DE102012222490A1 - Method for increasing driving stability of vehicle i.e. motor car, involves detecting sudden tire pressure drop where yaw moment attenuation takes place during braking by driver and/or moment compensation by driver-independent structure - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1, dessen Verwendung in einem Kraftfahrzeug sowie ein elektronisches Steuergerät gemäß Anspruch 11.The invention relates to a method according to the preamble of
Wenn während der Fahrt mit einem Fahrzeug ein plötzlicher Druckverlust an einem Reifen insbesondere der Vorderachse auftritt, wird der Abrollwiderstand des betroffenen Rades schlagartig erhöht, wodurch ein unerwünschtes und unerwartetes Drehmoment um die Hochachse des Fahrzeugs entsteht, das zu einem Schiefziehen oder im schlimmsten Fall zu einer völligen Unbeherrschbarkeit des Fahrzeugs führen kann.If, during travel with a vehicle, a sudden pressure loss occurs on a tire, in particular the front axle, the rolling resistance of the wheel in question is suddenly increased, whereby an undesirable and unexpected torque arises about the vertical axis of the vehicle, which leads to a Schiefziehen or in the worst case to a can lead to complete uncontrollability of the vehicle.
Aus der
Die
Ferner sind unter dem Begriff „Electronic Stability Control“ (ESC) Fahrdynamikregelsysteme bekannt, bei denen aus einem gemessenen Lenkwinkel und weiteren Fahrzeugdaten eine Soll-Gierrate des Fahrzeugs berechnet und mit einer von einem Sensor gemessenen Ist-Gierrate verglichen wird. Durch einen fahrerunabhängigen Aufbau von Bremsmoment an einem oder mehreren Fahrzeugrädern, bei hydraulischen Bremssystemen insbesondere durch Aktivierung einer Hydraulikpumpe und betätigen von Magnetventilen, wird gezielt ein Giermoment aufgebracht, welches die Differenz zwischen Soll- und Ist-Gierrate verringert. Ein derartiges System zur Fahrstabilitätsregelung ist beispielsweise aus der
Zur Vermeidung von Fehlregelungen ist es bei der Erkennung eines Reifenplatzens aus den Fahrdynamikgrößen des Fahrzeugs erforderlich, einen Bremseingriff erst dann auszulösen, wenn eine deutliche Abweichung vom Sollverhalten für mindestens eine vorgegebene Zeitspanne aufgetreten ist. Somit kann es auch bei erfolgreicher Regelung zu einem Versatz des Fahrzeugs bzw. einer potentiell gefährlichen Kursabweichung kommen. Daneben kann der Fahrer erschrecken und reflexartig heftige Lenk- oder Bremseingriffe vornehmen, welche die Fahrsicherheit weiter gefährden.In order to avoid faulty regulations, it is necessary in the recognition of a tire burst from the vehicle dynamics parameters of the vehicle to trigger a braking intervention only when a clear deviation from the desired behavior has occurred for at least a predetermined period of time. Thus, even if the control is successful, the vehicle may be offset or a potentially dangerous course deviation. In addition, the driver can be frightened and make reflexive violent steering or braking interventions, which further endanger the driving safety.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine durch plötzlichen Druckverlust bzw. Reifendefekt verursachte Destabilisierung des betroffenen Fahrzeugs zu vermeiden bzw. möglichst schnell zu korrigieren. Ferner ist es wünschenswert, durch eine heftige Reaktion des Fahrers verursachte Instabilitäten zu vermeiden.It is therefore the object of the present invention to avoid destabilization of the affected vehicle caused by sudden pressure loss or tire defect or to correct it as quickly as possible. Further, it is desirable to avoid instabilities caused by a vehement reaction of the driver.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1 gelöst.This object is achieved by a method according to
Es wird also ein Verfahren zur Erhöhung der Fahrstabilität eines Fahrzeugs bereitgestellt, welches mit Raddrehzahlsensoren an allen Rädern und einem Bremssystem ausgestattet ist, das zumindest eine radindividuelle Verringerung der Bremskraft gestattet. Erfindungsgemäß erfolgt bei Erkennung eines plötzlichen Reifendruckverlusts, insbesondere einem Platzen eines Reifens, eine Giermomentenabschwächung während einer Bremsung durch den Fahrer und/oder eine Giermomentenkompensation durch einen fahrerunabhängigen Aufbau von Bremskraft. Indem sofort bei erkanntem Reifendruckverlust ein korrigierender Bremseingriff stattfindet, wird ein durch den geplatzten Reifen verursachtes Giermoment unverzüglich abgeschwächt oder aktiv kompensiert, wodurch eine deutliche Kursabweichung des Fahrzeugs und/oder eine schädliche Irritation des Fahrers, die zur Überreaktion beim Gegenlenken führen könnte, weitgehend vermieden werden.Thus, a method for increasing the driving stability of a vehicle is provided, which is equipped with wheel speed sensors on all wheels and a brake system which allows at least one wheel-specific reduction of the braking force. According to the invention, upon detection of a sudden loss of tire pressure, in particular a bursting of a tire, a yawing moment damping takes place during a braking by the driver and / or a yawing moment compensation by a driver-independent build-up of braking force. By immediately correcting brake pressure loss when a tire pressure loss is detected, a yaw moment caused by the ruptured tire is immediately mitigated or actively compensated, thereby largely avoiding significant drift of the vehicle and / or damaging driver irritation which could lead to overreaction in counter steering ,
