DE102004008265A1 - Control method for a motor vehicle's wheel drift control system uses a wheel drift/slippage controller to generate adjustment variables for individual wheels - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft Verfahren zur Schlupfregelung an Rädern eines Kraftfahrzeuges gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The The invention relates to a method for slip control on wheels of a Motor vehicle according to the preamble of claim 1
Es ist allgemein bekannt, dass moderne Kraftfahrzeuge mit sogenannten Antiblockiersystemen ausgestattet sind, die ein Blockieren der Fahrzeugräder bei einem Bremsvorgang verhindern können. Sofern dagegen bei Beschleunigungsvorgängen ein ungewolltes Durchdrehen der Fahrzeugräder vermieden werden soll, empfiehlt sich die Nutzung eines an sich bekannten Antriebsschlupfregelungssystems. Darüber hinaus kann durch den Einsatz eines Fahrstabilitätsprogramms (beispielsweise ESP) ein unerwünschtes Drehen des Fahrzeuges um seine Hochachse verhindert werden.It is well known that modern motor vehicles with so-called Antilock braking systems are equipped to prevent the locking of the vehicle wheels can prevent a braking operation. If, however, during acceleration operations, an unintentional spin avoided the vehicle wheels is to be recommended, the use of a known per se Traction control system. In addition, through the use a driving stability program (ESP, for example) is an undesirable one Turning the vehicle around its vertical axis can be prevented.
Trotz
der Nutzung dieser an sich bekannten Programme und/oder Systeme
in einem Kraftfahrzeug besteht ein Bedarf daran, das Betriebsverhalten moderner
Kraftfahrzeuge weiter zu verbessern. So ist beispielsweise aus der
Darüber hinaus
ist aus der
Zudem
wird in der
In dem bekannten Stand der Technik wird nicht dargelegt, wie sich die ermittelte Radaufstandskraft mit einem vorhandenen Antiblockiersystem, einem Antriebsschlupfregelungssystem oder einem Fahrstabilitätsprogramm sinnvoll verknüpfen lässt.In The prior art does not show how the determined wheel-up force with an existing anti-lock braking system, a traction control system or a driving stability program link meaningfully leaves.
Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren vorzustellen, mit dem das Betriebsverhalten eines Kraftfahrzeuges mit einem Antiblockiersystem, einem Antriebsschlupfregelungssystem oder einem Fahrstabilitätssystem dahingehend verbesserbar ist, dass auch variable Radaufstandskräfte, die beispielsweise durch Fahrbahnunebenheiten, durch Bewegungen der Fahrzeugkarosserie aufgrund von fahrdynamischen Situationen oder aber durch Fahrzeugbeladungsveränderung entstehen, zur Steuerung und Regelung der Betätigung der Fahrzeugbetriebsbremse genutzt werden können.In front In this background, the invention is based on the object Introduce method with the operating behavior of a motor vehicle with an anti-lock braking system, a traction control system or a driving stability system to the effect that variable Radaufstandskräfte, the for example, by road bumps, by movements of the vehicle body due to driving dynamics situations or due to vehicle load change arise, for controlling and regulating the operation of the vehicle service brake can be used.
Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich aus den Merkmalen des Hauptanspruchs, während vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung den Unteransprüchen entnehmbar sind.The solution This object is apparent from the features of the main claim, while advantageous developments and refinements of the invention the dependent claims are removable.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass moderne Kraftfahrzeuge in der Regel wenigstens mit einem Antiblockiersystem, einem Antriebsschlupfregelungssystem oder einem Fahrstabilitätssystem ausgestattet sind. Diesen Systemen ist gemeinsam, dass bei allen ein sogenannter Schlupfregler genutzt wird, dessen Aufgabe es ist, die Betätigung der Betriebsbremsen an den Fahrzeugrädern fahrsituationsoptimal zu regeln.Of the Invention is based on the finding that modern motor vehicles usually at least with an anti-lock braking system, a traction control system or a driving stability system are equipped. These systems have in common that at all a so-called slip control is used whose job it is the operation the service brakes on the vehicle wheels optimal driving situation to regulate.
Darüber hinaus verfügen insbesondere größere und höherwertige Fahrzeuge (Oberklassefahrzeuge) heute in der Regel auch über ein Niveauregelungssystem, mit dessen Hilfe der Abstand der Fahrzeugkarosserie von dem Fahrweg beziehungsweise von den Radachsen manuell oder automatisch einstellbar ist. Dazu werden üblicherweise Luftfedern genutzt, deren axiale Länge aufgrund von Sensorinformationen gesteuert wird, die den genannten Abstand an oder im Bereich wenigstens eines Fahrzeugrades angeben.In addition, larger and higher-value vehicles (high-class vehicles) today also usually have a level control system, with the help of the distance of the driving body is manually or automatically adjustable from the track or from the wheel axles. For this purpose, air springs are usually used whose axial length is controlled on the basis of sensor information indicating the said distance at or in the region of at least one vehicle wheel.
Die Erfindung macht sich diesen Trend zur Fahrzeugausstattung vorteilhaft zu nutze, indem die an den Abstandssensoren ermittelten Abstände auch zur Bestimmung der Radaufstandskraft genutzt werden. Natürlich können auch andere Sensoren zu diesem Zweck verwendet werden, mit deren Hilfe sich zeitlich verändernde Radaufstandskräfte ermitteln lassen. Zudem wird die vorzugsweise radindividuell ermittelte Radaufstandskraft zur Verbesserung der Steuerungs- und Regelungstätigkeit in den vorgenannten Programmen bzw. Systemen genutzt.The Invention makes this trend to vehicle equipment advantageous be used by the distances determined at the distance sensors also for Determination of the wheel contact force can be used. Of course you can too other sensors are used for this purpose, with their help changing over time wheel contact can be determined. In addition, the preferably determined wheel individually Radaufstandskraft to improve the control and regulation activity used in the aforementioned programs or systems.
