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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ermitteln eines Lenkrollhalbmessers. Weiterhin sind ein Verfahren zum Lenkbremsen unter Verwendung dieses Verfahrens, ein Steuergerät und sowie ein Nutzfahrzeug vorgesehen.
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Der Lenkrollhalbmesser ist als Abstand des Schnittpunktes, den die Schwenkachse eines Fahrzeugrades mit der Fahrbahn bildet, gegenüber dem Mittelpunkt der Reifenaufstandsfläche des Fahrzeugrades auf der Fahrbahn definiert. In Abhängigkeit des Lenkrollhalbmessers werden bei Bremsvorgängen Lenkmomente auf das Fahrzeugrad ausgeübt. Bei Rädern einer gelenkten Achse, insbesondere somit der Vorderachse, kann somit ein Lenkvorgang bewirkt werden.
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Bei einem positiven Lenkrollhalbmesser, wie er oftmals bei Nutzfahrzeugen vorliegt, wird z. B. das rechte Vorderrad stärker gebremst als das linke Vorderrad, um die Lenkung nach rechts einschlagen zu lassen. Bei Fahrzeugen mit negativem Lenkrollhalbmesser ist entsprechend das gegenüberliegende Fahrzeugrad stärker zu bremsen.
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In
DE 10 2010 029 058 A1 ist beschrieben, ein Fahrzeugrad auf verschiedenen Positionen einzulenken und die Drehachsen zu bestimmen, woraus nachfolgend aufgrund eines Modells die Achsgeometrie und hieraus der Lenkrollhalbmesser ermittelt werden können.
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Stationäre Achsvermessungen sind z. B. in
EP 1277027 B1 und
DE 10393821 B4 beschrieben. Die
DE 10 2014 113 596 A1 beschreibt ein System zur Kompensation des Eigenlenkverhaltens unter Einbeziehung des Lenkgetriebes, wobei ergänzend ein seitenselektives Bremsen vorgesehen ist.
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Bei derartigen Systemen wird somit im Allgemeinen ein Lenkrollhalbmesser vorausgesetzt oder einmalig ermittelt, um nachfolgend Lenkbrems-Vorgänge durchführen zu können.
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Es zeigt sich, dass eine Annahme eines einmalig detektierten Lenkrollhalbmessers relativ ungenau ist. So können beim Montieren anderer Räder deutliche Änderungen am Lenkrollhalbmesser auftreten, so dass die nachfolgende Ausführung von Lenkbrems-Vorgängen auf unsicherer Grundlage erfolgt.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu schaffen, das eine sichere Ermittlung des Lenkrollhalbmessers ermöglicht. Weiterhin sollen ein Verfahren zum Lenkbremsen unter Verwendung dieses Verfahrens, ein Steuergerät sowie ein Nutzfahrzeug hierzu geschaffen werden.
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Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren nach Anspruch 1 gelöst; weiterhin werden ein Verfahren zum Lenkbremsen unter Verwendung dieses Verfahrens, ein Steuergerät zur Durchführung der Verfahren sowie ein Nutzfahrzeug hierzu geschaffen.
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Somit werden nach Fahrtantritt asymmetrische Bremsvorgänge einer gelenkten Achse des Fahrzeugs durchgeführt, bei denen ein Rad der gelenkten Achse stärker als das andere Rad gebremst wird. Hierbei kann das andere, schwächer gebremste Rad z.B. auch mit einer Bremskraft von Betrag Null, d.h. gar nicht gebremst werden und somit nur das erste Rad gebremst werden. Weiterhin wird ein Lenkvorgabe-Signal ermittelt, das eine Lenkvorgabe, d.h. insbesondere einen Lenkwunsch des Fahrers oder eine Lenkvorgabe eines autonomen Systems wiedergibt; hierbei kann das ermittelte Lenkvorgabe-Signal vom Betrag her auch Null sein, d.h. keine Lenkvorgabe erfolgen.
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Weiterhin wird ein durch den Bremsvorgang bewirkter Lenkvorgang bewertet. Aus einer Bewertung dieser Daten wird nachfolgend zumindest ein Vorzeichen des Lenkrollhalbmessers zumindest eines der gelenkten Räder, insbesondere beider gelenkter Räder ermittelt.
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Der Lenkvorgang kann gemäß einer Ausbildung bewertet werden, indem ein erzeugtes Lenkmoment gemessen wird, insbesondere durch einen Lenkmoment-Sensor. Alternativ hierzu kann der Lenkvorgang auch z.B. durch Ermittlung des erzeugten Rad-Lenkwinkels und/oder des Lenkradwinkels bewertet werden, z.B. durch einen Lenkwinkelmesser oder z.B. durch Ermittlung der Änderung der Fahrtrichtung, z.B. mittels Kamera oder Radar.
