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DE10359216A1 - Adapted to the roll behavior of a vehicle vehicle dynamics control system - Google Patents

Adapted to the roll behavior of a vehicle vehicle dynamics control system Download PDF

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DE10359216A1
DE10359216A1 DE10359216A DE10359216A DE10359216A1 DE 10359216 A1 DE10359216 A1 DE 10359216A1 DE 10359216 A DE10359216 A DE 10359216A DE 10359216 A DE10359216 A DE 10359216A DE 10359216 A1 DE10359216 A1 DE 10359216A1
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DE
Germany
Prior art keywords
tilt
vehicle
stabilization
tendency
roll
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
DE10359216A
Other languages
German (de)
Inventor
Martin Kieren
Gero Nenninger
Matthew Nimmo
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
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Priority to DE502004011707T priority patent/DE502004011707D1/en
Priority to EP04738765A priority patent/EP1646518B1/en
Priority to US10/553,112 priority patent/US20060265108A1/en
Priority to PCT/DE2004/001316 priority patent/WO2005007426A1/en
Publication of DE10359216A1 publication Critical patent/DE10359216A1/en
Ceased legal-status Critical Current

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung sowie ein Verfahren zum Stabilisieren eines Fahrzeugs in einer kippkritischen Situation, bei dem verschiedene Reglereingangsgrößen (ay, day/dt, P) mittels einer Sensorik (2, 6) erfasst werden und ein Kippstabilisierungsalgorithmus (4, 5) mittels eines Aktuators (3, 9, 10) in den Fahrbetrieb eingreift, um das Fahrzeug zu stabilisieren. Um unterschiedliche Beladungszustände des Fahrzeugs berücksichtigen zu können, wird aus dem Zusammenhang zwischen einer das Lenkverhalten des Fahrzeugs beschreibenden Größe (Lw) und einer das Wankverhalten des Fahrzeugs beschreibenden Größe (W) eine Kippneigung (K1) des Fahrzeugs geschätzt und diese bei der Kippstabilisierung berücksichtigt.The invention relates to a device and a method for stabilizing a vehicle in a situation critical to a fall, in which various controller input variables (ay, day / dt, P) are detected by means of a sensor system (2, 6) and a tilt stabilization algorithm (4, 5) by means of a Actuator (3, 9, 10) engages in the driving operation to stabilize the vehicle. In order to be able to take account of different loading states of the vehicle, a tilt tendency (K1) of the vehicle is estimated from the relationship between a variable describing the steering behavior of the vehicle and a variable describing the roll behavior of the vehicle, and this is taken into account in the tilt stabilization.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Stabilisieren eines Fahrzeugs in einer kippkritischen Situation gemäss dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1, sowie ein Fahrdynamikregelungssystem zur Kippstabilisierung eines Fahrzeugs gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 9.The The invention relates to a method for stabilizing a vehicle in a situation critical to tilting according to the preamble of the claim 1, as well as a vehicle dynamics control system for tilt stabilization of a Vehicle according to the preamble of claim 9.

Fahrzeuge mit hohem Schwerpunkt, wie z.B. Minivans, SUVs (Sport Utility Vehicles) oder Transporter, neigen insbesondere bei Kurvenfahrten mit zu hoher Querbeschleunigung zum Kippen um die Längsachse. Bei solchen Fahrzeugen werden daher häufig Kippstabilisierungssysteme, wie z.B. ROP (Roll-Over-Prevention) oder ROM (Roll-Over-Mitigation) eingesetzt, die das Fahrzeug in fahrdynamisch kritischen Situationen stabilisieren und die Kippbewegung des Fahrzeugs um die Längsachse verringern. Ein aus dem Stand der Technik bekanntes Fahrdynamikregelungssystem mit ROP-Funktion ist beispielhaft in 1 dargestellt.Vehicles with a high center of gravity, such as minivans, SUVs (Sport Utility Vehicles) or vans, especially when cornering with too high lateral acceleration tend to tilt about the longitudinal axis. In such vehicles, tilt stabilization systems, such as ROP (Roll-Over-Prevention) or ROM (Roll-Over-Mitigation) are therefore often used, which stabilize the vehicle in dynamic driving critical situations and reduce the tilting movement of the vehicle about the longitudinal axis. A known from the prior art vehicle dynamics control system with ROP function is exemplary in 1 shown.

1 zeigt eine stark vereinfachte schematische Blockdarstellung eines bekannten ROP-Systems, das im wesentlichen ein Steuergerät 1 mit einem ROP-Regelalgorithmus, eine Sensorik 2 zum Erkennen eines kippkritischen Fahrzustands und einen Aktuator 3 zum Durchführen eines Stabilisierungseingriffs umfasst. Erkennt das Steuergerät 1 aufgrund der Sensorsignale eine kippkritische Situation, wird z.B. mittels einer Bremsbetätigung am kurvenäußeren Vorderrad in den Fahrbetrieb eingegriffen. Andere Systeme greifen auch mittels eines anderen Aktuators, wie z.B. eines aktiven Feder/Dämpfer-Systems (Normalkraftverteilungssystem) oder eines aktiven Lenksystems in den Fahrbetrieb ein. 1 shows a highly simplified schematic block diagram of a known ROP system, which is essentially a controller 1 with a ROP control algorithm, a sensor system 2 for detecting a tilt-critical driving state and an actuator 3 for performing a stabilization engagement. Detects the controller 1 Due to the sensor signals a situation critical to tilting, for example, intervenes by means of a brake on the outside front wheel in the driving. Other systems also operate by means of another actuator, such as an active spring / damper system (normal force distribution system) or an active steering system in the driving operation.

