DE60023640T2 - Überrollstabilitätssteuerung für ein Kraftfahrzeug - Google Patents

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    • B60T2230/03—Overturn, rollover

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein eine Vorrichtung zur Regelung des dynamischen Verhaltens für ein Kraftfahrzeug, und insbesondere ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Regelung der Wankeigenschaften des Fahrzeugs durch Ändern einer Bremsdruckverteilung.
  • Dynamische Regelungssysteme für Kraftfahrzeuge haben seit kurzem begonnen, an verschiedenen Produkte angeboten zu werden. Dynamische Regelungssysteme regeln typischerweise die Gierung des Fahrzeugs, indem sie die Bremskraft an den verschiedenen Fahrzeugrädern regeln. Gierregelungssysteme vergleichen typischerweise die gewünschte Richtung des Fahrzeugs auf der Basis des Lenkradwinkels mit der Fahrrichtung. Durch Regulieren der Bremsmenge an jeder Ecke des Fahrzeugs kann die gewünschte Fahrrichtung beibehalten werden. Beispiele für solche Systeme sind in US-A-5 408 411 (zu finden), was ein umfassendes System ist, das in dem Bemühen, die Gierung zu regeln, Sensoreingaben aus vielen verschiedenen des Fahrzeugkomponenten verwendet.
  • Typischerweise sprechen dynamische Regelungssysteme nicht das Wanken des Fahrzeugs an. Vor allem bei Fahrzeugen mit hohem Profil wäre es wünschenswert, die Seitenüberschlag-Charakteristik des Fahrzeugs zu regeln, um die Fahrzeuglage in Bezug auf die Fahrbahn beizubehalten. Das heißt, es ist wünschenswert, den Kontakt jedes der vier Reifen des Fahrzeugs mit der Fahrbahn aufrechtzuerhalten. Beispiele für solche Systeme schließen DE 199 18 525 und EP-A-0 943 513 ein, die versuchen, das Wanken des Fahrzeugs durch Bezugnahme auf Sensoren zu regeln, die begrenzte Daten über das Fahrzeugverhalten bereitstellen.
  • Die Seitenüberschlag- und Kippregelung (oder Karosserie-Wankregelung) für Fahrzeuge sind unterscheidbare dynamische Eigenschaften. Die Kippregelung hält die Fahrzeugkarosserie auf einer Ebene oder annähernd auf einer Ebene, die parallel zur Straßenfläche liegt. Die Seitenüberschlagregelung hält die Fahrzeugräder auf der Straßenfläche. Ein System zur Kippregelung wird in der US-Patentschrift 5.869.943 beschrieben. Das Patent '943 verwendet die Kombination aus Wankregelung und Kippregelung, um die Fahrzeugkarosserie bei Kurvenfahrt horizontal zu halten. Das System wird nur in Verbindung mit den vorderen äußeren Rädern benutzt. Zur Kippregelung wird eine Bremskraft auf die vorderen äußeren Räder einer Kurve angelegt. Ein Problem beim Anlegen einer Bremskraft nur auf die Vorderräder ist, dass das Kurvenfahrvermögen des Fahrzeugs reduziert werden kann. Ein anderer Nachteil des Systems ist, dass das Wankregelungssystem benutzt wird, um das Kippregelungssystem auszulösen. Bei gewissen Fahrzeugmanövern kann das Fahrzeug sich nicht in einem Kurvenfahrt- oder Wankzustand, sondern in einem Seitenüberschlagzustand befinden. Solch ein System spricht nicht die Seitenüberschlagvermeidung in einem Fahrzeug an.
  • Deshalb wäre es wünschenswert, ein Wankstabilisierungssystem bereitzustellen, das einen potentiellen Seitenüberschlagzustand erkennt, sowie ein System bereitzustellen, das nicht von einem Wankzustand abhängig ist.