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Bereits hierdurch werden einige Vorteile erreicht:
- Es wird eine aktuelle Ermittlung des Lenkrollhalbmessers ermöglicht, ohne z. B. geometrische Abmessungen zu ermitteln. Indem das Lenkmoment und das Lenkvorgabe-Signal ermittelt und insbesondere miteinander in Beziehung gesetzt werden, können die durch das asymmetrische Bremsen erzeugten Lenkvorgänge direkt der Lenkwirkung zugeordnet werden. Wird z. B. ein Lenkmoment festgestellt, obwohl der Fahrer oder - z. B. bei einem autonomen Fahrzeugsystem - der virtuelle Fahrer keinen Lenkwunsch eingegeben hat, kann auf einen Lenkbrems-Vorgang geschlossen werden und hieraus der Lenkrollhalbmesser zumindest vom Vorzeichen her ermittelt werden.
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Somit wird insbesondere eine Ermittlung des Vorzeichens des Lenkrollhalbmessers ermöglicht, d. h., ob ein positiver oder ein negativer Lenkrollhalbmesser vorliegt. Hierbei wird erkannt, dass insbesondere die Kenntnis dieses Vorzeichens für nachfolgende, bewusst eingeleitete Lenkbrems-Vorgänge wichtig ist, um nicht z. B. einen Lenkbrems-Vorgang in die falsche Richtung einzuleiten. Die genaue Größe des Lenkrollhalbmessers ist nicht ganz so wichtig wie das Vorzeichen, da z. B. während eines Lenkbrems-Vorgangs die asymmetrische Bremswirkung vergrößert oder verringert werden kann. Insbesondere kann durch die Kenntnis des Vorzeichens des Lenkrollhalbmessers z. B. ausgeschlossen werden, dass aufgrund eines positiven Lenkrollhalbmessers eine Verstärkung der Lenkung erfolgt, obwohl ein negativer Lenkrollhalbmesser angenommen wurde, der zu einem selbsttätigen Gegenlenken führen sollte.
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Hierbei sind zum einen die Bremskräfte, d. h. bei einem druckmittelbetätigten Bremssystem die Bremsdrücke, sowie ein Lenkmoment und ein Lenkvorgabe-Signal Messgrößen, die bei Fahrzeugsystemen oftmals bereits zur Verfügung stehen und somit keine zusätzlichen Sensordaten erfordern.
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Gemäß einer bevorzugten Ausbildung erfolgt die Einleitung eines ersten asymmetrischen Bremsvorganges und/oder der nachfolgenden asymmetrischen Bremsvorgänge aufgrund eines Brems-Kriteriums, wodurch insbesondere sichergestellt werden kann, dass die Ermittlung früh genug vorgenommen wird und/oder hinreichend valide ist. In das Brems-Kriterium können unter anderem folgende Bewertungen oder Teil-Kriterien eingehen:
- eine Fahrzeit wird mit einem ersten Zeit-Grenzwert verglichen. Als Fahrzeit wird insbesondere die Zeit seit Fahrtantritt, d.h. insbesondere seit einer Fahrgeschwindigkeit ungleich Null, herangezogen, oder die Zeit seit Einschalten des Fahrzeugs, z.B. seit Einschalten der Zündung. Somit wird eine frühzeitige Ermittlung ermöglicht, bevor stärkere Bremsvorgänge und gegebenenfalls aufgrund eines Ausfalls des Lenksystems Lenkbrems-Vorgänge vorzunehmen sind.
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Gemäß einem anderen Teil-Kriterium wird eine Zeitdauer zwischen dem Ende der letzten Fahrt und dem aktuellen Fahrbeginn bewertet, d. h. insbesondere mit einem Grenzwert verglichen. Wenn die Zeitdauer seit Ende der letzten Fahrt einen zweiten Zeit-Grenzwert überschreitet, kann eine aktuelle Ermittlung des Lenkrollhalbmessers vorgesehen sein, da sich wichtige Eigenschaften des Rades geändert haben können. So kann z. B. ein Radwechsel erfolgt sein, bei dem somit gegebenenfalls auch die Felge mit gewechselt wurde und sich somit die Einpresstiefe geändert haben kann.
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Gemäß einem anderen Teil-Kriterium wird ein möglicher Radwechsel erkannt, indem ein Reifenfülldruck ermittelt und bewertet wird, und bei Feststellen einer Änderung oberhalb eines Änderungsgrenzwertes seit der letzten Fahrt erkannt wird, dass ein Radwechsel vorliegen kann und somit das Verfahren durchgeführt wird und der Lenkrollhalbmesser neu zu bestimmen ist. Alternativ oder ergänzend kann auch eine Identifikationsnummer des Reifendrucksensors ausgelesen werden. Bei einer Änderung der Nummer wird erkannt, dass ein Radwechsel vorliegen kann, so dass dann das Verfahren angewandt wird.
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Ein weiteres Teil-Kriterium kann die Ermittlung einer Geradeausfahrt sein. Hierzu kann der aktuelle Radlenkeinschlag bzw. Lenkradwinkel herangezogen werden. So kann z. B. vorgesehen sein, den asymmetrische Bremsvorgang während einer Geradeausfahrt durchzuführen, um kritische Fahrsituationen zu vermeiden oder gering zu halten.
