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DE102014000068A1 - Method, control device and vehicle dynamics control system for stability control of a vehicle - Google Patents

Method, control device and vehicle dynamics control system for stability control of a vehicle Download PDF

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DE102014000068A1
DE102014000068A1 DE102014000068.0A DE102014000068A DE102014000068A1 DE 102014000068 A1 DE102014000068 A1 DE 102014000068A1 DE 102014000068 A DE102014000068 A DE 102014000068A DE 102014000068 A1 DE102014000068 A1 DE 102014000068A1
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Germany
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vehicle
drive torque
determined
yaw rate
permissible
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DE102014000068.0A
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German (de)
Inventor
Timo Pascal Behrens
Leila Nastar
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ZF CV Systems Europe BV
Original Assignee
Wabco GmbH
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Publication date
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Stabilitätsregelung eines Fahrzeugs (1) mit mindestens folgenden Schritten: Ermitteln von Radschlupfen (s_HA_1, s_HA_2) von Rädern (HA_1, HA_2) einer angetriebenen Achse (HA) des Fahrzeugs (1) und eines Gierverhaltens (ω, β) des Fahrzeugs (1), Bewerten des Fahrzustandes des Fahrzeugs (1) in Abhängigkeit der ermittelten Radschlupfe (s_HA_1, s_HA_2) und des ermittelten Gierverhaltens wobei eine erstes Kriterium (K1) für den Radschlupf und ein zweites Kriterium für das Gierverhalten überprüft werden, falls das erste Kriterium und das zweite Kriterium erfüllt sind, Ermittlung eines auf die angetriebenen Räder (HA_1, HA_2) einwirkenden zulässigen Antriebsmomentes, und Anpassung eines aktuellen Ist-Antriebsmomentes an das zulässige Antriebsmoment.The invention relates to a method for stability control of a vehicle (1) having at least the following steps: determining wheel slippage (s_HA_1, s_HA_2) of wheels (HA_1, HA_2) of a driven axle (HA) of the vehicle (1) and of yawing behavior (ω, β ) of the vehicle (1), evaluating the driving state of the vehicle (1) as a function of the determined wheel slippage (s_HA_1, s_HA_2) and the determined yaw behavior wherein a first criterion (K1) for the wheel slip and a second criterion for the yaw behavior are checked, if the first criterion and the second criterion are fulfilled, determination of an admissible drive torque acting on the driven wheels (HA_1, HA_2), and adaptation of a current actual drive torque to the permissible drive torque.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren, eine Steuereinrichtung und ein Fahrdynamik-Regelsystem zur Stabilitätsregelung eines Fahrzeuges, insbesondere Nutzfahrzeuges.The invention relates to a method, a control device and a vehicle dynamics control system for stability control of a vehicle, in particular a commercial vehicle.

Stabilitätsregelsysteme von Fahrzeugen dienen im Allgemeinen dazu, in fahrdynamisch kritischen Situationen des Fahrzeugs selektive Bremseingriffe oder Eingriffe in die Motorsteuerung bzw. Antriebseinheit des Fahrzeuges vorzunehmen.Stability control systems of vehicles generally serve to make selective braking interventions or interventions in the engine control or drive unit of the vehicle in critical driving situations of the vehicle.

Instabile Zustände des Fahrzeuges können unter anderem bei einer Kurvenfahrt auf einer Fahrbahn mit niedrigem Reibwert auftreten. Hierzu sind als Stabilitätsregelsysteme Gierregelungen, z. B. ESC (electronic stability control) bekannt, die durch selektive Eingriffe an einzelnen Radbremsen, z. B. auch diagonal gegenüberliegenden Radbremsen, Instabilitäten entgegenwirken. Weiterhin sind Antriebsschlupfregelungen, auch ASR oder Traktionsregelungen genannt, bekannt, bei denen ermittelt wird, ob die angetriebenen Räder durchdrehen, d. h. positiven Radschlupf aufweisen.Unstable states of the vehicle can occur, inter alia, when cornering on a road surface with a low coefficient of friction. For this purpose, as stability control systems yaw regulations, z. As ESC (electronic stability control) known by selective interference with individual wheel brakes, z. B. also diagonally opposite wheel brakes, counteract instabilities. Furthermore, traction control systems, also known as ASR or traction control, are known in which it is determined whether the driven wheels spin, d. H. have positive wheel slip.

Unter einem positiven Radschlupf wird hierbei ein Radschlupf verstanden, bei dem die Radumfangsgeschwindigkeit größer als die Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs an dieser Stelle ist und die Räder daher auf dem Untergrund durchdrehen. Bei Antriebsschlupfregelungen werden angetriebene Räder mit positiven Radschlupf abgebremst, entweder durch aktiven Eingriff der Radbremse oder durch einen Eingriff in die Motorsteuerung, d. h. eine Reduzierung des Antriebsmomentes.A positive wheel slip here means a wheel slip in which the wheel peripheral speed is greater than the travel speed of the vehicle at this point and therefore spin the wheels on the ground. In traction control systems, positive-slip driven wheels are braked, either by active engagement of the wheel brake or by intervention in the engine control, i. H. a reduction of the drive torque.

Antriebsschlupfregelungen sind hierbei zunächst für eine Geradeausfahrt vorgesehen.Traction control systems are initially provided for straight ahead driving.

Die DE 44 14 129 C2 beschreibt ein Verfahren zur Bestimmung eines maximal zulässigen Antriebsmomentes eines Kraftfahrzeugmotors zur vorsteuernden Vermeidung instabiler Fahrzustände bei Kurvenfahrten. Zur Ermittlung der zulässigen Antriebskräfte in Fahrzeug-Längsrichtung bzw. X-Richtung wird ein als Kammscher Kreis bekannter Ansatz herangezogen, bei dem die an dem Rad in seiner Radaufstandsfläche angreifenden Kräfte als Vektoren dargestellt und addiert werden. Der Kammsche Kreis dient der Berücksichtigung, dass eine maximal übertragbare Kraft des Reifens auf der Fahrbahn als Vektoraddition der in die verschiedenen Richtungen, insbesondere auch Längsrichtung und Querrichtung, wirkenden Kräfte aufgefasst werden kann.The DE 44 14 129 C2 describes a method for determining a maximum permissible drive torque of a motor vehicle engine for vorsteuernden avoiding unstable driving conditions when cornering. To determine the permissible driving forces in the vehicle longitudinal direction or X direction, a known as Kammscher circle approach is used in which the forces acting on the wheel in its wheel contact surface forces are represented as vectors and added. The comb circle serves to take into account that a maximum transferable force of the tire on the roadway can be understood as a vector addition of the forces acting in the different directions, in particular also the longitudinal direction and the transverse direction.

Die DE 198 44 912 A1 beschreibt eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Beeinflussung des Vortriebs eines Fahrzeuges, bei denen die Querbeschleunigung des Fahrzeugs und die Fahrgeschwindigkeit erfasst werden und hieraus Motoreingriffe zur Änderung des Vortriebs ermittelt werden.The DE 198 44 912 A1 describes a device and a method for influencing the propulsion of a vehicle, in which the lateral acceleration of the vehicle and the driving speed are detected and from this engine interventions to change the propulsion are determined.

Die DE 10 2010 039 482 A1 betrifft die Fahrstabilität eines Fahrzeuges mit zwei Vorderrädern und einem Hinterrad. Eine Querbeschleunigung, eine Gierrate und eine Fahrzeuggeschwindigkeit des Fahrzeuges werden ermittelt, um die Gierrate mit einem Quotienten aus der Querbeschleunigung und der Fahrgeschwindigkeit zu vergleichen und in der Abhängigkeit hiervon eine Fahrdynamik Regelung durchzuführen. Als Bedingung an der Regelung des Antriebsmotormomentes kann zusätzlich ein Traktionsschlupf mit einer Schlupfschwelle verglichen werden.The DE 10 2010 039 482 A1 relates to the driving stability of a vehicle with two front wheels and one rear wheel. A lateral acceleration, a yaw rate, and a vehicle speed of the vehicle are determined to compare the yaw rate with a quotient of the lateral acceleration and the vehicle speed, and perform vehicle dynamics control in response thereto. As a condition of the control of the drive motor torque, a traction slip can additionally be compared with a slip threshold.