Bevorzugt erfolgt bei Erkennung eines plötzlichen Reifendruckverlusts während einer Bremsung durch den Fahrer eine Giermomentenabschwächung, indem die vom Fahrer angeforderte oder aufgebrachte Bremskraft an dem defekten Rad begrenzt oder reduziert wird. Da der geplatzte Reifen stärker bremst und somit ein störendes Giermoment erzeugen würde, wird der vom Fahrer aufgebrachte Bremsdruck an dem Rad reduziert, an welchem sich der geplatzte Reifen befindet; das störende Giermoment wird abgeschwächt bzw. begrenzt. Somit können auch lediglich mit einem Antiblockiersystem ausgestattete Fahrzeuge im Falle eines Reifenplatzens für den Fahrer beherrschbar gehalten werden.Preferably, upon detection of a sudden loss of tire pressure during braking by the driver, yaw momentum mitigation is achieved by limiting or reducing the driver requested or applied braking force on the defective wheel. Since the burst tires brake more and thus produce a disturbing yaw moment, the brake pressure applied by the driver is reduced at the wheel at which the burst tire is located; the annoying yaw moment is weakened or limited. Thus, only with an anti-lock braking system equipped vehicles are kept manageable in the event of a tire failure for the driver.
In einem Fahrzeug mit einem Bremssystem, welches einen fahrerunabhängigen radindividuellen Aufbau von Bremskraft gestattet und insbesondere eine Fahrdynamikregelung umfasst, erfolgt vorzugsweise bei Erkennung eines plötzlichen Reifendruckverlusts zur Giermomentenkompensation ein fahrerunabhängiger Aufbau von Bremskraft an dem Rad, welches dem defekten Rad auf derselben Achse gegenüberliegt. Somit kann auch dann, wenn der Fahrer nicht bremst, ein durch den geplatzten Reifen verursachtes Giermoment kompensiert und eine Gefährdung der Fahrsicherheit vermieden werden. Die Giermomentenkompensation kann insbesondere unabhängig von einer Bremsung durch den Fahrer vorgenommen werden, d.h. auch ergänzend zu einer Giermomentenabschwächung erfolgen.In a vehicle with a braking system, which allows a driver-independent wheel-specific structure of braking force and in particular includes a vehicle dynamics control, preferably occurs upon detection of a sudden loss of tire pressure for yaw moment compensation, a driver-independent structure of braking force on the wheel, which is opposite to the defective wheel on the same axis. Thus, even if the driver does not brake, a yaw moment caused by the ruptured tire can be compensated and a risk to driving safety can be avoided. In particular, yaw moment compensation may be performed independently of driver braking, i. also in addition to a yaw moment weakening.
Besonders bevorzugt wird bei erkanntem Reifendruckverlust ein erster Anteil der Bremskraft als Steueranteil aufgebaut, wobei insbesondere der Betrag des ersten Anteils in Abhängigkeit von der bei Erkennung des plötzlichen Reifendruckverlusts vorliegenden Gierbeschleunigung und/oder Fahrzeuggeschwindigkeit und/oder einem geschätzten Reibwert und/oder von einer Bremsbetätigung durch den Fahrer gewählt wird. Diese Vorsteuerung ermöglicht eine unverzügliche Kompensation des durch das Reifenplatzen verursachten Giermoments, da kein vorher erforderliches Überschreiten von Regelschwellen und somit eine durch die Fahrzeugträgheit bedingte verzögerte Reaktion den Bremseingriff verzögert. Durch die Berücksichtigung geeigneter Parameter kann eine passende Dimensionierung des Bremseingriffs erfolgen.Particularly preferably, when the tire pressure loss is detected, a first portion of the braking force is built up as the control component, wherein in particular the amount of the first component depends on the yaw acceleration and / or vehicle speed present and / or on an estimated friction value and / or on a brake actuation when the sudden tire pressure loss is detected the driver is chosen. This precontrol allows immediate compensation of the yawing moment caused by the bursting of the tire, since no previously required exceeding of control thresholds and thus a delayed reaction due to the vehicle inertia delays the braking intervention. By taking into account suitable parameters, a suitable dimensioning of the braking intervention can take place.
