Die Erfindung betrifft dabei ein Verfahren zur Stabilisie- rung eines Fahrzeugs und Verkürzung des Bremswegs bei Brem- sungen auf inhomogenen Fahrbahnen mit unterschiedlichen Reibwerten.

Bei Bremsungen auf inhomogenen Fahrbahnen (d. h. Fahrbahnen mit unterschiedlichen Reibwerten auf der linken bzw. rechten Fahrzeugseite) treten aufgrund der unterschiedlichen Reib- werte (rechts-links) asymmetrische Bremskräfte auf. Aus diesen asymmetrischen Bremskräften resultiert ein Giermoment um die Fahrzeughochachse, welches das Fahrzeug in eine Gier- bewegung in Richtung der Straßenseite mit dem höheren Reib- wert versetzt. In Figur 1 ist ein Fahrzeug 10 auf einer der- artigen inhomgenen Fahrbahn dargestellt.

Fahrzeuge ohne das elektronische Bremssystem ABS werden in solchen Fahrsituationen instabil, da beim Blockieren der Rä- der die Seitenführungskraft der Reifen verloren geht. Das durch die asymmetrischen Bremskräfte entstandene Giermoment versetzt das Fahrzeug dabei in schnelle Drehbewegungen um die Fahrzeughochachse zur Hochreibwertseite hin (Schleu- dern).

Bei Fahrzeugen mit dem elektronischen Bremssystem ABS wird bei Bremsungen in diesen kritischen Situationen das Schleu- dern verhindert, da durch die Vermeidung blockierender Räder die Seitenführungskraft der Räder erhalten bleibt. Das Gier- moment um die Fahrzeughochachse, resultierend aus den asym- metrischen Bremskräften, wird dadurch aber nicht kompen- siert, sondern der Fahrer muss dies durch Gegenlenken aus- gleichen. Um den Fahrer in solch kritischen Fahrsituationen (plötzliches Auftreten des Giermoments) nicht zu überfor- dern, wird die ABS-Regelstrategie in solchen Fahrsituationen angepasst, wie in den Figuren 2a und 2b näher dargestellt.

Dabei wird während dem Anbremsen an der Vorderachse der Druckaufbau derart gesteuert, daß die Druckschere (Druckdif- ferenz) an der Vorderachse zwischen dem Rad auf der Hoch- und Niedrigreibwertseite nur langsam aufgebaut wird. Dies führt dazu, dass sich das Giermoment um die Fahrzeughochach- se nur langsam aufbaut und dem Fahrer ausreichend Zeit zum Gegenlenken bleibt (Giermomentbegrenzung an der Vorderach- se). Gleichzeitig wird die Hinterachse derart unterbremst, dass an beiden Rädern nur der Bremsdruck des Rades auf der Niedrigreibwertseite zugelassen wird (SelectLow). Dadurch steht an der Hinterachse immer ausreichend Seitenführungspo- tential zur Verfügung und das Fahrzeug ist durch Lenkein- griffe (Gegenlenken) für den Fahrer leicht zu stabilisieren.

Durch diese beiden ABS-Maßnahmen, Giermomentbegrenzung an der Vorderachse und SelectLow an der Hinterachse, deren prinzipiellen Druckverläufe in den Figuren 2a bzw. 2b darge- stellt sind, wird aber sehr viel Bremsleistung verschenkt, da das Reibwertpotential der Hochreibwertseite nicht ideal ausgenutzt wird. Dies resultiert in einem deutlich verlän- gerten Bremsweg, der dennoch als Vorteil anzusehen ist, ge- genüber einem Fahrzeug ohne ABS, welches instabil wird.

Diese, den Bremsweg verlängernde Giermomentenaufbauverzöge- rung kann bei Anwendung einer Kompensation durch einen vom Fahrer unabhängigen, selbsttätigen Lenkeingriff entfallen oder verringert werden. Hierzu ist es aus der DE 40 38 079 AI bekannt, das bei einer ABS Regelung in einer 8-Splitt Fahrsituation auftretende Giermoment zumindest teilweise dadurch zu kompensieren, dass ein von der Diffe- renz der getrennt eingeregelten Bremsdrücke abhängiger Kom- pensations-Lenkwinkel eingestellt bzw. dem vom Fahrer vorge- gebenen Lenkwinkel überlagert wird. Der autonome Kompensati- ons-Lenkwinkel (automatisches Gegenlenken) verbessert die Beherrschbarkeit des Fahrzeugs bei Bremsungen auf inhomoge- nen Fahrbahnen. Dazu ist ein aktives Lenksystem notwendig, d. h. ein Lenksystem, mit dem sich aktiv und unabhängig von der Fahrervorgabe ein zusätzlicher Lenkwinkel an den Rädern erzeugen lässt. Dies ist beispielsweise mit einer Überlage- rungslenkung oder einem Steer-by-Wire Lenksystem möglich.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Regelung zu schaffen, die die Beherrschbarkeit des Fahrzeugs bei Bremsungen auf inhomogenen Fahrbahnen verbes- sern und komfortabler gestalten.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass bei den Lenkeingriffen ein Störgrößen-Kompensationsanteil bei den Kompensations-Lenkwinkeln berücksichtigt wird, der aus dem Bahnverlauf (bzw. dem Fahrzustand) des Fahrzeugs ermit- telt wird.

Dieser Störgrößen-Kompensationsanteil beruht auf dem Gier- verhalten des Fahrzeugs und ist Bestandteil einer Kompensa- tions-Lenkwinkelanforderung, die mindestens zwei Störgrößen- Kompensationsanteile umfasst. Dabei erfolgt über die von Sensoren erfassten und in einem Modell der Fahrdynamikrege- lung logisch verknüpften und analysierten Messdaten, in die Daten eines Kraftfahrzeugs einbezogen werden können, aus dem Vergleich eines Sollgiersignals mit einem Istgiersignal eine Generierung des zweiten Störgrößen-Kompensations- lenkwinkelanteils für ein aktives Lenksystem (z. B. eine Über- lagerungslenkung oder Steer by Wire Lenkung), dessen Aktua- tor entsprechend einer Kompensations-Lenkwinkelanforderung verstellt wird und damit den vom Fahrer vorgegebenen Lenk- winkel überlagert. Solche aktiven Lenksysteme können sowohl an der Vorderachse, als auch an der Hinterachse oder an al- len Rädern des Fahrzeugs zum Einsatz kommen.