Die DE 10 2008 019 194 A1 beschreibt ein Kippschutzregelverfahren. Derartige Regelverfahren sind insbesondere für Fahrten mit hohem Reibwert zwischen Fahrzeugreifen und Fahrbahn relevant.The DE 10 2008 019 194 A1 describes a anti-tilt control method. Such control methods are particularly relevant for driving with high friction between vehicle tires and the road.

Die DE 198 44 467 B4 beschreibt ein Traktionsregelverfahren für ein Fahrzeug mit einer Vielzahl von Rädern, bei der Soll-Längskräfte der Antriebsräder und Soll-Schlupfverhältnisse ermittelt werden.The DE 198 44 467 B4 describes a traction control method for a vehicle having a plurality of wheels, in which target longitudinal forces of the drive wheels and target slip ratios are determined.

Die DE 10 2009 022 302 A1 beschreibt ein Verfahren zur Steuerung oder Regelung eines zweispurigen Fahrzeuges, bei dem achsindividuelle Wankmomentabstützungen an der Vorderachse und Hinterachse eingestellt werden.The DE 10 2009 022 302 A1 describes a method for controlling or regulating a two-lane vehicle, in which axle-individual rolling moment supports are set on the front axle and rear axle.

Die DE 10 2010 003 951 A1 beschreibt ein Verfahren zum Stabilisieren eines Zweirades bei seitlich rutschenden Hinterrad.The DE 10 2010 003 951 A1 describes a method for stabilizing a two-wheeler with laterally slipping rear wheel.

Somit ist eine Vielzahl von Regelungsverfahren zur Beeinflussung des Antriebsmomentes in Abhängigkeit fahrdynamischer Größen bekannt.Thus, a variety of control methods for influencing the drive torque as a function of driving dynamics variables is known.

Allgemein ist es jedoch schwierig, einen instabilen Zustand bei einer Kurvenfahrt auf einer Fahrbahn mit niedrigem Reibwert hinreichend schnell zu erkennen, um das Antriebsmoment anzupassen.Generally, however, it is difficult to detect an unstable condition when cornering on a low-friction road sufficiently fast to adjust the drive torque.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren, eine Steuereinrichtung und ein Fahrdynamik-Regelsystem zur Stabilitätsregelung eines Fahrzeuges zu schaffen, die eine schnelle und sichere Fahrstabilitätsregelung bei einer Kurvenfahrt auf einer Fahrbahn mit niedrigem Reibwert ermöglichen.The invention has for its object to provide a method, a control device and a vehicle dynamics control system for stability control of a vehicle, which allow a fast and safe driving stability control when cornering on a road surface with low coefficient of friction.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren nach Anspruch 1, eine Steuereinrichtung nach Anspruch 13 und ein Fahrdynamik-Regelsystem nach Anspruch 14 gelöst. Die Unteransprüche beschreiben bevorzugte Weiterbildungen.This object is achieved by a method according to claim 1, a control device according to claim 13 and a vehicle dynamics control system according to claim 14. The dependent claims describe preferred developments.

Erfindungsgemäß wird somit zunächst eine instabile Situation bzw. ein instabiler Fahrzeugstand des Fahrzeugs erkannt, indem der Radschlupf der angetriebenen Räder ermittelt wird.According to the invention thus initially an unstable situation or an unstable vehicle of the vehicle detected by the wheel slip of the driven wheels is determined.

Die angetriebenen Räder sind erfindungsgemäß insbesondere die Hinterräder einer Hinterachse des Fahrzeugs, ohne zusätzlichen Antrieb einer weiteren Achse.The driven wheels are according to the invention, in particular the rear wheels of a rear axle of the vehicle, without additional drive a further axis.

Weiterhin wird ein Gierverhalten des Fahrzeugs ermittelt. Zur Ermittlung des Gierverhaltens kann insbesondere eine Abweichung der Soll-Gierrate von der Ist-Gierrate dienen, wobei alternativ hierzu auch der Schwimmwinkel des Fahrzeugs herangezogen werden kann. Nachfolgend wird der Fahrzustand des Fahrzeugs in Abhängigkeit der Radschlupfe der angetriebenen Räder und des Gierverhaltens in zwei Kriterien bewertet und ein zulässiges Antriebsmoment ermittelt, an das nachfolgend das aktuelle Ist-Antriebsmoment durch Ansteuerung einer Antriebseinheit angepasst werden kann.Furthermore, a yaw behavior of the vehicle is determined. In order to determine the yaw behavior, in particular a deviation of the desired yaw rate from the actual yaw rate may serve, alternatively the float angle of the vehicle may be used as an alternative. Subsequently, the driving state of the vehicle is evaluated as a function of the wheel slip of the driven wheels and the yaw behavior in two criteria and determines a permissible drive torque, to which subsequently the current actual drive torque can be adjusted by driving a drive unit.

In einer besonders bevorzugten Ausbildung erfolgt die Ermittlung des zusätzlichen Antriebsmomentes aufgrund von Reibwert-Betrachtungen, insbesondere durch Ermittlung zulässiger übertragbarer Kräfte zwischen Reifen und Fahrbahn; hierzu wird vorzugsweise der Kammsche Kreis bzw. eine Gesamtkraft-Betrachtung auf Grundlage des Kammschen Kreises herangezogen, wenn hinreichende Daten für eine derartige Bewertung vorliegen. Hierzu kann eine zusätzliche Gesamtkraft auf Grundlage insbesondere einer Achslast der angetriebenen Achse ermittelt werden und eine erforderliche Querkraft aus einer Querbeschleunigung im Bereich der Achse ermittelt werden; die Querbeschleunigung kann ggf. aus der Gierrate und einer weiteren Fahrdynamikgröße wie der Fahrzeuggeschwindigkeit bzw. Raddrehzahlen der angetriebenen Räder ermittelt werden.In a particularly preferred embodiment, the determination of the additional drive torque takes place on the basis of friction value considerations, in particular by determining permissible transferable forces between the tire and the roadway; For this purpose, the Kamm circle or a total force consideration based on the Kamm circle is preferably used if sufficient data are available for such a valuation. For this purpose, an additional total force can be determined on the basis of in particular an axle load of the driven axle and a required lateral force can be determined from a transverse acceleration in the area of the axle; If appropriate, the lateral acceleration can be determined from the yaw rate and a further vehicle dynamics parameter such as the vehicle speed or wheel speeds of the driven wheels.

Somit wird aus der Radaufstandskraft und der auf Grundlage des Kammschen Kreises eine zulässige Längskraft ermittelt, aus der dann das zulässige Antriebsmoment ermittelt und eingestellt werden kann.Thus, from the Radaufstandskraft and based on the Kamm circle an allowable longitudinal force is determined from which then the allowable drive torque can be determined and adjusted.

Die Erfindung ermöglicht einige Vorteile:
Die zu erfassenden Messgrößen bzw. Fahrdynamik-Größen sind zunächst durch geringen Sensoraufwand zu ermitteln; so weist das Fahrzeug im Allgemeinen bereits Raddrehzahlsensoren für vorhandene Regelsysteme wie ABS oder ASR auf. Der zusätzliche Gierraten-Sensor erfordert keinen hohen apparativen Aufwand und ist bei vielen Regelsystemen bereits vorhanden.
The invention offers several advantages:
The measured variables or driving dynamics quantities to be detected are first to be determined by low sensor effort; Thus, the vehicle generally already has wheel speed sensors for existing control systems such as ABS or ASR. The additional yaw rate sensor does not require much equipment and is already available in many control systems.