Zum besseren Verständnis der Erfindung sei hier darauf hingewiesen, dass zur Bestimmung der jeweiligen Radaufstandskraft natürlich nicht solche Abstandsänderungen beispielsweise zwischen einem Karosseriebauteil und der Radachse berücksichtigt werden, die allein auf eine manuelle oder automatische Niveauverstellung zurückzuführen sind. Vielmehr wird ein praxisnahes Steuerungs- und Regelungsprogramm nur solche Abstandsänderungen für die in Rede stehende Steuerung der Betriebsbremse heranziehen, die auf die Einwirkung von statischen und/oder dynamischen Kräfte an dem Fahrwerk beziehungsweise am Fahrzeugaufbau zurückzuführen sind.To the better understanding The invention should be noted here that for determining the respective Radaufstandskraft course not such distance changes for example between a body component and the wheel axle considered Be alone on a manual or automatic level adjustment are attributed. Much more becomes a practical control and regulation program only Distance changes for the in Talk about controlling the service brake on the effect of static and / or dynamic forces on the Suspension or on the vehicle body are due.
Demnach
geht die Erfindung aus von einem Verfahren für Kraftfahrzeuge mit einem
Radschlupfregelsystem, welches zumindest umfasst:
Mittel zur
Erfassung des Radschlupfes an einem oder mehreren Fahrzeugrädern, einen
Radschlupfregler, der ein oder mehrere radindividuelle Stellgrößen Sy1 erzeugt,
und ein oder mehrere Aktuatoren AktB bzw. AktC, mit denen der Radschlupf
mittels der radindividuellen Stellgröße Sy1 verändert werden kann.Accordingly, the invention is based on a method for motor vehicles with a wheel slip control system, which comprises at least:
Means for detecting wheel slip on one or more vehicle wheels, a wheel slip controller that generates one or more wheel-specific manipulated variables Sy1, and one or more actuators AktB or AktC, with which the wheel slip can be changed by means of the wheel-individual manipulated variable Sy1.
Zur Lösung der gestellten Aufgabe und damit zur Verbesserung des vorgenannten Schlupfregelsystems ist nun zudem vorgesehen, dass wenigstens eine radindividuelle Stellgröße Sy1 des Radschlupfreglers durch eine die Radaufstandskraft FL an dem entsprechenden Rad repräsentierende Korrekturgröße Ly1 zu einer neuen Stellgröße Syk1 bzw. Syk2 für die Aktuatoren AktB bzw. AktC verändert wird.to solution the task and thus to improve the above Slip control system is now also provided that at least one wheel-specific manipulated variable Sy1 of the Radschlupfreglers by the wheel contact force FL at the corresponding Wheel representing Correction value Ly1 too a new manipulated variable Syk1 or Syk2 for the actuators AktB or AktC is changed.
In Weiterbildung dieser Erfindung ist verfahrensgemäß vorgesehen, dass die Stellgrößen Syk1 bzw. Syk2 für den Aktuator AktB bzw. AktC mit der ermittelten Brems- oder Beschleunigungsvorgabe X3, X31 des Fahrers verknüpft (addiert oder subtrahiert) wird, woraus sich eine wirksame Stellgröße Y1, Y11 für den Bremsaktuator AktB und/oder den Beschleunigungsaktuator AktC ergibt. Die Stellgröße Y11 für den Beschleunigungsaktuator AktC wird aus Sicherheitsgründen dabei in aller Regel einen die Beschleunigungsvorgabe durch den Fahrer gleichhaltenden oder reduzierenden Wert haben.In Development of this invention is provided according to the method that the manipulated variables Syk1 or Syk2 for the actuator AktB or AktC with the determined braking or acceleration default X3, X31 of the driver linked (added or subtracted), resulting in an effective manipulated variable Y1, Y11 for the brake actuator AktB and / or the acceleration actuator AktC results. The manipulated variable Y11 for the acceleration actuator AktC is for security reasons as a rule, the acceleration default by the Driver have equal or reducing value.
Zur Bestimmung der Korrekturgröße Ly1 an wenigstens einem der Räder wird der Abstand H der Fahrzeugkarosserie von der Radachse oder der Abstand zwischen dem Fahrzeugboden und der Fahrbahn erfasst und genutzt.to Determining the correction quantity Ly1 at least one of the wheels is the distance H of the vehicle body from the wheel axle or the distance between the vehicle floor and the road is detected and used.
Dagegen berücksichtigt die andere Korrekturgröße Ly2 den Einfluss von zukünftig auftretenden Änderungen der Fahrzeughöhe und der Radaufstandskraft FL. Zur Bestimmung der Korrekturgröße Ly2 wird beispielsweise der Lenkwinkel X1 der Fahrzeuglenkung erfasst und genutzt.On the other hand considered the other correction variable Ly2 the Influence of future occurring changes the vehicle height and the wheel contact force FL. To determine the correction quantity Ly2 is For example, detects the steering angle X1 of the vehicle steering and used.
In diesem Zusammenhang wird es als vorteilhaft erachtet, wenn die Korrekturgröße Ly1, Ly2 eine Erhöhung des Wertes der Stellgröße Syk1, Syk2 für die Aktuatoren AktB, AktC dann bewirkt oder ermöglicht, wenn die zukünftig zu erwartende Radaufstandskraft FL größer werden wird, beziehungsweise zu einer Verkleinerung des Stellgröße Syk1, Syk2 führt, wenn die zukünftig zu erwartende Radaufstandskraft FL geringer werden wird. Dabei wird vorausgesetzt, dass durch eine höhere Stellgröße am Bremsaktuator AktB ein höheres Bremsmoment erzeugt und am Beschleunigungsaktuator ein höheres Antriebsmoment bewirkt wird.In In this context, it is considered advantageous if the correction quantity Ly1, Ly2 an increase the value of the manipulated variable Syk1, Syk2 for the actuators AktB, AktC then causes or allows, if the future too expected wheel-lift force FL will increase, respectively a reduction of the manipulated variable Syk1, Syk2 leads, if the future expected wheel contact force FL will be lower. It will provided that by a higher Manipulated variable on the brake actuator AktB a higher Braking torque generated and the acceleration actuator a higher drive torque is effected.