Das Verfahren sieht vorteilhaft vor, dass ein erster Stör- größen-Kompensationsanteil der Kompensations- Lenkwinkelanforderung AS unter Einbeziehung von Bremskraft- Differenzen an den gebremsten Rädern ermittelt wird, dass der zweite Störgrößen-Kompensationsanteil aus dem Bahnver- lauf (bzw. Fahrzustand) des Fahrzeugs ermittelt wird und dass der Lenkwinkel in Abhängigkeit von den Störgrößen- Kompensationsanteilen modifiziert wird. Dabei werden der er- ste und zweite Störgrößen-Kompensationsanteil vorzugsweise in einem Addierer addiert und der Regelung bzw. Steuerung zur Lenkungskorrektur des vom Fahrer vorgegebenen Lenkwin- kels zur Verfügung gestellt.

Zur genauen Ermittlung des zweiten Kompensationsanteils ist vorgesehen, dass der zweite Kompensationsanteil in einer Vorrichtung ermittelt wird, die eine Referenz- Fahrzeugmodellschaltung aufweist, in der die zur Festlegung des Bahnverlaufs erforderlichen Eingangsgrößen, wie Fahr- zeuggeschwindigkeit, Lenkwinkel, ggf. Reibwert eingegeben werden, welche aufgrund eines in der Referenz- Fahrzeugmodellschaltung befindlichen, die Eigenschaften des Fahrzeugs nachbildenden Fahrzeugmodells einen Sollwert für eine Regelgröße bestimmt und bei der dieser Sollwert in ei- nem Vergleicher mit einem gemessenen Wert für diese Regel- größe verglichen wird, wobei in einem Fahrzustandsregler der zweite Kompensationsanteil des Lenkwinkels AÖR aus dem Ver- gleichswert (Regelgröße) berechnet wird. Vorteilhaft ist da- bei, dass die Gierwinkelgeschwindigkeit und/oder die Querbe- schleunigung und/oder der Schwimmwinkel und/oder deren Ab- leitungen als Sollwert für die Regelgröße bestimmt wird.

Der ermittelte Gesamt-Kompensations-Lenkwinkel berücksichtig die Bewegung vom Fahrzeug im Raum (Fahrzeugzustand), wobei die Kompensationsanteile aus zwei Größen so ermittelt wer- den, dass der erste Kompensationsanteil AÖZ unter Einbezie- hung eines auf Basis unterschiedlicher Bremskräfte ermittel- ten Störgiermoments M bestimmt wird und der zweite Anteil 6R unter Einbeziehung des Fahrzeuggierverhaltens ermittelt wird.

Das Lenkwinkel-Korrekturverfahren ist vorteilhaft so aufge- baut, dass der erste Kompensationsanteil als Steueranteil und der zweite Kompensationsanteil als Regelanteil vorgese- hen sind.

Dabei wird das Störgiermoment Durch eine logische Ver- knüpfung der Radeinschlagwinkel der gelenkten Räder, den Bremsdrücken und dem Drehverhalten der Räder ermittelt. Aus den eingesteuerten Bremsdrücken werden die Bremskräfte nach der Beziehung mit mit Fx, = Bremskraft an einem Rad i r = dynamischer Reifenradtus B = Bremsenkennwert Pi = Radbremsdruck JWhl = Trägheitsmoment des Rades cs ; = Drehbeschleunigung eines Rades i oder #x,i = f{r,B,pi} vorteilhaft ermittelt. Das Störgiermoment wird in Abhängig- keit von den Bremskräften nach der Beziehung #z = f{#FL, sFL, #FR, sFR, lF, #RL, sRL, #RR, sRR, #} mit FFL = Bremskraft vorne links SFL = halbe Spurweite des Vorderrades links FFR = Bremskraft vorne rechts SFR =halbe Spurweite des Vorderrades rechts IF = Abstand der Vorderachse vom Schwerpunkt FRL =Bremskraft hinten links sRL = halbe Spurweite des H int errades links #RR = Bremskraft hint en rechts sRR = halbe Spurweite des H int errades rechts # = Radeinschlagswinkel der gelenkten Räder ermittelt.

Um die Dynamik des Lenkwinkel-Korrekturverfahrens zu verbes- sern, ist vorgesehen, dass die Kompensationsverstärkungen KFFW und KFB der einzelnen, zurückgeführten Regelgrößen in Abhängigkeit vom Fahrverhalten des Fahrzeugs und den Umge- bungsbedingungen angepasst werden.

Die Ermittlung des Steueranteils Ag. der Lenkwinkelanforde- rung AS wird nach der Beziehung A6z= (Ap, v) *M basierend auf dem ermittelten wirkenden Störgiermoment. Hierbei wird die Kompensationsverstärkung KFFw (Op, v) über dem mittleren Bremsdruck der Vorderachse, welche das mittlere zur Verfü- gung stehende Reibwertpotential (gemitteltes Reibwertpoten- tial von Hoch-und Niedrigreibwertseite entspricht dem mitt- leren Bremsdruck an der Vorderachse, wenn beide Vorderräder in ABS-Regelung und somit den jeweils verfügbaren Reibwert voll ausschöpfen) und der Fahrzeuggeschwindigkeit, die über das Drehverhalten der Räder in Form einer Fahrzeugreferenz- geschwindigkeit bestimmt wird, adaptiert.