Die nachfolgende Ermittlung der Radschlupfe und der Regelabweichung der Soll-Gierrate von der Ist-Gierrate erfordern einen geringen Aufwand. Auch eine Ermittlung über einen Kammschen Kreis ist mit einem relativ geringen Rechenaufwand verbunden. Der Stabilitätseingriff durch Beeinflussung der Motorsteuerung bzw. des Managements der Antriebseinrichtung kann durch eine entsprechende Signal-Schnittstelle, z. B. über den fahrzeuginternen Datenbus, mit geringem Aufwand erfolgen.The subsequent determination of the wheel slip and the deviation of the desired yaw rate from the actual yaw rate require little effort. Even a determination of a Kamm circle is associated with a relatively low computational effort. The stability intervention by influencing the engine control or the management of the drive device can by a corresponding signal interface, for. B. via the in-vehicle data bus, done with little effort.

Der Erfindung liegt hierbei die Erkenntnis zugrunde, dass insbesondere bei einer stationären Kurvenfahrt eines Fahrzeuges auf einer Fahrbahn mit niedrigem Reibwert ein instabiler Zustand zum Teil erst sehr spät erkannt wird und so kann insbesondere bei einem Verlust der Seitenführungskraft der angetriebenen Hinterräder schnell eine hohe Instabilität und ein Schleudern des Fahrzeugs auftreten. Indem gezielt ein Vergleich der Soll-Gierrate mit der Ist-Gierrate durchgeführt wird und ein positiver Radschlupf, d. h. ein Durchdrehen der angetriebenen Hinterräder überprüft wird, kann eine derartige Instabilität schnell und mit geringen Aufwand ermittelt werden.The invention is based on the finding that, in particular in a stationary cornering of a vehicle on a road with a low coefficient of friction an unstable state is recognized in part only very late and so can quickly high instability and a loss of cornering force of the driven rear wheels Slingshot of the vehicle occur. By specifically performing a comparison of the target yaw rate with the actual yaw rate and positive wheel slip, i. H. a spin of the driven rear wheels is checked, such instability can be determined quickly and with little effort.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann insbesondere auch als eine Weiterbildung eines zur reinen Längsregelung dienenden Antriebschlupf-Regelsystems (ASR) herangezogen werden, indem es zusätzlich zum Schlupf der angetriebenen Räder die Gierrate betrachtet. Somit kann das erfindungsgemäße Verfahren in bestehende Managementsysteme bzw. Fahrstabilitäts-Regelsysteme eingebunden werden.In particular, the method according to the invention can also be used as a further development of a drive slip control system (ASR) serving for pure longitudinal control by considering the yaw rate in addition to the slip of the driven wheels. Thus, the inventive method can be integrated into existing management systems or driving stability control systems.

Das erfindungsgemäße Verfahren bzw. die erfindungsgemäße Steuereinrichtung eines Fahrdynamik-Regelsystems können somit ein maximal zulässiges Antriebsmoment bzw. Motormoment ermitteln und über eine Schnittstelle an ein Motorsteuergerät weitergeben. Das erfindungsgemäße Verfahren kann auch in bestehende elektronische Stabilitätsregelungen wie ESC mit selektiver Abbremsung einzelner Räder eingebunden werden.The method according to the invention or the control device of a vehicle dynamics control system according to the invention can thus determine a maximum permissible drive torque or engine torque and pass it on to an engine control unit via an interface. The inventive method can also be incorporated into existing electronic stability regulations such as ESC with selective braking of individual wheels.

Falls eine Reibwertermittlung über den Kammschen Kreis aufgrund der erforderlichen Informationen oder Messdaten nicht möglich ist, kann eine schlupfbasierte Berechnung mit Adaption über Konstanten erfolgen, z. B. durch Kennlinien oder eine Verringerung des aktuellen Antriebsmomentes um vorgegebene Faktoren oder Konstanten.If it is not possible to determine the coefficient of friction via the Kamm circle due to the required information or measured data, a slip-based calculation with adaptation via constants can be carried out, for example. B. by characteristics or a reduction of the current drive torque by predetermined factors or constants.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann insbesondere als eine Regelung der Gierrate durch Anpassung des Antriebsmomentes erfolgen; somit kann bei bleibender Abweichung der Soll-Gierrate von der Ist-Gierrate auch nach der Korrektur des Antriebsmomentes ggf. das zulässige Soll-Antriebsmoment weiter verringert werden. Wenn der Antriebsschlupf an den angetriebenen Hinterrädern abgebaut wird und die Abweichung der Soll- von der Ist-Gierrate eine bestimmte Regelschwelle unterschreiten, kann das Antriebsmoment wieder erhöht oder freigegeben werden.The method according to the invention can take place, in particular, as a regulation of the yaw rate by adapting the drive torque; Thus, with permanent deviation of the desired yaw rate from the actual yaw rate, even after the correction of the drive torque, if necessary, the allowable nominal drive torque can be further reduced. If the drive slip is reduced at the driven rear wheels and the deviation of the target and the actual yaw rate falls below a certain control threshold, the drive torque can be increased or released again.

Eine drohende Übersteuerung bei stationärer Kreisfahrt kann somit schnell und durch rechtzeitige Motorregelung verringert oder vermieden werden; somit ist ein erheblicher Sicherheitsgewinn möglich. Da erfindungsgemäß Bremseingriffe zunächst vermieden werden können und primär eine Regelung des Antriebsmomentes angestrebt wird, ist der Komfortgewinn erheblich; hingegen können Bremseingriffe bei niedrigem Reibwert schnell zu weiteren Fahrstabilitäten führen, auch kann der Verschleiß der Radbremsen hierdurch reduziert werden. An imminent overdrive in stationary circular travel can thus be reduced or avoided quickly and by timely engine control; thus a significant security gain is possible. Since braking interventions according to the invention can initially be avoided and primarily a control of the drive torque is sought, the gain in comfort is considerable; By contrast, braking interventions with a low coefficient of friction can quickly lead to further driving stabilities, and wear of the wheel brakes can also be reduced as a result.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand der beiliegenden Zeichnungen an einigen Ausführungsformen erläutert. Es zeigen:The invention will be explained below with reference to the accompanying drawings of some embodiments. Show it:

1 ein Fahrzeug mit einem Fahrstabilitätssystem gemäß einer Ausführungsform der Erfindung in einer Kurvenfahrt in Aufsicht; 1 a vehicle with a driving stability system according to an embodiment of the invention in a curve in a plan view;

2 ein Flussdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens. 2 a flowchart of a method according to the invention.

Ein Fahrzeug 1, vorzugsweise ein Nutzfahrzeug, fährt auf einer Fahrbahn 2, die gemäß 1 eine Linkskurve beschreibt. Das Fahrzeug 1 weist eine Vorderachse VA mit gelenkten Vorderrädern VA_1 und VA_2 sowie eine Hinterachse HA mit Rädern HA_1, HA_2 auf. Eine hier nicht detaillierte beschriebene Motor-Getriebe-Einheit 3 mit einer Motor-Steuereinrichtung 4 treibt die Hinterräder HA_1 und HA_2 der Hinterachse HA an.A vehicle 1 , preferably a commercial vehicle, driving on a roadway 2 according to 1 describes a left turn. The vehicle 1 has a front axle VA with steered front wheels VA_1 and VA_2 and a rear axle HA with wheels HA_1, HA_2. An engine-transmission unit not described in detail here 3 with a motor control device 4 drives the rear wheels HA_1 and HA_2 of the rear axle HA.

