DE102019128513A1 - Method for preventing a vehicle from tipping over - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Vermeidung eines Umkippens eines Fahrzeugs (1) um seine Längsachse (2), bei dem von einem elektronischen Bremssystem (3) eine aktuelle Querbeschleunigung (4) ausgewertet und nach Überschreiten eines ersten Grenzwerts der Querbeschleunigung (4) eine Testbremsung vom elektronischen Bremssystem (3) ausgeführt wird, und bei dem ein während der Testbremsung blockierendes oder zum Blockieren neigendes kurveninneres Rad (5) einer Achse (6) eine Verzögerungsbremsung wenigstens eines kurvenäußeren Rads (7) auslöst.Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass dann, wenn nach Überschreiten des ersten Grenzwerts und während der Testbremsung des elektronischen Bremssystems (3) eine Zusatzbremsung mit einem aktuellen Bremsdruck ausgeführt wird, welcher ein Blockieren oder eine Blockierneigung des kurveninneren Rads (5) zur Folge hat, zunächst ein zweiter Grenzwert der Querbeschleunigung (4) mithilfe des aktuellen Bremsdrucks berechnet und anstelle des ersten Grenzwerts einer Beurteilung der Gefahr eines Umkippens zugrunde gelegt wird.The invention relates to a method for preventing a vehicle (1) from tipping over about its longitudinal axis (2), in which an electronic brake system (3) evaluates a current transverse acceleration (4) and, after a first limit value of the transverse acceleration (4) is exceeded, test braking is executed by the electronic brake system (3), and in which an inside wheel (5) of an axle (6) that locks or tends to lock during the test braking triggers deceleration braking of at least one outside wheel (7). According to the invention, if after the first limit value has been exceeded and during the test braking of the electronic brake system (3), additional braking is carried out with a current brake pressure, which results in the wheel (5) on the inside of the curve locking or a tendency to lock, initially using a second lateral acceleration limit value (4) of the current brake pressure and instead of the first limit value ts is used as the basis for an assessment of the risk of tipping over.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Vermeidung eines Umkippens eines Fahrzeugs um seine Längsachse, bei dem von einem elektronischen Bremssystem eine Querbeschleunigung ausgewertet und nach Überschreiten eines ersten Grenzwerts der Querbeschleunigung eine Testbremsung vom Bremssystem ausgeführt wird, und bei dem ein während der Testbremsung blockierendes oder zum Blockieren neigendes kurveninneres Rad einer Achse eine Verzögerungsbremsung wenigstens eines kurvenäußeren Rads auslöst. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Bestimmung einer Schwerpunkthöhe eines Fahrzeugs, ein Bremsensteuergerät zur Durchführung dieser Verfahren und ein elektronisches Bremssystem mit einem solchen Bremsensteuergerät.The invention relates to a method for preventing a vehicle from tipping over about its longitudinal axis, in which a transverse acceleration is evaluated by an electronic brake system and a test braking is carried out by the braking system after a first limit value of the transverse acceleration is exceeded, and in which a blocking or blocking during the test braking inclining wheel on the inside of the curve of an axle triggers deceleration braking of at least one wheel on the outside of the curve. The invention also relates to a method for determining a height of the center of gravity of a vehicle, a brake control device for carrying out this method and an electronic brake system with such a brake control device.

Verfahren zum Ermitteln und Vermeiden einer Gefahr eines Umkippens eines Fahrzeugs um seine Längsachse sind u. a. offenbart in DE 196 02 879 C1 und EP 1 142 768 B1 . Auf die gesamte Offenbarung dieser beiden Dokumente wird auch zur Darstellung und Erläuterung der Erfindung ausdrücklich Bezug genommen.Methods for determining and avoiding a risk of a vehicle tipping over about its longitudinal axis are disclosed in, inter alia DE 196 02 879 C1 and EP 1 142 768 B1 . Reference is expressly made to the entire disclosure of these two documents to illustrate and explain the invention.

Moderne Straßenfahrzeuge sind mit einem elektronischen Bremssystem ausgestattet. Das elektronische Bremssystem beinhaltet zumindest eine Antiblockierregelung. Verbreitet sind inzwischen auch stabilisierende Regelungen zum Vermeiden eines Ausbrechens des Fahrzeugs in Kurvenfahrten oder beim Beschleunigen.Modern road vehicles are equipped with an electronic braking system. The electronic brake system contains at least one anti-lock control. Stabilizing regulations to prevent the vehicle from breaking away when cornering or when accelerating are also widespread.

Zweispurige Fahrzeuge mit höherem Schwerpunkt, insbesondere Nutzfahrzeuge, können in zu schnell gefahrenen Kurven umkippen. Dies kann ebenfalls durch entsprechende Regelsysteme verhindert werden. Hierzu wird laufend die Querbeschleunigung des Fahrzeugs gemessen. Bei Überschreiten eines Grenzwerts wird davon ausgegangen, dass eine Gefahr eines Umkippens besteht. Ergänzend führt das elektronische Bremssystem dann eine Testbremsung mit geringem Bremsdruck aus. Wenn dann das kurveninnere Rad blockiert oder fast blockiert, bedeutet dies, dass die auf das kurveninnere Rad wirkende dynamische Radlast nur noch sehr gering ist und Gegenmaßnahmen erforderlich sind. Vorzugsweise wird dann vom Bremssystem eine Verzögerungsbremsung eingeleitet, um die Geschwindigkeit des Fahrzeugs zu verringern. Falls das kurveninnere Rad bei der Testbremsung nicht blockiert und auch keine Blockierneigung zeigt, können Gegenmaßnahmen unterbleiben. Eine Blockierneigung wird insbesondere dann angenommen, wenn das kurveninnere Rad einen Bremsschlupf von mehr als 20 % aufweist. In kurzen Zeitabständen werden weitere Testbremsungen durchgeführt, jedenfalls solange die Querbeschleunigung über dem ersten Grenzwert bleibt.Two-lane vehicles with a higher center of gravity, especially commercial vehicles, can tip over in corners that are driven too fast. This can also be prevented by appropriate control systems. The transverse acceleration of the vehicle is measured continuously for this purpose. If a limit value is exceeded, it is assumed that there is a risk of tipping over. In addition, the electronic brake system then carries out test braking with low brake pressure. If the wheel on the inside of the curve then blocks or almost blocks, this means that the dynamic wheel load acting on the wheel on the inside of the curve is only very low and countermeasures are required. Deceleration braking is then preferably initiated by the braking system in order to reduce the speed of the vehicle. If the wheel on the inside of the curve does not lock during the test braking and also shows no tendency to lock, countermeasures can be omitted. A tendency to lock is assumed in particular if the wheel on the inside of the curve has a brake slip of more than 20%. Further test braking operations are carried out at short intervals, at least as long as the transverse acceleration remains above the first limit value.

