VERFAHREN UND SYSTEM ZUR STEUERUNG VON FAHRZUSTäNDEN

EINES LANDFAHRZEUGS

BESCHREIBUNG

Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft im Allgemeinen Verfahren und Systeme zur Steuerung von Fahrzuständen eines Landfahrzeugs.

Hintergrund der Erfindung

Landfahrzeuge sind im Allgemeinen mit Systemen ausgestattet, die eine Steuerung von Fahrzuständen des Landfahrzeugs ohne Mitwirkung des Fahrers ermöglichen. Derartige Systeme umfassen beispielsweise Systeme zur Fahrdynamikregelung, Antriebsschlupfregelung, Antiblockierregelung und dergleichen.

Derartige Systeme werden beispielsweise verwendet, um bei einer Kurvenfahrt eines Landfahrzeugs ein Untersteuern zu kompensieren. Unter Untersteuern oder einem untersteuern- den Fahrzustand ist insbesondere zu verstehen, dass das Landfahrzeug aufgrund zu hoher Geschwindigkeit von einem von dem Fahrer vorgegebenen Kurvenradius abweicht, beispielsweise mit stark eingeschlagenen Rädern zum äußeren Kurvenrand rutscht; beim Untersteuern schiebt sich das Fahrzeug über die Vorderachse in Richtung des äußeren Kurvenrands, die Frontachse bricht stärker aus als die Hinterachse, und das Landfahrzeug erweckt den Anschein, weiterhin geradeaus fahren zu wollen.

Um ein Untersteuern zu kompensieren, ist es bekannt, wenigstens das kurveninnere Hinterrad, vorzugsweise abgesehen von dem kurvenäußeren Vorderrad alle Räder, gesteuert abzubremsen. Diese Maßnahmen wirken dem untersteuernden Fahrzustand entgegen, insbe- sondere weil die Fahrzeuggeschwindigkeit reduziert wird und das Landfahrzeug deshalb wieder auf den vom Fahrer gewünschten Kurvensradius gebracht werden kann. Das kurvenäußere Vorderrad wird dabei nicht abgebremst, damit dieses Rad die bestmögliche Seitenführung beibehält. Ein Abbremsen des kurvenäußeren Vorderrads würde vielmehr das Untersteuern verstärken. Einem Untersteuern kann zusätzlich entgegengewirkt werden, indem bei frontgetriebenen Landfahrzeugen das Antriebsmoment an den angetriebenen Vorderrädern reduziert wird.

Fahrzustandssteuernde Systeme werden auch verwendet, um ein übersteuern von Landfahrzeugen bei Kurvenfahrt zu kompensieren. Unter übersteuern oder einem übersteuernden Fahrzustand ist insbesondere zu verstehen, dass sich das Fahrzeug bei Kurvenfahrt mit dem Heck in Richtung des äußeren Kurvenrands bewegt, die Hinterachse in Kurven stärker aus- bricht als die Vorderachse, und sich das Fahrzeug zur Innenseite der Kurve neigt, ein auf die Fahrzeughochachse in Richtung des Kurveninneren gerichtetes Giermoment auf das Landfahrzeug wirkt.

Um einem übersteuern entgegen zu wirken, ist es bekannt, das kurvenäußere Vorderrad abzubremsen. Bei heckgetriebenen Fahrzeugen kann übersteuern durch eine zusätzlich durchgeführte Reduktion von Antriebskräften an den angetriebenen Hinterrädern kompensiert werden.

In bestimmten Fällen kann es dazu kommen, dass, während Maßnahmen zur Kompensation von Untersteuern durchgeführt werden, ein übersteuern auftritt. In solchen Fällen ist es üblich, die zur Untersteuerungskompensation verwendeten Maßnahmen zu beenden, um durch diese das übersteuern nicht zu verstärken, und Maßnahmen einzuleiten, die dem übersteuern entgegenwirken.

Ein Nachteil dieser Vorgehensweise besteht darin, dass das Landfahrzeug nicht in einen insgesamt gewünschten Fahrzustand gebracht wird und vielmehr unkontrollierbare Fahrzustände auftreten können.

Aufgabe der Erfindung

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine verbessere Steuerung von Fahrzuständen eines Landfahrzeugs beim Untersteuern und übersteuern bereitzustellen.