Eine Fahrdynamik-Steuereinrichtung 5 dient unter anderem zur Ansteuerung eines hier nicht gezeigten Bremssystems für die Funktionalitäten eines ABS, eines Stabilitätsprogramms wie zum Beispiel ESP oder ESC zur selektiven Bremsung der einzelnen Räder VA_1, VA_2, HA_1, HA_2 sowie zur Änderung des Motormomentes durch Ausgabe von Steuersignalen S2 an die Motor-Steuereinrichtung 4, die wiederum über Motor-Steuersignale S1 die Motor-Getriebe-Einheit 3 ansteuert. Hierbei kann die Motor-Steuereinrichtung 4 auch zum Beispiel zur Ansteuerung eines Getriebestellers vorgesehen sein bzw. eine Getriebe-Steuereinrichtung mit umfassen.A driving dynamics control device 5 serves, inter alia, for controlling a braking system, not shown here, for the functionalities of an ABS, a stability program such as ESP or ESC for selective braking of the individual wheels VA_1, VA_2, HA_1, HA_2 and for changing the engine torque by outputting control signals S2 to the engine indicating controller 4 which in turn via engine control signals S1, the engine-transmission unit 3 controls. Here, the engine control device 4 Also be provided for example for controlling a transmission actuator or include a transmission control device with.

Die Fahrdynamik-Steuereinrichtung 5 liest über Raddrehzahlsensoren 9 an den Hinterrädern HA_1 und HA_2 und grundsätzlich auch über hier nicht gezeigte Raddrehzahlsensoren der Vorderräder VA_1 und VA_2 Raddrehzahlen n_VA_1, n_VA_2, n_HA_1, n_HA_2 aus. Weiterhin bezieht die Fahrdynamik-Steuereinrichtung 5 Motor-Informationssignale S3 von der Motor-Steuereinrichtung 4 mit Informationen über das von der Motor-Getriebe-Einheit 3 auf die Hinterräder HA_1 und HA_2 eingesteuerte Antriebsmoment M, weiterhin z. B. über die Motordrehzahl, ggf. auch das Übersetzungsverhältnis des jeweils eingelegten Ganges.The driving dynamics control device 5 reads about wheel speed sensors 9 at the rear wheels HA_1 and HA_2 and in principle also not shown wheel speed sensors of the front wheels VA_1 and VA_2 wheel speeds n_VA_1, n_VA_2, n_HA_1, n_HA_2 off. Furthermore, the vehicle dynamics control device relates 5 Motor information signals S3 from the motor controller 4 with information about that from the engine-transmission unit 3 on the rear wheels HA_1 and HA_2 controlled drive torque M, continue z. B. on the engine speed, possibly also the transmission ratio of each engaged gear.

Weiterhin ist ein Gierraten-Sensor 6 vorgesehen, der ein Gierraten-Signal S4 an die Fahrdynamik-Steuereinrichtung 5 ausgibt. Die Signale S2, S3, S4 und S5 können vorteilhafterweise über einen fahrzeuginternen Datenbus, z. B. den CAN-Bus ausgegeben werden. Die Fahrdynamik-Steuereinrichtung 5 weist eine Schnittstelle 10 zur Ausgabe und Aufnahme der Signale S2, S3, S4, S5 auf.Furthermore, a yaw rate sensor 6 provided, the yaw rate signal S4 to the vehicle dynamics control device 5 outputs. The signals S2, S3, S4 and S5 can advantageously via an in-vehicle data bus, z. B. the CAN bus are output. The driving dynamics control device 5 has an interface 10 for outputting and receiving the signals S2, S3, S4, S5.

Die Fahrdynamik-Steuereinrichtung 5 entnimmt somit aus dem Gierraten-Signal S4 eine Ist-Gierrate ω_ist. Weiterhin ist der Fahrdynamik-Steuereinrichtung 5 eine Soll-Gierrate ω_soll bekannt, die bei fahrdynamischer Stabilität vorliegen soll. Somit kann die Fahrdynamik-Steuereinrichtung 5 in an sich bekannter Weise durch selektive Ansteuerung der Radbremsen der einzelnen Räder VA_1, VA_2, HA_1, HA_2 im Rahmen eines Stabilitätssystems wie ESP oder ESC eine Fahrstabilität einregeln; weiterhin kann die Fahrdynamik-Steuereinrichtung 5 über Steuersignale S2 die Motor-Steuereinrichtung 4 ansteuern, um das Antriebsmoment M der Motor-Getriebeeinrichtung 3 einzustellen, insbesondere im Rahmen einer Antriebsschlupfregelung (ASR). Das Fahrzeug 1 weist somit ein Fahrdynamik-Regelsystem 12 auf, das die Fahrdynamik-Steuereinrichtung 5, Raddrehzahl-Sensoren 9 und einen Gierraten-Sensor 6 aufweistThe driving dynamics control device 5 Thus, an actual yaw rate ω_act is taken from the yaw rate signal S4. Furthermore, the driving dynamics control device 5 a desired yaw rate ω_soll known to be present in dynamic driving stability. Thus, the vehicle dynamics control device 5 in a manner known per se, adjust a driving stability by selectively controlling the wheel brakes of the individual wheels VA_1, VA_2, HA_1, HA_2 in the context of a stability system such as ESP or ESC; Furthermore, the driving dynamics control device 5 via control signals S2, the engine control device 4 to control the drive torque M of the engine-transmission device 3 set, in particular in the context of traction control (ASR). The vehicle 1 thus has a vehicle dynamics control system 12 on that the driving dynamics control device 5 , Wheel speed sensors 9 and a yaw rate sensor 6 having

Das Fahrzeug 1 fährt in einer Fahrtrichtung F mit einer Fahrgeschwindigkeit v, einer Längs-Beschleunigung a = dv/dt und mit einer Gierrate ω; gemäß 1 fährt das Fahrzeug 1 in einer Linkskurve und somit mit einer von Null verschiedenen Gierrate ω, die von einem Gierraten-Sensor 6 gemessen wird und die zeitliche Ableitung des Gierwinkels darstellt. Eine Abweichung der Fahrtrichtung F von einer Längsachse L des Fahrzeugs 1 wird als Schwimmwinkel β bezeichnet.The vehicle 1 moves in a direction of travel F at a vehicle speed v, a longitudinal acceleration a = dv / dt and a yaw rate ω; according to 1 the vehicle drives 1 in a left turn, and thus with a nonzero yaw rate ω, from a yaw rate sensor 6 is measured and represents the time derivative of the yaw angle. A deviation of the direction of travel F from a longitudinal axis L of the vehicle 1 is referred to as the slip angle β.

Die Fahrdynamik-Steuereinrichtung 5 führt ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Fahrstabilitätsregelung durch, bei dem nach dem Start in Schritt St0 nachfolgend
gemäß Schritt St1 – Aufnehmen der Fahrdynamikdaten – nimmt die Fahrdynamik-Steuereinrichtung 5 die Raddrehzahlen des linken und rechten Hinterrades n_HA_1, n_HA_2, gegebenenfalls auch die Raddrehzahlen des linken und rechten Vorderrades n_VA_1, n_VA_2, auf und ermittelt den Schlupf s_HA_1 des linken Hinterrades HA_1 und den Schlupf s_HA_2 des rechten Hinterrades HA_2, d. h. die Schlupfe der beiden angetriebenen Hinterräder HA_1 und HA_2 der Hinterachse HA. Grundsätzlich können die Schlupfe der beiden angetriebenen Hinterräder HA_1 und HA_2 auch direkt von einer anderen Steuereinrichtung, z. B. eines ABS, aufgenommen werden. Weiterhin nimmt die Fahrdynamik-Steuereinrichtung 5 die Gierrate ω als Gierraten-Signal S4 auf.
The driving dynamics control device 5 performs an inventive method for driving stability control, in which after the start in step St0 below
according to step St1 - recording the vehicle dynamics data - takes the vehicle dynamics control device 5 the wheel speeds of the left and right rear wheels n_HA_1, n_HA_2, possibly also the wheel speeds of the left and right front wheel n_VA_1, n_VA_2, and determines the slip s_HA_1 of the left rear wheel HA_1 and the slip s_HA_2 of the right rear wheel HA_2, ie the slip of the two driven rear wheels HA_1 and HA_2 of the rear axle HA. Basically, the slippage of the two driven rear wheels HA_1 and HA_2 also directly from another control device, for. B. an ABS recorded. Furthermore, the driving dynamics control device takes 5 the yaw rate ω as yaw rate signal S4.