Zudem kann vorgesehen sein, dass der Sollschlupf Ss an einem oder mehreren Rädern in Abhängigkeit von an wenigstens einem Rad ermittelten Radaufstandskräften FL verändert wird, wobei der radindividuelle Sollschlupf Ss1, Ssr für jedes der Fahrzeugräder unterschiedlich groß sein kann.moreover can be provided that the target slip Ss at one or more wheels dependent on of wheel contact forces FL determined on at least one wheel changed with the wheel-specific target slip Ss1, Ssr for each the vehicle wheels be different in size can.
Die Erfindung betrifft auch eine Verfahrensvariante, gemäß der aus einer oder mehreren eine Radaufstandskraft FL repräsentierenden Größen Ly1, Ly2 radindividuelle Brems- und/oder Traktionskräfte ermittelt und zur Aktuatorsteuerung genutzt werden. Diese Traktionskräfte können den Kraftschluss zwischen der Fahrbahn und den Reifen der Fahrzeugräder beschreiben.The Invention also relates to a variant of the method according to the one or more wheel support force FL representing Sizes Ly1, Ly2 wheel-specific brake and / or traction forces determined and used for actuator control. These traction forces can Describe adhesion between the road and the tires of the vehicle wheels.
Außerdem kann vorgesehen sein, dass aus einem achsweisen Vergleich der ermittelten radindividuellen Brems- und/oder Traktionskräfte dasjenige Rad selektiert wird, an dem die geringste Brems- und/oder Traktionskraft auftritt, und dass der radindividuelle Sollschlupf Ss1, Ssr an dem anderen Rad an derselben Fahrzeugachse dahingehend abgesenkt wird, dass die dort auftretende Brems- und/oder Traktionskraft gleichgroß wie an dem vorgenannten Rad ist.In addition, it can be provided that, from an axle-by-block comparison of the determined wheel-specific braking and / or traction forces, that wheel is selected at which the lowest braking and / or traction force occurs, and the wheel-specific setpoint slip Ss1, Ssr at the other wheel at the same Vehicle axle is lowered to the effect that the braking and / or traction force occurring there is the same size as in the aforementioned Wheel is.
In einer weiteren Variante kann vorgesehen sein, dass aus dem achsweisen Vergleich der ermittelten radindividuellen Brems- und/oder Traktionskräfte dasjenige Rad selektiert wird, an dem die geringste Brems- und/oder Traktionskraft auftritt, dass der Sollschlupf Ss1, Ssr an dem anderen Rad an derselben Fahrzeugachse dahingehend abgesenkt wird, dass die dort auftretende Brems- und/oder Traktionskraft gleichgroß wie an dem erstgenannten Rad ist, und dass über ein Verzögerungsglied der Sollschlupf Ss an dem Rad, an dem der Sollschlupf Ss1, Ssr abgesenkt wurde, die Brems- und/oder Traktionskraft wieder auf denjenigen Wert erhöht wird, den dieser vor der Sollschlupfabsenkung hatte.In Another variant may be provided that from the axles Comparison of the determined wheel-specific braking and / or traction forces that Wheel is selected, at which the least braking and / or traction force occurs that the target slip Ss1, Ssr on the other wheel at the same Vehicle axle is lowered so that the occurring there Braking and / or traction force equal to the size of the former Rad is, and that over a delay element the target slip Ss on the wheel at which the target slip Ss1, Ssr lowered was, the braking and / or traction force back on those Value increased is, this had before the Sollschlupfabsenkung.
Um die Fahrstabilität eines derartig betriebenen Fahrzeuges nicht zu gefährden, werden die vorgenannten Verfahrensvarianten vorzugsweise nur dann genutzt, wenn die Gierrate des Fahrzeugs einen vorbestimmten Schwellwert nicht überschreitet.Around the driving stability not to endanger such a vehicle operated the aforementioned variants of the method are preferably used only when the yaw rate of the vehicle is a predetermined threshold does not exceed.
Bei einem Überschreiten eines solchen Gierratenschwellwertes werden die radindividuellen Brems- und/oder Traktionskräfte an wenigstens einem der Räder vorzugsweise bewertet, wobei als Ergebnis dieser Bewertung die Stellgröße Syk1 für den Bremsaktuator AktB an demjenigen Rad erhöht wird, durch den ein dem Gieren entgegengesetztes Drehmoment auf das Fahrzeug ausgeübt wird, und das die Stellgröße Syk1 an demjenigen Rad reduziert wird, an dem ein dem Gieren unterstützendes Drehmoment auf das Fahrzeug erfolgt.at an exceeding of such a yaw rate threshold, the wheel-specific braking and / or traction forces on at least one of the wheels preferably evaluated, as a result of this evaluation the manipulated variable Syk1 for the brake actuator AktB increased at that wheel becomes, by a torque opposite to the yaw on the vehicle exercised and that is the manipulated variable Syk1 is reduced at that wheel on which a yaw supporting Torque is applied to the vehicle.
Hinsichtlich der Bestimmung des Istschlupfwertes Si der Fahrzeugräder ist vorzugsweise vorgesehen, dass dieser radindividuell durch Differenzbildung zwischen der gemessenen Raddrehzahl und einer aus den gemessenen Radantriebsdrehzahlen berechneten Fahrzeuggeschwindigkeit ermittelt wird.Regarding the determination of the Istschlupfwertes Si of the vehicle wheels is preferably provided that this wheel individually by subtraction between the measured wheel speed and one of the measured Radantriebsdrehzahlen calculated vehicle speed determined becomes.