Bei bekannten Kippstabilisierungssystemen wird eine kippkritische Situation üblicherweise dadurch erkannt, dass eine die Querdynamik des Fahrzeugs beschreibende Größe (die im Folgenden als Indikatorgröße S bezeichnet wird) ermittelt und schwellenwertüberwacht wird. D.h. die Indikatorgröße wird mit einem charakteristischen Schwellenwert verglichen und bei Überschreiten der Schwelle ein Stabilisierungseingriff durchgeführt. Die Indikatorgröße bestimmt üblicherweise auch die Stärke des Stabilisierungseingriffs.at Known Kippstabilisierungssystemen is a tilt-critical situation usually recognized by a descriptive of the lateral dynamics of the vehicle Size (the hereinafter referred to as indicator size S. is determined) and threshold monitored. That the indicator size becomes compared with a characteristic threshold and when exceeded the threshold carried out a stabilization intervention. The Indicator size usually determines also the strength stabilization intervention.

Die Indikatorgröße ist in der Regel eine Funktion der Querbeschleunigung ay, der zeitlichen Änderung der Querbeschleunigung day/dt des Fahrzeugs und gegebenenfalls weiterer Einflussgrößen P.The Indicator size is in usually a function of the lateral acceleration ay, the temporal change the lateral acceleration day / dt of the vehicle and possibly further Influencing factors P.

2 zeigt die verschiedenen Eingangsgrößen, die in die Berechnung der Indikatorgröße S einfließen. Wie zu erkennen ist, werden die Eingangsgrößen ay, day/dt, P gemäß einer Funktion 4 verknüpft und daraus die Indikatorgröße S berechnet. Die so gewonnene Indikatorgröße S wird schließlich dem Regelalgorithmus 5 zugeführt. Die Freigabe bzw. das Deaktivieren des Kippstabilisierungsalgorithmus 5 ist somit an die Höhe der Querbeschleunigung bzw. deren Gradienten geknüpft. 2 shows the various input variables that are included in the calculation of the indicator size S. As can be seen, the inputs ay, day / dt, P become according to a function 4 linked and from the indicator size S calculated. The thus obtained indicator quantity S finally becomes the control algorithm 5 fed. The enabling or disabling of the tilt stabilization algorithm 5 is thus linked to the amount of lateral acceleration or its gradient.

Das Kippverhalten eines Fahrzeugs ist neben den konstruktiven Eigenschaften des Fahrzeugs im wesentlichen von der Beladung abhängig. Darüber hinaus können sich auch konstruktive Merkmale, wie z.B. die Federung, altersbedingt verändern und somit auf die Kippneigung des Fahrzeugs auswirken. Derartige Einflüsse werden bei der in 1 dargestellten Fahrdynamikregelung mit Kippstabilisierungsfunktion ROM bzw. ROP nicht berücksichtigt.The tilting behavior of a vehicle is in addition to the structural properties of the vehicle essentially dependent on the load. In addition, design features such as the suspension, age-related change and thus affect the tendency of the vehicle tilt. Such influences are at the in 1 not considered considered vehicle dynamics control with tilt stabilization function ROM or ROP.

Bekannte Kippstabilisierungsfunktionen ROP bzw. ROM sind daher insbesondere für SUVs oder Kleintransporter häufig sehr empfindlich, d.h. auf hohe Beladungszustände und weiche Federung abgestimmt. Ein Stabilisierungseingriff wird daher schon bei sehr niedrigen Querbeschleunigungswerten ausgelöst. Dies hat den Nachteil, dass bei normaler oder geringer Beladung die Kippstabilisierungseingriffe zu früh und zu heftig stattfinden.Known Tilt stabilization functions ROP and ROM are therefore particular for SUVs or Pickup truck often very sensitive, i. tuned to high loading conditions and soft suspension. A stabilization intervention is therefore already at very low Lateral acceleration values triggered. This has the disadvantage that at normal or low load the tilt stabilization interventions take place too early and too hard.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Kippstabilisierungsverfahren für Fahrzeuge, sowie ein entsprechendes Fahrdynamikregelungssystem zu schaffen, mit dem das Wankverhalten des Fahrzeugs einfach und zuverlässig gelernt und somit eine unterschiedliche Beladung oder ein unterschiedlicher technischer Zustand des Fahrzeugs im Rahmen einer Kippstabilisierung berücksichtigt werden kann.It It is therefore the object of the present invention to provide a tilt stabilization method for vehicles, and to provide a corresponding vehicle dynamics control system, with the the rolling behavior of the vehicle learned simply and reliably and thus a different load or a different one technical condition of the vehicle as part of a tilt stabilization considered can be.

Gelöst wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung durch die im Patentanspruch 1 sowie im Patentanspruch 8 angegebenen Merkmale. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand von Unteransprüchen.Is solved this task according to the invention by the specified in claim 1 and in claim 8 Characteristics. Further embodiments of the invention are the subject of dependent claims.

Ein wesentlicher Aspekt der Erfindung besteht darin, aus einer das Lenkverhalten beschreibenden Größe (z.B. dem Lenkwinkel oder der Lenkgeschwindigkeit) und einer das Wankverhalten beschreibenden Größe (z.B. der Rollrate oder dem Einfederweg) eine Information über die Kippneigung (im folgenden nur „Kippneigung") eines Fahrzeugs abzuschätzen, und das Kippstabilisierungssystem an die so ermittelte Kippneigung anzupassen. Die Kippneigung des Fahrzeugs wird vorzugsweise nach jedem Start (Zündung ein) des Fahrzeugs im Laufe des Fahrbetriebs neu gelernt und bei der Kippstabilisierung berücksichtigt.One essential aspect of the invention consists of a steering behavior descriptive size (e.g. the steering angle or the steering speed) and the roll behavior descriptive size (e.g. the roll rate or the spring deflection) information about the Tipping tendency (in the following only "tilting tendency") of a vehicle estimate and the tilt stabilization system to the thus determined tilt tendency adapt. The tilting tendency of the vehicle is preferably after every start (ignition a) of the vehicle in the course of driving re-learned and at considered the tilt stabilization.