Die Schritte St2, St3 beziehen sich dann auf die Situationserkennung bzw. Erfassung eines Zustandes des Fahrzeuges 1:
Schritt St2: es wird als erstes Kriterium K1 ermittelt, ob die Schlupfe des linken und rechten Hinterrades s_HA_1 sowie s_HA_2 hinreichend groß sind, d. h. oberhalb eines untersten Grenzwertes tresh0 liegen; wenn dies erfüllt ist, befinden sich die beiden Hinterräder HA_1 und HA_2 in einem (nicht vernachlässigbaren) Antriebsschlupf, bei dem sie sich schneller drehen als es der Fahrgeschwindigkeit v entspricht; es liegt somit ein Durchdrehen der Antriebsräder und kein Bremsschlupf vor. Falls dies nicht erfüllt ist, wird das Verfahren vor den Schritt St1 zurückgesetzt, ansonsten wird gemäß Verzweigung y Schritt St3 durchgeführt.
The steps St2, St3 then relate to the situation detection or detection of a state of the vehicle 1 :
Step St2: it is determined as a first criterion K1, whether the slippage of the left and right rear wheels s_HA_1 and s_HA_2 are sufficiently large, that is above a lowest limit tresh0; if this is true, the two rear wheels HA_1 and HA_2 are in a (not negligible) traction, in which they turn faster than it corresponds to the vehicle speed v; There is thus a spinning of the drive wheels and no brake slip. If this is not satisfied, the process is reset before step St1, otherwise, according to branch y, step St3 is performed.

Schritt St3:Step St3:

Falls eine Ist-Gierrate ω_ist als Gierraten-Messsignal S4 vorliegt, wird, wird eine Regelabweichung als Differenz zwischen der Ist-Gierrate ω_ist und der Soll-Gierrate ω_soll ermittelt und die Regelabweichung |ω_ist – ω_soll| mit einem ersten Schwellwert (erste Regelschwelle) tresh1 verglichen; somit wird überprüft, ob ein zweites Kriterium K2 erfüllt ist, wonach der erste Schwellwert tresh1 (erste Regelschwelle) überschritten ist, d. h. ob K2: |ω_ist – ω_soll| ≥ tresh1 erfüllt ist?If an actual yaw rate ω_act is present as yaw rate measurement signal S4, a control deviation is determined as the difference between the actual yaw rate ω_act and the target yaw rate ω_setpoint and the control deviation | ω_act -ω_setpoint | compared to a first threshold (first control threshold) tresh1; Thus, it is checked whether a second criterion K2 is satisfied, according to which the first threshold value tresh1 (first control threshold) is exceeded, ie. H. whether K2: | ω_act - ω_soll | ≥ tresh1 is satisfied?

Hierbei kann das zweite Kriterium K2 auch vorzeichengenau angesetzt werden, wobei ermittelt wird, ob ein Übersteuern und kein Untersteuern vorliegt, d. h. im vorliegenden Fall ist die Gierrate ω in der Pfeilrichtung der 1 positiv, und es liegt ein Übersteuern vor, wenn die Ist-Gierrate ω_ist größer als die Soll-Gierrate ω_soll ist, wobei weiterhin |ω_ist – ω_soll| ≥ tresh1 gilt.In this case, the second criterion K2 can also be set to exact signs, wherein it is determined whether an oversteer and no understeer is present, ie in the present case, the yaw rate ω in the direction of the arrow 1 positive, and there is an oversteer if the actual yaw rate ω_ ist is greater than the target yaw rate ω_soll, where furthermore | ω_act - ω_soll | ≥ tresh1 applies.

Weiterhin wird vorteilhafterweise als Teil des zweiten Kriteriums K2 der Schwimmwinkel β mit einem zweiten Schwellwert tresh2 verglichen werden, d. h. ob der Betrag des Schwimmwinkels β größer als der zweite Schwellwert tresh2 ist; d. h. ob |β| > tresh2 erfüllt ist?Furthermore, as part of the second criterion K2, the slip angle β will advantageously be compared with a second threshold value tresh2, ie. H. whether the amount of the slip angle β is greater than the second threshold tresh2; d. H. whether | β | > tresh2 is satisfied?

Wenn auch das zweite Kriterium K2 erfüllt ist, wird nach Verzweigung n in den Schritten St4 bis St6 das zulässige Antriebsmoment M_soll ermittelt, das derart bemessen werden soll, dass eine stabile Fahrsituation besteht.If the second criterion K2 is met as well, the permissible drive torque M_setpoint is determined after branch n in steps St4 to St6, which is to be dimensioned such that a stable driving situation exists.

Hierzu wird in Schritt St4 zunächst für die beiden Hinterräder HA_1 und HA_2 jeweils eine Radaufstandskraft Fz_HA_1 und Fz_HA_2 ermittelt, d. h. die jeweils vertikal einwirkende Kraft; diese kann zunächst als jeweils die Hälfte einer Achslast AL angesetzt werden, d. h. die Achslast wird hälftig auf die beiden Hinterräder HA_1 und HA_2 verteilt. Bei anderen Ausführungsformen kann das dynamische Verhalten aus der Gierrate ω und der Fahrgeschwindigkeit v berücksichtigt werden, so dass z. B. in der gezeigten Linkskurve aufgrund der Trägheit des Fahrzeuges 1 das kurvenäußere rechte Hinterrad HA_2, eine stärkere Radaufstandkraft erfährt als das kurveninnere linke Hinterrad HA_1.For this purpose, a wheel contact force Fz_HA_1 and Fz_HA_2 is determined in each case in step St4 first for the two rear wheels HA_1 and HA_2, that is to say the respectively vertically acting force; this can first be used as each half of an axle load AL, ie the axle load is distributed in half on the two rear wheels HA_1 and HA_2. In other embodiments, the dynamic behavior of the yaw rate ω and the vehicle speed v can be taken into account, so that z. B. in the left turn shown due to the inertia of the vehicle 1 the right-hand rear wheel HA_2 on the outside of the curve experiences a stronger wheel contact force than the left-hand rear wheel HA_1 on the inside of the curve.

In Schritt St5 wird den jeweiligen Radaufstandkräften Fz_HA_1 und Fz_HA_2 sowie einer Querbeschleunigung q an der Hinterachse HA und auf Grundlage eines mathematischen Modells eine maximal zulässige Längskraft X_HA_1 und X_HA_2 der beiden Hinterräder HA_1 und HA_2 ermittelt, die angibt, welche Längskräfte über die beiden Hinterräder HA_1 und HA_2 übertragen werden können. Hierzu wird die Theorie des Kammschen Kreises herangezogen, wonach die Vektorsumme VS_1 und VS_2 der maximal übertragbaren Kräfte für jeden Reifen bzw. jedes Rad, hier somit auch für die Hinterräder HA_1 und HA_2, auf einer resultierenden Bahn liegt. Vereinfacht kann diese resultierende Bahn bzw. Kurve als Kreis angesehen werden, bei genaueren Modellen kann hierbei eine Ellipse herangezogen werden.In step St5, the respective wheel contact forces Fz_HA_1 and Fz_HA_2 and a lateral acceleration q at the rear axle HA and based on a mathematical model a maximum permissible longitudinal force X_HA_1 and X_HA_2 of the two rear wheels HA_1 and HA_2 is determined, which indicates which longitudinal forces on the two rear wheels HA_1 and HA_2 can be transmitted. For this purpose, the theory of the Kamm circle is used, according to which the vector sum VS_1 and VS_2 of the maximum transferable forces for each tire or each wheel, in this case also for the rear wheels HA_1 and HA_2, lies on a resulting path. In simple terms, this resulting trajectory or curve can be regarded as a circle; in the case of more accurate models, an ellipse can be used here.