Kurzbeschreibung der Erfindung

Zur Lösung der obigen Aufgabe stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren und ein System gemäß den unabhängigen Ansprüchen bereit.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es vorgesehen, mittels eines ersten Steuerverfah- rens, das zur Kompensation von untersteuernden Fahrzuständen des Landfahrzeugs bei Kurvenfahrt dient, an Rädern des Landfahrzeugs wirkende Bremskräfte und/oder Antriebskräfte gesteuert zu erzeugen, die einem aktuell vorliegenden untersteuernden Fahrzustand

entgegen wirken, und mittels eines zweiten Steuerverfahrens, das zur Kompensation von übersteuernden Fahrzuständen des Landfahrzeugs bei Kurvenfahrt dient, an Rädern des Landfahrzeugs wirkende Bremskräfte und/oder Antriebsmomente gesteuert zu erzeugen, die einem aktuell vorliegenden übersteuernden Fahrzustand entgegen wirken. Insbesondere ist es bei dem erfindungsgemäßen Verfahren vorgesehen, das erste Steuerverfahren und das zweite Steuerverfahren gleichzeitig durchzuführen, wenn ein untersteuernder Fahrzustand und ein übersteuernder Fahrzustand gleichzeitig vorliegen.

Das erste Steuerverfahren umfasst vorzugsweise, wenigstens ein kurveninneres Rad, insbe- sondere das kurveninnere Hinterrad, des Landfahrzeugs gesteuert abzubremsen.

Ergänzend ist es vorgesehen, dass mittels des ersten Steuerverfahrens wenigstes ein äußeres Hinterrad des Landfahrzeugs gesteuert abgebremst wird, wobei das kurvenäußere Vorderrad nicht abgebremst wird.

Des Weiteren ist es möglich, dass mittels des ersten Steuerverfahrens an wenigstens einem angetriebenen Vorderrad wirkende Antriebskräfte gesteuert reduziert werden.

Das zweite Steuerverfahren umfasst vorzugsweise, das kurvenäußere Vorderrad des Land- fahrzeugs gesteuert abzubremsen.

Ferner ist es möglich, dass das zweite Steuerverfahren an wenigstens einem angetriebenen Hinterrad des Landfahrzeugs wirkende Antriebskräfte gesteuert reduziert. Alternativ ist es vorgesehen, mittels des zweiten Steuerverfahrens an wenigstens einem angetriebenen Rad des Landfahrzeugs wirkende Antriebskräfte zu erhöhen.

Vorzugsweise wird das erste Steuerverfahren durchgeführt, wenn ein erster, für untersteuernde Fahrzustände vorgegebener Grenzwert vorliegt oder erreicht wird.

Als erster Grenzwert kann eine vorbestimmte Abweichung eines tatsächlichen Kurvenradius des Landfahrzeugs bei Kurvenfahrt von einem durch einen Fahrer des Landfahrzeugs vorgegebenen, gewünschten Kurvenradius verwendet werden.

Ferner ist es bevorzugt, dass das zweite Steuerverfahren durchgeführt wird, wenn ein zwei- ter, für übersteuernde Fahrzustände vorbestimmter Grenzwert vorliegt oder erreicht wird.

AIs zweiter Grenzwert kann ein vorbestimmtes Giermoment des Landfahrzeugs um dessen Hochachse verwendet werden.

Das erfindungsgemäße System zur Steuerung von Fahrzuständen eines Landfahrzeugs um- fasst eine Steuerung und eine mit der Steuerung verbundene Sensoranordnung, mit der untersteuernde und übersteuernde Fahrzustände des Landfahrzeugs ermittelt bzw. erfasst und in Abhängigkeit von Fahrzuständen Signale an die Steuerung ausgegeben werden können, die angeben, ob untersteuernde und/oder übersteuernde Fahrzustände vorliegen.