Die Auswertung des Zusammenhangs zwischen der das Lenkverhalten beschreibenden Größe (im Folgenden als Lenkgröße bezeichnet) und der das Wankverhalten beschreibenden Größe (im Folgenden als Wankgröße bezeichnet) hat den Vorteil, dass die Kippneigung (bzw. Wankstabilität) des Fahrzeugs besonders zuverlässig geschätzt werden kann und somit unterschiedliche Beladungszustände oder ein veränderter technischer Zustand bei der Fahrdynamikregelung berücksichtigt werden kann.The Evaluation of the relationship between the behavior describing the steering behavior Size (below referred to as the steering size) and the size describing the roll behavior (hereinafter referred to as roll size) has the advantage that the tendency to tilt (or roll stability) of the vehicle especially reliable estimated can be and thus different loading conditions or a modified considered technical condition in the vehicle dynamics control can be.

Die ermittelte Kippneigung kann z.B. unmittelbar in die Berechnung der Indikatorgröße S einfließen und somit den Auslösezeitpunkt bzw. Deaktivierungszeitpunkt des Stabilisierungseingriffs beeinflussen.The determined tilt tendency can e.g. directly into the calculation of Incorporate indicator size S and thus the triggering time or deactivation time of the stabilization intervention.

Wahlweise kann die Information über die Kippneigung auch in den Kippstabilisierungsalgorithmus einfließen und eine charakteristische Eigenschaft oder Größe des Algorithmus, wie z.B. eine Anregelschwelle, eine Regelabweichung, z.B. für einen Radschlupf, oder eine Stellgröße, wie z.B. das Bremsmoment oder das Motormoment, beeinflussen. Die genannten charakteristischen Eigenschaften bzw. Größen sind somit eine Funktion der Kippneigung. Bei hoher Kippneigung, d.h. hohem Schwerpunkt oder schlechter Federung, kann somit ein Stabilisierungseingriff früher eingeleitet oder mit stärkerem Ausmaß durchgeführt werden als bei geringer Kippneigung.Optional can the information about the tendency to tilt also contribute to the tilt stabilization algorithm and a characteristic property or size of the algorithm, e.g. an approach threshold, a control deviation, e.g. for a wheel slip, or a manipulated variable, such as e.g. the braking torque or the engine torque influence. The mentioned Characteristic properties or sizes are thus a function the tilting tendency. At high tilt tendency, i. high center of gravity or poor suspension, thus stabilization intervention can be initiated earlier or with stronger Extent to be carried out as with low tilt tendency.

Zur Bestimmung der Kippneigung des Fahrzeugs kann sowohl der statische als auch der dynamische Zusammenhang zwischen einer Lenk- und einer Wankgröße ausgewertet werden. Vorzugsweise werden wenigstens dynamische Fahrsituationen, wie z.B. dynamische Kurvenfahrten, bzgl. der Kippneigung ausgewertet und somit im Laufe der Fahrt die tatsächliche Kippneigung des Fahrzeugs immer genauer bestimmt.to Determining the tilting tendency of the vehicle can be both the static as well as the dynamic relationship between a steering and a Wank size evaluated become. Preferably, at least dynamic driving situations, such as e.g. dynamic cornering, evaluated with regard to the tilt tendency and thus during the ride, the actual tilt tendency of the vehicle always determined more precisely.

Bei der Lenkgröße handelt es sich insbesondere um den (gemessenen) Lenkwinkel oder eine daraus abgeleiteten Größe, wie z.B. der Lenkgeschwindigkeit. Die Wankgröße umfasst z.B. die Radaufstandskräfte, den Einfederweg für einzelne Räder, die Vertikalbeschleunigung oder den Wankwinkel, oder daraus abgeleitete Größen, wie z.B. die Änderung der Einfederwege oder die Rollrate (Änderung des Wankwinkels).at the steering size is in particular, the (measured) steering angle or a result derived size, like e.g. the steering speed. The roll size includes e.g. the wheel-upforce, the Spring way for individual wheels that Vertical acceleration or the roll angle, or derived therefrom Sizes, like e.g. the change the compression travel or the roll rate (change the roll angle).

In einer stationären Fahrsituation wird vorzugsweise der Zusammenhang zwischen dem Lenkwinkel und einer statischen Wankgröße, wie z.B. dem Einfederweg einzelner Räder ausgewertet und daraus eine Kippneigung geschätzt.In a stationary one Driving situation is preferably the relationship between the steering angle and a static roll size, like e.g. the compression travel of individual wheels evaluated and estimated a tendency to tilt.

In einer dynamischen Fahrsituation wird z.B. der Zusammenhang zwischen der Lenkgeschwindigkeit und einer dynamischen Wankgröße, wie z.B. der Rollrate, ausgewertet.In a dynamic driving situation is e.g. the connection between the steering speed and a dynamic roll size, such as e.g. the roll rate, evaluated.

Neben der rein statischen oder dynamischen Betrachtung kann auch die dynamische Änderung einer Wankgröße in einer stationären Fahrsituation ausgewertet werden. In einer stationären Kurvenfahrt z.B. zeigt ein Fahrzeug je nach Beladungszustand bzw. Zustand der Federung ein unterschiedliches Schwingungsverhalten um die Längsachse. Die Kippneigung bzw. Wankstabilität des Fahrzeugs kann somit auch durch Auswertung der Amplitude und/oder Frequenz der Schwingung einer Wankgröße über die Zeit geschätzt werden.Next The purely static or dynamic consideration can also be the dynamic change a roll size in one stationary Driving situation are evaluated. In a stationary cornering e.g. shows a vehicle depending on the load condition or condition of the suspension a different vibration behavior about the longitudinal axis. The tilt tendency or roll stability of the vehicle can thus also by evaluation of the amplitude and / or frequency of the oscillation a roll size over the Time appreciated become.