Somit wird aus den Radaufstandkräften Fz_HA_1 und Fz_HA_2 jeweils ein Kammscher Kreis gebildet, der eine maximale Gesamtführungskraft als Vektorsumme VS_1 und VS_2 der Kräfte angibt; weiterhin wird aus der Querbeschleunigung q die jeweils in Querrichtung erforderliche Querkraft Fq_HA_1 und Fq_HA_2 ermittelt. Aus der jeweiligen Vektorsumme VS_1 und VS_2 und der jeweiligen erforderlichen Querkraft Fq_HA_1 und Fq_HA_2 wird dann für jedes Hinterrad HA_1 und HA_2 die weiterhin zulässige Längskraft X_HA_1 und X_HA_2 als Vektordifferenz ermittelt.Thus, a Kamm circuit is formed from the wheel contact forces Fz_HA_1 and Fz_HA_2, which indicates a maximum total guide force as vector sum VS_1 and VS_2 of the forces; Furthermore, the lateral acceleration Qq_HA_1 and Fq_HA_2 required in the transverse direction is determined from the lateral acceleration q. From the respective vector sum VS_1 and VS_2 and the respective required lateral force Fq_HA_1 and Fq_HA_2, the further permissible longitudinal force X_HA_1 and X_HA_2 is then determined as a vector difference for each rear wheel HA_1 and HA_2.

Im nachfolgenden Schritt St6 wird dann aus den zulässigen Längskräften X_HA_1 und X_HA_2 aufgrund von Motorkenndaten bzw. der über das Motor-Informationssignal S3 übertragenen Daten über das Motormoment, die Motorübersetzung und Getriebeübersetzung das zulässige Motormoment M_soll ermittelt, das für eine stabile Fahrsituation bzw. einen stabilen Fahrzustand gerade noch zulässig ist. Für Schritt St6 wird somit eine Kenntnis des Verhältnisses insbesondere auch von Antriebsmoment M zu dem von den Hinterrädern HA_1 und HA_2 aufgebrachten Längskräften X_HA_1 und X_HA_2 herangezogen.In the subsequent step St6, the permissible engine torque M_setpoint is then determined from the permissible longitudinal forces X_HA_1 and X_HA_2 on the basis of engine characteristics or the data transmitted via the engine information signal S3 via the engine torque, the engine ratio and transmission ratio, which for a stable driving situation or a stable driving situation Driving condition is just allowed. For step St6, a knowledge of the ratio, in particular also of drive torque M, of the longitudinal forces X_HA_1 and X_HA_2 applied by the rear wheels HA_1 and HA_2 is thus used.

In dem nachfolgenden Schritt St7 wird dann das so ermittelte zulässige Motormoment M_soll eingestellt, indem die Fahrdynamik-Steuereinrichtung 5 ein entsprechendes Steuersignal S2 an die Motor-Steuereinrichtung 4 zur Einstellung des Antriebsmomentes M und/oder der Wahl eines entsprechenden Ganges ausgibt.In the subsequent step St7, the thus determined permissible engine torque M_setpoint is then set by the driving dynamics control device 5 a corresponding control signal S2 to the motor control device 4 to set the drive torque M and / or the choice of a corresponding gear outputs.

Nachfolgend werden in Schritt St8 nach der Anpassung des aktuellen Antriebmomentes M_ist an das zulässige Antriebsmoment M_soll die Regelabweichung, d. h. ω_ist – ω_soll und die Schlupfe S_HA_1 und S_HA_2 weiter überprüft; es kann z. B. überprüft werden, ob die Regelabweichung ω_ist – ω_soll unter einen dritten Schwellwert tresh3 gefallen ist. Ist dies nicht der Fall, d. h. wird eine bleibende oder nur gering verändernde Regelabweichung ω_ist – ω_soll beobachtet, kann das Antriebsmoment M weiter verringert werden. Subsequently, in step St8, after the adaptation of the current drive torque M_act to the permissible drive torque M_setpoint, the system deviation, ie, ω_actual-ω_setpoint and the slippages S_HA_1 and S_HA_2, are further checked; it can, for. For example, it can be checked whether the control deviation ω_act-ω_soll has fallen below a third threshold value tresh3. If this is not the case, ie if a permanent or only slightly changing control deviation ω_act -ω_setpoint is observed, the drive torque M can be further reduced.