Insbesondere ist die Steuerung des erfindungsgemäßen Systems ausgelegt, in Antwort auf ein einen untersteuernden Fahrzustand angebendes Signal der Sensoranordnung erste Steuersignale für eine Bremsanlage und/oder Antriebskräfte für Räder des Landfahrzeugs bereitstellende (z.B. erzeugende, übertragende und/oder steuernde) Komponenten des Landfahrzeugs zu erzeugen, die diese in Betriebszustände bringen, die dem aktuell vorlie- genden untersteuernden Fahrzustand entgegen wirken, und in Antwort auf ein einen übersteuernden Fahrzustand des Landfahrzeugs angebendes Signal der Sensoranordnung zweite Steuersignale für die Bremsanlage und/oder die Antriebskräfte für Räder des Landfahrzeugs bereitstellende Komponenten zu erzeugen, die diese in Betriebszustände bringen, die dem aktuell vorliegenden übersteuernden Fahrzustand entgegen wirken.

Des Weiteren ist es vorgesehen, dass die Steuerung die ersten Steuersignale und die zweiten Steuersignale gleichzeitig zu erzeugen vermag, wenn die Sensoranordnung wenigstens ein Signal ausgibt, das ein gleichzeitiges Vorliegen eines untersteuernden und eines übersteuernden Fahrzustands angibt.

Hier und im Folgenden ist unter "eingerichtet" zu verstehen, dass die Steuerung wenigstens strukturell ausgeführt ist, um die jeweils angegebenen technischen funktionalen Merkmale bereitzustellen. Darüber hinaus kann die Steuerung auch programmiert sein, um die jeweils angegebenen technischen funktionale Merkmale bereitzustellen, beispielsweise unter Ver- wendung von Softwarecode oder Computerprogrammen. So ist es beispielsweise vorgesehen, dass die Funktionen der Steuerung durch eine entsprechende Hardwarestruktur (z.B. ASIC) bereitgestellt werden. Die Steuerung kann auch so ausgeführt sein, dass sie eine allgemein verwendbare Hardwarestruktur aufweist, die in Verbindung mit einer entsprechenden Programmierung (z.B. fest implementierter Softwarecode, auf einem Computer lesbaren Speichermedium bereitgestelltes Computerprogramm, zum Betrieb herunterladbarer Softwarecode oder Computerprogramm) die technischen funktionalen Merkmale der Steuerung bereitstellt.

Vorzugsweise vermag die Steuerung ein von dem ersten Steuersignal umfasstes Steuersignal zu erzeugen, um der Bremsanlage anzugeben, dass wenigstens ein kurveninneres Rad, vorzugsweise das kurveninnere Hinterrad, des Landfahrzeugs gesteuert abgebremst werden soll.

Des Weiteren ist es vorgesehen, dass die Steuerung ein von dem ersten Steuersignal umfasstes Steuersignal für die Bremsanlage zu erzeugen vermag, um ein kurvenäußeres Hinterrad des Landfahrzeugs gesteuert abzubremsen und dabei ein Abbremsen des äußeren Vorderrads zu verhindern.

Die Steuerung kann ausgelegt sein, um für wenigstens eine der Antriebskräfte für Räder des Landfahrzeugs bereitstellenden Komponenten ein von dem ersten Steuersignal umfasstes Steuersignal zu erzeugen, um an wenigstens einem angetriebenen Vorderrad wirkende Antriebskräfte gesteuert zu reduzieren.

Die Steuerung kann die zweiten Steuersignale so erzeugen, dass sie ein Steuersignal für die Bremsanlage umfassen, um ein kurvenäußeres Vorderrad des Landfahrzeugs gesteuert abzubremsen.

Es ist vorgesehen, dass die Steuerung ein von dem zweiten Steuersignal umfasstes Steuersignal für wenigstens eine der Antriebskräfte bereitstellenden Komponenten zu erzeugen vermag, um entweder Antriebskräfte an wenigstens einem angetriebenen Hinterrad des Landfahrzeugs gesteuert zu reduzieren oder Antriebsmomente an wenigstens einem ange- triebenen Rad des Landfahrzeugs gesteuert zu erhöhen.

Vorzugsweise ist die Steuerung ausgelegt, um die ersten und zweiten Steuersignale zu erzeugen, wenn wenigstens einer der oben genannten ersten und zweiten Grenzwerte vorliegt bzw. erreicht wird.