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Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung wird insbesondere bei einer autonomen Einleitung des asymmetrischen Bremsvorgangs als Probe-Bremsung ein autonomer Kompensations-Lenkvorgang eingeleitet, insbesondere zur ganzen oder teilweisen Kompensation der Lenkbrems-Wirkung. Hierbei kann z.B. von dem aktuellen bzw. derzeit bekannten Wert des Lenkrollhalbmessers ausgegangen werden, um durch die autonome Kompensations-Lenkung den Lenkbrems-Effekt zumindest zu verringern. Somit wird der Fahrer den asymmetrischen Bremsvorgang nicht oder nicht relevant bemerken.
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Gemäß weiteren Weiterbildungen können nachfolgende asymmetrische Bremsvorgänge mit anderen Bremskräften und/oder anderen Vorzeichen der Differenz der Bremskräfte, durchgeführt werden, um die Genauigkeit zu erhöhen. Weiterhin oder alternativ hierzu können Bremsvorgänge auf unterschiedlichen Flächen und somit unterschiedlichen Reibwerten durchgeführt werden.
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Als Bremskräfte können bei druckmittelbetätigten Bremssystemen insbesondere die Bremsdrücke herangezogen werden.
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Gemäß einer besonders bevorzugten Ausbildung wird eine Validität des ermittelten Lenkrollhalbmessers ermittelt. Hierzu kann ein Vertrauens-Index bzw. Confidential Index ermittelt werden, der die Validität des Bewertungsvorgangs bzw. Bewertungsfortschritts angibt. Somit kann durch fortlaufende Messungen eine Genauigkeit des Lenkrollhalbmessers erhöht werden und diese Verbesserung festgestellt werden. So kann dem Fahrer z. B. angezeigt werden, wenn der Confidential Index einen relevanten Wert erreicht hat, der autonome Lenkbrems-Vorgänge ermöglicht oder mit hoher Genauigkeit durchführen kann.
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Weiterhin kann der Confidential Index für ein autonomes Fahrzeugsystem, insbesondere autonomes Fahrerassistenzsystem oder autonomes Sicherheitssystem, als Einsatz-Kriterium herangezogen werden, so dass erst bei hinreichender Validität die Lenkbremsvorgänge eingesetzt werden.
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Die gelenkte Achse kann insbesondere die Vorderachse sein. Weiterhin kann auch z.B. der Lenkrollhalbmesser einer gelenkten Hinterachse bewertet werden.
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Gemäß einer bevorzugten Ausbildung wird das zeitliche Verhalten des ermittelten Lenkvorgabe-Signal und/oder des Lenkmomentes bewertet. Hierdurch wird eine Genauigkeit der Ermittlung verbessert. Insbesondere kann der Lenkwunsch des Fahrers aufgrund des von ihm ausgeübten Lenkmomentes besser von einem durch den asymmetrischen Bremsvorgang ausgeübten Lenkmoment getrennt werden.
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Erfindungsgemäß wird somit insbesondere auch ein Verfahren zum Lenkbremsen geschaffen, das auch bei Ausfall des Lenksystems sichere Lenkbrems-Vorgänge ermöglicht und somit die Sicherheit erhöht. Aufgrund insbesondere des ermittelten Confidential Index können auch stärkere Lenkbrems-Vorgänge eingeleitet werden. Die Einleitung der Lenkbrems-Vorgänge kann z.B. erst durchgeführt werden, wenn der Confidential Index einen Grenzwert überschreitet, weiterhin kann auch vorgesehen sein, dass eine Stärke der Lenkbrems-Vorgänge in Abhängigkeit der Höhe des Confidential Index erfolgt.
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Weiterhin werden ein Steuergerät geschaffen, das Anweisungen zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens enthält, sowie ein Fahrzeug, insbesondere Nutzfahrzeug mit dem Steuergerät und/oder zur Durchführung des Verfahrens. Der Sensor für die Ermittlung des Lenkmomentes kann in üblicher Weise in der Lenkwelle vorgesehen sein; die Lenkvorgabe kann z.B. durch Messung eines Lenkradwinkels in dem Fahrzeug oder eines Lenkvorgabe-Signals erfolgen.
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Die Erfindung wird im Folgenden anhand der beiliegenden Zeichnungen an einigen Ausführungsformen näher erläutert. Es zeigen:
- 1 ein Fahrzeug in Vorderansicht;
- 2 das Fahrzeug in Aufsicht, während eines Bremsvorgangs;
- 3 das Fahrzeug aus 2 während eines Brems- und Lenkvorganges;
- 4 eine Ausschnittsvergrößerung aus 1
- 5 die Reifenaufstandsflächen der Vorderachse aus 2;
- 6 ein Flussdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens.
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Ein Nutzfahrzeug 1 fährt auf einer Fahrbahn 2. Das Nutzfahrzeug 1 weist eine gelenkte Vorderachse VA sowie gemäß der hier gezeigten Ausführungsform eine Hinterachse HA auf; hierbei können auch weitere Hinterachsen, gegebenenfalls auch liftbare Zusatzachsen oder Hinterachsen, vorgesehen sein.