Gemäss einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird aus der Lenk- und der Wankgröße mittels Fuzzy-Logik ein Kippindikator ermittelt, der die Kippneigung des Fahrzeugs anzeigt.According to one preferred embodiment The invention is based on the steering and the roll size by means of fuzzy logic Tilting indicator determined that indicates the tipping tendency of the vehicle.

Der Kippindikator kann zusätzlich mit einer Bewertungsfunktion gewichtet werden, die die Qualität des Lernvorgangs berücksichtigt und somit ein Maß für die Zuverlässigkeit des berechneten Kippindikators ist. Die Bewertungsfunktion bewertet dabei vorzugsweise die Anzahl der Lernvorgänge und/oder deren Zeitdauer während einer Fahrt. Dadurch wird insbesondere sichergestellt, dass die Kippneigung unter schwierigen Schätzbedingungen nicht fälschlich zu gering geschätzt wird.Of the Tipping indicator may additionally be weighted with a rating function that improves the quality of the learning process considered and thus a measure of reliability of the calculated tilt indicator. The evaluation function evaluated preferably the number of learning operations and / or their duration while a ride. This ensures in particular that the Tilt tendency under difficult estimation conditions not falsely too little appreciated becomes.

Die Schätzung der Kippneigung wird vorzugsweise nur in vorgegebenen Fahrsituationen durchgeführt, die z.B. bezüglich des Lenkwinkels, der Querbeschleunigung oder einer anderen die Querdynamik eines Fahrzeugs beschreibenden Größe bestimmte vorgegebene Bedingungen erfüllen. Damit wird sichergestellt, dass das Ergebnis der Schätzung möglichst zuverlässig ist.The estimate the tilting tendency is preferably carried out only in predetermined driving situations, the e.g. in terms of the steering angle, the lateral acceleration or another the lateral dynamics Description of a vehicle size certain predetermined conditions fulfill. This ensures that the result of the estimation is as possible reliable is.

Nach einem Neustart des Fahrzeugs ist die Kippneigung bzw. der Kippindikator vorzugsweise auf einen Wert initialisiert, der eine hohe Kippneigung des Fahrzeugs repräsentiert und somit ein frühes und eher starkes Eingreifen des Kippstabilisierungsalgorithmus bewirkt. Erst mit zunehmender Fahrdauer und somit nach einigen Lernphasen stellt sich ein Kippindikator ein, der den tatsächlichen Beladungszustand repräsentiert.To a restart of the vehicle is the tendency to tilt or tipping indicator preferably initialized to a value that has a high tendency to tilt of the Vehicle represents and thus an early one and causes rather strong intervention of the tilt stabilization algorithm. Only with increasing driving time and thus after some learning phases adjusts a tilt indicator, which represents the actual load condition.

Werden innerhalb einer oder mehrerer Lernphasen (Fahrsituationen) stark unterschiedliche Kippindikatoren ermittelt, wird vorzugsweise derjenige ausgewählt und der Fahrzeugstabilisierung zugrunde gelegt, der die höchste Kippneigung repräsentiert.Become strong within one or more learning phases (driving situations) determined different Kippindikatoren, preferably that is selected and based on the vehicle stabilization, which has the highest tendency to tilt represents.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der beigefügten Zeichnungen beispielhaft näher erläutert. Es zeigen:The invention will be explained in more detail below with reference to the accompanying drawings tert. Show it:

1 eine schematische Blockdarstellung eines bekannten Kippstabilisierungssystems; 1 a schematic block diagram of a known Kippstabilisierungssystems;

2 eine schematische Darstellung der Bildung einer Indikatorgröße S eines Kippstabilisierungsalgorithmus; 2 a schematic representation of the formation of an indicator size S of a tilt stabilization algorithm;

3 eine Blockdarstellung eines Kippstabilisierungssystems gemäss einer Ausführungsform der Erfindung; und 3 a block diagram of a tilt stabilization system according to an embodiment of the invention; and

4 eine Blockdarstellung zur Darstellung der Erzeugung eines Kippindikators K1. 4 a block diagram showing the generation of a Kippindikators K1.

Bezüglich der Erläuterung der 1 und 2 wird auf die Beschreibungseinleitung verwiesen.Regarding the explanation of 1 and 2 Reference is made to the introduction to the description.

3 zeigt eine schematische Blockdarstellung eines Kippstabilisierungssystems. Das System umfasst ein Steuergerät 1 mit einem Kippstabilisierungsalgorithmus ROM (Roll Over Mitigation), eine Sensorik 2, 6 zum Erfassen von Fahrzustandsgrößen, und Aktuatoren 9, 10, mit denen Stabilisierungseingriffe umgesetzt werden. Die Blocks 4, 7, 8 sind in Software realisiert und dienen der Verarbeitung der Sensorsignale (Block 7), der Schätzung der Kippneigung bzw. Wankstabilität des Fahrzeugs (Block 8) und der Erzeugung einer Indikatorgröße S (Block 4). 3 shows a schematic block diagram of a tilt stabilization system. The system includes a controller 1 with a tilt stabilization algorithm ROM (Roll Over Mitigation), a sensor system 2 . 6 for detecting driving state variables, and actuators 9 . 10 with which stabilization interventions are implemented. The blocks 4 . 7 . 8th are realized in software and serve the processing of the sensor signals (block 7 ), the estimate of the tendency to tilt or roll stability of the vehicle (Block 8th ) and the generation of an indicator size S (block 4 ).