Während der Testbremsung durch das Bremssystem kann eine zusätzliche Bremsanforderung auftreten, nämlich eine Zusatzbremsung, etwa durch den Fahrer als Fahrerbremsung oder durch ein Stabilitätsregelsystem eines ziehenden Fahrzeugs, sofern das hier betrachtete Fahrzeug ein Anhängefahrzeug ist. Diese Zusatzbremsung wird in der Regel mit höherem Bremsdruck ausgeführt als die Testbremsung. An den Bremszylindern ist dann der höhere Bremsdruck der Zusatzbremsung wirksam. Das Bremssystem geht aber weiterhin davon aus, dass eine Testbremsung durchgeführt wird und wartet auf das entsprechende Ergebnis. Durch den höheren Bremsdruck der Zusatzbremsung blockiert das kurveninnere Rad eher als bei der Testbremsung, sodass für das Bremssystem eher der Eindruck entsteht, es müssten Gegenmaßnahmen ausgeführt werden. Dies kann zu unnötigen und unkomfortablen, vom Bremssystem ausgelösten Verzögerungsbremsungen führen. Damit verbunden sind erhöhter Reifenverschleiß, Bremsenverschleiß und Kraftstoffverbrauch.During the test braking by the brake system, an additional braking request can occur, namely additional braking, for example by the driver as driver braking or by a stability control system of a towing vehicle, provided that the vehicle under consideration is a trailer vehicle. This additional braking is usually carried out with a higher brake pressure than the test braking. The higher brake pressure of the additional braking is then effective on the brake cylinders. However, the brake system continues to assume that test braking is being carried out and waits for the corresponding result. Due to the higher brake pressure of the additional braking, the wheel on the inside of the curve locks up earlier than during the test braking, so that the braking system has the impression that countermeasures need to be taken. This can lead to unnecessary and uncomfortable deceleration brakes triggered by the braking system. This is associated with increased tire wear, brake wear and fuel consumption.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist eine Verbesserung des Verhaltens des bekannten Verfahrens zur Vermeidung des Umkippens eines Fahrzeugs um seine Längsachse. Insbesondere sollen unnötige Verzögerungsbremsungen vermieden werden.The object of the present invention is to improve the behavior of the known method for preventing a vehicle from tipping over about its longitudinal axis. In particular, unnecessary deceleration braking should be avoided.

Zur Lösung der Aufgabe weist das erfindungsgemäße Verfahren die Merkmale des Anspruchs 1 auf. Insbesondere ist vorgesehen, dass dann, wenn nach Überschreiten des ersten Grenzwerts und während der Testbremsung des Bremssystems eine Zusatzbremsung mit einem aktuellen Bremsdruck ausgeführt wird, welcher ein Blockieren oder eine Blockierungsneigung des kurveninneren Rads zur Folge hat, zunächst ein zweiter Grenzwert der Querbeschleunigung mithilfe des aktuellen Bremsdrucks berechnet und anstelle des ersten Grenzwerts einer Beurteilung einer Gefahr des Umkippens zugrunde gelegt wird.To achieve the object, the method according to the invention has the features of claim 1. In particular, it is provided that if, after the first limit value has been exceeded and during the test braking of the brake system, additional braking is carried out with a current brake pressure, which results in locking or a tendency to lock the wheel on the inside of the curve, first a second limit value of the transverse acceleration using the current one Brake pressure is calculated and, instead of the first limit value, an assessment of a risk of tipping over is used as a basis.

Der zweite Grenzwert der Querbeschleunigung ÿ_crit und der auf die Erdbeschleunigung g normierte zweite Grenzwert der Querbeschleunigung a_q,crit können wie folgt berechnet werden: $$F_{\text{z}\text{,Brems}}=\frac{1}{2}z\left(\left(F_{\text{z}\text{,voll}}-F_{\text{z}\text{,leer}}\right)\frac{p_{\text{ist}}}{p_{\text{voll}}-p_{\text{leer}}}+\frac{p_{\text{voll}}{F}_{\text{z}\text{,leer}}-p_{\text{leer}}{F}_{\text{z}\text{,voll}}}{p_{\text{voll}}-p_{\text{leer}}}\right)$$

$$M_{\text{innen}}=\sqrt{\frac{{\left(\frac{F_{\text{z}\text{,Brems}\text{,innen}}}{g}\right)}^2}{{\mathrm{\mu }}^2-\frac{{\ddot{y}}_{ist}^2}{g^2}}}$$

$$a_{\text{q}\text{,crit}}=\frac{{\ddot{y}}_{\text{crit}}}{g}=\frac{{\ddot{y}}_{\text{ist}}\left(M_{\text{Rad}}-M_{\text{Rest}}\right)}{g\left(M_{\text{Rad}}-M_{\text{innen}}\right)}$$

mit den folgenden Variablen und Konstanten:

aq,crit

auf die Erdbeschleunigung g normierte Querbeschleunigung ÿ_crit

Fz,Brems

berechnete Vertikalkraft eines Rads auf Basis der Bremsberechnung und des aktuellen Bremsdrucks bei Geradeausfahrt

Fz,Brems,innen

berechnete Vertikalkraft des kurveninneren Rads auf Basis der Bremsberechnung und des aktuellen Bremsdrucks bei Geradeausfahrt

Fz,voll

Achsvertikalkraft beladen

Fz,leer

Achsvertikalkraft leer

g

Erdbeschleunigung

Minnen

aktuelle dynamische Radlast kurveninneres Rad

MRad

mittlere Radlast, halbe Achslast

MRest

kritische Restradlast, vom Systemhersteller vorgegeben als Parameter

pist

Bremsdruck aktuell

pleer

Bremsdruck, bei dem Räder des leeren Fahrzeugs blockieren

pvoll

Bremsdruck, bei dem Räder des vollen Fahrzeugs blockieren

ÿcrit

kritische Querbeschleunigung, bei der Verzögerungsbremsung gestartet werden soll

ÿist

aktuelle Querbeschleunigung

z

auf die Erdbeschleunigung g normierte Abbremsung

µ

Reibwert (angenommen mit 0,7 für trockene Straße)

The second limit value of the transverse acceleration ÿ _crit and the second limit value of the transverse acceleration a _{q, crit} normalized to the acceleration due to gravity g can be calculated as follows: $${\mathrm{F.}}_{\text{z}\text{, Brake}}=\frac{1}{2}z\left(\left({\mathrm{F.}}_{\text{z}\text{,full}}-{\mathrm{F.}}_{\text{z}\text{,empty}}\right)\frac{p_{\text{is}}}{p_{\text{full}}-p_{\text{empty}}}+\frac{p_{\text{full}}{\mathrm{F.}}_{\text{z}\text{,empty}}-p_{\text{empty}}{\mathrm{F.}}_{\text{z}\text{,full}}}{p_{\text{full}}-p_{\text{empty}}}\right)$$

$${\mathrm{M.}}_{\text{Inside}}=\sqrt{\frac{{\left(\frac{{\mathrm{F.}}_{\text{z}\text{, Brake}\text{,Inside}}}{G}\right)}^2}{{\mathrm{\mu }}^2-\frac{{\ddot{y}}_{ist}^2}{{\mathrm{<figure-callout\; id="2"\; label="G"\; filenames="DE102019128513A1\_0009.png,DE102019128513A1\_0012.png"\; state="\{\{state\}\}">G</figure-callout>}}^2}}}$$

$$a_{\text{q}\text{, crit}}=\frac{{\ddot{y}}_{\text{crit}}}{G}=\frac{{\ddot{y}}_{\text{is}}\left({\mathrm{M.}}_{\text{wheel}}-{\mathrm{M.}}_{\text{rest}}\right)}{G\left({\mathrm{M.}}_{\text{wheel}}-{\mathrm{M.}}_{\text{Inside}}\right)}$$

with the following variables and constants:

aq, crit

_Lateral acceleration ÿ crit normalized to the acceleration due to gravity g

Fz, brake

Calculated vertical force of a wheel based on the brake calculation and the current brake pressure when driving straight ahead

Fz, brake, inside

Calculated vertical force of the wheel on the inside of the curve based on the brake calculation and the current brake pressure when driving straight ahead