Eine weitere vorteilhafte Ausbildung sieht vor, dass der zweite Kompensationsanteil A (5R der Lenkwinkelanforderung AS aus einem auf der Gierratenabweichung Af beruhenden P- Anteil 6R p und aus einem auf der Gierbeschleunigungsabwei- chung AW beruhenden D-Anteil ermittelt wird. Dabei wird der P-Anteil nach der Beziehung ermittelt. Der Verstärkungsfaktor KFB P (V) für die Rückführung der Regelgröße Gierratenabweichung AW erfolgt dabei in Abhängigkeit von der Fahrzeuggeschwindigkeit, die über das Drehverhalten der Räder in Form einer Fahrzeugreferenzgeschwindigkeit bestimmt wird.

Vorteilhaft wird der D-Anteil nach der Beziehung ermittelt, wobei der Verstärkungsfaktor für die Rückführung der Regelgröße Gierbeschleunigungsabwei- chung AW in Abhängigkeit von der Fahrzeuggeschwindigkeit erfolgt.

Das Verfahren zum Erhöhen der Fahrstabilität eines Fahrzeugs weist mindestens eine ABS Regelungs-Funktion auf, um vor- teilhaft ein ABS Regelverfahren, bei dem ein durch Bremsvor- gänge mit unterschiedlichen Bremsdrücken bzw. -kräften an den einzelnen Rädern hervorgerufener Fahrzustand, der aus dem ermittelten Bremskraft-Unterschied bestimmt wird, nach einem der Ansprüche 1 bis 15 so weiterbilden zu können, dass durch einen Eingriff in ein steuerbares bzw. regelbares Lenksystem des Fahrzeugs die aus dem Fahrzustand resultie- renden Instabilitäten zumindest teilkompensiert werden. Die ABS Regelungs-Funktion ist dabei vorteilhaft Bestandteil ei- ner ESP Regelung.

Die Korrektur des Lenkwinkels wird zugelassen, wenn die Fahrsituation mit Seitenweise unterschiedlichen Reibwerten (-Split) erkannt wurde. Die Erkennung eines Fahrzustands bzw.

Bahnverlaufs mit einer durch unterschiedliche Bremsdrücke bzw. -kräfte hervorgerufenen Abweichung zwischen Fahrzeugbe- wegung und Lenkwunsch des Fahrers wird ermittelt und Lenk- eingriffe zugelassen, wenn mindestens die folgenden Bedin- gungen erfüllt sind : le Bei erkannter Geradeausfahrt : a) Bremslichtschalter-Signal vorhanden und b) Bremslichtschalter-Sensor in Ordnung und c) Bremsung durch Fahrer erkannt mittels THZ-Druck und d) Vorwärtsfahrt erkannt und e) eine der folgenden Bedingungen ebenfalls erfüllt ist ei) wenn für einen bestimmten Zeitraum ein Vorderrad in der ABS-Regelung ist und das andere Vorderrad nicht in der ABS-Regelung ist oder e2) wenn beide Vorderräder im ersten ABS-Zyklus sind und die Druckdifferenz an der Vorderachse größer als ein Grenzwert ist oder e3) wenn für einen bestimmten Zeitraum beide Vorderräder in ABS-Regelung sind und mindestens ein Vorderrad einen be- stimmten Mindest-ABS-Blockierdruck aufweist und der eine Blockierdruck um mehr als einen Grenzwert den Blockier- druck des anderen Rads überschreitet.

Bei erkannter Kurvenfahrt : a) Bremslichtschalter-Signal vorhanden und b) Bremslichtschalter-Sensor in Ordnung und c) Bremsung durch Fahrer erkannt mittels THZ-Druck und d) Vorwärtsfahrt erkannt und e) eine der folgenden Bedingungen ebenfalls erfüllt ist ei) das kurvenäußere Vorderrad zeitlich vor dem kurveninne- ren Vorderrad in die ABS-Regelung kommt oder wenn für einem Zeitraum e2) beide Vorderräder in der ABS-Regelung sind und mindes- tens ein Vorderrad einen bestimmten Mindest-ABS- Blockierdruck aufweist und der Blockierdruck des kurvenin- neren Rads um mehr als einen bestimmten Grenzwert über dem Blockierdruck des kurvenäußeren Rads liegt.

Zur Deaktivierung des Lenkwinkelkorrektur-Verfahrens muß mindestens eine der folgenden Forderungen erfüllt sein, da- mit die aktiven Lenkeingriffe beendet werden : a) kein Vorderrad ist in der ABS-Regelung oder b) es liegt keine Bremslichtschalter-Signal vor oder c) der Bremslichtschalter-Sensor ist defekt oder d) die Bremsung durch Fahrer wird nicht erkannt (kein THZ- Druck vorhanden).

Vorzugsweise kann mittels des ABS Regelverfahrens die ABS Bremsdruckregelung in p-Split Fahrsituationen modifiziert werden. Die Erfindung sieht daher eine ABS Bremsdruckrege- lung mit Einzelradregelung wenigstens an einer Fahrzeugachse vor, bei der aufgrund von unterschiedlichem Reibwert auf den beiden Fahrzeugseiten die bei der ABS Regelung auftretende Abweichung zwischen Fahrzeugbewegung und Lenkwunsch des Fah- rers zumindest teilweise dadurch kompensiert wird, dass ein Kompensationslenkwinkel ermittelt und dem Fahrzeuglenkwinkel vorzugsweise unter Verwendung der Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 20 überlagert wird. Die ABS Bremsdruckrege- lung ist gekennzeichnet durch die Schritte : Zulassen von hohen Druckaufbaugradienten am Hochreibwertrad.

Zulassen von Druckunterschieden an der Hinterachse nach der Beziehung Um die ABS Regelungs-Funktion in jeder Situation aufrecht zu erhalten und damit die Lenkfähigkeit des Fahrzeugs in Brems- situationen mit hohem Bremsdruck weiter bestehen bleibt, ist vorgesehen, dass bei Ausfall des steuerbaren bzw. regelbaren Lenksystems auf die herkömmliche ABS Regelstrategie zurück- gegriffen wird.