Es ist besonders vorteilhaft, wenn zumindest ein weiterer Anteil der aufgebauten Bremskraft (oder auch die gesamte Bremskraft) als Regelanteil nach Maßgabe einer Abweichung zwischen einer Referenzgierrate und einer gemessenen Gierrate ermittelt wird, wobei insbesondere nach Ablauf einer vorgegebenen Zeitspanne nur der Regelanteil der Bremskraft aufgebaut wird. Eine Regelung der Gierratendifferenz ermöglicht eine langfristige und komfortable Minimierung auftretender Störgiermomente. Der Abbau des Vorsteueranteils führt auch dazu, dass der Fahrer langsam veranlasst wird, einen kompensierenden Lenkwinkel aufzubringen, um auf dem gewünschten Kurs zu bleiben. Das hat den Vorteil, dass der Fahrer das Problem des Fahrzeugschiefziehens mitgeteilt bekommt und damit auf die fahrdynamische Problematik aufmerksam gemacht wird.It is particularly advantageous if at least one further portion of the built-up braking force (or also the entire braking force) is determined as a control component in accordance with a deviation between a reference yaw rate and a measured yaw rate, wherein in particular after the expiry of a predetermined time period only the control portion of the braking force is established , A regulation of the yaw rate difference allows a long-term and comfortable minimization of occurring Störgiermomente. Degrading the input tax also causes the driver to be slow to apply a compensating steering angle in order to stay on the desired course. This has the advantage that the driver gets notified of the problem of vehicle wrenching and is thus made aware of the driving dynamics problem.
Zweckmäßigerweise wird bei Erkennung eines plötzlichen Reifendruckverlusts eine vorgegebene Bremskraftdifferenz zwischen dem defekten Rad und dem auf derselben Achse gegenüberliegenden Rad eingestellt, welche vorzugsweise einen vorgegebenen festen Betrag hat. Anhand von zum Zeitpunkt des plötzlichen Reifendruckverlusts ermittelten Parametern kann ein auftretendes Störgiermoment auch ohne Gierratensensor zumindest näherungsweise ermittelt und durch eine passende Bremskraftdifferenz kompensiert oder zumindest abgeschwächt werden.Conveniently, upon detection of a sudden loss of tire pressure, a predetermined braking force difference is set between the defective wheel and the opposite wheel on the same axis, which preferably has a predetermined fixed amount. On the basis of determined at the time of sudden tire pressure loss parameters occurring Störgiermoment can also be determined without yaw rate sensor at least approximately and compensated by a suitable braking force difference or at least mitigated.
Nach erkanntem Reifendruckverlust wird vorzugsweise der Gradient einer Bremsbetätigung durch den Fahrer begrenzt, wobei insbesondere der Druckaufbau in dem dem defekten Rad gegenüberliegenden Rad auf derselben Achse nach Maßgabe einer Bremsschlupfregelung des defekten Rades erfolgt. Der geplatzte Reifen verursacht ein Fahrzeugverhalten, welches einer Bremsung auf seitenweise unterschiedlichem Reibwert (µ-Split-Situation) ähnelt, d.h. durch unterschiedliche übertragbare Bremskräfte wird im Verlauf einer Bremsung ein immer stärkeres Giermoment verursacht. Dieses wird abgeschwächt bzw. verzögert aufgebaut, wodurch dem Fahrer genügend Zeit für ein dosiertes Gegenlenken bleibt. After detected tire pressure loss, the gradient of a brake actuation by the driver is preferably limited, wherein in particular the pressure build-up in the wheel opposite the defective wheel takes place on the same axis in accordance with a brake slip control of the defective wheel. The burst tire causes a vehicle behavior which resembles braking on a page-wise different coefficient of friction (μ-split situation), i. by different transferable braking forces an increasing yaw moment is caused in the course of braking. This is weakened or delayed built, leaving the driver enough time for a metered counter steering.
Es ist zweckmäßig, wenn zur zumindest teilweisen Giermomentenkompensation ein Lenkmoment in den Lenkstrang eingebracht wird, welches vorzugsweise einen vorgegebenen festen Betrag hat, der insbesondere in Abhängigkeit von der bei Erkennung des Reifenplatzens vorliegenden Gierbeschleunigung und/oder Fahrzeuggeschwindigkeit und/oder einem geschätzten Reibwert gewählt wird. Da auch preisgünstige Fahrzeuge in zunehmendem Maße eine elektrische Servolenkung aufweisen, kann diese zum Aufbau eines Giermoments genutzt werden, welches dem Fahrer die geeignete Gegenlenkrichtung andeuten und ihn beim Gegenlenken unterstützen kann.It is expedient if, for the at least partial yaw moment compensation, a steering torque is introduced into the steering line, which preferably has a predefined fixed amount, which is selected in particular as a function of the yaw acceleration and / or vehicle speed and / or an estimated coefficient of friction when the tire is detected. Since low-priced vehicles increasingly have an electric power steering system, this can be used to build up a yaw moment, which can indicate to the driver the appropriate counter-steering direction and support him in countersteering.
