Verfahren und Vorrichtung zur Ermittlung der Abhebegefahr eines luftbereiften Rades von einer Fahrbahn

Stand der Technik

Kraftfahrzeuge und Motorräder werden zunehmend mit aktiven oder teilaktiven Fahrwerken ausgestattet. Bei einem teilaktiven Fahrwerk handelt es sich z.B. nur bei den Dämpfern um aktive Elemente, die Federn sind nicht aktiv.

Solche Systeme können zur Verbesserung des Fahrkomforts verwendet werden. Dabei wird durch die aktiven Eingriffe in Federn und/oder Dämpfer das Ziel verfolgt, die Bewegung des Fahrzeugaufbaus zu minimieren, so dass Fahrer und Passagiere nur eine möglichst geringe Bewegung in Richtung der Federbeine ausführen. Dieser Ansatz ist auch als Skyhook-Regelung bekannt.

Ein anderer, gegensätzlicher Ansatz zur Verwendung solcher Systeme besteht darin, durch die aktiven Eingriffe in Federn und/oder Dämpfer die Räder jeweils mit möglichst konstanter Last am Untergrund zu halten, so dass die Räder bzw. deren Reifen möglichst hohe Längs- und Querkräfte absetzen können. Dies erhöht die Stabilität des Fahrverhaltens und ist als Groundhook-Regelung bekannt.

Die Skyhook-Regelung benötigt weniger Sensoren, da hier im einfachsten Fall nur eine Schwingungsbewegung des Fahrzeugaufbaus in eine Raumrichtung erfasst werden muss. Offenbarung der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ermittlung der Abhebegefahr eines luftbereiften Rades von der Fahrbahn eines Fahrzeugs bei dem

mittels eines Drucksensors der zeitliche Verlauf des Reifendrucks im

Reifen des luftbereiften Rades ermittelt wird und

abhängig vom zeitlichen Verlauf des Reifendrucks ermittelt wird, ob eine

Abhebegefahr des Rades von der Fahrbahn vorliegt.

Durch das möglichst frühzeitige Erkennen einer Abhebegefahr ist möglichst, diese Gefahr zu beseitigen bevor eine unfallkritische Situation entsteht.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass eine Abhebegefahr dann als vorliegend detektiert wird, wenn der zeitliche Verlauf des Reifendrucks Oszillationen aufweist. Diese Oszillationen sind häufig erste Anzeichen für ein kommendes Abheben eines Rades oder sind gleichbedeutend mit einem Abheben eines Rades.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Oszillationen eine Frequenz größer oder gleich der Eigenfrequenz der ungefederten Massen des Rades aufweisen. Diese Eigenfrequenz liegt bei einem typischen Motorrad im Bereich von 15 Hz. Deshalb kann diese

Ausgestaltung auch so erfolgen, dass Oszillationen eine Frequenz größer oder gleich 15 Hz aufweisen. Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Fahrzeug um ein Zweirad handelt.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Zweirad um ein Motorrad handelt.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Rad um das Vorderrad handelt.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass bei Vorliegen einer Abhebegefahr ein fahrerunabhängiger Eingriff in ein Federsystem oder ein Dämpfersystem des vom Abheben bedrohten Rades

durchgeführt wird. Dabei wird mittels eines Aktuators das Feder- bzw. Dämpfersystem fahrerunabhängig angesteuert und dessen Eigenschaften modifiziert bzw. angepasst, um ein Abheben zu verhindern.

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Weiter umfasst die Erfindung eine Vorrichtung, enthaltend Mittel, die zur

Durchführung der erfindungsgemäßen Verfahren ausgestaltet sind. Dabei handelt es sich insbesondere um ein Steuergerät, in welchem der

Programmcode zur Durchführung der erfindungsgemäßen Verfahren hinterlegt l o ist.

Die Zeichnung umfasst die Figuren 1 und 2.

Fig. 1 zeigt die zeitlichen Verläufe verschiedener Größen.

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Fig. 2 zeigt die Ein- und Ausgangsgrößen einer Ausgestaltung der Erfindung.

Insbesondere bei Motorrädern kann durch Auswertung von Kamerabildern in manchen Fahrsituationen eine in Vertikalrichtung oszillierende Reifen bewegung 20 beobachtet werden, z.B. ein Stempeln des Vorderrades. Die Federung des

Motorrads bewegt sich in diesem Moment nicht, d.h. anhand einer Analyse der Einfederwege kann keine Vertikalbewegung des Motorrads festgestellt werden.

Ist ein Kraftfahrzeug mit Reifendrucksensoren ausgestattet, dann können diese

25 dazu verwendet werden, die oszillierende Bewegung der Kontaktfläche eines großvolumigen Reifens gegenüber der Straßenoberfläche messtechnisch aufzunehmen und dem Regelalgorithmus einer Fahrwerksregelung zuzuführen.

In Fig. 1 ist in Abszissenrichtung die Zeit t aufgetragen. Zum Zeitpunkt tO erfolgt

30 auf das sich bewegende Fahrzeug eine mechanische Rückwirkung z.B. durch eine Störung der Fahrbahnoberfläche, z.B. eine Bodenschwelle, ein Schlagloch oder eine Unebenheit, welche überfahren wird. Dies ist in Fig. 1 mit der eingezeichneten Sprungfunktion 100 eingezeichnet, welche zum Zeitpunkt tO einen Sprung aufweist. Der zeitliche Verlauf 101 kennzeichnet die Änderung des Einfederweges der Federung des betreffenden Rades ab dem Zeitpunkt tO. Es handelt sich um eine niederfrequente Schwingung, welche sich in einer Auf- und Abwärtsbewegung des Fahrzeugaufbaus bzw. Chassis äußert. Diese Schwingung kann z.B. mit einem Einfederwegsensor erfasst werden.

Der hochfrequente zeitliche Verlauf 102 kennzeichnet den zeitlichen Verlauf des Abstandes zwischen dem Fahrzeugaufbau und der Kontaktfläche des Reifens mit der Fahrbahn. Dieser zeitliche Verlauf ergibt sich, indem aus dem Verlauf 101 die mittels des Drucksensors ermittelten Reifendruckoszillationen und damit die oszillierende Umfangsänderung des Reifens an dessen Aufstandsfläche herausgerechnet werden.

In Fig. 2 ist ein Steuergerät 200 dargestellt. Dessen Ausgangsgrößen 204 sind die Sollwerte für die Stellgrößen eines aktiven Dämpfer- und/oder Federsystems. Als Eingangsgrößen kennzeichnen 203 den Reifendruck, 202 die

Federbewegung und 201 die Chassisbewegung. Die Federbewegung kann z.B. mittels eines Einfederwegsensors erfasst werden, die Chassisbewegung mittels eines Beschleunigungssensors. Hierbei kann auf das in modernen Motorrädern häufig vorhandene Sensormodul zurückgegriffen werden, welches unter anderem die Beschleunigungen in drei zueinander senkrechte Raumrichtungen erfasst.