Eine Einrichtung sieht einen Fahrdynamikregler mit mindes- tens einer ABS-Funktion, vorzugsweise einer ESP-und ABS- Funktion, vor, die mit einem Regler und/oder einer Steuerung zur Lenkungskorrektur verbunden sind, wobei die Einrichtung so ausgebildet ist, dass sie eine erste Ermittlungseinheit zum Ermitteln des vom Fahrer vorgegebenen Lenkwinkels auf- weist eine zweite Ermittlungseinheit zum Ermitteln eines Störgrö- ßenkompensations-Lenkwinkels auf der Basis von Bremskräften und/oder Bremsdrücken bzw. einem Störgiermoment aufweist, eine dritte Einrichtung zum Ermitteln eines Störgrößenkom- pensations-Lenkwinkels auf der Basis des Fahrzeug- Gierverhaltens aufweist und eine Logikeinheit zum Verknüpfen der ersten und zweiten Störgrößenkompensations-Lenkwinkel zu einer Kompensations- Lenkwinkelanforderung aufweist.

Durch die Verfahren und Einrichtungen werden die folgenden Vorteile erreicht : Durch das automatische Gegenlenken des Regelsystems wird der Fahrer entlastet, so dass er idealerweise kei- nerlei Korrekturen mehr vornehmen muss.

Die Aufteilung in Störgrößenkompensation und überlager- te Fahrzustandsregelung bewirkt als wesentlicher Vor- teil, dass mit Hilfe der Störgrößenaufschaltung sofort nach Auftreten der Störung darauf reagiert werden kann, und nicht erst, wenn das Fahrzeug droht instabil zu werden. Durch die überlagerte Fahrzustandsregelung wird das Gesamtverhalten des Fahrzeugs verbessert und Stö- rungen, die von der reinen Steuerung (Störgrößenkompen- sation) nicht kompensiert werden können, werden hier- durch ausgeregelt.

Durch das im Vergleich zum Fahrer viel schnellere Er- kennen der Situation und das viel schnellere Gegenlen- ken durch das Regelsystem, kann vom elektronischen Bremssystem ABS das Reibwertpotential an den einzelnen Rädern wesentlich besser ausgenutzt werden. Hierzu wer- den die ABS-Strategien auf inhomogenen Fahrbahnen der- art angepasst, dass an der Vorderachse ein viel schnel- lerer Druckaufbau am Rad auf der Hochreibwertseite zu- gelassen wird und an der Hinterachse eine Druckdiffe- renz abhängig vom Radeinschlagwinkel, der Fahrgeschwin- digkeit und den Fahrzustandsgrößen (z. B. Gierrate oder Querbeschleunigung) zugelassen wird (aufgeweichtes Se- lectLow). Durch das bessere Ausnutzen des Reibwertpo- tentials vor allem auf der Hochreibwertseite, ergeben sich wesentlich kürzere Bremswege.

Durch den Einsatz des Regelsystems in Kombination mit einem aktiven Lenksystem und den angepassten ABS- Regelstrategien ist es möglich, den bei Bremsungen auf inhomogenen Reibwerten auftretenden Zielkonflikt zwi- schen Gegenlenkaufwand für den Fahrer und Bremswegver- längerung weitgehend aufzulösen. Es ergeben sich für den Fahrer deutliche Vorteile im Sicherheitsbereich (Bremswegverkürzung und Fahrzeugstabilität) sowie im Komfortbereich (stark reduzierter Gegenlenkaufwand für Fahrer) Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im Folgenden näher beschrieben.

Es zeigen : Fig. 1 eine schematische Darstellung der asymmetrischen Bremskräfte eines Fahrzeugs und des daraus resul- tierenden Störgiermoments bei einer u-Split Fahr- bahn Fig. 2a den Druckverlauf an der Vorderachse bei aktiver Giermomentbegrenzung nach dem Stand der Technik, Fig. 2b den Druckverlauf an der Hinterachse bei aktivem select low nach dem Stand der Technik, Fig. 3 ein Blockschaltbild mit der Darstellung des Regel- systems mit Störgrößenaufschaltung und überlagerter Fahrzustandsregelung, Fig. 4 ein Blockschaltbild mit der Darstellung der Stör- größenaufschaltung mit Schätzung des Störgiermo- ments, Fig. 5 ein Blockschaltbild mit der Darstellung der über- lagerten Fahrzustandsregelung Fig. 6 ein Blockschaltbild mit der Darstellung der Be- stimmung der Druckdifferenz an der Hinterachse aus dem fahrdynamischen Zustand des Fahrzeugs Fig. 7a den Druckverlauf an der Vorderachse mit angepass- ter Giermomentbegrenzung nach der Erfindung Fig. 7b den Druckverlauf an der Hinterachse aufgrund der Modifizierung des SelectLows nach der Erfindung Fig. 8 eine Darstellung der Fahrzeuggeometrie Fig. 9 eine Darstellung des ABS-Regelzyklus Die Bestimmung des für das automatische Gegenlenken notwen- digen Radeinschlagwinkels wird von einer Recheneinheit 30 (Figur 3) ausgeführt, welche den Radeinschlagwinkel aus zwei Anteilen (Störgrößenaufschaltung und überlagerte Fahrzu- standregelung) zusammensetzt.

Der erste Anteil ergibt sich mit Hilfe einer Störgrößenauf- schaltung bzw. Störgrößenkompensation des während der Brem- sung durch die asymmetrischen Bremskräfte hervorgerufenen Störgiermoments Mz. Dieses Störgiermoment wird in einer in Figur 4 schematisch dargestellten Ermittlungseinheit 40 im wesentlichen zuerst aus den Bremsdruckinformationen der ein- zelnen Räder entsprechend den Gleichungen 1 und 2 auf den Seiten 28 und 29 geschätzt. Der Ermittlungseinheit werden hierzu als Eingangsgrößen die Radbremsdrücke Pi, die Rad- drehzahlen coi und der rückgeführte Radeinschlagswinkel öwul zugeführt. Zur Ermittlung der Radbremsdrücke ist ein elekt- ronisches Bremssystem erforderlich, welches entweder die Bremsdrücke an den einzelnen Rädern modellbasiert schätzt bzw. beobachtet, die Bremsdrücke an den einzelnen Rädern mit Hilfe von Drucksensoren misst oder ein Brake-by-Wire System (EHB/EMB), welches auf diesen Größen basiert. Die Bestimmung des Störgiermoments beruht nach Gleichung 2 auf den Brems- kräften ten an den Rädern. Die Bremskräfte können, wie in Gleichung 1 angegeben, im wesentlichen aus den Bremsdruckin- formationen berechnet werden oder es können auch Systeme zum Einsatz kommen, welche direkt die Bremskräfte messen (z. B.