  • Nach einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Seitenüberschlagstabilisierungsregelungssystem für ein Kraftfahrzeug bereitgestellt, umfassend: einen Geschwindigkeitssensor; einen Seitenbeschleunigungssensor; einen Wankratensensor; einen Gierratensensor; und eine Steuerung, die mit dem Geschwindigkeitssensor, dem Seitenbeschleunigungssensor, dem Wankratensensor und dem Gierratensensor gekoppelt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung eine relative Wankwinkelschätzung in Bezug auf den Boden der Seitenbeschleunigung, Wankrate, Fahrzeuggeschwindigkeit und Gierrate entsprechend bestimmt und einen Reifenkraftvektor der relativen Wankwinkelschätzung entsprechend ändert, um den relativen Wankwinkel zu verändern.
  • In einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zur Seitenüberschlagstabilisierungsregelung des Fahrzeugs bereitgestellt, wie in Anspruch 7 der beiliegenden Ansprüche definiert.
  • Ein Vorteil der Erfindung ist, dass der Wendekreishalbmesser des Fahrzeugs durch die Wankstabilisierungsregelung nicht beeinflusst wird.
  • Die vorliegende Erfindung wird nun beispielhaft Bezug nehmend auf die beiliegenden Zeichnungen eingehend beschrieben, wobei:
  • 1 eine schematische Rückansicht, mit Kraftvektoren, eines Fahrzeugs ist, das kein Wankstabilisierungssystem aufweist;
  • 2 eine schematische Rückansicht, mit Kraftvektoren, eines Fahrzeugs ist, das ein Wankstabilisierungssystem aufweist;
  • 3 ein Blockdiagramm eines erfindungsgemäßen Wankstabilisierungssystem ist;
  • 4 ein Flussdiagramm einer erfindungsgemäßen Gierratenbestimmung ist;
  • 5 ein Flussdiagramm einer erfindungsgemäßen Wankratenbestimmung ist;
  • 6 ein Flussdiagramm einer erfindungsgemäßen Seitengeschwindigkeitsbestimmung ist;
  • 7 ein Flussdiagramm einer Schätzung und Kompensation des Fahrgestell-Wankwinkels ist;
  • 8 ein Flussdiagramm einer Berechnung des relativen Wank(winkels) ist;
  • 9 ein Flussdiagramm der Systemrückkopplung für die rechte Fahrzeugseite ist, die die Bremsverteilungskraft ergibt;
  • 10 ein Flussdiagramm der Systemrückkopplung für die linke Fahrzeugseite ist;
  • 11 ein Flussdiagramm einer anderen Ausführungsform ist, die mit der von 9 und 10 vergleichbar ist und eine Änderung in der Lenkposition ergibt.
  • Bezug nehmend auf 1, wird ein Kraftfahrzeug 10 ohne ein erfindungsgemäßes Seitenüberschlagstabilisierungssystem mit verschiedenen Kräften und Momenten veranschaulicht, die während eines Seitenüberschlagzustands daran anliegen. Das Fahrzeug 10 weist jeweils linke und rechte Reifen 12 und 13. Allgemein hat das Fahrzeug ein Gewicht, das am Schwerpunkt des Fahrzeugs durch M·g ausgedrückt wird. Ein Schwerkraftmoment 14 wirkt in eine Richtung gegen den Uhrzeigersinn um den Schwerpunkt (CG) herum. Ein Reifenmoment 16 wirkt in eine Richtung im Uhrzeigersinn um den Schwerpunkt herum. Daher liegt das Nettomoment 18, das auf das Fahrzeug wirkt, in eine Richtung im Uhrzeigersinn und erhöht dadurch den Wankwinkel 20 des Fahrzeugs. Die Seitenkraft 22 am Reifen 12 auf dem Boden (Reifenvektor) ist eine signifikante Kraft zur linken Seite des Diagramms hin, die einen Seitenüberschlag des Fahrzeugs bewirken kann, wenn sie nicht korrigiert wird.
  • Bezug nehmend nun auf 2, ist ein Wankstabilisierungsregelungsystem 24 im Fahrzeug 10 enthalten, das sich in einem Wankzustand befindet. Den Kräften, die in 2 dargestellt sind, wurden dieselben Bezugszeichen zugewiesen wie den Kräften und Momenten in 1. Doch in 2 reduziert der Wankstabilisierungsregler 24 das Reifenmoment 16, um ein Nettomoment 18 in eine Richtung gegen den Uhrzeigersinn zu erzeugen. Dadurch wird auch der Reifenvektor oder die Seitenkraft 22 am Reifen 12 reduziert. Diese Tendenz erlaubt dem Fahrzeug, sich zur Horizontalen hin zu bewegen und dadurch den Winkel 20 zu verkleinern.