Zur Bestimmung einer kippkritischen Fahrsituation bedient sich das Kippstabilisierungssystem der bereits vorhandenen ESP-Sensorik 2. Diese umfasst insbesondere Raddrehzahlsensoren, einen Lenkwinkelsensor, einen Querbeschleunigungssensor, etc.. Die Sensorsignale werden in Block 7 weiter verarbeitet und dabei insbesondere entstört und gefiltert. Vorzugsweise wird auch eine Plausibilitätsüberwachung der Sensorsignale durchgeführt.To determine a ride-critical driving situation, the tilt stabilization system uses the existing ESP sensor technology 2 , This includes in particular wheel speed sensors, a steering angle sensor, a lateral acceleration sensor, etc. The sensor signals are in block 7 further processed and thereby in particular suppressed and filtered. Preferably, a plausibility monitoring of the sensor signals is performed.

Ausgewählte Signale, nämlich die Querbeschleunigung ay, deren Gradient day/dt und gegebenenfalls weitere Einflussgrößen P fließen in den Block 4. Darin wird, wie vorstehend bzgl. 2 beschrieben wurde, eine Indikatorgröße S berechnet, mit der die Freigabe bzw. Deaktivierung von Stabilisierungsmaßnahmen gesteuert wird. Die Indikatorgröße bestimmt dabei auch die Stärke des Stabilisierungseingriffs.Selected signals, namely the lateral acceleration ay, its gradient day / dt and optionally further influencing variables P flow into the block 4 , Therein, as above. 2 has been described, an indicator quantity S is calculated, with which the release or deactivation of stabilization measures is controlled. The indicator size also determines the strength of the stabilization intervention.

Neben der ESP-Sensorik 2 kann das Kippstabilisierungssystem eine zusätzliche Sensorik 6 zur Messung einer Wankgröße umfassen. Die Sensorik 6 kann somit z.B. einen Sensor zur Messung der Radaufstandskräfte, der Einfederwege, der Vertikalbeschleunigung oder der Rollrate oder einer daraus abgeleiteten Größe, wie z.B. des jeweiligen Gradienten umfassen. Die Sensorsignale werden in Block 7 aufbereitet und dann der Fuzzy-Informationsverarbeitung 8 zugeführt. Der Block 8 erhält als Eingangsgrößen wenigstens eine Lenk- und eine Wankgröße.In addition to the ESP sensor technology 2 The tilt stabilization system can provide additional sensors 6 to measure a roll size. The sensors 6 Thus, for example, a sensor for measuring the wheel contact forces, the compression travel, the vertical acceleration or the roll rate or a derived therefrom size, such as the respective gradient include. The sensor signals are in block 7 processed and then the fuzzy information processing 8th fed. The block 8th receives as inputs at least one steering and one roll size.

Bei der Lenkgröße handelt es sich insbesondere um den (gemessenen) Lenkwinkel Lw oder eine daraus abgeleitete Größe, wie z.B. die Lenkgeschwindigkeit dLw/dt. Die Wankgröße W umfasst z.B. die Radaufstandskräfte, einen Einfederweg, die Vertikalbeschleunigung oder den Wankwinkel, oder daraus abgeleitete Größen, wie z.B. die Änderung des Einfederwegs oder die Rollrate (Änderung des Wankwinkels).at the steering size is it is in particular the (measured) steering angle Lw or a thereof derived size, like e.g. the steering speed dLw / dt. The roll size W includes e.g. the wheel-up forces, one Compression travel, vertical acceleration or roll angle, or derived variables, such as e.g. the change of the compression travel or the roll rate (change of roll angle).

Die Fuzzy-Informationsverarbeitung 8 ist in der Lage, sowohl einen statischen als auch einen dynamischen Zusammenhang zwischen einer Lenk- und einer Wankgröße W auszuwerten und daraus einen Kippindikator K1 zu ermitteln, der die Kippneigung bzw, die Wankstabilität des Fahrzeugs anzeigt. Bei einer stationären Betrachtung einer Fahrsituation wird z.B. der Zusammenhang zwischen dem Lenkwinkel und einer statischen Wankgröße W, wie z.B. dem Einfederweg ausgewertet und daraus eine Kippneigung geschätzt. Bei einer dynamischen Betrachtung wird z.B. der Zusammenhang zwischen der Lenkgeschwindigkeit und einer dynamischen Wankgröße W, wie z.B. der Rollrate, ausgewertet.The fuzzy information processing 8th is able to evaluate both a static and a dynamic relationship between a steering and a roll size W and to determine therefrom a tilt indicator K1, which indicates the tendency to tilt or the roll stability of the vehicle. In a stationary consideration of a driving situation, for example, the relationship between the steering angle and a static roll size W, such as the compression travel is evaluated and estimated a tendency to tilt. In a dynamic consideration, for example, the relationship between the steering speed and a dynamic roll size W, such as the roll rate, evaluated.

Der Block 8 umfasst eine Fuzzy-Informationsverarbeitung, mit der der Zusammenhang zwischen Lenk- und Wankgröße abgebildet und aus der Verknüpfung der einzelnen Größen die Kippneigung bzw. Wankstabilität des Fahrzeugs geschätzt wird. Im Rahmen der Fuzzy-Schätzung innerhalb von Block 8 werden auf den Basismengen einer Lenkgröße Lw und einer Wankgröße W jeweils eine endliche Menge von linguistischen Werten definiert, denen Fuzzy-Mengen zugeordnet sind. Gemeinsam mit der Regelbasis, die den Zusammenhang zwischen einzelnen linguistischen Werten der Lenkgröße und der Wankgröße modelliert, repräsentieren sie das Expertenwissen über den Zusammenhang zwischen Fahrervorgabe und Wankdynamik abhängig von der Schwerpunkthöhe.The block 8th includes fuzzy information processing, with which the relationship between the steering and Wankgröße mapped and from the combination of the individual sizes, the tendency to tilt or roll stability of the vehicle is estimated. As part of the fuzzy estimation within block 8th For example, a finite set of linguistic values to which fuzzy sets are assigned are defined on the basis amounts of a steering amount Lw and a roll size W. Together with the rule base, which models the relationship between individual linguistic values of the steering variable and the roll size, they represent the expert knowledge about the relationship between driver specification and roll dynamics depending on the center of gravity.