Bevorzugt wird eine Reifendruckverlusterkennung dann aktiviert, wenn das Fahrzeug schneller fährt als eine Mindestgeschwindigkeit und/oder die Lenkradgeschwindigkeit einen vorgegebenen Lenkschwellenwert unterschreitet und/oder das Motormoment in einem vorgegebenen Motortoleranzband liegt und/oder die Radgeschwindigkeit aller Räder für eine zweite vorgegebene Zeitspanne in einem vorgegebenen Radgeschwindigkeitstoleranzband liegt. Insbesondere bei Fahrt auf einer Autobahn kann ein geplatzter Reifen wegen der hohen Fahrzeuggeschwindigkeiten schwere Unfälle verursachen. Gleichzeitig liegen hierbei häufig wohldefinierte Fahrbedingungen vor, die eine sichere Erkennung eines plötzlichen Reifendruckverlusts bzw. eines Reifenplatzens auch aus Raddrehzahlinformationen ermöglichen. Preferably, a tire pressure loss detection is activated when the vehicle is running faster than a minimum speed and / or the steering wheel speed falls below a predetermined steering threshold and / or the engine torque is within a predetermined engine tolerance band and / or the wheel speed of all wheels for a second predetermined time period in a predetermined wheel speed tolerance band lies. Especially when driving on a highway, a burst tire can cause serious accidents due to the high vehicle speeds. At the same time, well-defined driving conditions are often present, which enable a reliable detection of a sudden loss of tire pressure or of a tire blow even from wheel speed information.
Besonders bevorzugt wird ein plötzlicher Reifendruckverlust dann erkannt, wenn die Raddrehzahl eines Hinterrads sprunghaft absinkt oder die Raddrehzahl eines Vorderrads sprunghaft absinkt, ohne dass das korrespondierende Hinterrad ein entsprechendes Verhalten zeigt und/oder der plötzliche Reifendruckverlust wird dann erkannt, wenn ein dem Rad zugeordneter Drucksensor einen sprunghaft verringerten Druck zeigt. Falls Drucksensoren vorhanden sind, die eine hinreichend Druckmessung erlauben, kann ein plötzlicher Sprung im gemessenen Druck oder eine Fehlermeldung des Drucksensors als alleinige Bedingung oder zusätzlich bei der Erkennung eines Reifenplatzens berücksichtigt werden. Unter einem sprunghaften Absinken der Raddrehzahl wird hierbei eine einen vorgegebenen Sprungschwellenwert überschreitende Abnahme der gemessenen Raddrehzahl zwischen zwei direkt aufeinander folgenden Messungen verstanden. Ergänzend kann es vorgesehen sein, als Zusatzbedingung eine vor dem Sprung näherungsweise konstante Radgeschwindigkeit zu überprüfen. Entsprechend kann ein sprunghaft verringerter Druck dann erkannt werden, wenn nach mehreren nahezu konstanten Druckmesswerten eine einen vorgegebenen Schwellenwert übersteigende Änderung des Drucks erkannt wird. Zur Vermeidung von Fehlerkennung kann bei hinreichender Messfrequenz des jeweiligen Sensors auch noch ein folgender Druck- bzw. Raddrehzahlmesswert berücksichtigt werden. Aus Raddrehzahlinformationen lässt sich ein plötzlicher Reifendruckverlust also dann erkennen, wenn ein Rad eine sprunghafte Änderung des Drehverhaltens zeigt, die nicht durch einen geänderten Reibwert verursacht wurde (da das jeweils korrespondierende Vorder- bzw. Hinterrad keine Änderung des Drehverhaltens zeigt).Particularly preferably, a sudden loss of tire pressure is detected when the wheel speed of a rear wheel drops abruptly or the Wheel speed of a front wheel drops abruptly without the corresponding rear wheel shows a corresponding behavior and / or the sudden tire pressure loss is detected when a wheel associated with the pressure sensor shows a sudden reduced pressure. If there are pressure sensors that allow a sufficient pressure measurement, a sudden jump in the measured pressure or an error message of the pressure sensor can be considered as a sole condition or in addition to the detection of a tire puncture. A sudden drop in the wheel speed here means a decrease in the measured wheel speed between two directly successive measurements exceeding a predetermined threshold step value. In addition, it may be provided as an additional condition to check an approximately constant before the jump wheel speed. Correspondingly, an abruptly reduced pressure can be detected if, after a plurality of almost constant pressure measurement values, a change in the pressure exceeding a predetermined threshold value is detected. In order to avoid misrecognition, with sufficient measuring frequency of the respective sensor, a following pressure or wheel speed measured value can also be taken into account. From wheel speed information, a sudden loss of tire pressure can therefore be detected when a wheel shows a sudden change in the rotational behavior, which was not caused by a changed coefficient of friction (since the corresponding front or rear wheel shows no change in the rotational behavior).