  • Nun Bezug nehmend auf 3, weist das Wankstabilisierungsregelungsystem 24 eine Steuerung 26 auf, die verwendet wird, um Information von einem Gierratensensor 28, einem Geschwindigkeitssensor 30, einem Seitenbeschleunigungssensor 32, einem Wankratensensor 34, einem Lenkwinkelsensor 35, einem Längsbeschleunigungssensor 36 und einem Nickratensensor 37 zu empfangen. Die Seitenbeschleunigung und die Geschwindigkeit können mit Hilfe eines globalen Positionsbestimmungssystems (GPS) erhalten werden. Auf der Basis von Eingaben aus den Sensoren regelt die Steuerung 26 einen Reifenkraftvektor durch die Bremssteuerung 38, wie weiter unten eingehender beschrieben, oder durch Änderung des Lenkwinkels. Abhängig von der gewünschten Empfindlichkeit des Systems und von verschiedenen anderen Faktoren können nicht alle der Sensoren 28–37 in einer kommerziellen Ausführung eingesetzt werden. Die Bremssteuerung 38 steuert die vordere rechte Bremse 40, die vordere linke Bremse 42, die hintere linke Bremse 44 und die hintere rechte Bremse 46. Auf der Basis der Eingaben aus den Sensoren 28 bis 34 bestimmt die Steuerung 26 einen Wankzustand und steuert den Bremsdruck der Bremsen auf der geeigneten Fahrzeugseite. Der Bremsdruck wird auf der zu regelnden Fahrzeugseite zwischen den vorderen und hinteren Bremsen ausgeglichen, um das induzierte Giermoment und die induzierte Wegablenkung zu minimieren. Der Gierratensensor 28 erzeugt ein Gierraten-Ausgangssignal (YR_Raw).
  • Der Geschwindigkeitssensor 30 kann einer von einer Vielzahl von Geschwindigkeitssensoren sein, die dem Fachmann bekannt sind. Ein geeigneter Geschwindigkeitssensor kann zum Beispiel einen Sensor an jedem Rad umfassen, der von der Steuerung 26 gemittelt wird. Bevorzugt wandelt die Steuerung die Raddrehzahlen in die Fahrzeuggeschwindigkeit um. Die Gierrate, der Lenkwinkel, die Raddrehzahl und eventuell eine Schlupfwinkelschätzung an jedem Rad können in die Fahrzeuggeschwindigkeit am Schwerpunkt (V_CG) zurück umgewandelt werden. Dem Fachmann sind verschiedene andere Algorithmen bekannt. Wenn die Geschwindigkeit zum Beispiel während des Beschleunigens oder Abbremsens um eine Ecke bestimmt wird, kann das tiefste oder höchste Rad aufgrund seines Fehlers nicht verwendet werden.
  • Nun Bezug nehmend auf 4, wird ein gierratenkompensiertes und gefiltertes Signal (YR_CompFlt) bestimmt. Die Fahrzeuggeschwindigkeit am Schwerpunkt (V_CG), die Gierratenabweichung (YR_Offset) und das Gierraten-Ausgangssignal vom Gierratensensor (YR_Raw) werden in einem Block 40 zur Initialisierung der Gierratenabweichung verwendet, um eine anfängliche Gierratenabweichung zu bestimmen. Da dies ein iteratives Verfahren ist, wird die Gierratenabweichung aus der vorherigen Berechnung vom Block 40 zur Initialisierung der Gierratenabweichung benutzt. Wenn das Fahrzeug sich nicht bewegt, wie z.B. beim Anlassen, ist das Gierraten-Abweichungssignal der Wert, der eine kompensierte Gierrate von null ergibt. Dieses Gierraten-Abweichungssignal trägt dazu bei, eine genaue Ablesung zu gewährleisten. Wenn das Fahrzeug zum Beispiel steht, sollte das Gierratensignal null sein. Wenn das Fahrzeug aber einen Gierratenwert liest, dann wird dieser Gierratenwert als Gierratenabweichung verwendet. Das Gierraten-Abweichungssignal wird zusammen mit dem Gierraten-Ausgangssignal im Anti-Windup-Logikblock 42 verwendet. Der Anti-Windup-Logikblock 42 wird benutzt, um eine Schwankung im Gierratensignal aufzuheben. Das Gierratensignal kann aufgrund der Temperatur oder sonstiger Umweltbedingungen mit der Zeit schwanken. Der Anti-Windup-Logikblock trägt auch zur Kompensation bei, wenn das Fahrzeug ständig oder relativ lange Zeit lang in einer Kurve fährt. Der Anti-Windup-Logikblock 42 erzeugt ein OK-Signal für die positive Kompensation (Pos Comp OK) oder ein OK-Signal für die negative Kompensation (Neg Comp OK). Positiv und negativ sind hier jeweils willkürlich als rechte und linke Richtung relativ zur Vorwärtsrichtung des Fahrzeugs gewählt worden. Das OK-Signal für die positive Kompensation, das OK-Signal für die negative Kompensation und das Gierraten-Abweichungssignal sind Eingaben an den Logikblock 44 zur Kompensation der Gierratenabweichung.