Mit Hilfe der aus der Fuzzy-Logik bekannten Verarbeitungsschritte „Fuzzyfizierung" und „Inferenz" werden die Lenk- und die Wankgröße auf die linguistische Variable "Veränderung der Schwerpunkthöhe" abgebildet. Die Basismenge dieser Variablen besteht z.B. aus den linguistischen Werten (gegenüber Normalbeladung) "unverändert", "leicht erhöht" und "stark erhöht". Durch Defuzzyfizierung erhält man schließlich den Kippindikator K1, z.B. im Intervall [0...1], der ein Maß für die aktuelle Kippneigung des Fahrzeugs ist. Der Kippindikator K1 kann z.B. Werte zwischen 0: Schwerpunkthöhe unverändert, d.h, normale Kippneigung, und 1: Schwerpunkthöhe stark erhöht, d.h. hohe Kippneigung, annehmen. Anstelle der Abbildung der Kippneigung auf eine kontinuierliche Grundmenge ist auch die Einordnung in mehrere diskrete Klassen denkbar ("Fuzzy-Klassifizierung").With the aid of the fuzzy logic processing steps known as "fuzzification" and "inference", the steering and the roll size are mapped to the linguistic variable "change in the center of gravity". The base set of these variables consists eg of the linguistic values (compared to normal loading) "unchanged", "slightly increased" and "greatly increased". By defuzzification one finally obtains the tilt indicator K1, for example in the interval [0... 1], which is a measure of the current tilt tendency of the vehicle. The tilt indicator K1 can, for example, values between 0: center of gravity unchanged, ie, normal tendency to tilt, and 1: center of gravity greatly increased, ie high tendency to tilt accept. Instead of mapping the tilt tendency to a continuous Basic set is also the classification into several discrete classes imaginable ("fuzzy classification").

Neben der rein statischen oder dynamischen Betrachtung kann zusätzlich z.B. die dynamische Änderung einer Wankgröße W in einer stationären Fahrsituation ausgewertet werden. In einer stationären Kurvenfahrt zeigt ein Fahrzeug je nach Beladungszustand bzw. Zustand der Federung ein unterschiedliches Schwingungsverhalten um die Längsachse. Die Kippneigung bzw. Wankstabilität des Fahrzeugs kann somit auch durch Auswertung der Amplitude und/oder Frequenz der Schwingung einer Wankgröße bei festem Lenkwinkel geschätzt werden.Next purely static or dynamic consideration may additionally be e.g. the dynamic change a roll size W in a stationary one Driving situation are evaluated. In a stationary cornering shows a vehicle depending on the load condition or condition of the suspension a different vibration behavior about the longitudinal axis. The tilt tendency or roll stability of the vehicle can thus also by evaluation of the amplitude and / or frequency of the oscillation a roll size at fixed Estimated steering angle become.

Der resultierende Kippindikator K1 wird nun dazu genutzt, charakteristische Eigenschaften oder Größen des Kippstabilisierungsalgorithmus 5 zu verändern oder die Stärke eines Stabilisierungseingriffs entsprechend der Kippneigung zu modifizieren. Hierzu kann z.B. die Anregelschwelle des Algorithmus, die zulässige Regelabweichung einer Regelgröße, wie z.B. eines Radschlupfs, oder eine intern berechnete Stellgröße verändert werden.The resulting tilt indicator K1 is now used to provide characteristics or magnitudes of the tilt stabilization algorithm 5 or to modify the strength of a stabilization engagement according to the tilt tendency. For this purpose, for example, the starting threshold of the algorithm, the permissible control deviation of a controlled variable, such as a wheel slip, or an internally calculated manipulated variable can be changed.

Wahlweise kann auch die Indikatorgröße S in Abhängigkeit von der Kippneigung berechnet werden. Zusätzlich kann dem Fahrer eine erhöhte Kippneigung und damit eine erhöhte Kippgefahr auch angezeigt werden, wie z.B. mittels einer Signallampe im Kombiinstrument.Optional can also the indicator size S depending be calculated from the tilting tendency. In addition, the driver a increased Tilt tendency and thus an increased Danger of tipping also be displayed, such. by means of a signal lamp in the instrument cluster.

4 zeigt eine Ausführungsform eines Algorithmus zur Schätzung des Kippindikators K1 mittels Fuzzy-Informationsverarbeitung 8. Das Schätzverfahren wird nur in vorgegebenen günstigen Fahrsituationen, d.h. solchen Situationen, die eine hohe Aussagekraft für die Schätzung haben, durchgeführt. Zu diesem Zweck werden dem Fuzzy-Algorithmus 8 vorgegebene Fahrdynamikgrößen G zugeführt anhand derer die Fahrsituation bewertet werden kann. Erfüllen die Fahrdynamikgrößen G, wie z.B. eine Querbeschleunigung oder eine Lenkgeschwindigkeit wenigstens eine vorgegebene Bedingung, wird der Fuzzy-Algorithmus 8 aktiviert bzw. deaktiviert. 4 shows an embodiment of an algorithm for estimating the tilt indicator K1 by means of fuzzy information processing 8th , The estimation method is performed only in given favorable driving situations, ie those situations that have a high significance for the estimation. For this purpose, the fuzzy algorithm 8th given driving dynamics variables G supplied by means of which the driving situation can be assessed. If the driving dynamics parameters G, such as a lateral acceleration or a steering speed satisfy at least one predetermined condition, the fuzzy algorithm is fulfilled 8th activated or deactivated.

Darüber hinaus wird eine Vertrauensvariable V erzeugt, die die Qualität der Schätzung und somit die Zuverlässigkeit des Kippindikators 2 bewertet. Die Vertrauensvariable V kann z.B. die Anzahl der Lernvorgänge und/oder der Zeitdauer während einer Fahrt berücksichtigen.In addition, a confidence variable V is generated which determines the quality of the estimate and thus the reliability of the tilt indicator 2 rated. The confidence variable V can, for example, take into account the number of learning processes and / or the duration during a journey.