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In der nachfolgenden Beschreibung werden Elemente der linken Seite des Nutzfahrzeugs 1 mit dem Index -1, und entsprechend Elemente der rechten Seite des Nutzfahrzeugs 1 mit dem Index -2 bezeichnet. Somit weist das Nutzfahrzeug 1 ein lenkbares linkes Vorderrad VA-1 und ein lenkbares rechtes Vorderrad VA-2 auf. An dem linken Vorderrad VA-1 ist eine linke Vorderrad-Bremse 4-1, und entsprechend an dem rechten Vorderrad VA-2 eine rechte Vorderrad-Bremse 4-2 vorgesehen, die z. B. als pneumatische Bremsen, insbesondere pneumatische Scheibenbremsen, ausgelegt sein können. Entsprechend sind an den Rädern HA-1, HA-2 der Hinterachse HA Hinterrad-Bremsen 5-1 und 5-2 vorgesehen.
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In dem Fahrzeug-Koordinatensystem XYZ des Fahrzeugs 1 gemäß 2 und 3 bezeichnet X die Längsrichtung; entsprechend stellt Y die Querrichtung dar. Die verschiedenen Koordinatensysteme der Straße, des Fahrzeugs und der einzelnen Räder sind entsprechend ineinander umzurechnen; nachfolgend wird zur Vereinfachung das Fahrzeug-Koordinatensystem XYZ betrachtet. Die Fahrtrichtung F entspricht in dem Fahrzeug-Koordinatensystem XYZ bei Geradeausfahrt somit der Längsrichtung X.
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Die Vorderrad-Bremsen 4-1, 4-2 sowie die Hinterrad-Bremsen 5-1, 5-2 sind Teile eines pneumatischen Bremssystems 6, das weiterhin ein Bremsen-Steuergerät 8, z.B. ein EBS-Steuergerät 8, sowie ein hier nicht weiter beschriebenes Druckluftsystem mit elektropneumatischen Ventilen aufweist, so dass das EBS-Steuergerät 8 durch Ansteuerung der elektropneumatischen Ventile die Radbremsen 4-1, 4-2, 5-1, 5-2 mit einem individuellen pneumatischen Bremsdruck P41, P42, P51, P52 ansteuern kann.
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Weiterhin weist das Nutzfahrzeug 1 ein in 1, 3 detaillierter gezeigtes Lenksystem 12 auf, mit einem vom Fahrer zu bedienenden Lenkrad 14, einer Lenkwelle 15 sowie gemäß dieser Ausführungsform einem in oder an der Lenkwelle 15 vorgesehenen Lenkmoment-Sensor 16. Durch den Lenkmoment-Sensor 16, der z. B. mittels eines torsionsweichen Bereichs der Lenkwelle 15 ausgebildet sein kann. Der Lenkmoment-Sensor 16 dient hier zum Feststellen des Lenkvorgangs, wobei der Lenkvorgang auch anders festgestellt werden kann.
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Die Vorderräder VA-1, VA-2 stehen in Reifenaufstandsflächen 20-1, 20-2 auf der Fahrbahn 2, die in 5 genauer gezeigt sind. Das linke Vorderrad VA-1 ist um eine linke Schwenkachse 22-1 schwenkbar, wobei die linke Schwenkachse 22-1 die Fahrbahn 2 in einem Schnittpunkt 23-1 schneidet, der von einem Mittelpunkt 24-1 der linken Reifenaufstandsfläche 20-1 um den linken Lenkrollhalbmesser LRH-1 in Querrichtung Y versetzt ist.
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Entsprechend ist das rechte Vorderrad VA-2 um eine rechte Schwenkachse 22-2 schwenkbar, die wiederum die Fahrbahn 2 in einem rechten Schnittpunkt 23-2 schneidet, der gegenüber dem rechten Mittelpunkt 24-2 um den rechten Lenkrollhalbmesser LRH-2 in Querrichtung Y versetzt ist.
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In der hier gezeigten Ausführungsform liegt ein positiver Lenkrollhalbmesser LRH-1 und LRH-2 vor, wie er bei Nutzfahrzeugen 1 im Allgemeinen auftritt.
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Bei einem Bremsvorgang wird somit von dem EBS-Steuergerät 8 ein Bremsdruck p41 in die linke Vorderrad-Bremse 4-1 eingesteuert, die somit das linke Vorderrad VA-1 abbremst, so dass das linke Vorderrad VA-1 auf der Fahrbahn 2 - entgegen der Fahrtrichtung F bzw. Längsrichtung X - eine Bremskraft 26-1 erfährt, die aus der Wechselwirkung mit der Fahrbahn 2 auftritt, wobei in die Höhe der linken Bremskraft 26-1 entsprechend der Reibwertparameter bzw. Reibungskoeffizient mue zwischen dem linken Vorderrad VA-1 und der Fahrbahn 2, sowie Schlupf usw. eingehen. Entsprechend wird aus der Bremskraft 26-1 und dem linken Lenkrollhalbmesser LRH-1 ein linkes Lenkmoment LM-1 auf das linke Vorderrad VA-1 ausgeübt, das somit das linke Vorderrad VA-1 und durch die kinematische Koppelung auch das rechte Vorderrad VA-2 schwenkt. Bei Ausbildung der Vorderachse A als Starrachse ergibt sich somit eine Summe der Lenkmomente LM-1 und LM-2 als Gesamt-Lenkmoment LM.