Die Erfindung betrifft weiterhin die Verwendung eines erfindungsgemäßen Verfahrens in einem Kraftfahrzeug, welches von einer Verbrennungskraftmaschine und/oder einem oder mehreren Elektromotoren angetrieben wird.The invention further relates to the use of a method according to the invention in a motor vehicle, which is driven by an internal combustion engine and / or one or more electric motors.
Ferner betrifft die Erfindung ein elektronisches Steuergerät für ein Bremssystem, mit einer Schnittstelle für mindestens zwei Raddrehzahlsensoren, umfassend oder verbunden mit einer Hydraulikeinheit mit mindestens einem Magnetventil, welches eine Recheneinheit aufweist, die ein erfindungsgemäßes Verfahren ausführt. Beispielsweise kann es sich um einen kernredundanten Mikrocontroller handeln.Furthermore, the invention relates to an electronic control unit for a brake system, with an interface for at least two wheel speed sensors, comprising or connected to a hydraulic unit with at least one solenoid valve, which has a computing unit that performs a method according to the invention. For example, it may be a kernredundanten microcontroller.
Weitere bevorzugte Ausführungsformen ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand von Figuren.Further preferred embodiments will become apparent from the subclaims and the following description of an embodiment with reference to figures.
Es zeigen Show it
Zur Erfassung von fahrdynamischen Zuständen sind in einem mit einer Fahrdynamikregelung ausgestatteten Fahrzeug ein Lenkwinkelsensor
Das elektronische Steuergerät (ECU)
Das Fahrverhalten des Kraftfahrzeugs
Über Magnetventile, die von dem nicht gezeigten elektronischen Steuergerät
Fahrzeuge, die mit einer Fahrdynamikregelung ausgestattet sind, weisen ferner in jedem Bremskreis I/II ein stromlos geöffnetes Trennventil
Mittels eine Drucksensors oder über ein Druckmodell wird der Druck ermittelt, den der Fahrer im Hauptbremszylinder als Vordruck einstellt. Beispielsweise kann der Druck gemäß
By means of a pressure sensor or a pressure model, the pressure is determined, which sets the driver in the master cylinder as a form. For example, the pressure according to
Sobald der Fahrervordruck pdriver einen ersten vorgegebenen Schwellenwert erreicht hat, also zum Zeitpunkt t2, wird Einlassventil
Aufgrund eines verringerten Kraftschlusses zwischen dem defekten Reifen und der Fahrbahnoberfläche neigt das defekte Rad bereits nach einem geringen Druckaufbau zum Blockieren. Es ist daher vorteilhaft, an dem betroffenen Rad eine Bremsschlupfregelung mit einer sensitiv geschalteten Regelschwelle bzw. einem verringerten Sollschlupf durchzuführen. Zum Zeitpunkt t4 wird an dem linken Vorderrad die Regelschwelle überschritten und eine an sich bekannte ABS-Regelung gestartet.Due to a reduced frictional connection between the defective tire and the road surface, the defective wheel tends to block even after a slight build-up of pressure. It is therefore advantageous to carry out a brake slip control on the affected wheel with a sensitively connected control threshold or a reduced setpoint slip. At time t 4 , the control threshold is exceeded on the left front wheel and started a known ABS control.
Prinzipiell könnte das intakte rechte Vorderrad deutlich stärker bremsen als das defekte, wenn sein eigener Blockierdruck eingestellt würde. Dies würde allerdings starke Gierrmomente hervorrufen, die ein Schleudern des Fahrzeugs verursachen könnten. Um durch die asymmetrische Bremskraftverteilung zwischen linkem und rechtem Vorderrad verursachte Giermomente gering zu halten, wird der Druckaufbaugradient des rechten Vorderrads begrenzt. D.h. eine Druckerhöhung bis zum eigenen Blockierdruckniveau wird am rechten Vorderrad nur sehr moderat ausgeführt:
- – Erfolgt ein Druckabbau am defekten Rad, so erfolgt auch ein vorzugsweise um einen vorgegebenen Faktor bzw. eine vorgegebene Differenz verringerter Druckabbau am intakten Rad, wie im Diagramm kurz nach t4 dargestellt ist.
- – Ein Druckaufbau am intakten Rad wird nur dann vorgenommem, wenn zeitgleich auch am defekten Rad Druck aufgebaut werden kann bzw. eine vorgegebene Wartezeit verstrichen ist.
- – Wenn das defekte Rad gerade instabil ist, sich also in einer Druckabbauphase mit anschließendem Druckhalten befindet, wird ein Druckaufbau am intakten Rad unterlassen.
- - If a pressure reduction on the defective wheel, it is also a preferably by a predetermined factor or a predetermined difference reduced pressure reduction on the intact wheel, as shown in the diagram shortly after t 4 .
- - A pressure buildup on the intact wheel is only vorgenommem, if at the same time at the defective wheel pressure can be built or a predetermined waiting time has elapsed.