  • Der Logikblock 44 zur Kompensation der Gierratenabweichung wird verwendet, um Daten über eine lange Zeitperiode hinweg zu nehmen. Die Daten sollten mit der Zeit eine durchschnittliche Gierung von null aufweisen. Diese Berechnung kann über eine Anzahl von Minuten hinweg durchgeführt werden. Ein Gierraten-Abweichungssignal wird vom Logikblock 44 zur Kompensation der Gierratenabweichung erzeugt. Ein Summierblock 46 summiert das Gierraten-Ausgangssignal und das Gierraten-Abweichungssignal, um ein gierratenkompensiertes Signal (YR_Comp) zu erhalten.
  • Ein Tiefpassfilter 48 wird verwendet, um das gierratenkompensierte Signal gegen Rauschen zu filtern. Eine geeignete Grenzfrequenz für das Tiefpassfilter 48 ist 20 Hz.
  • Nun Bezug nehmend auf 5, ein wankratenkompensiertes und gefiltertes Signal (RR_CompFlt). Das wankratenkompensierte und gefilterte Signal wird auf ähnliche Weise wie oben in Bezug auf die Gierrate beschrieben erzeugt. Ein Block 50 zur Initialisierung der Wankrate empfängt das Geschwindigkeitssignal am Schwerpunkt und ein Wankraten-Abweichungssignal. Das Wankraten-Abweichungssignal wird aus einer vorherigen Iteration erzeugt. Wie bei der Gierrate ist das Wankraten-Abweichungssignal null, wenn das Fahrzeug wie z.B. beim Anlassen im Stillstand ist.
  • Ein Logikblock 52 zur Kompensation der Wankratenabweichung empfängt das initialisierte Wankraten-Abweichungssignal. Die Logik zur Kompensation der Wankratenabweichung erzeugt ein Wankraten-Abweichungssignal, das in einem Summierblock 54 mit dem Wankraten-Ausgangssignal kombiniert wird, das vom Wankratensensor erhalten wird. Ein wankratenkompensiertes Signal (RR_Comp) wird erzeugt. Das wankratenkompensierte Signal wird im Tiefpassfilter 56 gefiltert, um das wankratenkompensierte und gefilterte Signal zu erhalten, das in späteren Berechnungen verwendet wird.
  • Nun Bezug nehmend auf 6, wird das Seitenbeschleunigungs-Ausgangssignal (Lat Acc Raw) vom Seitenbeschleunigungssensor 32 erhalten. Das Seitenbeschleunigungs-Ausgangssignal wird durch ein Tiefpassfilter gefiltert, um das gefilterte Seitenbeschleunigungssignal (Lat Acc Flt) zu erhalten. Das Filter kann zum Beispiel ein 20 Hz- Tiefpassfilter sein.