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2 zeigt die Geradeausfahrt; in 3 sind die Vorderräder entsprechend eingeschlagen, d.h. Rad-Lenkwinkel alpha-1, alpha -2 sind ungleich Null.
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In der gezeigten Ausführungsform liegt ein elektronisches bzw. elektrisch gesteuertes Lenksystem vor, mit einem Lenk-Steuergerät 30, das mit dem EBS-Steuergerät 8 z. B. über einen CAN-Bus 32 verbunden ist. Das Lenk-Steuergerät 30 ermöglicht die Einleitung selbstständiger Lenkungen an sowohl dem linken Vorderrad VA-1 als auch dem rechten Vorderrad VA-2.
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Das erfindungsgemäße Verfahren weist gemäß 6 zumindest folgende Schritte auf: Das Verfahren wird in Schritt St0 gestartet, in dem oben beschriebenen Nutzfahrzeug 1 und seinen oben genannten Merkmalen. Das Nutzfahrzeug 1 beginnt nachfolgend gemäß Schritt St1 seine Fahrt, d. h. Fahrgeschwindigkeit v ungleich 0 (Vorwärts- oder Rückwärtsfahrt). Nach einem Fahrtbeginn fährt das Nutzfahrzeug 1 mit seiner Fahrgeschwindigkeit v z. B. zunächst geradeaus, so dass die Fahrtrichtung F der Längsrichtung X entspricht.
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In Schritt St2, St3 wird der erste unsymmetrische Bremsvorgang BV-a eingeleitet. Der erste Bremsvorgang BV-a kann z. B. bei einer ersten selbsttätigen Bremsung des Nutzfahrzeugs 1, die über das EBS-Steuergerät 8 auf einen Fahrerwunsch, d. h. Betätigung eines Bremspedals 34, hin erfolgen. Weiterhin kann wie in 6 gezeigt in Schritt St2 ein Brems-Kriterium K1 zur selbsttätigen Einleitung einer Bremsung durch das EBS-Steuergerät 8 vorgesehen sein. Das Brems-Kriterium K1 kann mehrere Teil-Kriterien erfassen, z.B.:
- - Es ist noch keine Fahrer-Bremsung oder andere Bremsung eingeleitet, und weiterhin auch vom EBS-Steuergerät 8 nicht selbsttätig, z. B. aufgrund einer Instabilität, der erste Bremsvorgang BV-a eingeleitet worden.
- - Weiterhin kann als Teil-Kriterium enthalten sein, dass der erste unsymmetrische Bremsvorgang BV-a bei Geradeausfahrt ohne Querdynamik und/oder ohne Straßenneigung eingeleitet, d. h. die Fahrtrichtung F entspricht der Längsrichtung X des Fahrzeugs 1 und die Rad-Lenkwinkel alpha-1 , alpha -2 gleich Null
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Alternativ hierzu kann aber auch eine Kurvenfahrt vorgesehen sein, d. h. bei Lenkmoment LM ≠ 0,.
- - Weiterhin kann ein Reifenfülldrucksignal S2 herangezogen werden, insbesondere das zeitliche Verhalten des Reifendruck-Signals S2, um bei einer Änderung des ermittelten Reifendrucks bei Fahrtantritt zu erkennen, dass mit hoher Wahrscheinlichkeit ein Reifenwechsel vorlag, so dass das Brems-Kriterium K1 erfüllt ist, um gegebenenfalls einen neuen Reifen bzw. ein neues Rad VA-1 oder VA-2 zu vermessen.
- - Weiterhin kann als Teil-Kriterium die Zeitdauer t1 seit dem Fahrtantritt, bzw. Zeitdauer seit „Zündung an“ bzw. Einschalten des Nutzfahrzeugs 1 bewertet werden, so dass in einem hinreichend kurzen Zeitraum nach Fahrtbeginn oder Einschalten des Nutzfahrzeugs 1 der erste asymmetrische Bremsvorgang BV-a eingeleitet wird.
- - Weiterhin kann als Teil-Kriterium auch einbezogen werden, dass nach Beendigung der letzten Fahrt und Start der neuen Fahrt ein hinreichend großer Zeitraum t > delta-t2 verstrichen ist; bei z. B. einem kurzen Stopp des Fahrzeugs muss somit das Verfahren nicht sofort wieder durchgeführt werden.