Der von der Fuzzy-Informationsverarbeitung 8 erzeugte Kippindikator K2 und die Vertrauensvariable V werden dann mittels eines Kennfelds 11 miteinander verknüpft. Durch die Verknüpfung werden qualitativ betrachtet bei kleinen Werten der Vertrauensvariablen V (z.B. V = 0) hohe Werte für den resultierenden Kippindikator K3 (d.h. hohe Kippgefahr) und bei hohen Werten der Vertrauensvariable V (z.B. V = 1) ein Kippindikator mit K3 = K2 erzeugt. Je nach Qualität der Schätzung wird der von der Fuzzy-Informationsverarbeitung 8 ermittelte Kippindikator K2 also entweder beibehalten, d.h. K3 = K2, oder in Richtung kritischerer Werte erhöht.The one of fuzzy information processing 8th generated tilt indicator K2 and the confidence variable V are then by means of a map 11 linked together. In terms of quality, low values of the confidence variable V (eg V = 0) produce high values for the resulting tilt indicator K3 (ie high risk of tilting) and high values of the confidence variable V (eg V = 1) produce a tilt indicator with K3 = K2 , Depending on the quality of the estimate is that of the fuzzy information processing 8th So determined Kippindikator K2 so either maintained, ie K3 = K2, or increased towards more critical values.

Der Kippindikator K3 wird schließlich einer Initialisierungs- und Filtereinheit 12 zugeführt. Die Einheit 12 ist derart eingerichtet, dass sie nach jedem Neustart des Fahrzeugs einen Startwert für den Kippindikator K1 ausgibt, der sicherheitshalber einen relativ hohen Wert, wie z.B. K1 = 1, hat. Dieser Wert bewirkt somit eine empfindliche Einstellung des Stabilisierungsalgorithmus 5. Während der Fahrt reduziert sich der Kippindikator K1 dann gegebenenfalls.The tilt indicator K3 finally becomes an initialization and filter unit 12 fed. The unit 12 is set up in such a way that, after each restart of the vehicle, it outputs a starting value for the tilt indicator K1, which for safety's sake has a relatively high value, such as K1 = 1. This value thus causes a sensitive adjustment of the stabilization algorithm 5 , While driving, the tilt indicator K1 is reduced if necessary.

Die Einheit 12 dient ferner dazu, die während einer Fahrt bestimmten Schätzwerte K3 zu filtern und den resultierenden Wert K1 der Kippstabilisierung zugrunde zu legen. Die Filterung wird vorzugsweise als Maximumbildung aller Schätzwerte K3 über der Zeit oder als gleitender Mittelwert über eine bestimmte Anzahl von Schätzwerten ausgeführt.The unit 12 also serves to filter the estimated values K3 determined during a journey and to base the resulting value K1 on the tilt stabilization. The filtering is preferably performed as a maximum of all estimated values K3 over time or as a moving average over a certain number of estimated values.

Die Einheit 12 ist ferner derart eingerichtet, dass bei längeren Fahrten ohne ausreichende Lernphasen, wie z.B. Autobahnfahrten ohne Kurven, der Kippindikator K1 auf einen Wert erhöht wird, der eine höhere Kippneigung repräsentiert und somit zu einem empfindlicheren Anregeln des Stabilisierungsalgorithmus 5 führt. Die Einheit 12 wird ebenfalls in Abhängigkeit von vorgegebenen Fahrdynamikgrößen G aktiviert bzw. deaktiviert.The unit 12 is also set up so that for longer trips without sufficient learning phases, such as highway driving without curves, the tilt indicator K1 is increased to a value that represents a higher tendency to tilt and thus to a more sensitive control of the stabilization algorithm 5 leads. The unit 12 is also activated or deactivated as a function of predetermined driving dynamics parameters G.

Die vorstehend beschriebene Anordnung ermöglicht eine besonders genaue und zuverlässige Schätzung der Kippneigung eines Fahrzeugs sowohl durch eine statische als auch eine dynamische Betrachtung des Zusammenhangs zwischen einer Lenk- und einer Wankgröße.The The arrangement described above allows a particularly accurate and reliable estimate of Tilting a vehicle by both a static and a a dynamic consideration of the relationship between a steering and a roll size.

11
Steuergerätcontrol unit
22
ESP-SensorikESP sensor
33
Aktuatorikactuators
44
Funktion zur Bildung einer Indikatorgrößefunction to form an indicator size
55
Kippstabilisierungsalgorithmusrollover stabilization
66
Wankgrößen-SensorikWankgrößen sensors
77
Signalverarbeitung und -überwachungsignal processing and monitoring
88th
Fuzzy-InformationsverarbeitungFuzzy information processing
99
Bremssystembraking system
1010
Motormanagementengine management
1111
Kennfeldmap
1212
Initialisierungs- und Filtereinheitinitialization and filter unit
ayay
Querbeschleunigunglateral acceleration
day/dt/ Dt day
Änderung der Querbeschleunigungmodification the lateral acceleration
PP
Einflussgrößenfactors
Lwlw
Lenkgrößesteering variable
WW
Wankgrößeroll variable
K1, K2, K3K1, K2, K3
Kippindikatorentilt indicators
SS
Indikatorgrößeindicator size

Claims (11)