  • Nun Bezug nehmend auf 7, wird ein Wankwinkelschätzungssignal (Roll Angle Est) durch das Verfahren 62 zur Schätzung und Kompensation des Fahrgestell-Wankens bestimmt. Der Block 64 wird verwendet, um eine Längsgeschwindigkeitsschätzung am Schwerpunkt des Fahrzeugs zu erhalten. Verschiedene Signale werden benutzt, um die Längsfahrzeuggeschwindigkeit am Schwerpunkt zu bestimmen, einschließlich der Fahrzeugsgeschwindigkeit am Schwerpunkt, die in einer vorherigen Schleife bestimmt wurde, des kompensierten und gefilterten Gierratensignals, das in 4 bestimmt wurde, des Lenkwinkels, des Gleitwinkels der Karosserie, der linken Vorderraddrehzahl, der rechten Vorderraddrehzahl, der linken Hinterraddrehzahl und der rechten Hinterraddrehzahl.
  • Die neue Geschwindigkeit des Fahrzeugsschwerpunkts wird in den Block 66 zur Initialisierung des Karosserie-Wankwinkels eingegeben. Andere Eingaben des Blocks 66 zur Initialisierung des Karosserie-Wankwinkels schließen die Wankwinkelschätzung aus der vorherigen Schleife und ein gefiltertes Seitenbeschleunigungssignal ein, das in 6 abgeleitet wurde. Eine aktualisierte Wankwinkelschätzung wird durch die Initialisierung des Karosserie-Wankwinkels erhalten. Die aktualisierte Wankwinkelschätzung, die kompensierte und gefilterte Wankratenbestimmung von 5, und die Schleifenzeit werden im Block 68 zur Integration des Karosserie-Wankwinkels verwendet. Die aktualisierte Wankwinkelschätzung ist gleich der Schleifenzeit multipliziert mit der kompensierten und gefilterten Wankrate, die zur vorherigen Wankwinkelschätzung addiert wird, die in Block 66 erhalten wurde. Die aktualisierte Wankwinkelschätzung stellt eine Eingabe an den Block 70 zur Kompensation der Abweichung der Wankwinkelschätzung dar.
  • Die Geschwindigkeit am Schwerpunkt des Fahrzeugs stellt auch eine Eingabe an den Block 72 für den Bezugs-Augenblickswankwinkel dar. Andere Eingaben des Blocks 72 für den Bezugs-Augenblickswankwinkel schließen die kompensierte und gefilterte Gierrate von 4 und das gefilterte Seitenbeschleunigungssignal von 6 ein. Die folgende Formel wird zur Bestimmung eines Bezugswankwinkels verwendet: Bezugswankwinkel = ARCSin[1/g(VCG·YRCompFlt – LatAccFlt)] wobei g die Gravitationskonstante 9,81 m/s2 ist.
  • Der Bezugswankwinkel aus Block 72 stellt auch eine Eingabe zur Kompensation der Abweichung der Wankwinkelschätzung dar. Die aktualisierte Wankwinkelschätzung wird durch die folgende Formel gegeben:
  • Figure 00090001
  • Wobei Tau eine Zeitkonstante ist und eine Funktion der Lenkgeschwindkeit, der LatAcc und des V-CG sein kann. Eine geeignete Zeitkonstante kann zum Beispiel 30 Sekunden sein.
  • Nun Bezug nehmend auf 8, wird eine relative Wankwinkelschätzung (Relative-RollAngleEst) und ein Fahrbahn-Querneigungswinkelschätzungssignal bestimmt. Der erste Schritt der Berechnung des relativen Wankwinkels beinhaltet die Bestimmung der Fahrbahn-Querneigungswinkel-Kompensationszeitkonstante (Tau), Block 72. Die Geschwindigkeit am Schwerpunkt, die Lenkgeschwindigkeit und das gefilterte Seitenbeschleunigungssignal von 6 werden als Eingaben benutzt. Eine kompensierte und gefilterte Wankrate (RR CompFlt) wird als eine Eingabe an einen Differentiator 74 benutzt, um die Wankbeschleunigung (Roll Acc) zu bestimmen. Der Differentiator 74 nimmt die Differenz zwischen dem kompensierten und gefilterten Wankratensignal aus der vorherigen Schleife dividiert durch die Schleifenzeit, um die Wankbeschleunigung zu erhalten. Das Wankbeschleunigungssignal wird mit einem Tiefpassfilter 76 gekoppelt. Das gefilterte Wankbeschleunigungssignal (Roll Acc Flt), die Wankwinkelschätzung, das gefilterte Seitenbeschleunigungssignal und die Schleifenzeit sind mit dem Block 78 zur Beobachtung des relativen Fahrgestell-Wankens gekoppelt. Der Block 78 zur Beobachtung des relativen Fahrgestell-Wankens bestimmt die Modell-Wankwinkelschätzung (Model Roll Angle Est). Die Modell-Wankwinkel ist eine stabile Schätzung der Wankdynamik des Fahrzeugs, die es den Schätzungen erlaubt, mit der Zeit zu einem stabilen Zustand zu konvergieren.