Kurzbeschreibung der Zeichnungen

Bei der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen wird auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen, von denen zeigen:

Hg. 1 eine schematische Darstellung einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Systems und damit verwendeter Komponenten eines Landfahrzeugs, und

Hg. 2 bis 11 schematische Darstellungen zur Veranschaulichung bevorzugter Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung.

Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung

Fig. 1 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform eines Systems zur Steuerung von Fahrzuständen eines Landfahrzeugs. Das System umfasst eine Steuerung ECU und eine Sensoreinheiten 2, 4 und 6 umfassende Sensoranordnung (nicht bezeichnet).

Die Sensoreinheit 2, die einen oder mehrere Sensoren umfassen kann, dient zur Erfassung von durch einen Fahrer zur Kurvenfahrt vorgegebenen Kurvenradius. Die Sensoreinheit 2 kann beispielsweise Positionen des Lenkrads (nicht gezeigt), Stellungen des Lenkgestänges (nicht gezeigt) und/oder Stellungen der gelenkten Räder erfassen.

Die Sensoreinheit 4, die einen oder mehrere Sensoren umfassen kann, dient zur Erfassung von bei einer Kurvenfahrt tatsächlich vorliegenden Kurvenradien. Hierfür können beispielsweise die für die ABS-Regelung ohnehin erforderlichen Raddrehzahlsensoren verwendet werden. Dabei wird der Unterschied der Raddrehzahlen zwischen den kurveninneren und den kurvenäußeren Rädern ausgeweitet.

Die Sensoreinheit 6, die einen oder mehrere Sensoren umfassen kann, dient zur Erfassung von auf das Landfahrzeug wirkenden Gierkräften um dessen Hochachse. Die Sensoreinheit 6 kann beispielsweise ein Giermomentensensor umfassen.

Von den Sensoreinheiten 2, 4 und 6 ausgegebene Signale, die deren jeweils erfasste Messgrößen angeben, werden über drahtgebundene und/oder drahtlose Signalstrecken 8, 10 und 12 zu der Steuerung ECU übertragen.

Signale der Steuerung ECU, die zur Steuerung von Fahrzuständen des Landfahrzeugs dienen, werden über drahtgebundene und/oder drahtlose Signalstrecken 14 und 16 übertragen.

Die Signalstrecke 14 ist für erste Steuersignale der Steuerung ECU vorgesehen, um eine Bremsanlage des Landfahrzeugs zu steuern. Die ersten Steuersignale können einer Steuer- einheit (nicht gezeigt), falls vorhanden, der Bremsanlage bereitgestellt werden, die in Antwort darauf weitere Komponenten, insbesondere Ventilanordnungen, der Bremsanlage entsprechend steuert. Wenn die Steuerung ECU wenigstens teilweise die Bremsanlage steu-

ert, kann mittels der ersten Steuersignale die Bremsanlage (beispielsweise Ventilanordnungen der Bremsanlage) wenigstens teilweise unmittelbar gesteuert werden.

Die Signalstrecke 16 dient zur übertragung von zweiten Steuersignalen. Mittels der zweiten Steuersignale können Komponenten AM des Landfahrzeugs, die Antriebskräfte für Fahrzeugräder bereitstellen (z.B. erzeugen, übertragen, steuern), durch die Steuerung ECU gesteuert werden. Derartige Komponenten umfassen beispielsweise Fahrzeugmotoren, Getriebe, Kupplungen, Motormanagementsysteme und, im Fall von allradgetriebenen Landfahrzeugen, Komponenten, die Antriebskräfte auf Vorder- und Hinterräder verteilen.

Von der im Folgenden zugrunde gelegten Bremsanlage sind in Fig. 1 eine Steuereinheit 18 und hydraulische Verbindungen 20, 22, 24, 26 gezeigt. über die Hydraulikverbindungen 20, 22, 24 und 26 kann Fahrzeugrädern RIv, Rrv, RIh und Rrh zugeordneten Radbremsen (nicht gezeigt) Hydraulikfluid zugeführt und entfernt werden, um in den Rädern Bremsdruck auf- und abbauen zu können.