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Weitere Teil-Kriterien des Brems-Kriteriums K1 können sein, dass
- - der erste asymmetrische Bremsvorgang noch unterhalb einer Grenzgeschwindigkeit v-lim von z. B. 30 km/h durchgeführt werden soll, d. h. v < v-lim.
- - keine Gier-Bewegung des Fahrzeugs um seine Hochachse GA, und/oder keine Roll-Bewegung bzw. seitliches Einknicken des Nutzfahrzeugs 1 auf z. B. geneigter Fahrbahn 2 vorliegt.
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Wenn das Bremskriterium K1 erfüllt ist, wird gemäß Schritt St3 der erste unsymmetrische Bremsvorgang BV-a eingeleitet, bei dem eines der Räder VA-1, VA-2 stärker gebremst wird als das andere Rad. Bei der hier beschriebenen Ausführungsform wird das linke Vorderrad VA-1 über die linke Vorderrad-Bremse 4-1 stärker gebremst als das rechte Vorderrad VA-2 über die rechte Vorderrad-Bremse 4-2, d. h. die linke Bremskraft 26-1 ist größer als die rechte Bremskraft 26-2, d.h. z.B., dass der linke Bremsdruck p41 größer ist als der rechte Bremsdruck p42.
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Während des Bremsvorgangs BV-a werden gemäß Schritt St4 Daten aufgenommen, insbesondere das gemessene Lenkmoment LM, das Lenkvorgabe-Signal LW, weiterhin Daten über den eingeleiteten Bremsvorgang, d.h. über die Bremskräfte 26-1, 26-2. Hierzu können z.B. die eingeleiteten Bremsdrücke p41, p42 herangezogen werden.
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In Schritt St5 erfolgt eine Auswertung der gesammelten Daten. So wird ermittelt, ob ein Lenkvorgang ermittelt werden kann und gegebenenfalls der bewirkte Lenkvorgang bewertet. Hierzu kann gemäß einer Ausführungsform das vom Fahrer ausgebildete Lenkmoment LM detektiert werden, wenn der Fahrer gegen den eingeleiteten Lenkvorgang gegenhält. Weiterhin oder alternativ hierzu kann der erzeugte Lenkvorgang auch als Lenkradwinkeländerung ermittelt werden, wenn der Fahrer nicht oder nur teilweise gegenhält. Somit kann auch gemessen werden, in welche Richtung das Fahrzeug zieht; weiterhin kann der Rad-Lenkwinkel quantitativ erfasst werden, wobei grundsätzlich eine Ermittlung der Richtung ausreichend ist. Gemäß einer weiteren Ausgestaltung können die eingesteuerten Bremsdrücke mit dem resultierenden Rad-Lenkwinkel in Beziehung gesetzt werden.
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Wenn z. B. vom Fahrer derzeit über das Lenkrad 14 kein Lenkwunsch eingegeben wird und somit die Geradeausfahrt beabsichtigt ist, kann das ermittelte Lenkmoment LM direkt der asymmetrischen Bremsung der Vorderräder VA-1, VA-2 zugeordnet werden, d. h. als steer-by-brake-Effekt.
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Somit kann in Schritt St5 aus dem ermittelten Lenkmoment zumindest das Vorzeichen des linken und rechten Lenkrollhalbmesser LRH-1 , LRH-2 ermittelt werden.
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Wenn der Bremsvorgang BV-a autonom eingeleitet wurde, d.h. als Probe-Bremsung, kann in Schritt St3 eine vollständige oder teilweise Kompensation des Lenkbrems-vorgangs durch einen aktiven Lenkeingriff erfolgen, bei dem somit das Lenk-Steuergerät 30 einen aktiven Lenkvorgang einleitet, der das detektierte Lenkmoment LM kompensiert, so dass das Fahrzeug 1 nicht oder nicht relevant gelenkt wird und somit seine Fahrtrichtung F nicht ändert. Der Kompensation-Lenkvorgang kann somit aus dem ermittelten Lenkmoment und/oder aus einer gemessenen Gierrate omega berechnet und eingeleitet werden.
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Gemäß Schritt St6 werden vor und während des ersten Bremsvorgang BV-a Validitäts-Daten VAL-BV-a gesammelt, die zur Ermittlung eines Confidential Index CI dienen. Hierbei werden als Validitätsdaten VAL-BV-a ein oder mehrere der folgenden Daten aufgenommen:
- ein aktuelles Lenkmoment LM (t), der linke Vorderrad-Bremsdruck P41 und rechte Vorderrad-Bremsdruck P42, z. B. Temperatur Tp und z. B. ein ermittelter aktueller Haftwert HW-1, HW-2, weiterhin z. B. ermittelte Daten über die Straßenneigung, die Fahrtrichtung F, die Fahrgeschwindigkeit V, die Rad-Lenkwinkel alpha-1, alpha -2 der Vorderräder VA-1, VA-2. Aus diesen Daten wird somit die Validität der Bewertung des ersten Bremsvorgangs BV-a bewertet.
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Weiterhin kann als Teil der Validitätsdaten VAL-BV-a eine Längs-Beschleunigung ermittelt, durch einen Längsbeschleunigungs-Sensor oder z. B. als zeitliche Ableitung der Fahrgeschwindigkeit v.