Gemäß Schritt St9 wird überprüft, ob sich die Schlupfe s_HA_1 sowie s_HA_2 an den Hinterrädern HA_1 und HA_2 abgebaut haben, d. h. einen vierten Schwellwert tresh4 unterschritten haben, und ob die Regelabweichung |ω_ist – ω_soll|, d. h. die Abweichung der Ist-Gierrate ω_ist von der Soll-Gierrate ω_soll eine untere Regelschwelle, den fünften Schwellwert tresh5 unterschreitet; ist dies nicht der Fall, wird gemäß Verzweigung n vor den Schritt St1 zurückgesetzt. Ist dies jedoch der Fall so wird gemäß Schritt St10 nachfolgend sukzessive das Antriebsmoment M wieder freigegeben. Dies kann insbesondere mittels einer Rampe erfolgen, d. h. mit zeitlich linearer Erhöhung des Antriebsmomentes auf den vom Motorsteuergerät aufgrund der Fahrervorgabe vorgesehenen Wert.According to step St9, it is checked whether the slippages s_HA_1 and s_HA_2 have degraded on the rear wheels HA_1 and HA_2, i. H. have fallen below a fourth threshold tresh4, and whether the control deviation | ω_act - ω_soll |, d. H. the deviation of the actual yaw rate ω_act from the target yaw rate ω_setpoint falls below a lower control threshold, the fifth threshold value tresh5; if this is not the case, it is reset according to branch n before step St1. If this is the case, however, then according to step St10, the drive torque M is subsequently released again successively. This can be done in particular by means of a ramp, d. H. with linear increase of the drive torque to the value provided by the engine control unit based on the driver's specification.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Fahrzeugvehicle
22
Fahrbahnroadway
33
Motor-Getriebe-EinheitMotor-gearbox unit
44
Motor-SteuereinrichtungMotor control means
55
Fahrdynamik-SteuereinrichtungVehicle dynamics control means
66
Gierraten-SensorYaw rate sensor
99
Raddrehzahlsensorenwheel speed sensors
1010
Schnittstelleinterface
1212
Fahrdynamik-RegelsystemStability control system
VAVA
VorderachseFront
HAHA
Hinterachserear axle
MM
Antriebsmomentdrive torque
HA_1HA_1
linkes Hinterradleft rear wheel
HA_2HA_2
rechtes Hinterradright rear wheel
VA_1VA_1
linkes Vorderradleft front wheel
VA_2VA_2
rechtes Vorderradright front wheel
ALAL
Achslastaxle load
FF
Fahrtrichtungdirection of travel
LL
Längsachselongitudinal axis
aa
Längs-BeschleunigungLongitudinal acceleration
nn
Verzweigungbranch
qq
Querbeschleunigunglateral acceleration
vv
Fahrgeschwindigkeitdriving speed
yy
Verzweigungbranch
ββ
Schwimmwinkelfloat angle
ωω
Gierrateyaw rate
S1S1
Motor-SteuersignalMotor control signal
S2S2
Steuersignalcontrol signal
S3S3
Motor-InformationssignalMotor-information signal
S4S4
Gierraten-SignalYaw rate signal
S5S5
Raddrehzahl-SignaleWheel speed signals
St0st0
Start-SchrittStart step
St1St1
Schritt – Aufnehmen der FahrdynamikdatenStep - recording the vehicle dynamics data
St2St 2
Schritt – SchlupfermittlungStep - determination of slippage
St3St3
Schritt – GierratenermittlungStep - yaw rate determination
St4St 4
Schritt – RadaufstandskraftermittlungStep - Radaufstandskraftermittlung
St5St5
Schritt – LängskraftermittlungStep - longitudinal force determination
St6St6
Schritt – MotormomentermittlungStep - Engine torque determination
St7St7
Schritt – Einstellung Motor-SteuereinrichtungStep - Setting Engine Control
St8St8
Schritt – Überprüfung RegelabweichungStep - Check control deviation
St9St9
Schritt – Überprüfung SchlupfStep - Checking slip
St10St 10
Schritt – Freigabe AntriebsmomentStep - release drive torque
K1K1
erstes Kriteriumfirst criterion
K2K2
zweites Kriteriumsecond criterion
ω_istω_ist
Ist-GierrateActual yaw rate
ω_sollω_soll
Soll-GierrateTarget yaw rate
n_VA_1n_VA_1
Raddrehzahl linkes VorderradWheel speed left front wheel
n_VA_2n_VA_2
Raddrehzahl rechtes VorderradWheel speed right front wheel
n_HA_1n_HA_1
Raddrehzahl linkes HinterradWheel speed left rear wheel
n_HA_2n_HA_2
Raddrehzahl rechtes HinterradWheel speed right rear wheel
s_HA_1s_HA_1
Schlupf linkes HinterradSlip left rear wheel
s_HA_2s_HA_2
Schlupf rechtes HinterradSlip right rear wheel
Fz_HA_1Fz_HA_1
Radaufstandskraft linkes HinterradRadaufstandskraft left rear wheel
Fz_HA_2Fz_HA_2
Radaufstandskraft rechtes HinterradWheel rests right rear wheel
X_HA_1X_HA_1
Längskraft linkes HinterradLongitudinal left rear wheel
X_HA_2X_HA_2
Längskraft rechtes HinterradLongitudinal right rear wheel
Fq_HA_1Fq_HA_1
Querkraft, Seitenführungskraft li. HinterradLateral force, lateral force li. rear wheel
Fq_HA_2Fq_HA_2
Querkraft, Seitenführungskraft re. HinterradLateral force, cornering force right rear wheel
M_sollM_set
zulässiges Motormoment (Soll-Moment)permissible engine torque (target torque)
M_ist Damn
aktuelles Antriebsmoment (Ist-Motormoment)current drive torque (actual engine torque)
|ω_ist – ω_soll|| ω_act - ω_soll |
Regelabweichungdeviation
tresh0tresh0
unterster Grenzwertlowest limit
tresh1tresh1
erster Schwellwertfirst threshold
tresh2tresh2
zweiter Schwellwertsecond threshold
tresh3tresh3
dritter Schwellwertthird threshold
tresh4tresh4
vierter Schwellwertfourth threshold
tresh5tresh5
fünfter Schwellwertfifth threshold
VS_1VS_1
Vektorsumme (linkes Hinterrad)Vector sum (left rear wheel)
VS_2VS_2
Vektorsumme (rechtes Hinterrad)Vector sum (right rear wheel)
VS1VS1
Gesamtführungskraft (linkes Hinterrad)Overall guiding force (left rear wheel)
VS2VS2
Gesamtführungskraft (rechtes Hinterrad)Overall driving force (right rear wheel)

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 4414129 C2 [0006] DE 4414129 C2 [0006]
  • DE 19844912 A1 [0007] DE 19844912 A1 [0007]
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  • DE 102009022302 A1 [0011] DE 102009022302 A1 [0011]
  • DE 102010003951 A1 [0012] DE 102010003951 A1 [0012]

Claims (14)