Verfahren zur Kippstabilisierung eines Fahrzeugs in kritischen Fahrsituationen, bei dem verschiedene Fahrzustandsgrößen (ay, day/dt, P) mittels einer Sensorik (2, 6) erfasst werden und ein Kippstabilisierungsalgorithmus (4, 5) in einer kippkritischen Situation mittels eines Aktuators (3, 9, 10) in den Fahrbetrieb eingreift, um das Fahrzeug zu stabilisieren, dadurch gekennzeichnet, dass aus dem Zusammenhang zwischen einer Lenkgröße (Lw) und einer Wankgröße (W) eine Information über die Kippneigung (K1) des Fahrzeugs geschätzt wird, die im Rahmen einer Kippstabilisierung berücksichtigt wird.Method for tilt stabilization of a vehicle in critical driving situations, in which different driving state variables (ay, day / dt, P) are detected by means of a sensor system (a) 2 . 6 ) and a tilt stabilization algorithm ( 4 . 5 ) in a tilt-critical situation by means of an actuator ( 3 . 9 . 10 is engaged in the driving operation to stabilize the vehicle, characterized in that from the relationship between a steering amount (Lw) and a roll size (W) information about the tendency to tilt (K1) of the vehicle is estimated, which takes into account in the context of a tilt stabilization becomes. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Indikatorgröße (S), mittels der ein Stabilisierungseingriff freigegeben oder deaktiviert wird, oder eine charakteristische Eigenschaft oder Größe des Kippstabilisierungsalgorithmus (4, 5) in Abhängigkeit von der Kippneigung (K1) ermittelt wird.A method according to claim 1, characterized in that an indicator variable (S) by means of which a stabilization intervention is enabled or disabled, or a characteristic property or magnitude of the tilt stabilization algorithm ( 4 . 5 ) is determined as a function of the tilt tendency (K1). Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Lenkgröße einen Lenkwinkel (Lw) oder eine Lenkgeschwindigkeit (dLw/dt) umfasst.Method according to claim 1, characterized in that that the steering size is one Steering angle (Lw) or a steering speed (dLw / dt) includes. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wankgröße (W), die Radaufstandskräfte, den Einfederweg, die Vertikalbeschleunigung oder den Wankwinkel, oder daraus abgeleitete Größen, wie z.B. die Rollrate, umfasst.Method according to claim 1, characterized in that that the roll size (W), the wheelwright forces, the compression travel, the vertical acceleration or the roll angle, or derived quantities, such as e.g. the roll rate. Nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Anregelschwelle des Kippstabilisierungsalgorithmus (4, 5), eine Regelabweichung oder eine Stellgröße des Algorithmus (5) in Abhängigkeit von der Kippneigung (K1) verändert wird.According to one of the preceding claims, characterized in that a rise threshold of the tilt stabilization algorithm ( 4 . 5 ), a control deviation or a manipulated variable of the algorithm ( 5 ) is changed as a function of the tilt tendency (K1). Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass aus der Lenkgröße (Lw) und der Wankgröße (W) ein Kippindikator (K1) ermittelt wird, der die Kippneigung des Fahrzeugs anzeigt.Method according to claim 1, characterized in that that from the steering size (Lw) and the roll size (W) Tilt indicator (K1) is determined, the tilt tendency of the vehicle displays. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Kippindikator (K1) mittels Fuzzy-Informationsverarbeitung (8) ermittelt wird.A method according to claim 5, characterized in that the tilt indicator (K1) by means of fuzzy information processing ( 8th ) is determined. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Kippindikator (K3) mit einer Bewertungsfunktion (V) bewertet wird, die die Qualität der Schätzung des Kippindikators (K3) angibt.Method according to claim 7, characterized in that the tilt indicator (K3) is evaluated with a weighting function (V) that is the quality of the estimate of the tilt indicator (K3). Fahrdynamikregelungssystem zur Kippstabilisierung eines Fahrzeugs in kritischen Fahrsituationen, umfassend ein Steuergerät (1) in dem ein Kippstabilisierungsalgorithmus (4, 5) hinterlegt ist, eine Sensorik (2) zum Erfassen aktueller Ist-Werte (ay, day/dt, P) der Regelung und einen Aktuator (3) zum Durchführen eines Stabilisierungseingriffs, dadurch gekennzeichnet, dass eine Sensorik (6) zum Ermitteln einer Wankgröße (W) und eine Sensorik (2) zum Bestimmen einer Lenkgröße (Lw), sowie eine Einrichtung (8) vorgesehen ist, die aus der Lenk- und der Wankgröße (W) eine Kippneigung (K1) des Fahrzeugs geschätzt, die im Rahmen einer Kippstabilisierung berücksichtigt wird.Vehicle dynamics control system for tilt stabilization of a vehicle in critical driving situations, comprising a control device ( 1 ) in which a tilt stabilization algorithm ( 4 . 5 ), a sensor system ( 2 ) for detecting current actual values (ay, day / dt, P) of the control and an actuator ( 3 ) for performing a stabilization intervention, characterized in that a sensor system ( 6 ) for determining a roll size (W) and a sensor system ( 2 ) for determining a steering variable (Lw), and a device ( 8th ) is provided, which is estimated from the steering and the roll size (W) a tendency to tilt (K1) of the vehicle, which is taken into account in the context of a tilt stabilization. Fahrdynamikregelungssystem nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät (1) eine Indikatorgröße (S), mittels der ein Stabilisierungseingriff freigegeben oder deaktiviert wird, oder eine charakteristische Eigenschaft oder Größe des Kippstabilisierungsalgorithmus (4, 5) in Abhängigkeit von der Kippneigung (K1) ermittelt.Vehicle dynamics control system according to claim 9, characterized in that the control unit ( 1 ) an indicator quantity (S), by means of which a stabilization intervention is enabled or disabled, or a characteristic property or magnitude of the tilt stabilization algorithm ( 4 . 5 ) is determined as a function of the tilt tendency (K1). Fahrdynamikregelungssystem nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensorik (6) zum Ermitteln einer Wankgröße (W) eine Rollratensensor umfasst.Vehicle dynamics control system according to claim 9 or 10, characterized in that the sensors ( 6 ) for determining a roll size (W) comprises a roll rate sensor.
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