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Vorteilhafterweise werden mehrere Bremsvorgänge BV-a und nachfolgend BV-b, BVc, ... durchgeführt, um genaue Daten für die Ermittlung zu erhalten. Hierbei können die Bremsdrücke P41, P42 variiert werden, wobei insbesondere z. B. die Differenz bzw. das Vorzeichen der Differenz der Bremsdrücke P41, P42 geändert wird; somit wird z. B. in dem nachfolgenden Bremsvorgang BV-b ein höherer rechter Vorderrad-Bremsdruck P42 als der linke Vorderrad-Bremsdruck P41 eingegeben.
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Aber auch während nicht-idealer Fahrsituationen, d. h. in einer Kurvenfahrt, kann unter Berücksichtigung der weiteren Einwirkungen auf die Lenkrollhalbmesser LRH-1, LRH-2 geschlossen werden.
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Zunächst können die Lenkrollhalbmesser LRH-1, LRH-2 als gleich angesetzt werden. Bei der weiteren Ermittlung können diese individuell und somit unterschiedlich bestimmt werden.
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Indem der erste Bremsvorgang BV-a hinreichend klein ist, kann - bei zunächst nicht bekannten Lenkrollhalbmessern LRH-1, LRH-2 - bereits eine hinreichende erste Ermittlung erreicht werden, die bei nachfolgenden Bremsvorgängen BV-b, BV-c, ... entsprechend genauer eingestellt werden kann, d.h. die Validität bzw. ein die Validität anzeigender Confidential Index CI steigt und erreicht später einen Grenzwert Cl-min, der eine hinreichende Sicherheit anzeigt, so dass selbsttätige Lenkbremsvorgänge eingeleitet werden können.
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Somit kann in einem Schritt St7 überprüft werden, ob der CI hinreichend groß ist, und bei Erreichen des Grenzwertes Cl-min entschieden werden, dass Lenkbremsvorgänge LV eingeleitet werden können, wie in Schritt St8 angedeutet.
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Wenn somit von dem Lenk-Steuergerät 30 ein ganzer oder teilweiser Defekt des Lenksystems 12 detektiert wird, teilt das Lenk-Steuergerät 30 dies dem EBS-Steuergerät 8 über den CAN-Bus 32 mit, so dass nachfolgend z.B. überprüft wird, ob der Confidential Index CI groß genug ist, dass SBB-Vorgänge eingeleitet werden, so dass das EBS-Steuergerät 8 steer-by-brake-Vorgänge SBB einleitet. Vorteilhafterweise wird ergänzend eine Information über das Vorzeichen des Lenkrollhalbmessers übertragen oder herangezogen, damit das EBS-Steuergerät 8 dann mit einer gezielten Ansteuerung reagieren kann.
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Die Koordination zwischen dem Bremssteuergerät 8 und dem Lenk-Steuergerät 30 kann von jedem der beiden Steuergeräte 8, 30 ausgehen. Es kann auch ein übergeordnetes Steuergerät für das erfindungsgemäße Verfahren vorgesehen sein, das somit die beiden Steuergeräte 8, 32 subsidiär ansteuert.
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Somit wird eine Lernphase LPH durchgeführt, vom Start mit t = 0 bis z. B. zur Ermittlung eines Grenzwertes des Confidential Index Cl-min. Bei Erreichen von Cl-min wird somit erkannt, dass steer-by-brake möglich ist. Dies kann dem Fahrer durch ein Anzeige-Signal S1 angezeigt werden, so dass der Fahrer sein Fahrverhalten und insbesondere sein Lenkverhalten bzw. seine Aktivlenkung anpassen kann.
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Das steer-by-brake kann insbesondere vom EBS-Steuergerät 8 in einer oder mehrerer der folgenden Fahrdynamik-Regelungen und/oder Fahrerassistenz-Systeme eingesetzt werden: ABS (Antiblockiersystem), EBS (elektronisches Bremssystem), ESP elektronisches Stabilitätsprogramm), FDR (Fahrdynamikregelung), ACC (Automatic Cruise Control).
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Die hier beschriebenen SBB-Vorgänge erfolgen somit insbesondere durch Änderung des Rad-Lenkwinkels alpha-1, alpha-2 in 3. Weiterhin ist zu berücksichtigen, dass auch bei der ungelenkten Achse HA und auch zusätzlich an der gelenkten Achse VA ein Brems-Lenk-Effekt bereits durch die asymmetrische Bremsung BV-a als solche erfolgt, auch ohne Änderung des Rad-Lenkwinkels alpha-1 , alpha-2. Somit können asymmetrische Bremsungen der Hinterachse HA einbezogen werden.