- - If the defective wheel is just unstable, ie is in a pressure reduction phase with subsequent pressure hold, a pressure build-up on the intact wheel is omitted.
Eine vorhandene Antiblockierregelung wird demnach alternativ oder ergänzend zu einem aktiven Druckaufbau modifiziert, indem vorzugsweise eine Giermomentenabschwächung durchgeführt wird, wenn der Fahrer vor, während oder nach einem Reifendruckverlust die Bremse betätigt. Somit können auch lediglich mit einem Antiblockiersystem bzw. einer Bremsschlupfregelung ausgestattete Fahrzeuge (ABS only) im Falle eines Reifenplatzens optimal konditioniert und für den Fahrer beherrschbar gehalten werden. An existing anti-lock control is thus modified as an alternative or in addition to an active pressure build-up, preferably by performing a yaw moment attenuation when the driver operates the brake before, during or after a tire pressure loss. Thus, even vehicles equipped with an anti-lock braking system or a brake slip control system (ABS only) can be optimally conditioned in the event of a tire blow-out and be kept manageable for the driver.
Sofern das Bremssystem des Fahrzeugs einen fahrerunabhängigen Aufbau von Bremskraft gestattet, ist vorzugsweise auch eine aktive Giermomentenkompensation vorgesehen. Zur Vermeidung einer Fahrzeug-Instabilität aufgrund eines Reifenplatzers ist es vorteilhaft, unmittelbar nach Erkennung der Situation einen aktiven Druckaufbau am anderen Rad derselben Achse durchzuführen, wobei das durch den Druckaufbau aufgebrachte Moment um die Fahrzeughochachse das Moment des geplatzten Reifens möglichst exakt kompensieren sollte.If the brake system of the vehicle permits a driver-independent build-up of braking force, preferably an active yaw moment compensation is also provided. In order to avoid vehicle instability due to a puncture, it is advantageous to perform an active pressure build-up on the other wheel of the same axle immediately after detection of the situation, wherein the applied by the pressure build-up moment about the vehicle vertical axis should compensate for the moment of the burst tire as accurately as possible.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird hier vorgeschlagen, die Höhe des Druckaufbaus abhängig von einem oder mehreren der folgenden Parameter auszuführen. Ein erster Parameter ist die Fahrzeuggeschwindigkeit, da das durch den Reifendruckverlust auftretende Bremsmoment von der Fahrzeuggeschwindigkeit abhängt. Ein zweiter Parameter ist der unmittelbar nach dem Reifenplatzer auftretende Gierruck bzw. die auftretende Gierbeschleunigung. Vorzugsweise wird als dritter Parameter ein geschätzter Kraftschlussbeiwert zwischen Fahrbahn und Reifen berücksichtigt.According to a particularly preferred embodiment of the invention, it is proposed here to carry out the height of the pressure build-up as a function of one or more of the following parameters. A first parameter is the vehicle speed, since the brake torque occurring due to the tire pressure loss depends on the vehicle speed. A second parameter is the yaw pressure or the yaw acceleration that occurs immediately after the tire burst. Preferably, an estimated coefficient of adhesion between the roadway and the tire is taken into account as the third parameter.
Da heutige ESC-Systemen erst bei relativ hohen Abweichungen zwischen der gemessenen Gierrate und der weitgehend auf dem Lenkwinkel basierenden Soll-Gierrate aktiviert werden, welche insbesondere über ein längeres Zeitintervall auftreten, würde ein Fahrzeug nach dem Stand der Technik bereits eine deutlich von der Fahrervorgabe abweichende Gierreaktion zeigen, bevor es zu einer Giermomentenregelung kommt.Since today's ESC systems are activated only at relatively high deviations between the measured yaw rate and the largely based on the steering angle target yaw rate, which occur in particular over a longer time interval, a vehicle according to the prior art would already deviates significantly from the driver specification Show yaw reaction before it comes to a yaw moment control.
Zweckmäßigerweise erfolgt der aktive bzw. fahrerunabhängige Druckaufbau zumindest anfangs in Form einer Vorsteuerung, wobei also ein konstantes oder ein anhand der oben genannten Parameter angepasstes Bremsmoment in einem Zeitintervall aufgebaut wird, zu dem eine Fahrdynamikregelung nach dem Stand der Technik mangels Regelabweichung noch nicht eingreifen würde. Appropriately, the active or driver-independent pressure build-up takes place at least initially in the form of precontrol, ie a constant or adjusted based on the above parameters braking torque is built up in a time interval to which a driving dynamics control according to the prior art would not intervene due to control deviation.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird dieser Vorsteueranteil im Laufe einer definierten Zeit von beispielsweise 2 Sekunden langsam gegen null abgebaut, sodass die weitere Regelung vom ESC übernommen wird. Damit geht die Vorsteuerung in eine auf bewährter Sensorik (Gierratensensor, Lenkradwinkelsensor, Querbeschleunigungssensor, Raddrehzahlsensoren) basierende ESC-Regelung über. Um diesen Übergang möglichst homogen zu gestalten, ist es ganz besonders bevorzugt, die Regelschwellen (z.B. für die Differenz zwischen Soll- und Istgierrate) im ESC herabzusetzen, wenn das Ereignis des Reifenplatzens erkannt wurde. According to a particularly preferred embodiment of the invention, this pilot component is slowly reduced to zero during a defined time of, for example, 2 seconds, so that the further control is taken over by the ESC. Thus, the feedforward control is based on proven sensor technology (yaw rate sensor, steering wheel angle sensor, lateral acceleration sensor, wheel speed sensors) based ESC control. To make this transition as homogeneous as possible, it is most preferred to lower the control thresholds (e.g., for the difference between the target and actual yaw rates) in the ESC when the event of the tire burst has been detected.
