Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bestimmen der Reifenlängssteifigkeit
zur Verwendung in einem Längsdynamik-
oder Fahrstabilitäts-Regelsystem eines
Kraftfahrzeugs, wobei der an einem angetriebenen oder gebremsten
Fahrzeug-Rad oder der an einer angetriebenen bzw. gebremsten Fahrzeugachse
festgestellte Kraftschluss in Relation zum Antriebs- oder Bremsschlupf
an diesem Rad oder an dieser Achse gesetzt wird, Zum technischen
Umfeld wird beispielshalber auf die DE 101 60 049 A1 sowie auf die DE 42 30 295 A1 verwiesen.The invention relates to a method for determining the longitudinal stiffness of the tire for use in a longitudinal dynamics or driving stability control system of a motor vehicle, wherein the determined on a driven or braked vehicle wheel or on a driven or braked vehicle axle adhesion in relation to the drive or brake slip On this wheel or on this axis is set, To the technical environment becomes for example on the DE 101 60 049 A1 as well as on the DE 42 30 295 A1 directed.
Zur
Berechnung eines sog. Sollschlupfes der Fahrzeugräder bei
einem Längsdynamik-
oder einem Fahrstabilitäts-Regelsystem
eines Kraftfahrzeugs (bspw. ABS, ASC/ASR, MSR, DSC/ESP, EHB/SBC, etc.)
wird neben verschiedenen fahrzeugspezifischen Einflussgrößen teilweise
auch die Reifenlängssteifigkeit
mit berücksichtigt.
Die Reifenlängssteifigkeit
hat dabei direkten Einfluss auf die Ausprägung der Regelempfindlichkeit
und Regelqualität
dieser Systeme. Da die Reifenlängssteifigkeit
in Abhängigkeit
vom verwendeten Reifen (Reifenqualität, Abnutzung, Reifenerwärmung, Reifenluftdruck,...)
auch während
des Fahrbetriebs und über
der Gesamtnutzungsdauer stark variieren kann, ist es im Hinblick auf
eine optimale Vortriebsleistung bzw. Traktion des Fahrzeugs bzw.
eine verbesserte Fahrstabilität
günstig,
eine geeignete Schätzung
bzw. Bestimmung der longitudinalen Reifenlängssteifigkeit vorzunehmen. Diese
lässt sich
unter der Voraussetzung, dass der quasilineare Bereich der Sollschlupfkurve
des Reifens betrachtet wird, aus dem Verhältnis des aktuellen Kraftschlusses
(bzw. Kraftschlussbeiwertes) und dem jeweiligen Längsschlupf
an den Antriebsrädern (bspw.
ermittelt aus den über
Radsensoren gemessen Radgeschwindigkeiten) des Fahrzeugs abschätzen bzw.
errechnen. Der Kraftschluss bestimmt sich dabei aus dem Verhältnis zwischen
der am Rad-Reifen
angreifenden Umfangskraft und der Radaufstandskraft, wobei diese
Größen im Allgemeinen
aus den in den genannten Regelsystemen implementierten Fahrdynamik-Rechenmodellen
ermittelt werden.to
Calculation of a so-called target slip of the vehicle wheels at
a longitudinal dynamic
or a driving stability control system
a motor vehicle (eg ABS, ASC / ASR, MSR, DSC / ESP, EHB / SBC, etc.)
In addition to various vehicle-specific factors in part
also the tire longitudinal stiffness
taken into account.
The tire longitudinal stiffness
has a direct influence on the expression of the control sensitivity
and control quality
of these systems. Because the tire longitudinal stiffness
dependent on
used tires (tire quality, wear, tire warming, tire pressure, ...)
even while
of driving and over
the total useful life can vary greatly, it is with regard to
an optimal propulsion power or traction of the vehicle or
an improved driving stability
Cheap,
a suitable estimate
or determination of the longitudinal longitudinal stiffness of the tire. These
let yourself
provided that the quasi-linear range of the nominal slip curve
of the tire, from the ratio of the current frictional connection
(or coefficient of adhesion) and the respective longitudinal slip
on the drive wheels (eg.
determined from the over
Radsensoren measured wheel speeds) of the vehicle estimate or
calculate. The frictional connection is determined by the relationship between
the on the wheel tire
attacking circumferential force and the Radaufstandskraft, these
Sizes in general
from the vehicle dynamics calculation models implemented in the said control systems
be determined.