Schließlich ist es Bestandteil der Erfindung, dass das vorgestellte Verfahren sowie dessen Varianten als gesondertes Steuerungs- und Regelungsverfahren in einem Steuerungs- und Regelungsgeräts eines Kraftfahrzeuges betrieben wird, oder dass dieses Bestandteil eines Steuerungs- und Regelungsprogramms eines Antiblockiersystems, eines Antriebsschlupf regelungssystems und/oder eines Fahrstabilitätsregelungssystems in einem Kraftfahrzeug ist.Finally is It is part of the invention that the presented method and its variants as a separate control and regulatory procedure operated in a control and regulating device of a motor vehicle or that this part of a control program an anti-lock braking system, a traction control system and / or a driving stability control system in a motor vehicle.
Zum besseren Verständnis der Erfindung ist der Beschreibung eine Zeichnung beigefügt. In dieser ist in einem Steuerungs- und Regelungsflussplan dargestellt, in welcher Weise die Informationen über die genannten Radlasten erfasst und in einem Steuerungs- und Regelungsprogramm zur Antiblockierregelung, zur Fahrstabilitätsregelung und/oder zur Antriebsschlupfregelung Eingang finden sowie dort zu Stellgrößen für einen Bremsaktuator bzw. einen Beschleunigungsaktuator verarbeitet werden. Dabei zeigtTo the better understanding The invention is the description of a drawing attached. In this is represented in a control flowchart, in which way the information about the wheel loads recorded in a control and regulation program for anti-skid control, driving stability control and / or traction control Find input and there to control variables for a brake actuator or an acceleration actuator are processed. It shows
Bekanntermaßen werden gattungsgemäße Steuerungs- und Regelungsverfahren als Programme in Steuerungs- und Regelungsgeräten abgespeichert und dort auch betrieben. Diese Geräte sind mit Sensoren und Aktuatoren signaltechnisch verbunden, so dass Sensorinformationen aufgenommen und verarbeitet sowie Steuerungsbefehle für die Aktuatoren erzeugt und weitergeleitet werden können.Be known generic control and control methods stored as programs in control and regulating devices and operated there as well. These devices are equipped with sensors and actuators signal-wise connected, so that sensor information is recorded and processed as well as control commands for the actuators generated and can be forwarded.
Den
in
Bei dem genannten Steuerungs- und Regelungsablauf wird zunächst durch einen Drehzahlsensor Srad an einem Fahrzeugrad dessen Raddrehzahl Nrad erfasst und einem Berechnungsmodul F8 zugeführt. Dieses Berechnungsmodul F8 berechnet einen Istschlupfwert Si, der mit einem vorgegebenen und in einem elektronischen Speicher bzw. Sollwertgenerator F1 abgespeicherten Sollschlupfwert Ss in einem Subtraktionsglied K verglichen wird.at The said control and regulation process is first by a speed sensor Srad on a vehicle wheel whose wheel speed Nrad detected and fed to a calculation module F8. This calculation module F8 calculates an actual slip value Si which corresponds to a given value and stored in an electronic memory or setpoint generator F1 Target slip value Ss in a subtraction K is compared.
Der
in dem Subtraktionsglied K gebildete Differenzschlupfwert Ds wird
anschließend
einem ein Ausgangssignal Sy1 generierenden Schlupfregler F7 zugeführt, welches
direkt oder nach dem Passieren eines Filter- und/oder Regelungsmoduls
F6 gemäß
Nach einem Betätigen des Aktuators AktB, AktC stellt sich eine neue Raddrehzahl Nrad ein, die dann durch den Drehzahlsensor Srad erfasst und in vorbeschriebener Weise in einen neuen Regelungszyklus einbezogen wird.After actuation of the actuator AktB, AktC, a new wheel speed Nrad sets, which is then detected by the speed sensor Srad and in as described above in a new regulatory cycle.
Gemäß der Erfindung wird die Radlast beziehungsweise Radaufstandskraft FL als zusätzliche Größe in den beschriebenen Regelkreis einbezogen, so dass sich das Betriebsverhalten des Kraftfahrzeuges in bezug auf eine Antiblockierregelungsfunktion, eine Antriebsschlupfregelungsfunktion und/oder eine Fahrstabilitätsfunktion vorteilhaft verändert.According to the invention is the wheel load or wheel contact force FL as an additional size in the described control loop, so that the operating behavior of the motor vehicle with respect to an anti-lock control function, a Traction control function and / or a driving stability function changed favorably.
Dazu
wird zunächst
beispielsweise der Abstand H der Karosserie zu der Radachse beziehungsweise
der Einfederweg wenigstens eines Fahrzeugrades an der Fahrzeugaufhängung ermittelt
und in einem Berechnungsmodul F3 die auf das hier betrachtete Fahrzeugrad
wirkende Radaufstandskraft FL berechnet. Die Radaufstandskraft FL
ist dabei in erster Näherung
im wesentlichen proportional zu dem genannten Abstand H beziehungsweise
zum Einfederweg. Für
die Berechnung der Radaufstandskraft FL kann beispielsweise die
Gleichung
Anschließend wird aus der Radaufstandskraft FL in einem Berechnungsmodul F4 ein Korrekturwert Ly1 berechnet und mit der Stellgröße Sy1 in einem Verknüpfungsglied A zusammengeführt. Der Ausgangswert dieses Verknüpfungsgliedes A ist dann die radlastbezogen korrigierte Stellgröße Syk1 bzw. Syk2, welche anschließend nach dem Passieren des Filter- und/oder Regelungsmoduls F6 als Stellgröße Y1 bzw. Y11 an den Aktuator AktB, AktC weitergegeben wird.Subsequently, will from the wheel contact force FL in a calculation module F4 a correction value Ly1 calculated and with the manipulated variable Sy1 in a link A merged. The output value of this logic element A is then the Radlastbezogen corrected control value Syk1 or Syk2, which subsequently after passing through the filter and / or control module F6 as manipulated variable Y1 or Y11 is passed to the actuator AktB, AktC.