Mittels der Sensoreinheiten 2, 4 und 6 werden jeweils aktuell vorliegende Fahrzustände des Landfahrzeugs erfasst. Wenn bei einer Kurvenfahrt ein untersteuernder und/oder ein übersteuernder Fahrzustand detektiert wird, erfolgt mittels der Steuerung ECU eine Steuerung der Bremsanlage und/oder wenigstens einer Antriebskräfte bereitstellenden Komponente, um dem Untersteuern, dem übersteuern oder beiden Fahrzuständen entgegen zu wirken.

Bevorzugte Ausführungsformen einer solchen Steuerung von Fahrzuständen sind im Folgenden beschrieben. Die durch Fig. 2 veranschaulichte Ausführungsform ist zur Verwendung von Fahrzeugen mit Vorderradantrieb, mit Hinterradantrieb oder mit Allradantrieb geeignet. Bei der durch Fig. 3 veranschaulichten Ausführungsform wird von einem Fahrzeug mit Vorderradantrieb ausgegangen. Bei den durch Fig. 4 und 5 veranschaulichen Ausführungsformen wird von einem Fahrzeug mit Hinterradantrieb ausgegangen. Bei den durch Fig. 6, 7 und 8 veranschaulichten Ausführungsformen wird von einem Fahrzeug mit Hinterradantrieb ausge- gangen, wobei dort übersteuernde Fahrzustände zum Teil durch eine Verringerung von Antriebskräften an Fahrzeugrädern erfolgen kann. Bei den durch Fig. 9, 10 und 11 veranschaulichten Ausführungsformen wird ebenfalls von einem hinterradgetriebenen Fahrzeug ausgegangen, wobei hier übersteuernde Fahrzustände durch eine Erhöhung von Antriebskräften an Fahrzuständen zusätzlich kompensiert werden können.

In allen Fällen wird von einer Kurvenfahrt eines sich vorwärts bewegenden Landfahrzeugs nach links ausgegangen, wobei diesbezügliche Ausführungen entsprechend für eine entgegengesetzte Kurvenfahrt gelten.

Nach oben gerichtete Pfeile in den Figuren geben eine Erhöhung von Bremskräften bzw.

Antriebskräften an. Nach unten gerichtete Pfeile in den Figuren geben eine Verringerung von Bremskräften bzw. Antriebskräften an.

Wird bei einem sich in Kurvenfahrt nach links befindenden Fahrzeug festgestellt, dass ein Untersteuern vorliegt, werden gemäß der Ausführungsform von Fig. 2 mittels der Steuerung ECU an dem kurveninneren Vorderrad RIv, dem kurveninneren Hinterrad RIh und dem kurvenäußeren Hinterrad Rrh Bremskräfte BIv, BIh und Brh erzeugt, die diese Räder gesteuert so abbremsen, dass Kräfte auf das Landfahrzeug wirken, die dem Untersteuern entgegen wirken.

Wird während der Steuerung der Bremsanlage zur Kompensation des untersteuernden Fahrzustands festgestellt, dass ein übersteuern auftritt, werden mittels der Steuerung ECU an dem kurvenäußeren Vorderrad Rrv Bremskräfte Brv erzeugt, die zu auf das Landfahrzeug wirkenden Kräften führen, die dem übersteuern entgegen wirken.

Im Gegensatz zu der bisherigen Vorgehensweise Maßnahmen zur Kompensation von Untersteuern zu beenden und nachfolgend nur Maßnahmen zur Kompensation von übersteuern durchzuführen, wird durch die vorliegende Erfindung erreicht, dass die Maßnahmen zur Kompensation von Untersteuern, insbesondere eine Verringerung der Fahrzeuggeschwindig- keit, kontinuierlich durchgeführt werden, und zwar unabhängig von Maßnahmen zur Kompensation von übersteuern.

Bei der durch Fig. 2 veranschaulichten Ausführungsform und bei im Folgenden beschriebenen Ausführungsformen, bei denen bei einer Kompensation von übersteuernden und unter- steuernden Fahrzuständen das kurvenäußere Vorderrad gesteuert abgebremst wird, wird durch das zusätzlich abgebremste Rad das Fahrzeug weiter verzögert, was eine ergänzende Kompensation hinsichtlich untersteuernder Fahrzustände darstellen kann.