Verfahren zur Stabilitätsregelung eines Fahrzeugs (1) mit mindestens folgenden Schritten: Ermitteln von Radschlupfen (s_HA_1, s_HA_2) von Rädern (HA_1, HA_2) einer angetriebenen Achse (HA) des Fahrzeugs (1) und eines Gierverhaltens (ω_ist, β) des Fahrzeugs (1) (St1), Bewerten des Fahrzustandes des Fahrzeugs (1) in Abhängigkeit der ermittelten Radschlupfe (s_HA_1, s_HA_2) und des ermittelten Gierverhaltens (St2, St3), wobei eine erstes Kriterium (K1) für den Radschlupf und ein zweites Kriterium (K2) für das Gierverhalten überprüft werden, falls das erste Kriterium (K1) und das zweite Kriterium (K2) erfüllt sind, Ermittlung eines auf die angetriebenen Räder, (HA_1, HA_2) einwirkenden zulässigen Antriebsmomentes (M_soll) (St4, St5, St6), und Anpassung eines aktuellen Ist-Antriebsmomentes (M_ist) an das zulässige Antriebsmoment (M_soll) (St7, St8, St9).Method for stability control of a vehicle ( 1 ) comprising at least the following steps: determining wheel slippage (s_HA_1, s_HA_2) of wheels (HA_1, HA_2) of a driven axle (HA) of the vehicle ( 1 ) and a yaw behavior (ω_ist, β) of the vehicle ( 1 ) (St1), evaluating the driving condition of the vehicle ( 1 ) as a function of the determined wheel slip (s_HA_1, s_HA_2) and of the determined yaw behavior (St2, St3), a first criterion (K1) for the wheel slip and a second criterion (K2) for the yaw behavior being checked if the first criterion (K1 ) and the second criterion (K2) are satisfied, determining a permissible drive torque (M_soll) acting on the driven wheels (HA_1, HA_2) (St4, St5, St6), and adapting a current actual drive torque (M_act) to the permissible one Drive torque (M_soll) (St7, St8, St9). Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in dem ersten Kriterium (K1) überprüft wird, ob sämtliche angetriebenen Räder (HA_1, HA_2) der angetriebenen Achse (HA) einen Antriebsschlupf (s_HA_1, s_HA_2) oberhalb eines untersten Grenzwertes (tresh_0) aufweisen (St2).Method according to claim 1, characterized in that it is checked in the first criterion (K1) whether all driven wheels (HA_1, HA_2) of the driven axle (HA) have a drive slip (s_HA_1, s_HA_2) above a lowest limit value (tresh_0) ( St 2). Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Bewertung des Gierverhaltens des Fahrzeugs (1) in dem zweiten Kriterium (K2) eine Soll-Gierrate (ω_soll) mit einer Ist-Gierrate (ω_ist) des Fahrzeugs (1) verglichen wird und ermittelt wird, ob eine Abweichung der Soll-Gierrate (ω_soll) von der Ist-Gierrate (ω_ist) oberhalb eines ersten Schwellwertes (tresh1) liegt. (St3)A method according to claim 1 or 2, characterized in that in the evaluation of the yaw behavior of the vehicle ( 1 ) in the second criterion (K2) a target yaw rate (ω_soll) with an actual yaw rate (ω_ist) of the vehicle ( 1 ) is compared and it is determined whether a deviation of the target yaw rate (ω_soll) from the actual yaw rate (ω_ist) is above a first threshold value (tresh1). (St3) Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Kriterium (K2) nur erfüllt ist, wenn ein Übersteuern des Fahrzeuges (1) mit einer größeren Ist-Gierrate (ω_ist) als der Soll-Gierrate (ω_soll) vorliegt.A method according to claim 3, characterized in that the second criterion (K2) is only met if an oversteer of the vehicle ( 1 ) is present at a greater actual yaw rate (ω_act) than the target yaw rate (ω_setpoint). Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Schwimmwinkel (β) des Fahrzeugs mit einem zweiten Schwellwert (tresh2) verglichen wird und das zweite Kriterium (K2) nur erfüllt ist, wenn ein ermittelter Ist-Schwimmwinkel (β) über dem zweiten Schwellwert (tresh2) liegt.A method according to claim 1 or 2, characterized in that a slip angle (β) of the vehicle with a second threshold (tresh2) is compared and the second criterion (K2) is satisfied only if a determined actual slip angle (β) on the second Threshold (tresh2) is. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Ermittlung des zulässigen Antriebsmomentes (M_soll) an den angetriebenen Rädern (HA_1, HA_2) angreifende Längsführungskräfte und/oder ein Reibverhalten der angetriebenen Räder (HA_1, HA_2) ermittelt werden. (St4, St5)Method according to one of the preceding claims, characterized in that during the determination of the permissible drive torque (M_soll) on the driven wheels (HA_1, HA_2) attacking longitudinal guiding forces and / or a friction behavior of the driven wheels (HA_1, HA_2) are determined. (St4, St5) Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Ermittlung des zulässigen Antriebsmomentes (M_soll) eine erforderliche Seitenführungskraft (Fq_HA_1, Fq_HA_2) ermittelt wird, zum Beispiel aus einer ermittelten oder berechneten Querbeschleunigung (q) an der angetriebenen Achse (HA). (St5)A method according to claim 6, characterized in that when determining the permissible drive torque (M_soll) a required cornering force (Fq_HA_1, Fq_HA_2) is determined, for example, from a calculated or calculated lateral acceleration (q) on the driven axle (HA). (ST5) Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass aus einer Achslast (AL) oder einer Fahrzeugmasse die auf die angetriebenen Räder (HA_1, HA_2) einwirkende Radaufstandskräfte (Fz_HA_1, Fz_HA_2) ermittelt werden, und aus der jeweiligen Radaufstandskraft (Fz_HA_1, Fz_HA_2) eine zulässige Gesamtführungskraft (VS1, VS2) ermittelt wird, und aus der zulässigen Gesamtführungskraft (VS1, VS2) und der ermittelten erforderlichen Seitenführungskraft (Fq_HA_1, Fq_HA_2) eine zulässige Längsführungskraft (X_HA_1, X_HA_2) und hieraus das zulässige Antriebsmoment (M_soll) ermittelt wird. (St4, St5, St6)A method according to claim 7, characterized in that from an axle load (AL) or a vehicle mass acting on the driven wheels (HA_1, HA_2) wheel contact forces (Fz_HA_1, Fz_HA_2) are determined, and from the respective wheel contact force (Fz_HA_1, Fz_HA_2) a permissible Total guide force (VS1, VS2) is determined, and from the permissible total guide force (VS1, VS2) and the determined cornering force determined (Fq_HA_1, Fq_HA_2) a permissible longitudinal guide force (X_HA_1, X_HA_2) and from this the permissible drive torque (M_soll) is determined. (St4, St5, St6) Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Ermittlung der zulässigen Längsführungskraft aus der zulässigen Gesamtführungskraft (VS1, VS2) und der ermittelten erforderlichen Seitenführungskraft (Fq_HA_1, Fq_HA_2) auf Grundlage einer Vektoraddition, insbesondere auf Grundlage eines Kammschen Reibkreises, ermittelt wird. (St5)A method according to claim 8, characterized in that the determination of the permissible longitudinal guide force from the permissible Gesamtführungskraft (VS1, VS2) and the determined required cornering force (Fq_HA_1, Fq_HA_2) on the basis of a vector addition, in particular based on a Kammschen friction circle, is determined. (ST5) Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass bei Nicht-Vorliegen der Grundlagen für die Ermittlung der Seitenführungskraft (Fq_HA_1, Fq_HA_2) und/oder der Längsführungskraft (X_HA_1, X_HA_2) das zulässige Antriebsmoment (M_soll) aus dem aktuellem Antriebsmoment (M_ist) auf Grundlage einer Kennlinie und/oder eines Proportionalfaktors ermittelt wird.Method according to one of claims 7 to 9, characterized in that in the absence of the principles for determining the cornering force (Fq_HA_1, Fq_HA_2) and / or the longitudinal guide force (X_HA_1, X_HA_2) the permissible drive torque (M_soll) from the current drive torque ( M_ist) is determined on the basis of a characteristic curve and / or a proportional factor. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass nach der Anpassung des aktuellen Antriebmomentes (M_ist) an das zulässige Antriebsmoment (M_soll) überprüft wird, ob die Abweichung der Ist-Gierrate (ω_ist) von der Soll-Gierrate (ω_soll) unter einen dritten Schwellwert (tresh3) gefallen ist, und für den Fall, dass dies nicht der Fall ist, das zulässige Antriebsmoment (M_soll) weiter verringert wird und das aktuelle Antriebsmoment (M_ist) dem verringerten zulässigen Antriebsmoment (M_soll) angepasst wird (St8).Method according to one of the preceding claims, characterized in that after the adaptation of the actual drive torque (M_act) to the permissible drive torque (M_setpoint) it is checked whether the deviation of the actual yaw rate (ω_act) from the desired yaw rate (ω_setpoint) is below a third threshold value (tresh3) has fallen, and in the event that this is not the case, the permissible drive torque (M_soll) is further reduced and the current drive torque (M_act) is adapted to the reduced permissible drive torque (M_soll) (St8). Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass nach der Anpassung des aktuellen Antriebsmoments (M_ist) an das zulässige Antriebsmoment (M_soll) überprüft wird, ob die Radschlupfe (s_HA_1, s_HA_2) einen vierten Schwellwert (tresh4) unterschritten haben und ob die Abweichung der Ist-Gierrate (ω_ist) von der Soll-Gierrate (ω_soll) einen fünften Schwellwert (tresh5) unterschritten hat, und bei Vorliegen dieser Bedingungen das Antriebsmoment (M) wieder freigegeben oder erhöht wird. (St9)Method according to one of the preceding claims, characterized in that after the adjustment of the current drive torque (M_ist) to the allowable drive torque (M_soll) is checked whether the wheel slippage (s_HA_1, s_HA_2) below a fourth threshold (tresh4) have and whether the deviation of the actual yaw rate (ω_ist) from the target yaw rate (ω_soll) has fallen below a fifth threshold (tresh5), and in the presence of these conditions, the drive torque (M) is released or increased again. (ST9) Steuereinrichtung (5) für ein Fahrdynamik-Regelsystem zur Stabilitätsregelung eines Fahrzeug (1), insbesondere Nutzfahrzeug, die eingerichtet ist zur Ausführung eines Verfahrens nach einem der vorherigen Ansprüche und eine Schnittstelle (10) zur Aufnahme von Raddrehzahlsignalen (n_HA_1, n_HA_2) und eines Gierratensignals (S4) und zur Ausgabe von Steuersignalen (S2) zur Ansteuerung einer Antriebs-Steuereinrichtung (4) zur Einstellung einer Antriebseinheit (3) des Fahrzeugs (1) aufweist.Control device ( 5 ) for a vehicle dynamics control system for stability control of a vehicle ( 1 ), in particular commercial vehicle, which is set up to carry out a method according to one of the preceding claims and an interface ( 10 ) for receiving wheel speed signals (n_HA_1, n_HA_2) and a yaw rate signal (S4) and for outputting control signals (S2) for driving a drive control device ( 4 ) for setting a drive unit ( 3 ) of the vehicle ( 1 ) having. Fahrdynamik-Regelsystem (12) für ein Fahrzeug (1), das eine Fahrdynamik-Steuereinrichtung (5) nach Anspruch 13, Raddrehzahl-Sensoren (9) und einen Gierraten-Sensor (6) aufweist.Driving dynamics control system ( 12 ) for a vehicle ( 1 ) having a driving dynamics control device ( 5 ) according to claim 13, wheel speed sensors ( 9 ) and a yaw rate sensor ( 6 ) having.
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