Fz, full

Axial vertical force loaded

Fz, empty

Axial vertical force empty

G

Acceleration due to gravity

Love

Current dynamic wheel load on the inside wheel

MRad

medium wheel load, half axle load

MRest

critical residual wheel load, specified as a parameter by the system manufacturer

pist

Brake pressure currently

pleer

Brake pressure at which the wheels of the empty vehicle lock

pful

Brake pressure at which the wheels of the full vehicle lock

ÿcrit

critical lateral acceleration at which deceleration braking should be started

is

current lateral acceleration

z

Deceleration normalized to the acceleration due to gravity g

µ

Coefficient of friction (assumed 0.7 for dry roads)

Wie in Formel (3) angegeben, werden die aktuelle Querbeschleunigung ÿ_ist, 4, die Erdbeschleunigung g, eine mittlere Radlast M_Rad, eine kritische Restradlast M_Rest und eine aktuelle dynamische Radlast M_innen des kurveninneren Rads benötigt. Die kritische Restradlast ist vom Systemhersteller als Parameter vorgegeben. Die mittlere Radlast entspricht der halben Achslast und liegt beispielsweise aus Sensordaten während einer vorangegangenen Geradeausfahrt vor. Die dynamische Radlast des kurveninneren Rads wird berechnet, siehe Formel (2). Hierfür werden zusätzlich benötigt eine berechnete Vertikalkraft F_{z,Brems,innen} des kurveninneren Rads auf Basis einer Bremsberechnung und des aktuellen Bremsdrucks p_ist sowie ein Reibwert µ für die Reibung zwischen Reifen und Straße. Der Reibwert kann beispielsweise mit 0,7 angenommen werden. Die Vertikalkraft des kurveninneren Rads ergibt sich aus einer Berechnung gemäß Formel (1). In die Berechnung gehen eine auf die Erdbeschleunigung normierte Abbremsung z, eine Achsvertikalkraft des beladenen Fahrzeugs, eine Achsvertikalkraft des leeren Fahrzeugs, der aktuelle Bremsdruck, der Bremsdruck, bei dem die Räder des leeren Fahrzeugs blockieren, und der Bremsdruck, bei dem die Räder des vollen Fahrzeugs blockieren, ein. Die genannten Werte ergeben sich entweder aus einer Bremsberechnung oder aus Vorversuchen. Für zwird vorzugsweise ein Wert zwischen 0,5 und 0,6 angenommen.As indicated in formula (3), the current lateral acceleration ÿ _ist , 4th , the acceleration due to gravity g, a mean wheel load M _wheel , a critical residual _{wheel load M rest} and a current dynamic wheel load M _{inside the wheel on the inside of} the curve are required. The system manufacturer specifies the critical residual wheel load as a parameter. The mean wheel load corresponds to half the axle load and is available, for example, from sensor data during a previous straight-ahead journey. The dynamic wheel load of the wheel on the inside of the curve is calculated, see formula (2). A calculated vertical force F _{z, brake, inside} the wheel on the inside of the curve based on a brake calculation and the current brake pressure are also required for this p _is and a coefficient of friction µ for the friction between the tire and the road. The coefficient of friction can be assumed to be 0.7, for example. The vertical force of the wheel on the inside of the curve results from a calculation according to formula (1). The calculation includes a deceleration z normalized to the acceleration due to gravity, an axial vertical force of the loaded vehicle, an axial vertical force of the empty vehicle, the current brake pressure, the brake pressure at which the wheels of the empty vehicle lock, and the brake pressure at which the wheels of the full one Block vehicle, one. The stated values result either from a brake calculation or from preliminary tests. A value between 0.5 and 0.6 is preferably assumed for z.

Der berechnete zweite Grenzwert der Querbeschleunigung wird mit dem fortlaufend ermittelten aktuellen Wert der Querbeschleunigung verglichen. Dabei kann der zweite Grenzwert bereits Sicherheitsabschläge enthalten. So kann bei der Berechnung des zweiten Grenzwerts als Sicherheitsabschlag etwa ein Faktor, der kleiner ist als 1, oder ein negativer Summand bzw. ein Subtrahend einbezogen werden.The calculated second limit value of the transverse acceleration is compared with the continuously determined current value of the transverse acceleration. The second limit value can already contain safety discounts. For example, when calculating the second limit value, a factor that is smaller than 1 or a negative summand or subtrahend can be included as a safety margin.

Nach einem weiteren Gedanken der Erfindung kann vorgesehen sein, dass eine Verzögerungsbremsung nur durchgeführt wird, wenn die aktuelle Querbeschleunigung größer ist als der zweite Grenzwert der Querbeschleunigung. Vorzugsweise wird die Verzögerungsbremsung vom Bremssystem erst dann ausgeführt, wenn der zweite Grenzwert der Querbeschleunigung aktuell überschritten ist und die aktuelle Testbremsung wenigstens eine Blockierneigung des kurveninneren Rads zur Folge hat.According to a further concept of the invention, it can be provided that deceleration braking is only carried out if the current transverse acceleration is greater than the second limit value of the transverse acceleration. The deceleration braking is preferably only carried out by the brake system when the second limit value of the transverse acceleration is currently exceeded and the current test braking results in at least a tendency to lock the wheel on the inside of the curve.

Nach einem weiteren Gedanken der Erfindung kann vorgesehen sein, dass für die Berechnung des zweiten Grenzwerts der Querbeschleunigung auch die aktuelle Querbeschleunigung und/oder eine aktuelle Achslast und/oder Radlast verwendet werden. Die aktuelle Querbeschleunigung steht dem elektronischen Bremssystem ohnehin zur Verfügung. Die aktuelle Achslast kann über typischerweise ohnehin vorhandene Sensoren abgefragt werden. Sofern das Fahrzeug mit einer Luftfederung ausgestattet ist, können Drucksensoren in Luftfederbälgen Daten liefern, aus denen die Achslast bestimmbar ist. Analog gilt dies für Radlasten.According to a further concept of the invention, it can be provided that the current lateral acceleration and / or a current axle load and / or wheel load are also used for calculating the second limit value of the transverse acceleration. The current lateral acceleration is available to the electronic brake system anyway. The current axle load can be queried using sensors that are typically present anyway. If the vehicle is equipped with air suspension, pressure sensors in air suspension bellows can supply data from which the axle load can be determined. The same applies to wheel loads.

Nach einem weiteren Gedanken der Erfindung kann vorgesehen sein, dass für die Berechnung des zweiten Grenzwerts der Querbeschleunigung zusätzlich einer oder mehrere der folgenden Parameter verwendet werden:

1. a) Abbremsung, aus Bremsberechnung,
2. b) Achsvertikalkraft vollbeladen, aus Bremsberechnung,
3. c) Achsvertikalkraft leer, aus Bremsberechnung,
4. d) Bremsdruck zum Blockieren, leer, aus Bremsberechnung,
5. e) Bremsdruck zum Blockieren, voll, aus Bremsberechnung,
6. f) aktuelle Radlast des kurveninneren Rads,
7. g) berechnete Vertikalkraft des kurveninneren Rads,
8. h) statische Achslast, insbesondere aus Sensordaten,
9. i) kritische Restradlast, vorgegeben.

According to a further concept of the invention, it can be provided that one or more of the following parameters are additionally used for calculating the second limit value of the transverse acceleration:

1. a) deceleration, from brake calculation,
2. b) Axial vertical force fully loaded, from brake calculation,
3. c) Axial vertical force empty, from brake calculation,
4. d) brake pressure for locking, empty, from brake calculation,
5. e) brake pressure for locking, full, from brake calculation,
6. f) current wheel load of the inside wheel,
7. g) calculated vertical force of the inside wheel,
8. h) static axle load, in particular from sensor data,
9. i) critical residual wheel load, specified.