Die durch Fig. 3 veranschaulichte Ausführungsform unterscheidet sich von der Ausführungs- form gemäß Fig. 2 dadurch, dass zusätzlich zu den zur Kompensation des Untersteuerns erzeugten Bremskräften an den angetriebenen Vorderrädern RIv und Rrv wirkende Antriebskräfte AIv und Arv zur Untersteuerungskompensation reduziert werden.

Bei der durch Fig. 4 veranschaulichten Ausführungsform erfolgt eine Kompensation eines Untersteuerns wie unter Bezugnahme auf Fig. 2 erläutert. Zur Kompensation eines (mit dem Untersteuern zeitgleich auftretenden) übersteuerendenden Fahrzustands werden auf die Hinterräder RIh und Rrh wirkende Antriebskräfte AIh und Alrh, wie durch die nach unten gerichteten Pfeile angegeben, verringert.

Bei der durch Fig. 5 veranschaulichten Ausführungsform erfolgt die Kompensation eines untersteuernden Fahrzustands wie unter Bezugnahme auf Fig. 2 erläutert. Zur Kompensation eines übersteuerns werden bei dieser Ausführungsform, wie unter Bezugnahme auf Fig. 2 erläutert, an dem kurvenäußeren Vorderrad Rrv wirkende Bremskräfte Brv erzeugt und, wie unter Bezugnahme auf Fig. 4 erläutert, an den Hinterrädern RIh und Rrh wirkende Antriebskräfte AIh und Arh reduziert. Diese Bremskrafterzeugung und Antriebskraftverringerung kann zeitgleich oder nacheinander eingeleitet werden.

Bei der durch Fig. 6 veranschaulichten Ausführungsform werden zur Kompensation eines untersteuernden Fahrzustands, wie unter Bezugnahme auf Fig. 3 erläutert, Antriebskräfte AIv und Arv an den Vorderrädern RIv und Rrv reduziert. Zur Kompensation eines übersteuerns werden bei dieser Ausführungsform, wie unter Bezugnahme auf Fig. 4 erläutert, an den Hinterrädern RIh und Rrh wirkende Antriebskräfte AIh und Arh verringert.

Die durch Fig. 7 veranschaulichte Ausführungsform unterscheidet sich von der unter Bezugnahme auf Fig. 3 erläuterten Ausführungsform dadurch, dass einem übersteuern entgegengewirkt wird, indem an den Hinterrädern RIh und Rrh wirkende Antriebskräfte AIh und Arh verringert werden.

Die durch Fig. 8 veranschaulichte Ausführungsform verwendet die unter Bezugnahme auf Fig. 3 und 7 erläuterte Kompensation eines untersteuernden Fahrzustands und die unter Bezugnahme auf Fig. 5 erläuterte Kompensation eines übersteuernden Fahrzustands.

Bei den durch Fig. 9, 10 und 11 veranschaulichten Ausführungsformen wird hinsichtlich einer Kompensation von übersteuernden Fahrzuständen durch Steuerung von auf Fahrzeugräder wirkenden Antriebskräften im Gegensatz zu oben beschriebenen Ausführungsformen eine Antriebskrafterhöhung verwendet.

Zur Kompensation von untersteuernden Fahrzuständen wird bei der durch Fig. 9 veranschaulichten Ausführungsform eine unter Bezugnahme auf Fig. 2 erläuterte Bremskrafterzeugung,

wird bei der durch Rg. 10 veranschaulichten Ausführungsform eine unter Bezugnahme auf Rg. 6 erläuterte Verringerung von Antriebskräften und wird bei der durch Rg. 11 veranschaulichten Ausführungsform eine unter Bezugnahme auf Rg. 3 erläuterte Bremskrafterhöhung und Antriebskraftverringerung verwendet.

Bei den Ausführungsformen von Rg. 9, 10 und 11 werden übersteuernde Fahrzustände kompensiert, indem an dem kurvenäußeren Vorderrad Rrv Bremskräfte Brv erzeugt und an wenigstens einem angetriebenen Rad Antriebskräfte erhöht werden. Dabei ist es vorgesehen, die Bremskrafterzeugung vor der Antriebskrafterhöhung einzuleiten, dies in umgekehr- ter Reihenfolge durchzuführen oder beide Maßnahmen gleichzeitig einzuleiten.