Seitenwandtorsionssensor, Radnaben, o. ä.). Aus dem geschätz- ten Störgiermoment, wird abhängig von Fahrzustandsgrößen (z. B. Fahrzeuggeschwindigkeit, Bremsdruckdifferenz zwischen Hoch-und Niedrigreibwert, mittleres Bremsdruckniveau, u. s. w.) adaptiv der zur Kompensation des Störgiermoments nö- tige Radeinschlagwinkel Sz berechnet (Figur 4). Die Störgrö- ßenaufschaltung agiert aus querdynamischer Sicht als reine Steuerung. Dies bewirkt, dass das Störgiermoment nicht in allen Fällen ideal kompensiert wird, da es sich mit anderen Störungen und Ungenauigkeiten überlagert, die nicht erfasst werden. Ungenauigkeiten können dabei zum Beispiel durch Ver- änderungen des Bremsscheibenreibwerts auftreten.

Daher wird der Störgrößenaufschaltung, wie in Figur 3 darge- stellt, eine Fahrzustandsregelung 50 überlagert. Diese in Figur 5 dargestellte und später noch näher beschriebene Fahrzustandsregelung bestimmt, abhängig von Fahzustandgrö- ßen, wie der Gierrate und optional zusätzlich auch von der Querbeschleunigung oder dem Schwimmwinkel des Fahrzeugs, ei- nen zusätzlichen Radeinschlagwinkel AR. Die Einrichtung 50 bzw. der Regler arbeitet adaptiv, d. h. abhängig von bei- spielsweise der Fahrzeuggeschwindigkeit v werden die Regler- verstärkungen der einzelnen zurückgeführten Fahrzustände an- gepasst.

Diese beiden Lenkwinkel-Stellanforderungen (aus Störgrößen- aufschaltung und überlagerter Fahrzustandsregelung) werden bevorzugt in einem Addierer 31 addiert und vom aktiven Lenk- system in Form eines Radeinschlagwinkels SI « HL eingestellt.

Die Bestimmung des zur Stabilisierung benötigten Radein- schlagwinkels SEHE und das Einstellen des Radeinschlagwinkels geschieht dabei viel schneller als ein Durchschnittsfahrer die entsprechende Situation erkennen und per Gegenlenken darauf reagieren kann. Diese schnelle Reaktion des Regelsys- tems und des aktiven Lenksystems ermöglichen es, das elekt- ronische Bremssystem ABS derart anzupassen, dass an den ein- zelnen Rädern (besonders auf der Hochreibwertseite) das Reibwertpotential besser ausgenutzt werden kann.

Hierzu werden die Regelstrategien des ABS auf inhomogenen Reibwerten modifiziert : Die Giermomentbegrenzung an der Vorderachse wird stark abge- schwächt, so dass sich an der Vorderachse schnell ein großer Druckunterschied zwischen dem Rad auf der Hoch-und dem der Niedrigreibwertseite aufbaut (hoher Druckaufbaugradient am Hochreibwertrad). Nahezu gleichzeitig zum Aufbau des Druck- unterschieds entsteht ein Giermoment um die Fahrzeughochach- se. Aufgrund der Schätzung des Störgiermoments aus der Bremsdruckinformation entsprechend den Gleichungen 1 und 2 (Seiten 28, 29) oder mit Hilfe von direkt die Reifenkräfte messenden Systemen wird vom Regelsystem sofort gegengelenkt, noch bevor der Fahrer die Situation am Gierverhalten des Fahrzeugs erkennen kann. Als zweite Maßnahme zur Erreichung einer besseren Bremsleistung wird auch das SelectLow modifi- ziert und zwar derart, dass auch an der Hinterachse eine Druckdifferenz zugelassen wird. Diese Druckdifferenz wird aber nicht zu jeder Zeit zugelassen, sondern abhängig vom Lenkwinkel, der Fahrzeuggeschwindigkeit und von Fahrzu- standsgrößen begrenzt (Gleichung 3, Figur 6). Zeigt der Rad- einschlagwinkel zur Niedrigreibwertseite und dreht sich das Fahrzeug in Richtung Niedrigreibwertseite, so wird eine Druckdifferenz an der Hinterachse zugelassen. Dadurch ergibt sich auf der Hochreibwertseite eine größere Bremskraft, das Störgiermoment vergrößert sich und gleichzeitig vermindert sich an diesem Rad das Seitenkraftpotential. Durch das grö- ßere Störgiermoment stoppt die Drehung in Richtung Niedrig- reibwertseite und das Fahrzeug beginnt eine Drehung in Rich- tung Hochreibwertseite. Durch das Drehen in Richtung Hoch- reibwertseite verringert sich gleichzeitig wieder die zuge- lassene Druckdifferenz an der Hinterachse und somit die Bremskraft auf der Hochreibwertseite, was wiederum zu mehr Seitenkraftpotential am Hinterrad auf der Hochreibwertseite führt. Hierdurch und durch die überlagerten Lenkeingriffe des Regelsystems im Zusammenspiel mit dem aktiven Lenksystem wird das Fahrzeug stabilisiert. Der Fahrer kann aber trotz- dem, je nach seinen Lenkvorgaben in Richtung Hoch-oder Niedrigreibwertseite fahren. Damit am Hinterrad auf der Hochreibwertseite nicht zu viel Seitenkraftpotential verlo- ren gehen kann, wird die durch die fahrdynamische Aufwei- chung des SelectLow's zugelassene Druckdifferenz an der Hin- terachse auf eine Maximaldruckdifferenz begrenzt. Bei hoher Geschwindigkeit oder steigender Querbeschleunigung kann die- se maximal zulässige Druckdifferenz an der Hinterachse bis auf null (entspricht SelectLow) reduziert werden.