Die aktuelle Radlast des kurveninneren Rads (Parameter f) kann sich insbesondere durch Berechnung oder aus Sensordaten ergeben. Eine Bremsberechnung wird vom Hersteller typischerweise bei Anpassung des Bremssystems an das Fahrzeug durchgeführt.The current wheel load of the wheel on the inside of the curve (parameter f) can result in particular from calculation or from sensor data. A brake calculation is typically carried out by the manufacturer when the brake system is adapted to the vehicle.

Nach einem weiteren Gedanken der Erfindung kann vorgesehen sein, dass aus einer berechneten aktuellen Radlast des kurveninneren Rads und einer statischen Achslast eine Schwerpunkthöhe berechnet und für eine Anpassung des ersten oder zweiten Grenzwerts der Querbeschleunigung verwendet wird. Durch Einbeziehung der Schwerpunkthöhe kann der Grenzwert der Querbeschleunigung noch genauer bestimmt werden.According to a further concept of the invention it can be provided that a center of gravity height is calculated from a calculated current wheel load of the wheel on the inside of the curve and a static axle load and is used to adapt the first or second limit value of the lateral acceleration. By including the height of the center of gravity, the limit value of the transverse acceleration can be determined even more precisely.

Die Schwerpunkthöhe H_SP kann wie folgt berechnet werden: $$H_{\text{SP}}=\frac{s\left(M_{\text{Rad}}-M_{\text{Rest}}\right)}{M_{\text{Aches}}\frac{{\ddot{y}}_{\text{ist}}}{g}}$$

mit den folgenden Variablen und Konstanten:

g

Erdbeschleunigung

HSP

Schwerpunkthöhe

MAchse

Achslast

MRad

mittlere Radlast, halbe Achslast

MRest

kritische Restradlast, vom Systemhersteller vorgegeben als Parameter

s

Spurweite

ÿist

aktuelle Querbeschleunigung

The height of the center of gravity H _SP can be calculated as follows: $$H_{\text{SP}}=\frac{s\left({\mathrm{M.}}_{\text{wheel}}-{\mathrm{M.}}_{\text{rest}}\right)}{{\mathrm{M.}}_{\text{Aches}}\frac{{\ddot{y}}_{\text{is}}}{G}}$$

with the following variables and constants:

G

Acceleration due to gravity

HSP

Center of gravity

Axis

Axle load

MRad

medium wheel load, half axle load

MRest

critical residual wheel load, specified as a parameter by the system manufacturer

s

Gauge

is

current lateral acceleration

Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Bestimmung einer Schwerpunkthöhe eines Fahrzeugs mit elektronischem Bremssystem. Ausgehend von einem zweispurigen Fahrzeug mit unbekannter Schwerpunkthöhe, die durch unterschiedliche Beladung variieren kann, werden verschiedene Parameter und physikalische Größen zur Berechnung einer aktuellen Schwerpunkthöhe herangezogen, siehe Anspruch 6. Insbesondere ist eine Berechnung der Schwerpunkthöhe unter Verwendung einer dynamischen Radlast eines kurveninneren Rads und einer statischen Achslast vorgesehen. In die Berechnung können weitere Größen einfließen. Die Schwerpunkthöhe kann für andere Berechnungen und Aktionen des Bremssystems verwendet werden.The invention also relates to a method for determining the height of the center of gravity of a vehicle with an electronic braking system. Starting from a two-lane vehicle with an unknown height of the center of gravity, which can vary due to different loads, various parameters and physical quantities are used to calculate a current height of the center of gravity, see claim 6 Axle load provided. Other parameters can be included in the calculation. The height of the center of gravity can be used for other calculations and actions of the braking system.

Gegenstand der Erfindung ist auch ein Bremsensteuergerät nach Anspruch 7 mit einer Software zur Durchführung des Verfahrens zur Vermeidung des Umkippens des Fahrzeugs und/oder des Verfahrens zur Bestimmung einer Schwerpunkthöhe. Die einzelnen Verfahrensschritte sind in der Software des Steuergerätes abgebildet.The invention also relates to a brake control device according to claim 7 with software for carrying out the method for preventing the vehicle from tipping over and / or the method for determining a height of the center of gravity. The individual process steps are mapped in the software of the control unit.

Schließlich richtet sich die Erfindung auch auf ein elektronisches Bremssystem gemäß Anspruch 8. Das elektronische Bremssystem weist das genannte Steuergerät auf.Finally, the invention is also directed to an electronic brake system according to claim 8. The electronic brake system has said control device.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung im Übrigen und aus den Ansprüchen. Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend anhand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

• 1 eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs während einer Kurvenfahrt in einer Draufsicht,
• 2 eine schematische Darstellung eines Querschnitts durch das Fahrzeug nach 1,
• 3 eine schematische Darstellung eines Querschnitts durch das Fahrzeug entsprechend 2, wobei das Fahrzeug einer Gefahr eines Umkippens unterliegt,
• 4 einen Graphen eines zeitlichen Verlaufs von Bremsdruck, Querbeschleunigung, Drehzahl des kurveninneren Rads und Drehzahl des kurvenäußeren Rads im Zeitverlauf, mit Testbremsung und Verzögerungsbremsung (Stand der Technik),
• 5 einen Graphen eines zeitlichen Verlaufs entsprechend 5, jedoch mit Testbremsung, Zusatzbremsung und Verzögerungsbremsung, ohne Verwendung eines zweiten Grenzwerts für die Querbeschleunigung (Stand der Technik),
• 6 einen Graphen eines zeitlichen Verlaufs entsprechend 5, mit Testbremsung, Zusatzbremsung und Verzögerungsbremsung, jedoch mit Berechnung und Verwendung eines zweiten Grenzwerts der Querbeschleunigung,
• 7 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zur Vermeidung eines Umkippens eines Fahrzeugs,
• 8 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zur Bestimmung einer Schwerpunkthöhe eines Fahrzeugs.

Further features of the invention can also be found in the description and in the claims. Advantageous embodiments of the invention are explained in more detail below with reference to drawings. Show it:

• 1 a schematic representation of a vehicle while cornering in a top view,
• 2 a schematic representation of a cross section through the vehicle according to 1 ,
• 3 a schematic representation of a cross section through the vehicle accordingly 2 , whereby the vehicle is subject to a risk of tipping over,
• 4th a graph of a time curve of brake pressure, lateral acceleration, speed of the wheel on the inside of the curve and speed of the wheel on the outside of the curve over time, with test braking and deceleration braking (state of the art),
• 5 a graph of a time course accordingly 5 , but with test braking, additional braking and deceleration braking, without using a second limit value for the lateral acceleration (state of the art),
• 6th a graph of a time course accordingly 5 , with test braking, additional braking and deceleration braking, but with calculation and use of a second limit value for the lateral acceleration,
• 7th a flowchart of a method for preventing a vehicle from tipping over,
• 8th a flowchart of a method for determining a height of the center of gravity of a vehicle.

1 zeigt eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs 1 während eines Durchfahrens einer Kurve 13. Das Fahrzeug 1 ist hier generisch dargestellt: Bei dem Fahrzeug 1 kann es sich sowohl um einen Motorwagen und ggf. eine Zugmaschine für ein Anhängefahrzeug handeln als auch um ein Anhängefahrzeug. Das Fahrzeug 1 weist hier zwei Achsen 6 auf, wobei an jeder Achse zwei Räder 14 befestigt sind. Während des Durchfahrens der Kurve 13 weist das Fahrzeug 1 an jeder der beiden Achsen 6 ein kurveninneres Rad 5 und ein kurvenäußeres Rad 7 auf. Das Nutzfahrzeug 1 weist eine Längsachse 2 auf. 1 shows a schematic representation of a vehicle 1 while driving through a curve 13th . The vehicle 1 is shown here generically: For the vehicle 1 it can be a motor vehicle and possibly a tractor for a trailer vehicle as well as a trailer vehicle. The vehicle 1 has two axes here 6th on, with two wheels on each axle 14th are attached. While driving through the curve 13th instructs the vehicle 1 on each of the two axes 6th an inside wheel 5 and an outside wheel 7th on. The commercial vehicle 1 has a longitudinal axis 2 on.