Im Folgenden wird von einem Fahrzeug mit einem hydraulischen Bremssystem wie in
Zum Zeitpunkt t0 erfolgt ein Platzen des linken Vorderreifens und wird sicher erkannt. Durch das Reifenplatzen baut sich eine unerwünschte Fahrzeuggierrate Ψ .act in Linksdrehrichtung auf. Eine Fahrdynamikregelung nach dem Stand der Technik würde erst dann ein kompensierendes Giermoment durch den Aufbau von Bremsmoment anfordern, wenn die Gierratenabweichung eine vorgegebene Aktivierungsschwelle ∆Ψ .thr überschreitet, d.h. das Verhalten des Fahrzeugs sich deutlich von dem gewünschten unterscheidet. In einem erfindungsgemäßen Verfahren wird per Vorsteuerung ein aktiver Druckaufbau in der Radbremse bzw. ein Aufbau von Bremskraft durch den jeweiligen Bremsaktuator gestartet, wodurch die Bremsbeläge an die Reibfläche angelegt werden. Diese Überwindung des Lüftspiels ist zum Zeitpunkt t1 abgeschlossen.At time t 0 , the left front tire bursts and is reliably detected. The bursting of the tire creates an undesirable vehicle yaw rate Ψ. act in left direction. A driving dynamics control according to the prior art would only request a compensating yaw moment by the structure of braking torque when the yaw rate deviation exceeds a predetermined activation threshold ΔΨ .thr, ie the behavior of the vehicle differs significantly from the desired. In a method according to the invention, an active pressure build-up in the wheel brake or a build-up of braking force by the respective brake actuator is started by precontrol, whereby the brake linings are applied to the friction surface. This overcoming of the clearance is completed at time t 1 .
Damit eine Fahrdynamikregelung ESC möglichst früh mit einem stabilisierenden radindividuellen Druckaufbau startet, werden eintrittsverzögernde Zeitfilter bei erkanntem Reifenplatzen deaktiviert und die Aktivierungsschwelle ΔΨ .thr des ESC auf einen sehr kleinen Wert von insbesondere 1°/s reduziert. Im gezeigten Beispiel reagiert der Fahrer auf das leichte Wegdrehen des Fahrzeugs nach links (positive Gierrate) mit einer Lenkwinkelvorgabe δdriver nach rechts (negative Werte), woraus sich auch eine negative Referenzgierrate Ψ .ref ergibt. So that a vehicle dynamics control ESC starts as early as possible with a stabilizing wheel-individual pressure build-up, entry-delaying time filters are deactivated when the tire burst is detected and the activation threshold ΔΨ. thr of the ESC is reduced to a very low value, in particular 1 ° / s. In the example shown, the driver reacts to the slight turning away of the vehicle to the left (positive yaw rate) with a steering angle specification δ driver to the right (negative values), which also results in a negative reference yaw rate Ψ. ref yields.
Aufgrund der Regelabweichung zwischen gemessener Ist-Gierrate und berechneter Referenzgierrate ermittelt der ESC-Regler, beispielsweise ein reiner Proportionalregler (P-Regler) eine Bremsanforderung bzw. einen in der Radbremse des rechten Vorderrads aufzubauenden Bremsdruck Pfront,right,req:
Zweckmäßigerweise wird der Verstärkungsfaktor K bei Eintritt in die Regelung auf einen hohen Startwert Kmax gesetzt. Somit erfolgt ein frühzeitiger starker Bremseingriff, bevor die Regelabweichung zu einem deutlichen Versatz des Fahrzeugs geführt hat. Es ist vorteilhaft, wenn der Betrag von K ab einem Zeitpunkt t2 auf einen Normalwert Knormal reduziert wird, der insbesondere dem Verstärkungsfaktor einer Giermomentenregelung (bzw. des P-Anteils der Regelung) nach dem Stand der Technik entspricht. Conveniently, the gain K is set to a high start value K max when entering the control. Thus, an early strong braking intervention takes place before the control deviation has led to a significant offset of the vehicle. It is advantageous if the amount of K is normally reduced from a time t 2 to a normal value K, which in particular corresponds to the amplification factor of a yaw moment control (or the P-part of the control) according to the prior art.
