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DE102006009077A1 - Verfahren zur Unterdrückung eines gegen ein Untersteuern eines Fahrzeugs gerichteten Regelungseingriffs - Google Patents

Verfahren zur Unterdrückung eines gegen ein Untersteuern eines Fahrzeugs gerichteten Regelungseingriffs Download PDF

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Robert Bosch GmbH
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Unterdrückung eines gegen ein Untersteuern eines Fahrzeugs gerichteten Regelungseingriffs, - bei dem anhand fahrdynamische Größen beschreibender Sensorsignale auf das Vorliegen eines untersteuernden Fahrzustandes geschlossen wird und - bei erkannter Detektion des Vorliegens eines untersteuernden Fahrzustandes wenigstens ein gegen das Untersteuern gerichteter Stabilisierungseingriff durchgeführt wird. Der Kern der Erfindung besteht darin, dass - das Vorliegen eines schnellen Kurvenwechsels erkannt wird und - bei einem vorliegenden schnellen Kurvenwechsel der gegen ein Untersteuern des Fahrzeugs gerichtete Regelungseingriff unterdrückt wird.

Description

  • Stand der Technik
  • Elektronische Stabilitätsprogramme helfen, durch gezielte Bremsen- und Motormomenteneingriffe Fahrzeuge zu stabilisieren. Dabei werden die von Sensoren detektierten aktuellen Bewegungen des Fahrzeugs mit den physikalisch möglichen bzw. vom Fahrer gewünschten Bewegungen verglichen und bei Abweichungen entsprechende Maßnahmen eingeleitet. Ein zentraler Punkt im ESP-Regelalgorithmus stellt die Berechnung der sogenannten Ackermann-Sollgiergeschwindigkeit dar. Sie berechnet sich aus der Fahrzeuggeschwindigkeit, dem Lenkwinkel und dem zugrunde liegenden fahrdynamischen Fahrzeugmodell. Sie stellt die Giergeschwindigkeit dar, wie sie sich idealerweise im stationären Fall aufgrund des Lenkwinkels einstellen sollte. Die Abweichung der Ackermann-Giergeschwindigkeit von der tatsächlich gemessenen Giergeschwindigkeit des Fahrzeugs wird im ESP-Regler als ein Maß für das Über- bzw. Untersteuern herangezogen. Je größer die Abweichung ist, desto stärker wird die Antriebsschlupfregelung den Sollschlupf reduzieren, was im angetriebenen Fahrzustand zu einer Reduktion des Motormoments führt, um so ein sicheres Durchfahren der Kurve zu ermöglichen.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Unterdrückung eines gegen ein Untersteuern eines Fahrzeugs gerichteten Regelungseingriffs bzw. ein Verfahren zur Stabilisierung eines Straßenfahrzeugs,
    • – bei dem anhand fahrdynamische Größen beschreibender Sensorsignale auf das Vorliegen eines untersteuernden Fahrzustandes geschlossen wird und
    • – bei erkannter Detektion des Vorliegens eines untersteuernden Fahrzustandes wenigstens ein gegen das Untersteuern gerichteter Stabilisierungseingriff durchgeführt wird.
  • Der Kern der Erfindung besteht darin, dass
    • – das Vorliegen eines Kurvenwechsels, insbesondere eines schnellen Kurvenwechsels, erkannt wird und
    • – bei einem vorliegenden schnellen Kurvenwechsel der gegen ein Untersteuern des Fahrzeugs gerichtete Stabilisierungseingriff oder Regelungseingriff nicht stattfindet oder unterdrückt wird.
  • Bei einem schnellen Kurvenwechsel wird der vorliegende Verzug zwischen Soll- und Ist-Gierrate formal als Untersteuerverhalten des Fahrzeug erkannt. Durch die Erfindung ist es möglich, während des Kurvenwechsels unnötige Regelungseingriffe zu vermeiden.
  • Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Regelungseingriff um eine Rücknahme des Motormoments handelt. Durch den Verzicht auf die Rücknahme des Motormoments wird ein gleichmäßigeres Fahrverhalten des Fahrzeugs während des Kurvenwechsels ermöglicht.
  • Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass das Vorliegen eines schnellen Kurvenwechsels wenigstens durch Auswertung der Querbeschleunigung erkannt wird. Die Querbeschleunigung wird in zahlreichen modernen Fahrzeugen bereits serienmäßig erfasst. Deshalb ist die Implementierung der Erfindung ohne wesentlichen Zusatzaufwand möglich.
  • Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass das Vorliegen eines schnellen Kurvenwechsels wenigstens dadurch erkannt wird, dass die Änderung der Querbeschleunigung, insbesondere der doppelt gefilterten Querbeschleunigung, zwischen zwei Zeitpunkten einen vorgegebenen Wert überschreitet.
  • Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass für die Erkennung eines schnellen Kurvenwechsels zusätzlich die Lenkrichtung und die der Gierbeschleunigung entsprechende Drehrichtung des Fahrzeugs gleich sein müssen.
  • Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass für die Erkennung eines schnellen Kurvenwechsels zusätzlich kein gegen ein Untersteuern des Fahrzeugs gerichteter Regelungseingriffs aktiv sein darf.
  • Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei den fahrdynamische Größen beschreibenden Sensorsignalen wenigstens um die Gierrate und den Lenkwinkel handelt.
  • Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass das Vorliegen eines untersteuernden Fahrzustandes wenigstens durch einen Vergleich der Soll-Gierrate mit der Ist-Gierrate ermittelt wird.
  • Weiter umfasst die Erfindung eine Vorrichtung, enthaltend Mittel zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorigen Ansprüche.
  • Die Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens äußern sich auch als Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung und umgekehrt.
    •
  • Die Zeichnung umfasst die 1 und 2.
  • 1 zeigt den Ablauf des erfindungsgemäßen Verfahrens.
  • 2 zeigt den Aufbau der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
  • Während des Fahrbetriebs kann bei stabilen Kurvenwechseln eine allein durch die Trägheit des Fahrzeugs herrührende Differenz zwischen der Ackermann-Sollgiergeschwindigkeit und der gemessenen Ist-Giergeschwindigkeit auftreten. Dabei läuft die Ist-Giergeschwindigkeit der Soll-Giergeschwindigkeit hinterher und es wird dadurch fälschlicherweise auf ein untersteuerndes Fahrzeug erkannt. Als Folge davon kann es zu einer unerwünschten Antriebsmomentenreduktion kommen. Anhand der Erfindung wird es ermöglicht, die Situation eines stabilen Kurvenwechsels sicher zu erkennen und in diesem Fall einen fahrdynamischen Regelungseingriff, welcher sich gegen das Untersteuern richtet, zu unterdrücken. Dadurch findet insbesondere keine unerwünschte Antriebsmomentenreduktion mehr statt. Der Regelungseingriff gegen das Untersteuer wird unterdrückt, sobald ein schneller Kurvenwechsel erkannt wird, z.B. der schnelle Übergang von einer Links- in eine Rechtskurve. Die Erkennung des Kurvenwechsels erfolgt über drei Bedingungen:
    • 1) Der Betrag der Änderung der Querbeschleunigung zwischen dem aktuellen Rechenzyklus und dem vorherigen Rechenzyklus muss größer als eine applizierbare Schwelle sein. Anstelle der Querbeschleunigung kann insbesondere auch eine ein- oder zweifach gefilterte Querbeschleunigung betrachtet werden.
    • 2) Die zeitliche Ableitung der Gierrate (d.h. die Gierbeschleunigung) und der Lenkwinkel müssen das gleiche Vorzeichen besitzen.
    • 3) Während des vorherigen Rechenzyklus dürfen keine Regelungseingriffe stattgefunden haben oder initiiert worden sein. Die Rechenzyklen weisen typischerweise eine zeitliche Länge der Größenordnung 40 ms auf.
  • Zur zuverlässigen Erkennung des Vorliegens eines schnellen Kurvenwechsels müssen alle 3 Bedingungen gleichzeitig erfüllt sein. Dadurch kann die Situation des schnellen Kurvenwechsels von allen anderen Fahrsituationen unterschieden werden, in denen das Fahrzeug tatsächlich untersteuert.
  • Der prinzipielle Ablauf erfindungsgemäßen Verfahrens ist in 1 dargestellt. Nach dem Start des Verfahrens in Block 100 wird in Block 101 überprüft, ob ein untersteuernder Fahrzustand vorliegt. Lautet die Antwort „nein" (d.h. es liegt kein untersteuernder Fahrzustand vor, in 1 stets mit „n" gekennzeichnet), dann wird zu Block 100 zurückverzeigt. Lautet die Antwort "ja" (d.h. es liegt ein untersteuernder Fahrzustand vor, in 1 stets mit „y" gekennzeichnet), dann wird in Block 102 überprüft, ob ein schneller Kurvenwechsel vorliegt. Lautet die Antwort „nein", dann wird in Block 103 ein gegen das Untersteuern des Fahrzeugs gerichteter Regelungseingriff durchgeführt. Lautet die Antwort dagegen „ja", dann wird der gegen ein Untersteuern des Fahrzeugs gerichtete Regelungseingriff unterdrückt und es wird zu Block 100 zurückverzweigt.
  • Der Aufbau der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist in 2 dargestellt. Darin enthält Block 200 verschiedene Sensoren, mittels derer Ausgangssignale in Block 201 das Vorliegen eines untersteuernden Fahrzustandes ermittelt wird. Wird das Vorliegen eines solchen Fahrzustandes detektiert, dann werden die Aktoren 203 angesteuert, welche Regelungseingriffe bzw. Steuerungseingriffe zur Abschwächung oder Beseitigung des untersteuernden Fahrzustandes durchführen. Block 202 enthält Detektionsmittel, mittels derer ein vorliegender schneller Kurvenwechsel erkannt wird. Dazu empfangen die Detektionsmittel ebenfalls Eingangssignale von einem oder mehrerer der Sensoren 200. Im Falle eines vorliegenden schnellen Kurvenwechsels wird Block 201 angesteuert, welcher in diesem Fall eine Ansteuerung aller Aktoren oder wenigstens eines der Aktoren unterdrückt.

