Giermoment des Fahrzeugs entgegenwirkt und das Fahrzeug somit stabilisiert.Known Vehicle dynamics controllers serve to protect the driver in critical driving situations such as For example, when or understeer the vehicle, assist and stabilize the vehicle. Known from the prior art systems such. Eg ESP or DSC, usually regulate the yaw rate and / or the slip angle of the vehicle. If the control deviation is too high, the control usually takes effect automatic, wheel-specific brake interventions in the driving mode one. Other systems use an active steering system or an engine control unit as an actuator, to influence the driving behavior. A fundamental objective of the scheme is it going to create a yaw moment about the vertical axis of the vehicle, which counteracts the current yaw moment of the vehicle and the Vehicle thus stabilized.
Herkömmliche Regler umfassen üblicherweise einen Gierratensensor, einen Querbeschleunigungssensor, einen Lenkwinkelsensor und Raddrehzahlsensoren, aus deren Signalen ein Sollwert berechnet wird. Wenn die Regelgröße – meist die Gierrate oder der Schwimmwinkel des Fahrzeugs – zu weit vom Sollwert abweicht, greift das System in den Fahrbetrieb ein. Ein Nachteil der bekannten Regler besteht darin, dass relativ viele Sensoren benötigt werden, um den Sollwert zu berechnen.conventional Regulators usually include a yaw rate sensor, a lateral acceleration sensor, a steering angle sensor and wheel speed sensors from whose signals a setpoint is calculated becomes. If the controlled variable - mostly the yaw rate or the slip angle of the vehicle - too far deviates from the nominal value, the system intervenes in the driving operation. A disadvantage of the known regulator is that relatively many Sensors are needed to calculate the setpoint.
Um die Anzahl der Sensoren zu verringern, wurde von der Anmelderin bereits ein Fahrdynamikregler vorgeschlagen, der ohne Gierratensensor auskommt. Die Fahrzeug-Gierrate wird in diesem Fall aus den Raddrehzahlen geschätzt. Dieses System hat jedoch die Einschränkung, dass während einer Schlupfregelung, wie sie z. B. im Rahmen eines ABS-Vorgangs auftritt, die Gierrate nur sehr ungenau geschätzt werden kann, da die Räder teilweise blockieren und nicht frei rollen.Around The number of sensors was reduced by the Applicant already proposed a driving dynamics controller, the without yaw rate sensor gets along. The vehicle yaw rate becomes in this case from the wheel speeds estimated. However, this system has the limitation that during a slip control, as they are z. B. occurs in the context of an ABS process, the yaw rate only very inaccurately estimated can be, since the wheels partially block and not roll freely.
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Es ist somit die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Fahrdynamikregelungssystem mit reduzierter Sensorik zu schaffen, das insbesondere auch während einer Bremsschlupfregelung hinreichend gut funktioniert.It is thus the object of the present invention, a vehicle dynamics control system to create with reduced sensors, especially during a Brake slip control works well enough.
Gelöst wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung durch die im Patenanspruch 1 sowie im Patentanspruch 11 angegebenen Merkmale. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand von Unteransprüchen.Is solved this task according to the invention by those specified in the patent claim 1 and in claim 11 Characteristics. Further embodiments of the invention are the subject of dependent claims.
Ein wesentlicher Aspekt der Erfindung besteht darin, einen Fahrdynamikregler zu schaffen, der eine Sollgröße für das Gierverhalten des Fahrzeugs, insbesondere den Schwimmwinkelgradienten oder eine Gierrate, ohne Berücksichtigung des Lenkwinkels (oder eines proportionalen Winkels) berechnet. Somit kann der Lenkwinkelsensor eingespart und das Gesamtsystem entsprechend vereinfacht werden.One An essential aspect of the invention is a driving dynamics controller to create, which is a target for greed behavior of the vehicle, in particular the Schwimmwinkelgradienten or a Yaw rate, without consideration the steering angle (or a proportional angle). Consequently can save the steering angle sensor and the overall system accordingly be simplified.
Gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung bildet der Schwimmwinkelgradient die Regelgröße der Regelung. Der aktuelle Schwimmwinkelgradient wird in diesem Fall vorzugsweise aus der aktuellen, gemessenen Gierrate, der Querbeschleunigung und der Fahrzeuggeschwindigkeit berechnet. Die Gierrate und die Querbeschleunigung werden mittels entsprechender Sensoren gemessen. Die Fahrzeuggeschwindigkeit wird anhand der gemessenen Rad-Drehzahlen geschätzt.According to one first embodiment According to the invention, the float angle gradient forms the controlled variable of the control. The current float angle gradient is preferred in this case from the current, measured yaw rate, the lateral acceleration and the vehicle speed calculated. The yaw rate and the lateral acceleration are measured by means of appropriate sensors. The vehicle speed is estimated from the measured wheel speeds.
Der Schwimmwinkelgradient dβ/dt kann z. B. gemäß folgender Beziehung berechnet werden: The float angle gradient dβ / dt can z. B. be calculated according to the following relationship:
Dabei ist ay die Querbeschleunigung, vx die Fahrzeuglängsgeschwindigkeit und ψ . der Gradient der Gierrate.Here a y is the lateral acceleration, v x is the vehicle longitudinal speed and ψ. the gradient of the yaw rate.
Der
Regler kann beispielsweise aktiv werden, wenn der Schwimmwinkelgradient
dβ/dt einen vorgegebenen
Wert übersteigt.
Um die Regelung robuster zu machen, kann zusätzlich der tatsächliche Schwimmwinkel
des Fahrzeugs geschätzt
werden. Hierzu wird vorzugsweise der Schwimmwinkelgradient dβ/dt integriert,
wobei gilt:
Dabei ist der Parameter k ein Faktor < 1 (Vergessfaktor), der Parameter h die Abtastrate des Systems und der Index k der Zeitschrittwert.there the parameter k is a factor <1 (Forgetting factor), the parameter h the sampling rate of the system and the index k is the time step value.