Während des Durchfahrens der Kurve 13 erfährt das Fahrzeug 1 eine Querbeschleunigung 4 in Bezug auf die Kurve 13 nach außen. Dadurch neigt das Fahrzeug 1 dazu, während des Durchfahrens der Kurve 13 in Bezug auf die Kurve 13 um seine Längsachse 2 nach außen zu kippen, sodass sich das kurveninnere Rad 5 von einer Radaufstandsebene 16, die in 1 parallel zur Zeichenebene verläuft, lösen kann. Im schlimmsten Fall kann das Fahrzeug 1 um die Längsachse 2 umkippen.While driving through the curve 13th learns the vehicle 1 a lateral acceleration 4th in terms of the curve 13th outward. This causes the vehicle to tilt 1 to do this, while driving through the curve 13th in terms of the curve 13th around its longitudinal axis 2 to tilt outwards so that the inside wheel 5 from a wheel contact plane 16 , in the 1 runs parallel to the plane of the drawing, can solve. In the worst case, the vehicle can 1 around the longitudinal axis 2 tip over.

Das Fahrzeug 1 weist ein elektronisches Bremssystem 3 auf. Das elektronische Bremssystem 3 kann ein Subsystem 15 aufweisen, insbesondere, wenn es sich bei dem Fahrzeug 1 um ein Anhängefahrzeug handelt. Das elektronische Bremssystem 3 weist ein Bremsensteuergerät 11 auf, das wiederum eine Software 17 aufweist.The vehicle 1 has an electronic braking system 3 on. The electronic braking system 3 can be a subsystem 15th have, especially if it is the vehicle 1 a trailer vehicle acts. The electronic braking system 3 has a brake control unit 11 on, which in turn is software 17th having.

In 2 ist ein Querschnitt durch das Fahrzeug nach 1 gezeigt. Das Innere der Kurve 13 liegt in der Darstellung links, das Äußere der Kurve 13 rechts. Die Querbeschleunigung 4 wirkt folglich ebenfalls nach rechts. Das Fahrzeug 1 unterliegt somit einer Gefahr eines Umkippens ebenfalls nach rechts (bzw. nach unten links in 1), wie dies in 3 angedeutet ist. Dabei löst sich das kurveninnere Rad 5 von der Radaufstandsebene 16. Bereits bevor sich das kurveninnere Rad 5 von der Radaufstandsebene 16 löst, verringert sich eine Radlast 9 des kurveninneren Rads 5, weil sich eine Masse des Fahrzeugs 1 bedingt durch die Querbeschleunigung 4 weiter auf das kurvenäußere Rad 7 verlagert und das kurveninnere Rad 5 entlastet. Somit ist eine verringerte Radlast 9 des kurveninneren Rads 5 ein Indiz, dass eine Gefahr eines Umkippens des Fahrzeugs 1 besteht. Dass die Radlast 9 des kurveninneren Rads 5 verringert ist, ist auch daran erkennbar, dass das kurveninnere Rad 5 bei einer Bremsung blockiert oder zumindest eine Blockierneigung zeigt.In 2 is a cross-section through the vehicle according to FIG 1 shown. The inside of the curve 13th is on the left in the illustration, the outside of the curve 13th right. The lateral acceleration 4th consequently also acts to the right. The vehicle 1 is therefore also subject to a risk of tipping over to the right (or downwards to the left in 1 ) like this in 3 is indicated. The wheel on the inside of the curve comes loose 5 from the wheel contact plane 16 . Even before the inside wheel 5 from the wheel contact plane 16 loosens, a wheel load is reduced 9 of the inside wheel 5 because there is a mass of the vehicle 1 due to the lateral acceleration 4th continue on the outside wheel 7th shifted and the inside wheel 5 relieved. Thus, there is a reduced wheel load 9 of the inside wheel 5 an indication that there is a risk of the vehicle tipping over 1 consists. That the wheel load 9 of the inside wheel 5 is reduced, can also be recognized by the fact that the inside wheel 5 blocked when braking or at least shows a tendency to block.

Während auf die Räder 5, 7, 14 jeweils eine Radlast 9 wirkt, wirkt auf die Achse 6 eine Achslast 8. Aus der Radlast 9, der Achslast 8 und einer Spurweite 19 kann eine Schwerpunkthöhe 10 eines Schwerpunkts 18 des Fahrzeugs 1 über der Radaufstandsebene 16 berechnet werden. Die Schwerpunkthöhe 10 ist abhängig von einer Beladung des Fahrzeugs 1.While on the wheels 5 , 7th , 14th one wheel load each 9 acts, acts on the axis 6th an axle load 8th . From the wheel load 9 , the axle load 8th and a gauge 19th can be a center of gravity 10 a focus 18th of the vehicle 1 above the wheel contact level 16 be calculated. The height of the center of gravity 10 depends on how much the vehicle is loaded 1 .

Für die folgende graphische Darstellung in den 4, 5 und 6 wird beispielhaft davon ausgegangen, dass das Fahrzeug 1 ein Anhängefahrzeug mit einem elektronischen Bremssystem 3 ist, das an eine ziehende Zugmaschine mit Fahrer angehängt ist. Die Zugmaschine und das Anhängefahrzeug sind mit einer Antiblockierregelung ausgestattet. Zumindest das Anhängefahrzeug weist ein Subsystem 15 zur Vermeidung des Umkippens um seine Längsachse auf. Hierfür wird vom elektronischen Bremssystem 3 die aktuelle Querbeschleunigung ÿ_ist, 4 erfasst und ausgewertet, eventuell berechnet. Im Subsystem 15 ist ein erster Grenzwert für die Querbeschleunigung 4 gespeichert. Sobald dieser erste Grenzwert überschritten wird, führt das elektronische Bremssystem 3 des Anhängefahrzeugs in kurzen Abständen Testbremsungen mit geringem Bremsdruck aus. Wenn dabei eine Blockierneigung des kurveninneren Rads 5 auftritt, wird von einer Gefahr des Umkippens um die Längsachse 2 ausgegangen. Das elektronische Bremssystem 3 führt dann selbstständig eine Verzögerungsbremsung aus, sodass zumindest das kurvenäußere Rad 7 gebremst wird. Dieser Bremsvorgang endet erst, wenn die Querbeschleunigung ÿ_ist, 4 unter einen als unkritisch angesehenen Wert abgesunken ist.For the following graph in the 4th , 5 and 6th it is assumed, for example, that the vehicle 1 a trailer vehicle with an electronic braking system 3 is attached to a towing tractor with a driver. The tractor and the trailer are equipped with anti-lock control. At least the trailer vehicle has a subsystem 15th to avoid tipping over about its longitudinal axis. This is done by the electronic braking system 3 the current lateral _acceleration Y, 4th recorded and evaluated, possibly calculated. In the subsystem 15th is a first limit value for the lateral acceleration 4th saved. As soon as this first limit value is exceeded, the electronic brake system takes over 3 of the trailer vehicle perform test braking with low brake pressure at short intervals. If there is a tendency for the wheel on the inside of the curve to lock 5 occurs, there is a risk of tipping over about the longitudinal axis 2 went out. The electronic braking system 3 then automatically decelerates so that at least the wheel on the outside of the curve 7th is braked. This braking process ends only when the lateral acceleration _is Y, 4th has fallen below a value that is regarded as uncritical.

