DE102007000653A1

DE102007000653A1 - Verfahren zur Verbesserung der Fahrdynamik bei einem Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE102007000653A1
Application number: DE200710000653
Authority: DE
Inventors: Andreas Ties; Stephan Pollmeyer; Thomas Dr. Rosemeier
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2007-11-08
Filing date: 2007-11-08
Publication date: 2009-05-14

Abstract

Im Rahmen des Verfahrens zur Verbesserung der Fahrdynamik bei einem Kraftfahrzeug, umfassend ein ESP-System und ein Torque Vectoring-System und/oder eine Aktivlenkung, wird eine situationsabhängige und/oder permanente Giermomentenübergabe zwischen dem ESP-System und/oder dem Torque Vectoring-System und/oder der Aktivlenkung durchgeführt.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Verbesserung der Fahrdynamik bei einem Kraftfahrzeug umfassend ein ESP-System und ein Torque Vectoring-System und/oder eine Aktivlenkung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Aus dem Stand der Technik sind Fahrzeugachsen bekannt, die ein Überlagerungsgetriebe und einen Elektromotor aufweisen. Bei derartigen Systemen kann eine Torque Vectoring Funktion, nämlich die Verschiebung von Moment von einem Rad der Achse auf das andere Rad, dargestellt werden.
Beispielsweise ist aus der DE 10 2005 007 650 A1 der Anmelderin ein Differenzialgetriebe eines Fahrzeugs zum Verteilen eines Antriebsmoments in Fahrzeugquerrichtung zwischen zwei Rädern einer antreibbaren Fahrzeugquerachse bekannt. Hierbei wird das Antriebsmoment einer Getriebeeingangswelle mit einem vordefinierten Verteilungsgrad zwischen zwei jeweils mit der Getriebeeingangswelle wirkverbundenen Getriebeausgangswellen verteilt; die Getriebeausgangswellen stehen jeweils mit einem der Räder einer Fahrzeugquerachse in Wirkverbindung und sind über eine Getriebeeinrichtung miteinander wirkverbunden. Bei dem bekannten Differentialgetriebe ist die Getriebeeinrichtung derart mit einer Drehmoment erzeugenden Antriebsquelle, d. h. mit einem Elektromotor verbunden, dass der vordefinierte Verteilungsgrad in Abhängigkeit des Drehmoments der Antriebsquelle veränderbar ist.
Bei den aus dem Stand der Technik bekannten elektronischen Stabilitätsprogrammen (ESP) wird das Fahrzeug in kritischen, untersteuernden Situationen durch einen Bremseingriff am kurveninneren Hinterrad in die Kurve hineingedreht. Bei kritischen, übersteuernden Situationen wird das kurvenäußere Vorderrad bis zur Kraftschlussgrenze abgebremst, wodurch die Seitenkräfte reduziert werden und gleichzeitig durch die Bremslängskraft an diesem Rad ein ausdrehendes Giermoment um die Hochachse des Fahrzeugs entsteht. In nachteiliger Weise wird durch diese Vorgehensweise beim Untersteuern das Fahrzeug abgebremst.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Verbesserung der Fahrdynamik bei einem Kraftfahrzeug umfassend ein ESP-System und ein Torque Vectoring-System und/oder eine Aktivlenkung anzugeben, durch dessen Durchführung zum Einen das Fahrzeug nicht abgebremst wird und zum Anderen die Kraftschlussgrenzen der Räder besser ausgenutzt werden. Des weiteren soll das Fahrzeugverhalten beim Wechsel zwischen Antreiben, Rollen, Schieben und Bremsen stetig verlaufen.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Weitere erfindungsgemäße Ausgestaltungen und Vorteile gehen aus den Unteransprüchen hervor.
Demnach wird ein Verfahren zur Verbesserung der Fahrdynamik bei einem Kraftfahrzeug umfassend ein Torque Vectoring-System vorgeschlagen, im Rahmen dessen dem Bremseingriff seitens des ESP-Systems ein Torque Vectoring-Eingriff überlagert wird, was in der Erzeugung eines größeren Giermomentes zur Stabilisierung des Fahrzeugs resultiert.
Durch die erfindungsgemäße Konzeption werden durch die mittels eines Torque Vectoring-Systems ermöglichte variable Verteilung von Antriebskräften zu kurveninneren bzw. kurvenäußeren Rädern ausdrehende bzw. eindrehende Giermomente erzeugt, die zur Vermeidung von Schleuderunfällen und zur Verbesserung der Fahrdynamik eingesetzt werden.
Aus dem Stand der Technik sind Aktivlenkungen bekannt; durch eine Aktivlenkung kann dem Lenkwinkel, der über das Lenkrad vom Fahrer eingestellt wird, ein zusätzlicher Lenkwinkel überlagert werden, wodurch situationsabhängig ein aktiver Eingriff in die Fahrdynamik realisiert werden kann.