Durch die erfindungsgemäße Verfahrensweise ist es also möglich, dynamische Radlastschwankungen in die Regelung der Bremsleistung oder in die Antriebsmomentregelung für eines oder mehrere Räder eines Kraftfahrzeuges mit einzubeziehen. Damit unterscheidet sich dieses Verfahren deutlich und vorteilhaft vom bekannten Stand der Technik, bei dem die Radlast in dieser Hinsicht regelungstechnisch keine Berücksichtigung gefunden hat. Dadurch können beispielsweise durch Wankbewegungen der Fahrzeugkarosserie oder durch einen schlechten Fahrbahnzustand erzeugte dynamische Radlasten oder Radaufstandskräfte vorteilhaft in die Regelung eines Antiblockiersystems, eines Antriebsschlupfregelungssystems oder eines Fahrstabilitätssystems einbezogen werden.By the procedure of the invention is it possible dynamic wheel load fluctuations in the regulation of braking power or in the drive torque control for one or more wheels of a Motor vehicle to include. This is different Method distinct and advantageous from the known prior art, in which the wheel load in this regard no control technology consideration has found. Thereby can for example, by rolling movements of the vehicle body or Dynamic wheel loads generated by a poor road condition or wheel contact advantageous in the control of an anti-lock braking system, a traction control system or a driving stability system become.
So wird vorzugsweise bei einem Antiblockiersystem immer dann die Bremskraft an den Fahrzeugrädern erhöht, wenn durch eine erhöhte Radaufstandskraft auch ein höheres Bremsmoment auf die Fahrbahn übertragen werden kann, ohne dass die Gefahr des Blockierens der Fahrzeugräder besteht. Auf diese Weise lässt sich sehr vorteilhaft der Bremsweg eines Fahrzeuges weiter verkürzen.So is preferably in an anti-lock braking system always the braking force at the vehicle wheels elevated, if through an increased Radaufstandskraft also a higher Transfer braking torque to the roadway can be without the risk of blocking the vehicle wheels. On that way Be very advantageous shorten the braking distance of a vehicle on.
Bei Nutzung dieser Funktion in einem Antriebsschlupfregelungsprogramm kann die Traktionskontrolle besser als bisher erfolgen, da die Schlupfregelung mit höherer Sicherheit durchgeführt und ein besseres Beschleunigungsverhalten gerade in solchen Betriebssituationen erzeugt werden kann, in denen Schwankungen des Fahrzeugaufbaus oder schlechte Fahrbahnverhältnisse zu verzeichnen sind. Sofern beispielsweise eine Wankbewegung der Fahrzeugkarosserie eine kurzfristige Entlastung eines Fahrzeugrades verursacht, kann fahrstabilitätssichernd die Bremskraft an diesem Fahrzeugrad zurückgenommen werden.at Use of this function in a traction control program the traction control can be done better than before, since the slip control with higher Security performed and a better acceleration behavior especially in such operating situations can be generated in which variations in vehicle body or bad road conditions to be recorded. If, for example, a rolling motion of the vehicle body can cause a short-term relief of a vehicle wheel driving stability locking the braking force on this vehicle wheel are withdrawn.
Die
Erfindung umfasst daher ein Verfahren zur Beeinflussung einer Schlupfregelung
an einem oder mehreren Kraftfahrzeugrädern, bei dem gemäß
Der Sollschlupf Ss ist hier nicht als eine Größe zu verstehen, auf die der Istschlupf Si permanent wie bei üblichen Regelungsverfahren hingeregelt wird, sondern bezeichnet einen Grenzwert des Schlupfes, der nicht überschritten werden darf. Dies ist wichtig, da beim Überschreiten des Sollschlupfwertes Ss die Gefahr des Radblockierens oder des Raddurchdrehens besteht, wodurch der Regelkreis instabil werden könnte.Of the Target slip Ss is not to be understood here as a size to which the Istschlupf Si permanent as usual Is regulated, but defines a limit of the slip that did not pass may be. This is important because when the nominal slip value is exceeded If there is a risk of wheel lock or wheel spin, which could make the control loop unstable.
Darüber hinaus
ist zur Verbesserung des vorgenannten Schlupfregelsystems vorgesehen, dass
die genannte Stellgröße Sy1 zu
einer korrigierten Stellgröße Syk1,
Syk2 beispielhaft durch eine Anwendung des Korrekturwertes Ly1 verändert wird, der
den lastabhängigen
Anteil der Radaufstandskraft FL wenigstens eines Fahrzeugrads repräsentiert (
Dieses
Verfahren wird nachfolgend mit Hilfe von
Der vom Fahrer vorgegebene Bremsdruck X3 kann bei einigen Antiblockiersystemen beispielsweise aus der Bremspedalstellung X2 etwa mittels eines Potentiometers erfasst, in einem Berechnungsmodul „Bremsdruck" F5 verarbeitet und dem Filter- und/oder Regelungsmodul F6 zugeleitet werden.Of the Driver-specified brake pressure X3 may be present on some anti-lock braking systems for example, from the brake pedal position X2 about using a Potentiometer detected, processed in a calculation module "brake pressure" F5 and be fed to the filter and / or control module F6.