Das im voranstehenden Absatz beschriebene, bekannte Verfahren ist in dem in 4 gezeigten Graphen ersichtlich, in dem ein Verlauf der Drehzahlen n_außen und n_innen des kurvenäußeren und des kurveninneren Rads, eines aktuellen Bremsdrucks p_ist und einer aktuellen Querbeschleunigung ÿ_ist in beliebigen Einheiten über der Zeit t aufgetragen ist. Zum Zeitpunkt t = 0 beginnt das Durchfahren der Kurve 13 und der Wert für die Querbeschleunigung ÿ_ist, 4 beginnt anzusteigen. Zum Zeitpunkt t_TB ist der erste Grenzwert für die Querbeschleunigung ÿ_ist, 4 erreicht und die Testbremsungen beginnen. Der aktuelle Bremsdruck p_ist steigt geringfügig an. Die Fahrt durch die Kurve 13 wird schneller oder enger. Entsprechend steigt die Querbeschleunigung ÿ_ist, 4, bis am kurveninneren Rad 5 ein deutlicher Schlupf und/oder eine Blockierneigung auftritt. In den Figuren sind die Drehzahlen n_innen eines kurveninneren Rads 5 und n_außen eines kurvenäußeren Rads 7 angegeben. Das Bremssystem 3 erkennt die Blockierneigung und löst eine Verzögerungsbremsung aus, siehe Zeitpunkt t_VB . Der aktuelle Bremsdruck p_ist steigt steil an und die Drehzahl n_außen des kurvenäußeren Rads 7 wird verringert. Ein erfindungsgemäßes Verfahren 12 ist an diesem Ablauf noch nicht beteiligt.The known method described in the preceding paragraph is in the 4th The graph shown, in which a course of the speeds n _outside and n _inside of the outside and inside wheel, a current brake pressure p _is and a current transverse acceleration ÿ _is in arbitrary units over time t is applied. At the time t = 0 starts driving through the curve 13th and the value _is Y for the transverse acceleration, 4th begins to rise. At the time t _TB is the first limit value for the lateral acceleration ÿ _is , 4th reached and the test braking begins. The current brake pressure p _is increases slightly. The ride through the curve 13th gets faster or tighter. The lateral acceleration ÿ _ist increases accordingly, 4th until the inside wheel 5 significant slippage and / or a tendency to lock occurs. In the figures are the speeds n _inside of an inside wheel 5 and n _outside of a wheel on the outside of the bend 7th specified. The braking system 3 recognizes the tendency to block and triggers deceleration, see point in time t _VB . The current brake pressure p _is rises steeply and the speed n _outside of the outside wheel 7th is reduced. A method according to the invention 12th is not yet involved in this process.

5 bezieht sich auf denselben Ablauf, wie dieser in 4 dargestellt ist. Zusätzlich ist lediglich eine zum Zeitpunkt t = 0 beginnende Zusatzbremsung während der Testbremsung vorhanden, etwa durch eine Fahrerbremsung. Erkennbar ist ein höherer Bremsdruck zum Zeitpunkt t_TB . Zu diesem Zeitpunkt liegt die Zusatzbremsung in voller Höhe an und aufgrund der inzwischen erreichten Querbeschleunigung 4 wird eine Testbremsung veranlasst. Diese ist in 5 nicht sichtbar, da der Bremsdruck der Zusatzbremsung dominiert. Gleichwohl greift die Regelung zur Vermeidung des Umkippens. Das heißt, die Regelung ist aufgrund der erhöhten Querbeschleunigung 4 eingeschaltet und der Bremsdruck der Zusatzbremsung führt zu einem blockierenden kurveninneren Rad 5. Das elektronische Bremssystem 3 erkennt dies, geht von einer Gefahr eines Umkippens aus und leitet eine Verzögerungsbremsung ein, siehe Zeitpunkt t_VB . Der aktuelle Bremsdruck p_ist steigt stark an und die Drehzahl n_außen des kurvenäußeren Rads 7 verringert sich allmählich. Sobald die beiden Räder 5, 7, 14 (kurvenaußen und kurveninnen) wieder schlupffrei oder nahezu schlupffrei sind, geht der Bremsdruck p_ist wieder deutlich zurück. Auch bei diesem Verlauf ist eine Regelung entsprechend dem erfindungsgemäßen Verfahren 12 noch nicht vorgesehen. Erkennbar ist, dass der Zeitpunkt t_VB der Verzögerungsbremsung dicht auf den Zeitpunkt t_TB des Beginns der Regelung folgt. 5 refers to the same process as this one in 4th is shown. In addition, there is only one at the time t = 0 beginning additional braking available during the test braking, for example due to driver braking. A higher brake pressure at the point in time can be seen t _TB . At this point in time, the additional braking is applied in full and due to the lateral acceleration that has now been achieved 4th a test braking is initiated. This is in 5 not visible, as the brake pressure of the additional braking dominates. Nevertheless, the regulation to avoid tipping over applies. That is, the regulation is due to the increased lateral acceleration 4th switched on and the brake pressure of the additional braking leads to a locking wheel on the inside of the curve 5 . The electronic braking system 3 recognizes this, assumes there is a risk of tipping over and initiates deceleration braking, see point in time t _VB . The current brake pressure p _is increases sharply and the speed n _outside of the outside wheel 7th gradually decreases. Once the two wheels 5 , 7th , 14th (outside and inside of the bend) are again slip-free or almost slip-free, the brake pressure goes p _is clearly back again. In this course too, regulation is in accordance with the method according to the invention 12th not yet planned. It can be seen that the point in time t _VB the deceleration braking close to the point in time t _TB the beginning of the regulation follows.

In 6 ist ein Ablauf wie in 5 dargestellt, jedoch mit Einbeziehung des erfindungsgemäßen Verfahrens 12. Zum Zeitpunkt t = 0 beginnt der Fahrer mit der Zusatzbremsung, der aktuelle Bremsdruck p_ist steigt an. Parallel dazu beginnt das Fahrzeug mit einem Durchfahren der Kurve 13, die Querbeschleunigung ÿ_ist, 4 steigt an. Zum Zeitpunkt t_TB erreicht die aktuelle Querbeschleunigung ÿ_ist, 4 den ersten Grenzwert. Die Regelung entsprechend dem erfindungsgemäßen Verfahren 12 ist aktiv.In 6th is a process like in 5 shown, but with the inclusion of the method according to the invention 12th . At the time t = 0 the driver starts the additional braking, the current brake pressure p _is rises. At the same time, the vehicle begins to drive through the curve 13th , The lateral acceleration _is Y, 4th rises. At the time t _TB reaches the current lateral acceleration ÿ _is , 4th the first limit. The regulation according to the method according to the invention 12th is active.

Aufgrund der hohen Querbeschleunigung 4 und der relativ hohen Zusatzbremsung beginnt das kurveninnere Rad 5 zu blockieren, die Drehzahl n_innen sinkt stark ab. Es liegt aber noch keine Gefahr eines Umkippens vor, da das kurveninnere Rad 5 nicht aufgrund der hohen Querbeschleunigung 4 in Verbindung mit einer Testbremsung blockiert, sondern aufgrund des hohen Bremsdrucks der Zusatzbremsung. Das elektronische Bremssystem 3 erkennt, dass während der Regelung zur Erkennung einer Gefahr eines Kippens eine Zusatzbremsung vorliegt und berechnet einen zweiten, höheren Grenzwert für die Querbeschleunigung 4.Because of the high lateral acceleration 4th and the relatively high additional braking starts with the wheel on the inside of the curve 5 to block the speed n _inside drops sharply. However, there is still no risk of tipping over because the wheel on the inside of the curve 5 not because of the high lateral acceleration 4th blocked in connection with a test braking, but due to the high brake pressure of the additional braking. The electronic braking system 3 detects that additional braking is taking place during the regulation to detect a risk of tipping and calculates a second, higher limit value for the transverse acceleration 4th .