  • Ausgehend von der Modell-Wankwinkelschätzung von Block 78, der anfänglichen relativen Wankwinkelschätzung aus Block 72, einer Fahrbahn-Querneigungswinkelinitialisierung von einem Block 79, der Schleifenzeit und einer Wankwinkelschätzung bestimmt der Block 80 zur Kompensation des Fahrbahn-Querneigungswinkels eine neue Fahrbahn-Querneigungswinkelschätzung. Die Formel für den Fahrbahn-Querneigungswinkel ist:
  • Figure 00100001
  • Die Wankwinkelschätzung kann im Summierer 82 mit der Fahrbahn-Querneigungswinkelschätzung aus Block 80 summiert werden, um eine relative Wankwinkelschätzung zu erhalten. Die Fahrbahn-Querneigungswinkelschätzung kann von anderen dynamischen Regelungssystemen verwendet werden.
  • Nun Bezug nehmend auf 9, werden die relative Wankwinkelschätzung von 8 und eine relative Wanktotzone im Summierer 84 summiert, um einen oberen Wankfehler zu erhalten. Der obere Wankfehler wird im Verstärker KP_Roll 86 verstärkt und mit dem Summierer 88 gekoppelt. Das wankratenkompensierte und gefilterte Signal von 5 wird mit dem Verstärker KD_Roll 90 gekoppelt. Das verstärkte Wankratensignal wird mit dem Summierer 88 gekoppelt. Das gefilterte Wankbeschleunigungssignal von Block 8 wird mit dem Verstärker KDD_Roll 82 gekoppelt. Das verstärkte Signal wird ebenfalls mit dem Summierer 88 gekoppelt. Die proportionierte Summe der verstärkten Signale ist die Bremskraftleistung auf der rechten Seite. Davon ausgehend wird der Block 94 zur Berechnung der Bremskraftverteilung für die rechte Seite verwendet, um die Verteilung des Bremsdrucks zwischen den Vorder- und Hinterrädern zu berechnen. Die vordere rechte Normallastschätzung und die hintere rechte Normallastschätzung sind Eingaben an den Block 94. Der vordere rechte Wankregelungssolldruck und der hintere rechte Wankregelungssolldruck sind Ausgaben des Blocks 94. Der Block 94 proportioniert den Druck zwischen den vorderen rechten und hinteren rechten Signalen, um ein Wanken zu verhindern. Das vordere rechte zum Beispiel ist der folgenden Formel entsprechend proportional:
  • Figure 00110001
  • Die Ausgabe des Blocks 93 wird von der Bremssteuerung von 3 verwendet, um Bremsdruck auf die vorderen rechten und hinteren rechten Räder anzulegen. Die Bremssteuerung verwendet Faktoren wie z.B. den Bremsdruck, der durch Durchtreten des Bremspedals vom Fahrer aktuell auf das Fahrzeug angelegt wird, als Eingaben. Andere Eingaben schließen Eingaben von anderen dynamischen Regelungssystemen wie z.B. das Gierregelungssystem ein.
  • Nun Bezug nehmend auf 10, wird eine ähnliche Berechnung wie die von 9 für die rechte Fahrzeugseite durchgeführt. Die relative Wankwinkelschätzung und die relative Wanktotzone werden in den Summierblock 96 eingegeben. Die Vorzeichen werden jedoch geändert, um wiederzugeben, dass die linke Fahrzeugseite eine negative Seite des Fahrzeugs ist. Die relative Wankwinkelschätzung und die relative Wanktotzone werden daher im Summierblock 96 einfach miteinander summiert 96, um den unteren Wankfehler zu erhalten. Der untere Wankfehler wird durch den Verstärker KDD Roll 100 geleitet, und das gefilterte Wankbeschleunigungssignal wird durch den Verstärker KDD Roll 102 geleitet. Das Inverse der Signale aus den Verstärkern 98, 100 und 102 wird in den Summierer 104 eingegeben und summiert, um die Bremskraft der linken Seite zu erhalten.