Vorzugsweise wird der Zeitpunkt t2 derart gewählt, dass der Verstärkungsfaktor reduziert wird, wenn die durch den Reifenplatzer verursachte störende Gierrate erstmals Null wird (bei ursprünglich geradeaus fahrendem Fahrzeug also am Schnittpunkt von Ψ .act mit der Nulllinie). Durch die insbesondere kontinuierliche Reduzierung des Verstärkungsfaktors ergibt sich somit zum Zeitpunkt t3 wieder der übliche Wert Knormal. Der zeitliche Abstand von t3 und t2 sollte einige Sekunden betragen, insbesondere etwa 2s, damit sich der Fahrer durch einen bleibend eingestellten und nur noch leicht zu variierenden Lenkwinkel δdriver auf die Situation einstellen kann. Preferably, the time t 2 is selected such that the amplification factor is reduced when the disturbing yaw rate caused by the tire burst first becomes zero (in the case of the vehicle initially traveling straight ahead, ie at the intersection of Ψ. Act with the zero line). As a result of the particularly continuous reduction of the amplification factor, the usual value K normally reappears at time t 3 . The time interval of t 3 and t 2 should be a few seconds, in particular about 2 s, so that the driver can adjust to the situation by a permanently adjusted and only slightly varying steering angle δ driver .
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfasst der ESC-Regler neben dem P-Anteil auch einen D-Anteil (Differentialanteil), der vorteilhafterweise deutlich früher eingreift als der reine P-Regler. Während der P-Regler seinen Bremseingriff erst mit wachsender Regelabweichung aufbaut, reagiert der D-Regler schon beim Entstehen einer Regelabweichung, wenn sich ein nicht erwünschter Gradient der Gierrate, also eine Gierbeschleunigung aufbaut. Im Beispiel der
Während das oben gezeigte Ausführungsbeispiel eine Geradeausfahrt des Fahrzeugs zeigt, werden gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren die beschriebenen Maßnahmen auch in beliebigen Kurvensituationen aktiviert. Die Schwelle zur Ermittlung des Umschaltzeitpunkts wird dann anhand der zum Zeitpunkt der Erkennung des Reifenplatzens vorliegenden Gierrate gewählt. Es erfolgt also eine Erkennung eines Nulldurchgangs der um den ursprünglich vorliegenden Wert korrigierten gemessenen Gierrate. While the embodiment shown above shows a straight ahead of the vehicle, the measures described are activated in any curve situations according to the inventive method. The threshold for determining the switching time is then selected based on the yaw rate present at the time the tire is detected. Thus, a zero crossing of the measured yaw rate corrected by the originally present value takes place.
Eine alternative bevorzugte Ausführungsform sieht vor, in Verbindung mit den ESC/ABS-Maßnahmen oder unabhängig davon über ein aufgebrachtes, begrenztes Lenkmoment (kurzer Lenkimpuls oder Lenkmoment, das sich zeitlich abbaut) kompensatorisch den Lenkeffekt des geplatzten Reifens zu beeinflussen. Dies erfolgt vorzugsweise aufgrund der Information des Reifenluftdrucks wie die vorhergehenden Maßnahmen. Der zweckmäßigerweise graduelle Abbau des kompensatorischen Lenkmoments hat den Vorteil, dass auch eine Fahrerübernahme/Fahrerinformation bewirkt wird.An alternative preferred embodiment provides, in conjunction with the ESC / ABS measures or independently thereof via an applied, limited steering torque (short steering pulse or steering torque that temporally degrades) compensate the steering effect of the burst tire to influence. This is preferably done on the basis of the information of the tire air pressure as the previous measures. The expediently gradual reduction of the compensatory steering torque has the advantage that a driver acquisition / driver information is effected.
Eine weitere bevorzugte Ausführungsform sieht vor, dass die ESC- und/oder Lenkungsmaßnahmen auch beim Gasgeben des Fahrers in dieser Fahrsituation erfolgen, insbesondere für eine begrenzte Zeitdauer.A further preferred embodiment provides that the ESC and / or steering measures also take place when the driver is accelerating in this driving situation, in particular for a limited period of time.
Indem bei einem erkannten Reifenplatzen ein frühzeitiges und starkes Engreifen einer ESC-Regelung und/oder im Bremsfall einer ABS-Regelung erfolgt, verhält sich das Fahrzeug während des gesamten Regelvorgangs unkritisch und bleibt auch durch einen ungeübten Fahrer leicht beherrschbar, womit Folgeschäden vermieden werden.By an early and strong engrossing an ESC control and / or occurs in the event of a brake ABS control at a detected tire burst, the vehicle behaves uncritically during the entire control process and remains easily manageable by an unskilled driver, which consequential damage can be avoided.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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