In der Praxis ist der Schlupfregler F7 vorzugsweise so aufgebaut, dass die Stellgröße Sy1 bei nicht aktiviertem Schlupfregler F7 den Wert Null hat, so dass im Filter- und/oder Regelungsmodul F6 in einem solchen Fall keine Absenkung der Stellgröße Y1 für den Bremsaktuator AktB erfolgt. Überschreitet hingegen der Istschlupf Si den vorgegebenen Sollschlupf Ss, so wird der Schlupfregler F7 aktiv und gibt eine Stellgröße Sy1 mit beispielsweise einem positiven Wert aus. Dies bedeutet für das Filter- und/oder Regelungsmodul F6, dass der vom Fahrer vorgegebene Bremsdruck X3 um den entsprechenden Wert abgesenkt wird.In In practice, the slip controller F7 is preferably constructed so that the manipulated variable Sy1 not activated slip control F7 has the value zero, so that in the filter and / or control module F6 in such a case no lowering the manipulated variable Y1 for the brake actuator AktB takes place. Exceeds, however the actual slip Si the predetermined target slip Ss, then the slip control F7 active and specifies a manipulated variable Sy1 for example, a positive value. This means for the filter and / or control module F6 that the brake pressure specified by the driver X3 is lowered by the corresponding value.
Weiterhin werden um den Sollschlupfwert Ss vorzugsweise sogenannte Hystereseschwellen gelegt, in denen der Schlupfregler F7 den Schlupf bei einer Vollbremsung kontinuierlich regelt. Da dies für die Erfindung nicht von weiterer Bedeutung ist, wird hierauf nicht näher eingegangen.Farther are preferably so-called hysteresis by the target slip value Ss in which the slip control F7 slips during a full braking continuously regulates. As this is for the Invention is not of further importance, will not be discussed further.
Die
Funktionsweise des erfindungsgemäßen Verfahrens
bei einem Beschleunigungsvorgang des Fahrzeuges ist in
Ein solcher Beschleunigungsvorgang wird durch den Fahrer mittels einer Fahrpedalauslenkung signalisiert, die an dem Auslenkwinkel X21 des Fahrpedals erkennbar ist. Dieser Auslenkwinkel X21 wird mittels eines Fahrpedalsensors erfasst, durch ein Berechnungs modul F51 in einen Antriebsmomentwunsch X31 des Fahrers umgerechnet und dem Filter- und/oder Regelungsmodul F6 zugeleitet. Das Berechnungsmodul F51 kann beispielsweise einer nichtlinearen Kennlinie folgen.One Such acceleration process is by the driver by means of a Accelerator pedal deflection signaled at the deflection angle X21 of Accelerator is recognizable. This deflection angle X21 is using an accelerator pedal sensor detected by a calculation module F51 in a drive torque request X31 of the driver converted and the filter and / or control module F6 forwarded. The calculation module F51 may, for example, be a nonlinear Follow the characteristic curve.
Im Filter- und/oder Regelungsmodul F6 wird dann das vom Fahrer signalisierte Antriebswunschmoment X31 um den Korrekturwert Syk2 reduziert, der aus dem Ausgangswert Sy1 des Schlupfreglers F7 und dem Korrekturwert Ly1, Ly2 in der bereits beschriebenen Weise erzeugt wurde. Die daraus ermittelte wirksame Stellgröße Y11 beschreibt schließlich das nun tatsächlich angeforderte Antriebsdrehmoment, welches den aktuellen lastabhängigen Anteil der Radaufstandskraft FL berücksichtigt.in the Filter and / or control module F6 is then signaled by the driver Drive desired torque X31 reduced by the correction value Syk2, the from the output value Sy1 of the slip controller F7 and the correction value Ly1, Ly2 was generated in the manner already described. The result determined effective manipulated variable Y11 describes after all that indeed requested drive torque, which is the current load-dependent proportion the wheel reaction FL considered.
Dieses korrigierte Antriebsdrehmoment wird sodann in Form der Stellgröße Y11 an einen „intelligenten Aktuator" AktC, wie beispielsweise eine Drosselklappenstelleinrichtung an dem Fahrzeugmotor oder aber einem Motorsteuerungsgerät weitergeleitet, welches die Drehmomenterzeugung des Antriebsmotors steuert und/oder regelt.This corrected drive torque is then in the form of the manipulated variable Y11 an "intelligent Actuator "AktC, such as a throttle actuator on the vehicle engine or but a motor control device forwarded, which the torque generation of the drive motor controls and / or regulates.
Überschreitet der gemessene Radschlupf, also der Istschlupf Si, aufgrund eines zu starken Radantriebsmomentes den Sollschlupfwert Ss, so wird der Schlupfregler F7 aktiv und reduziert über eine größer werdende Stellgröße Syk2 das resultierende Antriebswunschmoment X31 des Fahrers. Aufgrund des reduzierten Antriebswunschmomentes wird letztlich der Radschlupf verringert, womit sich der Regelkreis schließt. Auch hier wird vorteilhaft die an diesem Rad ermittelte Radaufstandskraft FL erfindungsgemäß genutzt, um die Stellgröße Sy1 dahingehend zu verändern, dass mit größerer Radaufstandskraft FL die Stellgröße Lyk2 verkleinert und damit eine größere Traktionskraft erzeugt wird.exceeds the measured wheel slip, so the actual slip Si, due to a To strong wheel torque the target slip value Ss, so is the Slip controller F7 active and reduces over a larger manipulated variable Syk2 the driver's resulting desired drive torque X31. Due to the reduced drive torque is ultimately the wheel slip reduced, which closes the loop. Again, will be beneficial the wheel contact force FL determined on this wheel is used according to the invention, to the manipulated variable Sy1 accordingly change, that with greater wheel contact FL the manipulated variable Lyk2 reduced and thus a greater traction is produced.