  • Ein Block 106 zur Berechnung der Bremskraftverteilung auf der linken Seite empfängt vom Summierer 104 die Bremskraft der linken Seite. Die Normallastschätzung für vorne links und die Normallastschätzung für hinten links. Auf ähnliche Weise wie oben werden der vordere linke und der hintere linke Wankregelungsbremsdruck bestimmt. Durch geeignetes Anlegen der Bremsen an das Fahrzeug wird das Reifenmoment reduziert, und das Nettomoment des Fahrzeugs ist einer Wankrichtung entgegengesetzt, um den Wankwinkel zu reduzieren und das Fahrzeug in eine horizontale Ebene zu halten.
  • Nun Bezug nehmend auf 11, kann eine Änderung im Lenkwinkel kann statt oder in Verbindung mit einer Änderung in der Bremskraftverteilung durchgeführt werden. In beiden Fällen wird aber der Reifenkraftvektor verändert. In 11 werden die gleichen Bezugszeichen wie in 9 und 10 verwendet, sind aber mit einem Strich versehen. Alles, was vor den Blöcken 88' und 104' liegt, ist identisch. Die Blöcke 88' und 104' bestimmen jeweils die rechte Lenkkraft und die linke Lenkkraft.
  • Die rechte Lenkkraft wird durch eine Blockierschaltung 108 angelegt, um zu gewährleisten, dass ein positiver Wert erhalten wird. Dementsprechend wird die linke Lenkkraft durch eine Blockierschaltung 102 angelegt, um zu gewährleisten, dass ein positiver Wert erhalten wird. Ein Deltalenkwinkel wird vom Block 112 erhalten. Das Verfahren von 11 ist besonders für Drive-by-Wire-Systeme oder andere Systeme geeignet, die die direkte Steuerung des Lenkwinkels erlauben. Der Deltalenkwinkel ist ein Betrag, der den Reifenkraftvektor ändert, um dem Wanken entgegenzuwirken. Der Deltalenkwinkel kann verwendet werden, um die Räder des Fahrzeugs direkt zu bewegen, damit die Lenkrichtung physikalisch verändert wird.
  • Wenn sowohl die Lenkung als auch die Bremskraftverteilung benutzt werden, wird die Steuerung 26 verwendet, um die Korrekturmenge, die von der Lenkung und der Bremskraftverteilung bereitgestellt wird, zuzuteilen. Die Zuteilungsmenge ist von der Wankrate und anderen Variablen des spezifischen Fahrzeugs abhängig. Die Zuteilungsmenge wird daher für jedes Fahrzeug bestimmt. Zum Beispiel ist die Verteilung bei Fahrzeugen mit hohem Profil anders als bei einem Fahrzeug mit niedrigem Profil.
  • Wie oben beschrieben, können der Längsbeschleunigungssensor und ein Nickratensensor in die obige Reifenkraftvektorbestimmung integriert werden. Diese Sensoren können zur Prüfung sowie als integraler Bestandteil der Berechnungen verwendet werden. Zum Beispiel können die Nickrate oder die Längsbeschleunigung oder beides verwendet werden, um eine Schätzung der Fahrzeugnickrate zu konstruieren. Diese Schätzung kann zusammen mit ihrer Ableitung verwendet werden, um die Berechnung des Fahrzeugwankwinkels zu verbessern. Ein Beispiel dafür, wie die Änderungsrate des Fahrzeugwankwinkels mit diesen Variablen konstruiert werden kann, ist: GlobalRR = RRComp_Flt + PitchRateCompFlt (–YawRate + Sin(GlobalRollAngleEst)·Tan(VehiclePitchAngleEst)) + (YawRateCompFlt·Cos(GlobalRR)·Tan(PitchAngleEst))
  • Wobei PitchRateCompFlt ein kompensiertes und gefiltertes Nickratensignal ist, GlobalRollAngleEst ein geschätzter Gesamtwankwinkel ist, VehiclePitchAngleEst ein geschätzte Fahrzeugnickwinkelschätzung ist, und GlobalRR ein Gesamtwankratensignal ist. Dem Fachmann ist es natürlich möglich, das obige je nach den spezifischen Systemanforderungen auf der Basis verschiedener anderer Faktoren variieren.