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Bezugszeichen (Teil der Beschreibung)
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- 1
- Nutzfahrzeug
- 2
- Fahrbahn
- VA
- Vorderachse
- VA-1
- linkes Vorderrad
- VA-2
- rechtes Vorderrad
- HA
- Hinterachse
- HA-1
- linkes Hinterrad
- HA-2
- rechtes Hinterrad
- 4-1
- linke Vorderrad-Bremse
- 4-2
- rechte Vorderrad-Bremse
- 5-1
- linke Hinterrad-Bremse
- 5-2
- rechte Hinterrad-Bremse
- 6
- pneumatisches Bremssystem, insbesondere EBS
- 8
- Bremsen-Steuergerät
- 10
- Druckluftsystem
- 11
- elektropneumatische Ventile
- 12
- Lenksystem
- 14
- Lenkrad
- 15
- Lenkwelle
- 16
- Lenkmoment-Sensor
- 17
- Lenkradwinkel-Sensor
- 20-1
- linke Reifenaufstandsfläche
- 20-2
- rechte Reifenaufstandsfläche
- 22-1
- linke Schwenkachse
- 22-2
- rechte Schwenkachse
- 23-1
- linker Schnittpunkt
- 23-2
- rechter Schnittpunkt
- 24-1
- linker Mittelpunkt der linken Reifenaufstandsfläche 20-1
- 24-2
- rechter Mittelpunkt der rechten Reifenaufstandsfläche 20-2
- 26
- Reifendrucksensor
- 26-1
- linke Bremskraft, die auf das linke Vorderrad VA-1 wirkt
- 26-2
- rechte Bremskraft, die auf das rechte Vorderrad VA-2 wirkt
- 30
- Lenk-Steuergerät
- 32
- CAN-Bus
- 34
- Bremspedal
- 43
- Längsbeschleunigungs-Sensor
- 45
- Fahrzeug-System, insbesondere autonomes oder halbautonomes Fahrzeug-System
- 45a
- autonome oder halbautonome Fahrdynamik-Regelungen
- 45b
- autonomes oder halbautonomes Fahrerassistenz-System
- 46
- vorgespeicherte Werte für das Kompensations-Lenkmoment (LM-K)
- alpha-1 und alpha-2
- Rad-Lenkwinkel
- B1
- erste Bedingung des Abbruch-Kriteriums K3
- B2
- zweite Bedingung des Abbruch-Kriteriums K3
- BV-a
- erster Bremsvorgang
- CI
- Confidential Index
- CI-1
- Mindest-Confidential Index
- delta-t
- erster Zeitraum
- F
- Fahrtrichtung
- GA
- Hochachse
- HW-1, HW-2
- aktueller Haftwert
- K1
- Brems-Kriterium
- K2
- Einsatz-Kriterium
- K3
- Abbruch-Kriterium
- LM-K
- Kompensations-Lenkmoment
- LRW
- Lenkradwinkel
- LRH-1
- linker Lenkrollhalbmesser des linken Vorderrads V-1
- LRH-2
- rechter Lenkrollhalbmesser des rechten Vorderrads V-2
- LM-1
- linkes Lenkmoment
- LM-2
- rechtes Lenkmoment
- LM (t)
- aktuelles Lenkmoment
- LPH
- Lernphase
- LV
- autonome Lenkbrems-Vorgänge
- S1
- Lenkmoment-Signal
- S2
- Reifendrucksignal
- S3
- Bremssignal
- S4
- autonomes Lenk-Signal
- Delta-S2
- zeitliche Änderung des Reifendrucksignals S2
- sgn (LRH-1), sgn (LRH-2)
- Vorzeichen des Lenkrollhalbmessers LRH-1, LRH-2
- P41
- Bremsdruck im linken Vorderrad 4-1
- P42
- Bremsdruck im rechten Vorderrad 4-2
- Delta-P
- Differenz der ersten und zweiten Bremskraft (P41, P42)
- V-LRH
- Validität des ermittelten Lenkrollhalbmessers
- G-LRH
- Genauigkeit des ermittelten Lenkrollhalbmessers
- G-LV
- Genauigkeit von Lenkbrems-Vorgängen LV
- t1
- Zeitdauer der Fahrt
- t2
- Zeitraum seit letzter Fahrt
- t-lim-1 t-lim-2 Tp
- Temperatur
- S5
- Anzeigesignal
- S6
- Freigabesignal (6) für autonome Lenkbrems-Vorgänge (LV)
- V
- Fahrgeschwindigkeit
- VAL-BV-a
- Validitätsdaten
- v-lim
- Geschwindigkeits-Grenzwert
- X
- Längsrichtung (nicht Fahrtrichtung, dies korrigieren)
- Y
- Querrichtung des Nutzfahrzeugs 1
- Z
- vertikale Richtung, Hochrichtung des Nutzfahrzeugs 1
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 19605553 C1 [0004]
- DE 19632251 A1 [0004]
- DE 102006046497 A [0004]
- EP 2998175 B1 [0004]
- EP 3293064 A1 [0004]
- EP 3293065 A1 [0004]
- DE 102010029058 A1 [0005]
- EP 1277027 B1 [0006]
- DE 10393821 B4 [0006]
- DE 102014113596 A1 [0006]