Gemäß der Erfindung wird vorgeschlagen, eine situationsabhängige und/oder permanente Giermomentenübergabe zwischen dem ESP-System und/oder einer Aktivlenkung und/oder einem Torque Vectoring-System zu realisieren. Hierbei kann die Giermomentübergabe in Form eines integrierten Regeleinsatzes oder durch eine geeignete Schnittstelle (z. B. über das Giermoment) zwischen dem ESP-System, der Aktivlenkung und/oder einem Torque Vectoring-System erfolgen.
Auf diese Weise werden gezielte Eingriffe gegen Unter- und Übersteuern ermöglicht, wobei in vorteilhafter Weise das Fahrzeugverhalten beim Wechsel zwischen Antreiben, Rollen, Schieben und Bremsen stetig bzw. kontinuierlich verläuft.
Wenn beispielsweise das Fahrzeug mit einem konstanten Giermoment um die Hochachse des Fahrzeugs durch das Torque Vectoring-System um die Kurve fährt und der Fahrer von Antreiben auf Bremsen wechselt, wird das Torque-Vectoring-Giermoment auf ein vom ESP-System generiertes Bremsgiermoment um die Hochachse des Fahrzeugs übertragen. Erzeugt z. B. das Torque Vectoring System bei einer Kurvenfahrt ein eindrehendes Giermoment, wird im Bremsfall auf der kurveninneren Seite stärker gebremst. Auf diese Weise wird ein kontinuierlicher Übergang zwischen Bremsen und Antreiben gewährleistet.
Wenn das Fahrzeug untersteuert, wird das Giermoment überwiegend durch das Torque Vectoring-System erzeugt (ein Anteil des Giermomentes kann über einen vom ESP-System generierten Bremseingriff erzeugt werden), indem Antriebskräfte zum kurvenäußeren Rad, möglichst an der Hinterachse, geleitet werden. Diese Verteilung erhöht die Ausnutzung des Reifenkraftpoten tials, da diese der Radlast entspricht. Ein Eingriff über die Aktivlenkung ist in diesem Fall nicht möglich, da sich die Vorderräder in untersteuernden Situationen typischerweise bereits im Kraftschlussgrenzbereich befinden.
Wenn das Fahrzeug übersteuert, wird über einen vom ESP-System generierten Bremseingriff am kurvenäußeren Vorderrad das Fahrzeug aus der Kurve herausgedreht, wobei dieser Eingriff das Ausnutzen des Reifenkraftpotentials erhöht. Der Bremseingriff kann dabei gemäß der Erfindung durch ein Zurückstellen des Gesamtwinkels durch die Aktivlenkung unterstützt werden.
Im Rahmen einer besonders vorteilhaften Variante der Erfindung ist im geschilderten Fall des Übersteuerns der Grad des Einsatzes der Aktivlenkung höher als der Grad des Bremseingriffs, da der Einsatz der Aktivlenkung die Geschwindigkeit des Fahrzeugs nicht verringert.
Durch die beschriebene geeignete Schnittstelle zwischen den Systemen ESP, Aktivlenkung und/oder Torque Vectoring-System oder durch einen integrierten Ansatz können die unterschiedlichen Eigenschaften der Systeme, z. B. in der Fahrdynamik, besser genutzt werden.
Beispielsweise wird bei hochdynamischen Fahrmanövern bei einem schnellen kurzen Eingriff über das ESP die Bremse zur Erzeugung des Giermomentes verwendet. Danach wird dieses Giermoment vom Torque Vectoring E-System kontinuierlich übernommen und das Bremsgiermoment entsprechend reduziert. Durch diese Vorgehensweise werden die Verlustleistungen an der Bremse bei quasi stationären Fahrmanövern reduziert; gleichzeitig wird die erforderliche Stelldynamik an das Torque Vectoring-System reduziert, was dessen Herstellungskosten verringert.
In vorteilhafter Weise greift gemäß der Erfindung vorwiegend dasjenige System ein, welches die Fahrdynamik am effektivsten verbessern kann; wie bereits erläutert, werden dadurch die Bremseingriffe seltener, was auch in einer Kraftstoffersparnis resultiert.
Durch die erfindungsgemäße Konzeption wird das Fahrzeug beim Untersteuern nicht abgebremst; der aktive Eingriff ist in diesem Fall vortriebsneutral. Des weiteren werden durch die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens die Kraftschlussgrenzen der Räder des Fahrzeugs besser ausgenutzt, da beim Untersteuern ein aktiver Eingriff an der Hinterachse erfolgt, wenn die Kraftschlussgrenze der Vorderräder erreicht ist; beim Übersteuern erfolgt ein aktiver Eingriff an der Vorderachse, wenn die Kraftschlussgrenze der Hinterräder erreicht ist.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- DE 102005007650 A1 [0003]