Claims (11)

  1. Überall- oder Seitenüberschlagstabilisierungsregelungssystem für ein Kraftfahrzeug, umfassend: einen Geschwindigkeitssensor (30); einen Seitenbeschleunigungssensor (32); einen Wankratensensor (34); einen Gierratensensor (28); und eine Steuerung (26), die mit dem Geschwindigkeitssensor (30), dem Seitenbeschleunigungssensor (32), dem Wankratensensor (34) und dem Gierratensensor (28) gekoppelt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung (26) der Seitenbeschleunigung, Wankrate, Fahrzeuggeschwindigkeit und Gierrate entsprechend eine Schätzung des relativen Wankwinkels in Bezug auf den Boden bestimmt und einen Reifenkraftvektor der relativen Wankwinkelschätzung entsprechend ändert, um den relativen Wankwinkel zu verändern.
  2. Seitenüberschlagstabilisierungsregelungssystem nach Anspruch 1, wobei der Reifenkraftvektor durch Bestimmen eines Lenkwinkel-Änderungsfaktors geändert wird.
  3. Seitenüberschlagstabilisierungsregelungssystem nach Anspruch 1 oder 2, außerdem umfassend einen Sensor, der aus der Gruppe eines Lenkwinkelsensors, eines Längsbeschleunigungssensors und eines Nickratensensors gewählt wird.
  4. Seitenüberschlagstabilisierungsregelungssystem nach Anspruch 1 bis 3, wobei die Steuerung die Fahrzeuggeschwindigkeit an einem Schwerpunkt des Fahrzeugs dem Lenkwinkel und dem Lenkwinkelsensor entsprechend bestimmt.
  5. Seitenüberschlagstabilisierungsregelungssystem nach Anspruch 1, außerdem umfassend eine Bremssteuerung, die mit der Steuerug gekoppelt ist, wobei diese Bremssteuerung den vorderen Bremsdruck und den hinteren Bremsdruck dieser Steuerung entsprechend regelt.
  6. Seitenüberschlagstabilisierungsregelungssystem nach jedem obigen Anspruch 1, wobei die Steuerung einen Reifenkraftvektor durch Bestimmen einer Bremsdruckverteilung ändert.
  7. Verfahren zur Überall- oder Seitenüberschlagstabilisierungsregelung eines Fahrzeugs, umfassend: das Bestimmen einer Gierrate für das Fahrzeug; das Bestimmen einer Wankrate für das Fahrzeug; das Bestimmen einer Seitenbeschleunigung für das Fahrzeug; und das Bestimmen der Fahrzeuggeschwindigkeit; das Bestimmen einer Schätzung des relativen Wankwinkels in Bezug auf den Boden der Gierrate, Wankrate, Seitenbeschleunigung und Fahrzeuggeschwindigkeit entsprechend, gekennzeichnet durch das Erzeugen eines Reifenmoments dem relativen Wankwinkel entsprechend, so dass ein Nettomoment am Fahrzeug einer Wankrichtung entgegengesetzt ist.
  8. Verfahren nach Anspruch 7, wobei der Erzeugungsschritt das Erzeugen eines Reifenmoments der Wankbeschleunigung entsprechend umfasst.
  9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, wobei der Schritt des Erzeugens eines Reifenmoments den Schritt des Bestimmens einer Bremskraftverteilung einer Schätzung der Normallasten an jeder Ecke des Fahrzeugs entsprechend umfasst.
  10. Verfahren nach Anspruch 9, wobei der Schritt des Bestimmens der Bremskraftverteilung die Regelung der vorderen Bremsdrucks und des hinteren Bremsdrucks umfasst.
  11. Verfahren nach Anspruch 7 bis 10, wobei der Schritt des Erzeugens eines Reifenmoments durch Änderung des Lenkwinkels erreicht wird.
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