Die aktuelle Querbeschleunigung ÿ_ist, 4 nimmt im Zeitverlauf langsam zu, etwa durch zunehmende Geschwindigkeit oder einen im Verlauf des Durchfahrens kleiner werdenden Radius der Kurve 13. Zum Zeitpunkt t_VB überschreitet die aktuelle Querbeschleunigung ÿ_ist, 4 auch den zweiten, höheren Grenzwert der Querbeschleunigung 4, eine Verzögerungsbremsung durch Erhöhung des Bremsdrucks wird eingeleitet. Die Drehzahl n_außen des kurvenäußeren Rads 7 verringert sich anschließend, die Drehzahlen n_innen des kurveninneren Rads 5 und n_außen des äußeren Rads 7 nähern sich einander an und die aktuelle Querbeschleunigung ÿ_ist, 4 nimmt wieder ab. Schließlich nimmt das elektronische Bremssystem 3 auch den Bremsdruck wieder zurück.The current lateral acceleration ÿ _is 4th increases slowly over time, for example as a result of increasing speed or a radius of the curve that decreases as the curve progresses 13th . At the time t _VB exceeds the current lateral acceleration ÿ _ist , 4th also the second, higher limit value of the lateral acceleration 4th , deceleration braking by increasing the brake pressure is initiated. The speed n _outside of the outside wheel 7th then decreases, the speeds n _inside of the inside wheel 5 and n _outside of the outer wheel 7th approach each other and the actual lateral acceleration _is Y, 4th decreases again. Finally, the electronic braking system picks up 3 also back the brake pressure.

Der besondere Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens 12 gemäß 6 gegenüber dem Verfahren gemäß 5 liegt darin, dass das elektronische Bremssystem 3 eine Verzögerungsbremsung erst bei höherer Querbeschleunigung 4 ausführt. Der Fahrkomfort ist dadurch deutlich verbessert. Reifenverschleiß, Bremsenverschleiß und Kraftstoffverbrauch sind geringer.The particular advantage of the method according to the invention 12th according to 6th compared to the procedure according to 5 lies in that the electronic braking system 3 deceleration only at higher lateral acceleration 4th executes. This significantly improves driving comfort. Tire wear, brake wear and fuel consumption are lower.

Für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens 12 ist die Berechnung des zweiten Grenzwerts der Querbeschleunigung 4 von Bedeutung, bei der die Verzögerungsbremsung durchgeführt werden soll. Für die Berechnung wird auf die in der Beschreibungseinleitung angegebenen Formeln (1) bis (3) verwiesen, die auch auf der letzten Seite dieser Beschreibung wiedergegeben sind. Angegeben sind jeweils auch die Bedeutungen der verwendeten Abkürzungen. Ziel ist in diesem Ausführungsbeispiel die Ermittlung von a_q,crit, nämlich der auf die Erdbeschleunigung g normierten kritischen Querbeschleunigung ÿ_crit, 4, welche dem zweiten Grenzwert entsprechen soll.For carrying out the method according to the invention 12th is the calculation of the second limit value of the lateral acceleration 4th of importance at which the deceleration braking is to be carried out. For the calculation, reference is made to the formulas (1) to (3) given in the introduction to the description, which are also reproduced on the last page of this description. The meanings of the abbreviations used are also given. The aim in this exemplary embodiment is to determine a _{q, crit , namely the critical transverse acceleration ÿ crit} , 4 normalized to the acceleration due to gravity g, which should correspond to the second limit value.

Unter Verwendung der ermittelten aktuellen dynamischen Radlast des kurveninneren Rads kann auch eine Höhe des Fahrzeugschwerpunkts berechnet werden, siehe die in der Beschreibungseinleitung angegebene Formel (4), die auch auf der letzten Seite dieser Beschreibung wiedergegeben ist. In die Berechnung fließen außerdem ein eine Spurweite, die mittlere Radlast, die Achslast, die aktuelle Querbeschleunigung und die Erdbeschleunigung.Using the determined current dynamic wheel load of the wheel on the inside of the curve, the height of the vehicle's center of gravity can also be calculated, see formula (4) given in the introduction to the description, which is also given on the last page of this description. The calculation also includes a track width, the mean wheel load, the axle load, the current lateral acceleration and the acceleration due to gravity.

Ein schematisches Ablaufdiagramm des Verfahrens 12 zur Vermeidung des Umkippens des Fahrzeugs 1 um seine Längsachse 2 ist in 7 dargestellt. In einem Schritt 20 fährt das Fahrzeug 1 in einer Kurve 13, wobei in dem Fahrzeug 1 ein elektronisches Bremssystem 3 aktiv ist. In einem Schritt 21 wird durch das elektronische Bremssystem 3 die Querbeschleunigung 4 überwacht. Schritt 21 wird so lange durchgeführt, bis in einem Schritt 22 ein Überschreiten eines ersten Grenzwerts der Querbeschleunigung 4 detektiert wird.A schematic flow diagram of the process 12th to prevent the vehicle from tipping over 1 around its longitudinal axis 2 is in 7th shown. In one step 20th drives the vehicle 1 in a curve 13th , being in the vehicle 1 an electronic braking system 3 is active. In one step 21 is made by the electronic braking system 3 the lateral acceleration 4th supervised. step 21 is carried out until in one step 22nd exceeding a first limit value of the transverse acceleration 4th is detected.

In einem Schritt 23 löst das elektronische Bremssystem 3 aufgrund des detektierten Überschreitens des ersten Grenzwerts der Querbeschleunigung 4 eine Testbremsung 24 aus. In einem Schritt 25 wird durch das elektronische Bremssystem 3 ein Blockieren oder eine Blockierneigung des kurveninneren Rads 5 überwacht. Schritt 25 wird so lange durchgeführt, bis entweder ein Blockieren oder eine Blockierneigung des kurveninneren Rads 5 detektiert wird oder bis die Testbremsung 24 beendet ist. In einem Schritt 26 wird während der Testbremsung 24 eine Zusatzbremsung ausgeführt. Der aktuelle Bremsdruck der Zusatzbremsung ist so hoch, dass er ein Blockieren oder eine Blockierneigung des kurveninneren Rads 5 zur Folge hat.In one step 23 triggers the electronic braking system 3 due to the detected exceeding of the first limit value of the transverse acceleration 4th a test braking 24 out. In one step 25th is made by the electronic braking system 3 Blocking or tendency to block the inside wheel 5 supervised. step 25th is carried out until the wheel on the inside of the bend either locks or tends to lock 5 is detected or until the test braking 24 is finished. In one step 26th is during the test braking 24 additional braking is carried out. The current brake pressure of the additional braking is so high that it could cause the wheel on the inside of the bend to lock or to lock 5 has the consequence.