In diesem Fall greift die Fahrdynamikregelung vorzugsweise in den Fahrbetrieb ein, wenn der Schwimmwinkelgradient β . einen vorgegebenen Schwellenwert überschreitet und außerdem das gleiche Vorzeichen aufweist wie der geschätzte Schwimmwinkel β.In In this case, the vehicle dynamics control preferably engages in the driving mode when the slip angle gradient β. exceeds a predetermined threshold and also has the same sign as the estimated slip angle β.
Gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung bildet die aktuelle Gierrate die Regelgröße des Fahrzeugreglers. In diesem Fall wird aus verschiedenen anderen Messgrößen, ohne Berücksichtigung des Lenkwinkels, z. B. ein Schwellenwert ψ .max für die Gierrate ψ . berechnet. Wenn der maximale Schwellenwert ψ .max überschritten wird, erfolgt ein Stabilisierungseingriff durch den Regler.According to a second embodiment of the invention, the current yaw rate forms the controlled variable of the vehicle controller. In this case, from various other measures, without consideration Steering angle, z. B. a threshold ψ. max for the yaw rate ψ. calculated. When the maximum threshold ψ. max is exceeded, there is a stabilization intervention by the controller.
Der maximale Schwellenwert ψ .max kann beispielsweise wie folgt berechnet werden: Zunächst wird aus den Signalen eines Querbeschleunigungssensors, Gierratensensors, der Rad-Drehzahlsensoren und eine Bremsdrucksensors, sowie aus dem vom Motorsteuergerät bereitgestellten Antriebsmoment der aktuelle Fahrbahnreibwert μest geschätzt. Diese Schätzung ist aus dem Stand der Technik hinreichend bekannt. Der Schwellenwert ψ .max wird dann z. B. aus folgender Gleichung berechnet: wobei k ein Aufweitungsfaktor, μest der geschätzte Fahrbahnreibwert und vx die aus den Raddrehzahlen berechnete Fahrzeuggeschwindigkeit ist. Zusätzlich zur gemessenen Gierrate ψ . kann im Rahmen der Regelung, insbesondere zur Bestimmung der Stärke und des Zeitpunkts eines Stabilisierungseingriffs, auch noch der Gradient der Gierrate berücksichtigt werden.The maximum threshold ψ. max can be calculated, for example, as follows: First, the current road friction coefficient μ est is estimated from the signals of a lateral acceleration sensor, yaw rate sensor, the wheel speed sensors and a brake pressure sensor, as well as from the drive torque provided by the engine control unit. This estimate is well known in the art. The threshold ψ. max is then z. B. calculated from the following equation: where k is an expansion factor, μ est is the estimated road friction coefficient, and v x is the vehicle speed calculated from the wheel speeds. In addition to the measured yaw rate ψ. In the context of the regulation, in particular for determining the strength and the time of a stabilization intervention, the gradient of the yaw rate can also be taken into account.
Der erfindungsgemäße Fahrdynamikregler ist in einem Steuergerät vorzugsweise als Software integriert.Of the Driving dynamics controller according to the invention is in a control unit preferably integrated as software.
Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings
Die Erfindung wird nachstehend anhand der beigefügten Zeichnungen beispielhaft näher erläutert. Es zeigen:The Invention will be exemplified below with reference to the accompanying drawings explained in more detail. It demonstrate:
Ausführungsformen der ErfindungEmbodiments of the invention
Im
Falle einer kritischen Fahrsituation, in der das Fahrzeug beispielsweise übersteuert,
kann der Regler
Im
Folgenden werden zwei Ausführungsformen
des Reglers
Wenn der Schwimmwinkelgradient β . einen vorgegebenen Schwellenwert überschreitet und ein gleiches Vorzeichen aufweist, wie der gemäß Gleichung (2) berechnete Schwimmwinkel β, erfolgt ein Stabilisierungseingriff. Dabei wird vorzugsweise an einzelnen Radbremsen ein Sollschlupf vorgegeben, der von einem Schlupfregler eingestellt wird. Alternativ wird an einzelnen Radbremsen ein Soll-Bremsmoment vorgegeben, das von einem Bremsregler eingestellt wird.If the slip angle gradient β. exceeds a predetermined threshold and has the same sign as that according to the equation (2) calculated slip angles β, a stabilization intervention takes place. It is preferably to individual Radbremsen a set slip specified by a slip control is set. Alternatively, a desired braking torque is applied to individual wheel brakes preset, which is set by a brake controller.
Gemäß einer
zweiten Ausführungsform
der Erfindung regelt der Fahrdynamikregler
Wenn die gemessene Gierrate ψ . den Maximalwert ψ .max überschreitet, wird ein Stabilisierungseingriff ausgelöst. Um Fehlauslösungen zu minimieren, wird dabei gleichzeitig der Gradient der Gierrate berücksichtigt.When the measured yaw rate ψ. the maximum value ψ. max , a stabilization intervention is triggered. In order to minimize false triggering, the gradient of the yaw rate is taken into account at the same time.
In
Claims (11)
Priority Applications (2)
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Applications Claiming Priority (1)
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DE200710022595 DE102007022595A1 (en) | 2007-05-14 | 2007-05-14 | Driving dynamics controller with reduced sensors |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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DE102007022595A1 true DE102007022595A1 (en) | 2008-11-27 |
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Family Applications (1)
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DE200710022595 Withdrawn DE102007022595A1 (en) | 2007-05-14 | 2007-05-14 | Driving dynamics controller with reduced sensors |
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2008
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Also Published As
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