Diese Modifikationen in der ABS-Regelstrategie (sowohl hoher Druckaufbaugradient bei der Giermomentbegrenzung an der Vor- derachse, sowie das je nach Fahrzustand aufgeweichte Select- Low an der Hinterachse) bewirken eine wesentlich verbesserte Ausnutzung des zur Verfügung stehenden Reibwertpotentials.

Hierdurch lässt sich eine signifikante Bremswegverkürzung erzielen.

Bei Ausfall des aktiven Lenksystems wird auf die herkömmli- che ABS-Regelstrategie zurückgegriffen (Giermomentbegrenzung und SelectLow).

Das Lenkwinkel-Korrektursystem arbeitet wie folgt : Die Aktivierung des Verfahrens zur Kompensations- Lenkwinkelkorrektur wird in Abhängigkeit von einer erkannten y-Split Situation freigegeben. Die Erkennung einer y-Split Fahrsituation basiert nach einem vorteilhaften Ausführungs- beispiel auf folgenden Sensorsignalen : . Bremslichtschaltersignal (BLS) Drucksensorsignal des Tandemhauptzylinders (THZ) Drucksensorsignale der Radbremskreis Raddrehzahlsensoren . Gierratesensor (en) Querbeschleunigungssensor (en) interner ESP-Status (ESP-Signale bezüglich ESP- Eingriffe) Mittels Gierrate und Querbeschleunigung wird zwischen einer Geradeausfahrt und einer Kurvenfahrt (Rechts-oder Linkskur- ve) unterschieden. Dabei müssen in Abhängigkeit von der Ge- radeausfahrt oder Kurvenfahrt folgende Signale vorliegen, um die Kompensations-Lenkwinkelkorrektur zu aktivieren : Die Fahrsituation y-Split wird bei Geradeausfahrt wie folgt erkannt : Bremslichtschalter (BLS) -Signal liegt vor, BLS-Sensor ist in Ordnung, Bremsung durch Fahrer wird mittels THZ-Druck erkannt und Vorwärtsfahrt wurde erkannt und mindestens ein Vorderrad ist in der ABS-Regelung oder wenn nach Überschreitung eines ersten zeitabhängi- gen Grenzwertes ein Vorderrad in der ABS-Regelung ist und das andere Vorderrad nicht in der ABS-Regelung ist oder wenn beide Vorderräder im ersten ABS-Zyklus sind und die Druckdifferenz an der Vorderachse größer als ein erster druckabhängiger Grenzwert ist oder wenn nach Überschreitung eines zweiten zeitabhän- gigen Grenzwertes beide Vorderräder in der ABS-Regelung sind und mindestens ein Vorderrad einen ABS- Blockierdruck von größer als einen zweiten druckabhän- gigen Grenzwert aufweist und der ABS-Blockierdruck an einem Vorderrad mindestens das x-fache des Blockier- drucks des anderen Vorderrads ist Eine bereits erkannte Fahrsituation y-Split bei Geradeaus- fahrt wird wie folgt zurückgesetzt : Es ist kein Vorderrad in der ABS-Regelung oder es liegt kein BLS-Signal vor oder der BLS-Sensor ist defekt oder die Brem- sung durch Fahrer wird nicht erkannt- oder es liegt ein BLS-Signal vor und der BLS-Sensor ist in Ordnung und die Bremsung durch den Fahrer wird erkannt und nach Überschreitung eines zeitabhängigen Grenzwerts ist der ABS-Blockierdruck an beiden Vorderrädern kleiner als ein druckabhängiger Grenzwert oder der ABS-Blockierdruck an ei- nem Vorderrad ist nicht mehr mindestens das x-fache des Blo- ckierdrucks des anderen Vorderrads.

Die Fahrsituation y-Split wird bei Kurvenfahrt wie folgt er- kannt : Das BLS-Signal liegt vor und der BLS-Sensor ist in Ordnung und die Bremsung durch Fahrer wird mittels THZ-Druck er- kannt und Vorwärtsfahrt wurde erkannt und und mindestens ein Vorderrad ist in der ABS-Regelung und das kurvenäußere Vorderrad kommt zeitlich vor dem kurven- inneren Vorderrad in ABS-Regelung oder wenn für länger als eine vorgegebene Zeitdauer beide Vor- derräder in der ABS-Regelung sind und mindestens ein Vor- derrad einen ABS-Blockierdruck von mehr als einen Grenz- druck aufweist und der ABS-Blockierdruck am kurveninneren Vorderrad mindestens das x-fache des Blockierdrucks des kurvenäußeren Vorderrads ist Eine bereits erkannte Fahrsituation y-Split bei Kurvenfahrt wird wie folgt zurückgesetzt : Es ist kein Vorderrad in der ABS-Regelung oder es liegt kein BLS-Signal vor oder der BLS-Sensor ist defekt oder die Bremsung durch Fahrer wird nicht erkannt oder das BLS-Signal liegt vor und der BLS-Sensor ist in Ordnung und die Bremsung durch Fahrer wird erkannt und für länger als eine vorgegebene Zeitdauer ist der ABS- Blockierdruck an beiden Vorderrädern kleiner als ein Grenzbremsdruck oder der ABS-Blockierdruck am kurveninne- ren Vorderrad ist nicht mehr mindestens das x-fache des Blockierdrucks des kurvenäußeren Vorderrads.