Claims

Verfahren zur Verbesserung der Fahrdynamik bei einem Kraftfahrzeug umfassend ein ESP-System und ein Torque Vectoring-System und/oder eine Aktivlenkung, dadurch gekennzeichnet, dass eine situationsabhängige und/oder permanente Giermomentenübergabe zwischen dem ESP-System und/oder dem Torque Vectoring-System und/oder der Aktivlenkung durchgeführt wird.
Verfahren zur Verbesserung der Fahrdynamik bei einem Kraftfahrzeug umfassend ein ESP-System, ein Torque Vectoring-System und/oder eine Aktivlenkung, nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Giermomentübegabe in Form eines integrierten Regeleinsatzes oder durch eine geeignete Schnittstelle zwischen dem ESP-System, der Aktivlenkung und/oder dem Torque Vectoring-System erfolgt.
Verfahren zur Verbesserung der Fahrdynamik bei einem Kraftfahrzeug umfassend ein ESP-System, ein Torque Vectoring-System und/oder eine Aktivlenkung, nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass, wenn das Fahrzeug mit einem konstanten durch das Torque Vectoring-System erzeugten Giermoment um eine Kurve fährt und der Fahrer von Antreiben auf Bremsen wechselt, das Torque-Vectoring-Giermoment auf ein vom ESP-System generiertes Bremsgiermoment übertragen wird.
Verfahren zur Verbesserung der Fahrdynamik bei einem Kraftfahrzeug umfassend ein ESP-System, ein Torque Vectoring-System und/oder eine Aktivlenkung, nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass, wenn das Fahrzeug untersteuert, das erforderliche Giermoment überwiegend durch das Torque Vectoring-System erzeugt wird, indem Antriebskräfte zum kurvenäußeren Rad der Hinterachse geleitet werden.
Verfahren zur Verbesserung der Fahrdynamik bei einem Kraftfahrzeug umfassend ein ESP-System, ein Torque Vectoring-System und/oder eine Aktivlenkung, nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass, wenn das Fahrzeug übersteuert, über einen vom ESP-System generierten Bremseingriff am kurvenäußeren Vorderrad das Fahrzeug aus der Kurve herausgedreht wird, wobei der Bremseingriff durch ein Zurückstellen des Gesamtlenkwinkels durch die Aktivlenkung unterstützt wird.
Verfahren zur Verbesserung der Fahrdynamik bei einem Kraftfahrzeug umfassend ein ESP-System, ein Torque Vectoring-System und/oder eine Aktivlenkung, nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Grad des Einsatzes der Aktivlenkung höher ist, als der Grad des Bremseingriffs.
Verfahren zur Verbesserung der Fahrdynamik bei einem Kraftfahrzeug umfassend ein ESP-System, ein Torque Vectoring-System und/oder eine Aktivlenkung, nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass bei hochdynamischen Fahrmanövern bei einem schnellen kurzen Eingriff über das ESP-System die Bremse zur Erzeugung des Giermomentes verwendet wird, wobei anschließend dieses Giermoment vom Torque Vectoring-Systemkontinuierlich übernommen und das Bremsgiermoment entsprechend reduziert wird.