Der Vorteil der genannten Verfahren besteht darin, dass bei unebenen Fahrbahnen, bei deren Befahren sich die Radaufstandskraft ständig verändert, die Schlupfregelung eines Fahrzeugrades dahingehend verbessert wird, dass nun schon bei einer Aufstandskraftentlastung eines Rades zeitgleich das Bremsmoment des Rades oder das Antriebsmoment des Fahrzeugmotors reduziert werden kann, ohne dass erst eine Erhöhung des Schlupfes oder gar eine Unterbrechung des brems- oder traktionsspezifischen Fahrbahnkontaktes auftritt. Eine solche Entlastung des Fahrzeugrades kann beispielsweise eine durch das Durchfahren eines Fahrbahnschlagloches erzwungene Aufbauschwingung sein.Of the Advantage of the mentioned method is that when uneven Lanes on which the Radaufstandskraft constantly changing, the Slip control of a vehicle wheel is improved to that effect, that now at a Aufstandskraftentlastung a wheel at the same time the braking torque of the wheel or the drive torque of the vehicle engine can be reduced without first increasing the slip or even an interruption of the brake or traction specific road contact occurs. Such a relief of the vehicle wheel, for example an enforced by driving through a lane puncture To be a boast.
In Ausgestaltung der Erfindung wird eine Aussage über die Radlast beziehungsweise Radaufstandskraft aus Größen gewonnen, die den Abstand H der Fahrzeugkarosserie von der Fahrbahn oder von der Radachse zur Fahrzeugkarosserie angeben. Vorteilhaft bei einem solchen Vorgehen ist, dass die dazu notwendigen Abstandssensoren in einigen Fahrzeugtypen zum Beispiel für eine Leuchtweitenregulierungseinrichtung oder für eine Niveauregulierungseinrichtung schon vorhanden sind. Mit Hilfe dieser Sensoren können daher sowohl langsame und beladungsabhängige Lastenänderungen auf die Fahrzeugräder als auch fahrdynamisch erzeugte Änderungen erfasst und für die Radaufstandskraftbestimmung genutzt werden.In an embodiment of the invention, a statement about the wheel load or wheel contact force is obtained from variables that indicate the distance H of the vehicle body from the roadway or from the wheel axle to the vehicle body. An advantage of such a procedure is that the necessary distance sensors in some vehicle types, for example, for a headlight range regulation device or for a level control device already exist. With the help of these sensors, therefore, both slow and load-dependent changes in load on the vehicle wheels as well as changes generated by driving dynamics can be detected and used for determining the wheel contact force.
Eine
andere Weiterbildung der Erfindung betrifft die dynamische Veränderung
des Sollschlupfes Ss in Abhängigkeit
von den ermittelten Radaufstandskräften. Dies wird nachfolgend
in einem weiteren Beispiel eines Bremsvorgangs in Zusammenschau
von
Ausgehend
von der radindividuell ermittelten rechts- und linksseitigen Radaufstandskraft
FL1L, FL1R sowie dem aktuellen radindividuellen Radschlupf Sir bzw.
Sil wird eine radindividuelle, rechts- bzw. linksseitige Radbremskraft
Frl bzw. Frr in Fahrzeuglängsrichtung
x ermittelt. Hierzu wird zunächst der
Straßenreibwert μx beispielsweise
mittels in der Literatur bekannte und in dem Steuerungs- und Regelungsgerät abgespeicherten
Schätzverfahren
in den Berechnungsmodulen F9 und F10 bestimmt. Dabei wird der Straßenreibwert μx vereinfacht
dargestellt aus dem gerade wirksamen radindividuellen Radbremsmoment
MBr bzw. MBl und dem aktuellen Istschlupf Sir bzw. Sil berechnet.
Stark vereinfacht kann die Bremskraft Frl für das linke Vorderrad und die
Bremskraft Frr für
das rechte Vorderrad ermittelt werden durch die Gleichungen
Anhand der ermittelten radindividuellen Bremskraft Frl, Frr können dann zum Beispiel bei einer Bremsung während einer Geradeausfahrt die Bremskräfte radindividuell derart gesteuert und geregelt werden, dass am Fahrzeugaufbau kein beziehungsweise nur ein geringes Drehmoment erzeugt wird. Dazu werden achsweise die Radbremskräfte Frl, Frr in einem Vergleichsmodul F11 miteinander verglichen und dann das geringere Radbremsmoment der beiden Räder ausgewählt. Bei dem Rad, an dem die größere Bremskraft wirkt, wird dann die radindividuelle Bremskraft Frlsoll, Frrsoll in den Berechnungsmodulen F12, F13 zu korrigierten Sollschlupfwerten Ssl, Ssr soweit verändert, bis die Radbremskräfte an beiden Rädern gleichgroß sind. Diese radindividuellen und ständig aktualisierten Sollschlupfwerte Ssl, Ssr werden vorzugsweise in dem elektronischen Speicher F1 abgespeichert und stehen so dem beschriebenen Regelungsablauf zur Verfügung.Based the determined wheel-individual braking force Frl, Frr can then for example when braking during a straight-ahead drive the braking forces be wheel individually controlled and regulated so that the vehicle body no or only a small torque is generated. To the wheel braking forces Frl, Frr compared in a comparison module F11 and then the lower wheel braking torque of the two wheels selected. At the wheel where the greater braking force acts, then the wheel-individual braking force Frlsoll, Frrsoll in the calculation modules F12, F13 to corrected target slip values Ssl, ssr changed so far, until the wheel braking forces on both wheels are the same size. These wheel-individual and constantly updated nominal slip values Ssl, Ssr are preferably stored in the electronic memory F1 stored and are as described Regulation procedure available.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird das Verfahren vorteilhaft nur dann angewandt, wenn auf das Fahrzeug keine Gierkräfte ausübt werden, also quasi geradeaus fährt. Über diese Zustandsgröße kann unterschieden werden, ob das Fahrzeug hohen Drehmomenten um seine Hochachse ausgesetzt ist, so dass entsprechend unterschiedliche Maßnahmen getroffen werden können. Giert das Fahrzeug beispielsweise nicht, so werden achsweise gleiche Radverzögerungskräfte beim Bremsen oder Antriebskräfte beim Beschleunigen erzeugt.In In a further embodiment of the invention, the method becomes advantageous applied only when no yaw forces are exerted on the vehicle, So almost straight ahead. About this state variable can be distinguished, whether the vehicle high torques around its Vertical axis is exposed, so that accordingly different activities can be taken. For example, if the vehicle is not yawing, it will be the same axle-by-axle Radverzögerungskräfte when Brakes or drive forces generated during acceleration.