Kompensations-Lenkanforderung Zur Aktivierung der Kompensations-Lenkanforderung muss zuvor die Fahrsituation y-Split erkannt sein und die Kompensati- ons-Lenkanforderung muss aktiviert worden sein, so wie vor- stehend beschrieben. Die Lenkwinkelanforderung AE basiert auf zwei Anteilen : Der erste Anteil Aäz bestimmt sich mit- tels der Störgrößenkompensation (Steueranteil), die das wir- kende Störgiermoment kompensiert. Diesem Steueranteil ist ein, auf dem Gierverhalten des Fahrzeugs basierender, Regelanteil AÖ, überlagert. Die beiden nachfolgend beschrie- benen Anteile (Steuer-und Regelanteil) werden addiert und ergeben die gesamte Lenkanforderung Ad zu Die Lenkanforderung basiert auf folgenden Sensorsignalen : Drucksensorsignalen in jedem Radbremskreis Gierratensignalen Sollenkwinkelsignalen"Fahrerlenkwinkelwunsch" Summenlenkwinkelsignalen am Rad Raddrehzahlsensorsignalen Querbeschleunigungssignalen BLS-Signalen Drucksensorsignalen des THZ ESP-Status (ESP-Eingriffe) ESP-Status (Eispurmodell-Reset) Steueranteil (Störgrößenkompensation) Der Steueranteil der Lenkanforderung entspricht einer Stör- größen-Kompensation. Dabei wird das als Störgröße wirkende Störgiermoment MZ, welches aus den asymmetrischen Bremskräf- ten herrührt, durch direkte Rückführung über die Kompensati- onsverstärkung KFFW (#FA, v) weitgehend kompensiert. Das ge- schätzte Störgiermoment ist dabei die direkte Eingangsgröße für die Zusatzlenkwinkelanforderung Aöz des Steueranteils (FFW = Feed Forward Control). Es gilt die Beziehung Das Störgiermoment wird mit Hilfe der kinematischen Starr- körperbeziehungen aus den Bremskräften der einzelnen Räder und dem Radeinschlagswinkel der Vorderräder geschätzt. Die statischen Bremskräfte der einzelnen Räder werden aus den ABS-Blockierdrücken der einzelnen Räder und den Dimensionen der Radbremse bestimmt. Zur Berechnung der dynamischen Bremskräfte müssen zusätzlich noch die Radbeschleunigungen berücksichtigt werden. Die Bestimmung der ABS-Blockierdrücke wird später beschrieben.

Der Kompensationsverstärkungsfaktor KFFWPFAev) wird über dem mittleren Bremsdruck an der Vorderachse adaptiert. Wenn bei- de Vorderräder in der ABS-Regelung sind, entspricht der mit- tlere Bremsdruck der Vorderachse dem insgesamt (linke und rechte Fahrzeugseite gemittelt) zur Verfügung stehenden Reibwertpotential. Dieses Reibwertpotential hat wiederum auf den mit der aktiven Lenkung einzustellenden Kompensations- lenkwinkel Einfluss.

Die Zusatzlenkwinkelanforderung Adz wird bei kleinen Fahrge- schwindigkeiten (zwischen 10 und 2 km/h) linear bis auf Ado=0 ausgefadet.

Zusammenfassung Steueranteil : Der Lenkanteil basierend auf der Störgrößenkompensation ist im wesentlichen vom Radeinschlagwinkel der Vorderräder und von den ABS-Blockierdrücken, welche wie später beschrieben, im wesentlichen auf den Drucksensorsignalen und den ABS- Phaseninformationen (bestimmt aus den Raddrehzahlsensorsig- nalen) basieren, abhängig.

Regelanteil Der auf dem Gierverhalten des Fahrzeugs basierende Regelan- teil Ag. der Lenkanforderung besteht aus einem P-Anteil 6R P (Regelgröße Gierratenabweichung) und einem D-Anteil 6R D (Regelgröße Gierbeschleunigungsabweichung). Die nachfolgend beschriebenen P-und D-Anteile addieren sich zum gesamten Regelant eil Ag. wie folgt P-Anteil (Gierratenabweichung) Die Regelgröße für den P-Anteil ist die Gierratenabweichung Für den aus dem P-Anteil resultierenden Lenkanforde- rungsanteil gilt das Regelgesetz Die Gierratenabweichung AW ist als Differenz von gemessener Gierrate des Fahrzeugs fjS, und der aus dem Fahrerrichtungs- wunsch (Fahrerlenkwinkel inklusive variabler Lenküberset- zung) bestimmten Referenzgierrate des Fahrzeugs y"f (Ein- spurmodell) definiert und ergibt sich somit zu Die Ist-Gierrate des Fahrzeugs wird direkt mit einem Gierratensensor gemessen. Der Gierratensensor ist mit einem Querbeschleunigungssensor in einem Sensorcluster, in welchem sowohl die Gierrate sowie auch die Querbeschleunigung mit redundanten Sensorelementen gemessen werden.

Die Referenzgierrate des Fahrzeugs f ref wird mit Hilfe eines Einspurmodells des Fahrzeugs bestimmt. Die wichtigsten Ein- gangsgrößen für das Einspurmodell sind der Fahrerrichtungs- wunsch (Fahrerlenkwinkel inklusive variabler Lenküberset- zungsanteile) und die Fahrzeuggeschwindigkeit. Der aktuelle Reibwert der Fahrbahn wird mit Hilfe der gemessenen Querbe- schleunigung bestimmt und das sich daraus ergebende Reib- wertpotential wird im Einspurmodell bei der Berechnung der Referenzgierrate berücksichtigt.

Der Verstärkungsfaktor KFB P (V) für die Reglerrückführung der Gierratenabweichung AW wird über der aktuellen Fahrzeugge- schwindigkeit v adaptiert. Da die Fahrzeuggeschwindigkeit das Fahrverhalten des Fahrzeugs wesentlich beeinflusst wird dies in der Reglerverstärkung und somit auch im über den Regler geschlossenen Regelkreis des Fahrzeugs berücksich- tigt.