Auf
Grund von Störeinflüssen auf
die Ermittlung der Radlast bzw. Radaufstandskraft kann es zu einer
fehlerhaften Berechnung des Kraftschlusses und damit zu einer verfälschten
Berechnung der Reifen-Längssteifigkeit
kommen. Damit ist unter den gegebenen Randbedingungen nur eine ungenaue
Adaption des Längsdynamik-Regelsystems
oder Fahrstabilitäts-Regelsystem auf das
aktuelle Reifenlängssteifigkeitsverhalten
möglich
und somit eine stärkere Berücksichtigung
in entsprechenden Regelsystemen nicht in voller Konsequenz (bzw.
nur mit reduzierter Gewichtung) durchführbar. Bekannt ist es beispielsweise,
die Reifenlängssteifigkeit
nur bei höheren Fahrzeug-Längsgeschwindigkeiten
oder bei genügend
kleinem Antriebs- oder
Schleppmoment zu ermitteln. Weitere bekannte Ausschlusskriterien
für die Ermittlung
der Reifenlängssteifigkeit,
bei Vorliegen derer also keine Ermittlung erfolgt, sind eine höhere Fahrzeug-Querbeschleunigung
sowie allgemein ein Verlassen des quasilinearen Längsschlupfbereichs, nämlich bei
höherem
Motorschleppmoment, bei Verzögerungs-
oder Beschleunigungsvorgängen
sowie bei Schalt- und Kupplungsvorgängen.On
Reason of disturbing influences
the determination of the wheel load or Radaufstandskraft it can to a
incorrect calculation of the adhesion and thus to a falsified
Calculation of tire longitudinal stiffness
come. This is only an inaccurate under the given boundary conditions
Adaptation of the longitudinal dynamics control system
or driving stability control system on the
current tire stiffness behavior
possible
and thus a stronger consideration
in corresponding control systems not in full consequence (or
only with reduced weighting) feasible. For example, it is known
the tire longitudinal stiffness
only at higher vehicle longitudinal speeds
or enough
small drive or
To determine drag torque. Other known exclusion criteria
for the investigation
the tire longitudinal stiffness,
in the presence of which therefore no determination is made, are a higher vehicle lateral acceleration
and generally leaving the quasi-linear longitudinal slip region, namely at
higher
Engine drag torque, with deceleration
or acceleration processes
as well as with switching and coupling processes.
In
der Erkenntnis, dass hiermit noch nicht sämtliche Störgrößen, die Berücksichtigung
finden sollten, berücksichtigt
werden, wird mit der vorliegenden Erfindung vorgeschlagen, bei einem
Verfahren zur Bestimmung der Reifenlängssteifigkeit nach dem Oberbegriff
des Anspruchs 1 einen aus einer Längs-Neigung der Fahrbahn oder
aus einer Neigung des Fahrzeug-Aufbaus
im Wesentlichen um die Fahrzeug-Querachse resultierenden Störeinfluss
zu eliminieren. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Inhalt der Unteransprüche.In
the realization that not all disturbances, the consideration
should be considered
be proposed with the present invention, in a
Method for determining the tire longitudinal stiffness according to the preamble
of claim 1 one from a longitudinal inclination of the roadway or
from a tilt of the vehicle body
essentially resulting in the vehicle transverse axis interference
to eliminate. Advantageous developments are content of the dependent claims.
Es
wurde erkannt, dass sich auch aufgrund von Störgrößeneinflüssen auf die Radlastermittlung, nämlich aufgrund
einer Fahrbahnneigung in Längsrichtung
oder aufgrund einer Radlaständerungen
bewirkenden Neigung des Fahrzeug-Aufbaus bspw. durch Zuladung oder
durch fahrdynamische Einflüsse, Änderungen
in der Radaufstandskraft ergeben können, die eine fehlerhafte
Berechnung des Kraftschlusses und damit eine verfälschte Berechnung der
Reifen-Längssteifigkeit
zur Folge haben können. Um
dies zu vermeiden, sollen auch derartige Störeinflüsse eliminiert werden, nämlich solche,
die aus einer Längs-Neigung
der Fahrbahn oder aus einer Neigung des Fahrzeug-Aufbaus im Wesentlichen
um die Fahrzeug-Querachse resultieren.It
was recognized that also due to disturbance influences on the wheel load determination, namely due
a roadway inclination in the longitudinal direction
or due to wheel load changes
effecting inclination of the vehicle body, for example, by payload or
through driving dynamics, changes
can result in the wheel contact force, which is a faulty
Calculation of the frictional connection and thus a falsified calculation of the
Tire longitudinal stiffness
can result. Around
To avoid this, even such interference should be eliminated, namely those
from a longitudinal inclination
the roadway or from an inclination of the vehicle body substantially
result around the vehicle transverse axis.
Dabei
sind unterschiedliche Vorgehensweisen möglich. So kann dann, wenn die
Reifenlängssteifigkeit
permanent bestimmt wird, auch die Neigung der Fahrbahn oder des
Fahrzeug-Aufbaus fortlaufend bestimmt und in der Berechnung bzw.
Ermittlung der Reifenlängssteifigkeit
berücksichtigt
werden. Alternativ kann im Falle einer Bestimmung der Reifenlängssteifigkeit
nur während
zugelassener Randbedingungen eine Bestimmung der Reifenlängssteifigkeit
auch dann ausgeschlossen werden, wenn die Neigung der Fahrbahn oder
des Fahrzeug-Aufbaus einen bestimmten Schwellwert überschreitet.there
Different approaches are possible. So then if that
Tire longitudinal stiffness
is determined permanently, including the inclination of the road or the
Vehicle structure continuously determined and in the calculation or
Determination of tire stiffness
considered
become. Alternatively, in the case of a determination of the tire longitudinal stiffness
only during
permissible boundary conditions, a determination of the tire's longitudinal stiffness
be excluded even if the inclination of the roadway or
of the vehicle body exceeds a certain threshold.