Claims (10)

  1. Verfahren zur Stabilisierung eines Fahrzeugs, – bei dem anhand fahrdynamische Größen beschreibender Sensorsignale auf das Vorliegen eines untersteuernden Fahrzustandes geschlossen wird (101) und – bei erkannter Detektion des Vorliegens eines untersteuernden Fahrzustandes wenigstens ein gegen das Untersteuern gerichteter Stabilisierungseingriff durchgeführt wird (103), dadurch gekennzeichnet, dass – das Vorliegen eines Kurvenwechsels, insbesondere eines schnellen Kurvenwechsels, erkannt wird (102) und – bei einem vorliegenden Kurvenwechsel der gegen ein Untersteuern des Fahrzeugs gerichtete Stabilisierungseingriff nicht stattfindet bzw. unterdrückt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Stabilisierungseingriff um eine Rücknahme des Motormoments handelt.
  3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Vorliegen eines schnellen Kurvenwechsels wenigstens durch Auswertung der Querbeschleunigung erkannt wird (102).
  4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Vorliegen eines schnellen Kurvenwechsels wenigstens dadurch erkannt wird, dass die Änderung der Querbeschleunigung, insbesondere der doppelt gefilterten Querbeschleunigung, zwischen zwei Zeitpunkten einen vorgegebenen Wert überschreitet.
  5. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass für die Erkennung eines schnellen Kurvenwechsels zusätzlich die Lenkrichtung und die der Gierbeschleunigung entsprechende Drehrichtung gleich sein müssen.
  6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass für die Erkennung eines schnellen Kurvenwechsels zusätzlich kein gegen ein Untersteuern des Fahrzeugs gerichteter Regelungseingriffs aktiv sein darf.
  7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei den fahrdynamische Größen beschreibenden Sensorsignalen wenigstens um die Gierrate und den Lenkwinkel handelt.
  8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Vorliegen eines untersteuernden Fahrzustandes wenigstens durch einen Vergleich der Soll-Gierrate mit der Ist-Gierrate ermittelt wird.
  9. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Kurvenwechsel um einen schnellen Kurvenwechsel handelt.
  10. Vorrichtung, enthaltend Mittel zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorigen Ansprüche.
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