D-Anteil (Gierbeschleunigungsabweichung) Die Regelgröße für den D-Anteil ist die Gierbeschleunigungs- abweichung A. Für den aus dem D-Anteil resultierenden Lenkanforderungsanteil gilt das Regelgesetz Die Gierbeschleunigungsabweichung Ai wird durch Differenti- ation der Gierratenabweichung AW ermittelt Die Gierbeschleunigungsabweichung basiert somit auf den gleichen Signalquellen wie die Gierratenabweichung : Gemesse- ne Ist-Gierrate des Fahrzeugs WjS, und der Referenzgierrate des Fahrzeugs f ref r die ihrerseits unmittelbar vom Fahrer- richtungswunsch (Fahrerlenkwinkel inklusive variabler Lenk- übersetzungsanteile) und der Fahrzeuggeschwindigkeit ab- hängt. (Berücksichtigung des aktuellen Reibwerts der Fahr- bahn mittels gemessener Querbeschleunigung).

Der Verstärkungsfaktor KFBD (V) für die Reglerrückführung der Gierbeschleunigungsabweichung Ai wird über der aktuellen Fahrzeuggeschwindigkeit adaptiert. Da die Fahrzeuggeschwin- digkeit das Fahrverhalten des Fahrzeugs wesentlich beein- flusst wird dies in der Reglerverstärkung und somit auch im über den Regler geschlossenen Regelkreis des Fahrzeugs berücksichtigt.

Zusammenfassung Regelanteil Der Regelanteil AÖR basiert im wesentlichen auf dem Signal des Gierratensensors, des Fahrerwunschlenkwinkels ÖDRV in- klusive variabler Lenkübersetzung und der Fahrzeuggeschwin- digkeit v, die ihrerseits auf den Signalen der Raddrehzahl- sensoren basiert.

Berechnung des ABS-Blockierdrucks Als ABS-Blockierdruck wird der Bremsdruck am Rad bezeichnet, bei dem das Rad zum blockieren neigt. Ist der Reibwert wäh- rend einer ABS-Bremsung annähernd homogen, so pendelt der Bremsdruck am Rad immer um den ABS-Blockierdruck. Die Er- mittlung des ABS-Blockierdrucks geschieht für jedes Rad in- dividuell wie folgt : Wenn das Rad nicht im ersten ABS-Regelzyklus ist und vom ABS erkannt wird, dass das Rad instabil ist und somit zum Blo- ckieren neigt (ABS-Phase 2) und wenn das Rad in der Regel- Loop davor nicht auch schon in Phase 2 oder Phase 4 war, dann werden mindestens 85%, vorzugsweise 95% des aktuellen Raddrucks als ABS-Blockierdruck des Rads eingefroren. Ist das Rad weder in der ABS-Regelung oder im ersten ABS- Regelzyklus, so wird anstelle des ABS-Blockierdrucks der Raddruck verwendet. Wenn das Rad in der ABS-Regelung ist, aber nicht in Phase 2 ist, so wird das Maximum aus dem letz- tem ABS-Blockierdruck und 95% des Raddrucks verwendet, da bei Druckaufbauphasen der Raddruck größer werden kann, als der letzte ABS-Blockierdruck. Wenn ein Rad für länger als eine Zeidauer im Bereich zwischen 90 und 110 ms instabil ist (Phase 2), so wird nicht weiter der ABS-Blockierdruck ver- wendet, sondern der Raddruck, da sich der Raddruck durch die anhaltende Druckabbauphase viel zu weit vom ABS- Blockierdruck entfernt hat.

Ist der Raddruck weniger als 50% des letzten ABS- Blockierdrucks oder beträgt der Bremsschlupf des Rads mehr als 50%, so wird auch auf den Raddruck zurückgegriffen (Er- kennung eines Reibwertübergangs von Hochreibwert zu Niedrig- reibwert).

Wenn an dem Rad ein ESP-Eingriff stattfindet, wird der ABS- Blockierdruck nicht mitgeführt, sondern konstant gehalten.

Wenn der Fahrer nicht mehr bremst, so werden die ABS- Blockierdrücke auf null zurückgesetzt.

Zusammenfassung : Die Bestimmung des Blockierdrucks basiert im wesentlichen auf den Drucksensorsignalen und die benötigte ABS- Phaseninformation basiert im wesentlichen den Raddrehzahl- sensoren.

ABS-Phaseninformationen und ABS-Regelzyklus : ABS-Phase Zustand des Rads ABS-Aktion Phase 0 keine ABS-Regelung ungepulster Druckaufbau Phase 1 keine ABS-Regelung, leich-gepulster Druckaufbau aus 0 te Raddynamik Phase 2 Rad instabil, tiefer Druckabbau Schlupfeinlauf am Rad Phase 4 Rad instabil, Rad läuft Druck halten, gepulster aus dem Schlupf Druckaufbau Phase 3 Rad stabil, wenig Schlupf gepulster Druckaufbau am Rad Phase 1 Rad zeigt leichte Dynamik Druck halten aus 3 Phase 5 Rad dreht über ungepulster Druckaufbau aus 0 Phase 5 Rad dreht über ungepulster Druckaufbau aus 3 Gleichungen : 1. Schätzung der Bremskräfte aus den Bremsdrücken : Bilanzgleichung eines Rads bei Vernachlässigung von An- triebsmoment und unter der Annahme, daß die Radauf- standskraft im Radaufstandspunkt angreift Daraus ergibt sich mit dem Bremsmoment Mbri =B*pg für die Schätzung der Umfangskraft Fui au Bremsdruck und Radbe- schleunigung Bei geringeren Genauigkeitsanforderungen kann der dyna- mische Anteil-J"i vernachlässigt werden und statio- r när ergibt sich für die Bremskraft der Zusammenhang 2. Schätzung des Störgiermoments aus den Bremskräften Das Störgiermoment ergibt sich für Fahrzeuge mit Vor- derradlenkung mit dem Radeinschlagswinkel 8 und der Fahrzeuggeometrie nach Abbildung 8 zu 3. SelectLow : An der Hinterachse wird abhängig vom fahrdynamischen Zustand eine Druckdifferenz zugelassen. Für die zuge- lassene Druckdifferenz an der Hinterachse gilt