Grundsätzlich kann
die jeweilige Neigung (nämlich
der Fahrbahn oder des Fahrzeug-Aufbaus) auf unterschiedliche Weise
bestimmt werden, nämlich über einen
im Fahrzeug verbauten Neigungssensor oder mittels eines Längsbeschleunigungssensors unter
Berücksichtigung
der aus den vorliegenden Radgeschwindigkeiten abgeleiteten Fahrzeuglängsbeschleunigung
oder aus einer Gesamtkräftebilanz der
am Fahrzeug in Längsrichtung
angreifenden Kräfte,
was jeweils für
sich bekannt ist und daher an dieser Stelle nicht weiter erläutert wird.In principle, the respective inclination (namely, the road surface or the vehicle body) can be determined in different ways, namely via a built-in inclination in the vehicle or by means of a longitudinal acceleration sensor, taking into account the vehicle longitudinal acceleration derived from the present wheel speeds or from a total force balance of the forces acting on the vehicle in the longitudinal direction, which is known per se and therefore will not be explained further here.
Eine
entsprechend weniger fehlerhaft ermittelte Reifenlängssteifigkeit
kann dann in die Regelempfindlichkeit eines Längsdynamik- oder Fahrstabilitäts-Regelsystems, d.
h. in dessen Regelschwellen, bei denen eine Regelung ausgelöst bzw.
wieder beendet wird, wie folgt eingehen, wobei mit „s|gesamt" die Gesamt-Schlupfschwelle
für eine
Längsschlupfregelung
und mit „s|Längssteifigkeit" der Schlupfschwellen-Anteil
aus einer Längssteifigkeitsveränderung
des bzw. der Reifens) bezeichnet ist: s|gesamt = s|0 + s|1 + ... + s|Längssteifigkeit mit „s|0, 1,... " als andere Längsschlupfschwellen-Anteile,
bspw. bestehend aus einer Basisschwelle, geschwindigkeits- bzw.
beschleunigungsabhängiger Offsetanteile,
Zugkraftanteile, etc. Dabei gilt für s|Längssteifigkeit =
k/L, mit „k" als Verstärkungsfaktor
bzw. Gewichtungsfunktion zur Parametrierung, und mit „L" als errechnete Längssteifigkeit
des bzw. der Reifen(s), wobei L = fu/λ, mit „fu" als
Kraftschluss in Längsrichtung
(= Quotient aus Reifen-Umfangskraft und
Radaufstandskraft) sowie „λ" als Antriebs- oder Bremsschlupf.A correspondingly less incorrectly determined tire longitudinal rigidity can then be included in the control sensitivity of a longitudinal dynamics or driving stability control system, ie in its control thresholds at which a control is triggered or terminated again, with "s | total "the total slip threshold for a longitudinal slip control and with" s " longitudinal stiffness " the slip threshold part from a longitudinal stiffness change of the tire or tire is designated: s | total = s | 0 + s | 1 + ... + s | longitudinal stiffness with "s | 0, 1 , ... "as other longitudinal slip threshold components, for example consisting of a base threshold, speed or acceleration-dependent offset components, traction components, etc. In this context, s = longitudinal stiffness = k / L, with" k "as amplification factor or Weighting function for parameterisation, and with "L" as the calculated longitudinal stiffness of the tire (s), where L = f u / λ, with "f u " as longitudinal adhesion (= quotient of tire circumferential force and wheel contact force) and "Λ" as drive or brake slip.
Die
Beeinflussung der Gesamtschlupfschwelle erfolgt in dem hier aufgeführten Beispiel
als additiver Anteil, wobei darauf hingewiesen sei, dass bedarfsabhängig bzw.
abhängig
vom vorliegenden Algorithmus durchaus eine Vielzahl von weiteren
Beeinflussungsmöglichkeiten
vorliegen kann, z. B. nicht nur in Form eines additiven, sondern
auch in Form eines (oder mehrerer) multiplikativer Anteile oder
auch in Form anderer mathematischer Abhängigkeiten, die entweder separat
als Einzelanteil oder auch zugleich auf mehrere der o. g. Schlupfschwellen-Anteile
einwirken können,
wie überhaupt
eine Vielzahl weiterer Details durchaus abweichend von obigen Erläuterungen
gestaltet sein kann, ohne den Inhalt der Patentansprüche zu verlassen.The
Influencing the total slip threshold occurs in the example given here
as an additive component, whereby it should be noted that demand-dependent or
dependent
quite a lot of others from the present algorithm
influencing opportunities
may be present, for. B. not only in the form of an additive, but
also in the form of one (or more) multiplicative portions or
also in the form of other mathematical dependencies, either separately
as a single share or at the same time on several of the above mentioned g. Slip thresholds Shares
can act,
as ever
a variety of other details quite different from the above explanations
may be designed without departing from the content of the claims.