In
einer anderen Weiterbildung der Erfindung, die auch in den
Mit Hilfe der genannten Messwerte kann die Wirkung der Lenk- oder Auslenkbewegung auf die Veränderung der Radaufstandskräfte im voraus abgeschätzt werden. So werden bei einem plötzlichen Lenkradeinschlag nach links die Radaufstandskräfte der rechten Räder kurz danach erhöht werden, während die der linken Fahrzeugräder zurückgehen. Durch die Berücksichtigung dieser Informationen und Verknüpfungen im Verknüpfungsglied A kann das Radbrems- oder Beschleunigungsmoment vorausschauend angepasst werden.With Help of the mentioned measured values can be the effect of the steering or deflection movement on the change the wheelwright forces estimated in advance become. So be at a sudden steering wheel to the left the wheel riot of the right wheels increased shortly thereafter be while the left vehicle wheels decline. By the consideration this information and shortcuts in the link A can anticipate the wheel braking or acceleration torque become.
- AA
- Verknüpfungsgliedcombiner
- AktBAktB
- Aktuator Betriebsbremseactuator service brake
- AktCAKTC
- BeschleunigungsaktuatorBeschleunigungsaktuator
- Dsds
- Differenzschlupfdifferential slip
- F1F1
- SollwertgeneratorSetpoint generator
- F2F2
- Filter bzw. Berechnungsmodulfilter or calculation module
- F3F3
- Berechnungsmodul Radaufstandskraftcalculation module wheel contact
- F4F4
- Berechnungsmodul für Korrekturwert Lycalculation module for correction value Ly
- F5F5
- Berechnungsmodul Bremsdruckcalculation module brake pressure
- F51F51
- Berechnungsmodul Antriebsmomentcalculation module drive torque
- F6F6
- Filter und/oder Regelungsmodulfilter and / or regulatory module
- F7F7
- Schlupfreglerslip controller
- F8F8
- Berechnungsmodul Istschlupfcalculation module actual slip
- F9F9
- Berechnungsmodul Straßenreibwert linkscalculation module road friction Left
- F10F10
- Berechnungsmodul Straßenreibwert rechtscalculation module Road friction value right
- F11F11
- Vergleichsmodulcomparison module
- F12F12
- Berechnungsmodulcalculation module
- F13F13
- Berechnungsmodul Sollschlupfbestimmungcalculation module Target slip determination
- F14F14
- Berechnungsmodul Sollschlupfbestimmungcalculation module Target slip determination
- FLFL
- Radaufstandskraft, Radlastwheel contact, wheel load
- FL1LFL1L
- Radaufstandskraft linkswheel contact Left
- FL1RFL1R
- Radaufstandskraft rechtswheel contact right
- Frrfrr
- Radbremskraft, rechtswheel braking, right
- FrlMiss
- Radbremskraft, linkswheel braking, Left
- FrrsollFrrsoll
- radindividuelle Soll-Bremskraft, rechtsindividual wheel Target braking force, right
- FrlsollFrlsoll
- radindividuelle Soll-Bremskraft, linksindividual wheel Target braking force, left
- HH
- Abstand, HöheDistance, height
- KK
- Subtraktionsgliedsubtraction
- K1K1
- Luftfedersteifigkeit in der Ruhelage der LuftfederAir spring stiffness in the rest position of the air spring
- K2K2
- Radlast, Radaufstandskraft in der Ruhelagewheel load, Radaufstandskraft in the rest position
- Ly1Ly1
- Korrekturwertcorrection value
- Ly2Ly2
- Korrekturwert, vorausschauendCorrection value, foresighted
- MBMB
- Radbremsmomentwheel braking
- MBrMBr
- Radbremsmoment rechtswheel braking right
- MBlMBl
- Radbremsmoment linkswheel braking Left
- Nradnrad
- Fahrzeugraddrehzahlvehicle wheel
- SiSi
- Istschlupfactual slip
- SirSir
- Istschlupf rechtsactual slip right
- SilSil
- Istschlupf linksactual slip Left
- Sradsrad
- DrehzahlsensorSpeed sensor
- Ssss
- Sollschlupfsetpoint slip
- Ssrssr
- Sollschlupf rechtssetpoint slip right
- Sslssl
- Sollschlupf linkssetpoint slip Left
- Sy1y1
- Stellgröße Aktuator vor KorrekturManipulated variable actuator before correction
- Syk1Syk1
- Stellgröße Bremsaktuator nach KorrekturControl value brake actuator after correction
- Syk2Syk2
- Stellgröße Beschleunigungsaktuator nach KorrekturActuating variable accelerator actuator to correction
- xx
- Längsrichtunglongitudinal direction
- X1X1
- Lenkwinkel Lenkradsteering angle steering wheel
- X21X21
- Auslenkwinkel Fahrpedalangle of deflection accelerator
- X2X2
- BremspedalstellungBrake pedal position
- X3X3
- Bremsdruckbrake pressure
- X31X31
- AntriebsmomentwunschDrive torque request
- Y1Y1
- Wirksame Stellgröße am Bremsaktuatoreffective Manipulated variable on the brake actuator
- Y11Y11
- Wirksame Stellgröße am Beschleunigungsaktuatoreffective Manipulated variable on the acceleration actuator
- μxrμxr
- Straßenreibwert, rechtsroad friction, right
- μxlμxl
- Straßenreibwert, linksroad friction, Left
Claims (13)
Priority Applications (1)
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Publications (1)
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