In einem Schritt 27 berechnet das elektronische Bremssystem 3 einen zweiten Grenzwert der Querbeschleunigung 4 mithilfe des aktuellen Bremsdrucks. Dabei ist es möglich, dass die aktuelle Querbeschleunigung 4, eine aktuelle Achslast 8 und/oder die Radlast 9 in die Berechnung einbezogen werden. Es ist außerdem möglich, dass eine Abbremsung, eine Achsvertikalkraft (vollbeladen), eine Achsvertikalkraft (leer), ein Bremsdruck zum Blockieren (leer), ein Bremsdruck zum Blockieren (vollbeladen), eine aktuelle Radlast 9 des kurveninneren Rads 5, eine berechnete Vertikalkraft des kurveninneren Rads 5, eine statische Achslast 8 und/oder eine kritische Restradlast in die Berechnung einbezogen werden.In one step 27 calculates the electronic braking system 3 a second limit value of the lateral acceleration 4th using the current brake pressure. It is possible that the current lateral acceleration 4th , a current axle load 8th and / or the wheel load 9 be included in the calculation. It is also possible that a deceleration, an axle vertical force (fully loaded), an axle vertical force (empty), a brake pressure for locking (empty), a brake pressure for locking (fully loaded), a current wheel load 9 of inside wheel 5 , a calculated vertical force of the inside wheel 5 , a static axle load 8th and / or a critical residual wheel load can be included in the calculation.

In einem optionalen Schritt 28 kann aus einer aktuellen Radlast 9 des kurveninneren Rads 5 und einer statischen Achslast 8 die Schwerpunkthöhe 10 des Fahrzeugs 1 berechnet und für eine Anpassung des ersten oder des zweiten Grenzwerts der Querbeschleunigung 4 verwendet werden. Dabei kann ein in 8 schematisch dargestelltes Verfahren 32 zur Bestimmung der Schwerpunkthöhe 10 zum Einsatz kommen.In an optional step 28 can be based on a current wheel load 9 of the inside wheel 5 and a static axle load 8th the height of the center of gravity 10 of the vehicle 1 calculated and for an adaptation of the first or the second limit value of the transverse acceleration 4th be used. An in 8th schematically represented process 32 to determine the height of the center of gravity 10 come into use.

In einem Schritt 29 beurteilt das elektronische Bremssystem 3, ob eine Gefahr eines Umkippens vorliegt. Wenn eine Gefahr eines Umkippens vorliegt, leitet das elektronische Bremssystem 3 in einem Schritt 30 eine Verzögerungsbremsung ein. Die Verzögerungsbremsung kann an wenigstens einem kurvenäußeren Rad 7 wirksam sein, wobei das kurvenäußere Rad 7 an derselben Achse 6 befestigt sein kann wie das kurveninnere Rad 5. Optional kann das elektronische Bremssystem 3 in dem Schritt 28 auch prüfen, ob die aktuelle Querbeschleunigung 4 größer ist als der zweite Grenzwert der Querbeschleunigung 4 und nur dann eine Verzögerungsbremsung einleiten, wenn diese Prüfung positiv ist. Wenn keine Gefahr eines Umkippens vorliegt, wird in einem Schritt 31 das Durchfahren der Kurve 13 ohne eine Verzögerungsbremsung fortgesetzt.In one step 29 assesses the electronic braking system 3 whether there is a risk of tipping over. If there is a risk of tipping over, the electronic braking system operates 3 in one step 30th a deceleration braking. The deceleration braking can be applied to at least one wheel on the outside of the curve 7th be effective, with the outside wheel 7th on the same axis 6th can be attached like the inside wheel 5 . The electronic braking system 3 in the step 28 also check the current lateral acceleration 4th is greater than the second limit value of the lateral acceleration 4th and only then initiate deceleration braking if this test is positive. If there is no risk of tipping over, it is done in one step 31 driving through the curve 13th continued without deceleration.

Die Schritte 20 bis 31 können während des Durchfahrens der Kurve 13 ständig wiederholt werden.The steps 20th to 31 can while driving through the curve 13th repeated over and over again.

Ein schematisches Ablaufdiagramm des Verfahrens 32 zur Bestimmung der Schwerpunkthöhe 10, das beispielsweise mittels des Bremsensteuergeräts 10 und beispielsweise mit der Software 17 durchgeführt werden kann, ist in 8 dargestellt. Dabei wird in einem Schritt 33 die statische Achslast 8 für die Achse 6, an der das kurveninnere Rad 5 angeordnet ist, ermittelt. Beispielsweise können dazu Daten von an der Achse 6 angeordneten Sensoren abgefragt werden. Es ist möglich, dass, sofern das Fahrzeug 1 eine Luftfederung aufweist, in Luftfederbälgen der Achse 6 Drucksensoren angeordnet sind, aus deren Daten die Achslast bestimmbar ist. In einem Schritt 34 wird die dynamische Radlast 9 des kurveninneren Rads 5 ermittelt. Beispielsweise können dazu Daten von an dem kurveninneren Rad 5 angeordneten Sensoren abgefragt werden. Es ist möglich, dass, wie für das Beispiel der Luftfederung erläutert, die für das Ermitteln der statischen Achslast 8 und das Ermitteln der dynamischen Radlast 9 verwendeten Sensoren ursprünglich zu einem anderen Zweck an dem Fahrzeug 1 angeordnet sind und primär als Komponente eines anderen Systems oder eines anderen Verfahrensablaufs wirken. Die Schritte 33 und 34 können in beliebiger Reihenfolge und auch gleichzeitig stattfinden. In einem Schritt 35 wird die Schwerpunkthöhe 10 unter Verwendung der statischen Achslast 8 und der dynamischen Radlast 9 bestimmt.A schematic flow diagram of the process 32 to determine the height of the center of gravity 10 , for example by means of the brake control unit 10 and for example with the software 17th can be done is in 8th shown. This is done in one step 33 the static axle load 8th for the axis 6th at which the wheel on the inside of the curve 5 is arranged, determined. For example, data from on the axis 6th arranged sensors are queried. It is possible that provided the vehicle 1 has an air suspension, in air suspension bellows of the axis 6th Pressure sensors are arranged, from the data of which the axle load can be determined. In one step 34 becomes the dynamic wheel load 9 of the inside wheel 5 determined. For example, data from on the inside wheel 5 arranged sensors are queried. It is possible, as explained for the example of the air suspension, that the static axle load is determined 8th and determining the dynamic wheel load 9 originally used sensors on the vehicle for a different purpose 1 are arranged and act primarily as a component of another system or another process flow. The steps 33 and 34 can take place in any order and at the same time. In one step 35 becomes the center of gravity height 10 using the static axle load 8th and the dynamic wheel load 9 certainly.

Formeln $$\begin{array}{l}{F}_{\text{z}\text{,Brems}}=\\ 1\text{/}2\cdot z\cdot \left(\left(F_{\text{z}\text{,voll}}-F_{\text{z}\text{,leer}}\right)\cdot p_{\text{ist}}\text{/}\left(p_{\text{voll}}-p_{\text{leer}}\right)+\left(p_{\text{voll}}\cdot F_{\text{z}\text{,leer}}-p_{\text{leer}}\cdot F_{\text{z}\text{,voll}}\right)\text{/}\left(p_{\text{voll}}-p_{\text{leer}}\right)\right)\end{array}$$

$$M_{\text{innen}}=\surd \left({\left(F_{\text{z}\text{,Brems}\text{,innen}}\text{/}g\right)}^2\text{/}\left({\mu }^2-\left({\ddot{y}}_{\text{ist}}{}^2\text{/}{g}^2\right)\right)\right)$$

$$a_{\text{q}\text{,crit}}={\ddot{y}}_{\text{crit}}\text{/}g=\left(M_{\text{Rad}}-M_{\text{Rest}}\right)\cdot {\ddot{y}}_{\text{ist}}\text{/}\left(\left(M_{\text{Rad}}-M_{\text{innen}}\right)\cdot g\right)$$

$$H_{\text{SP}}=\left(M_{\text{Rad}}-M_{\text{innen}}\right)\cdot s\text{/}\left(M_{\text{Achse}}\cdot {\ddot{y}}_{\text{ist}}\text{/}g\right)$$

mit

aq,crit

auf die Erdbeschleunigung g normierte Querbeschleunigung ÿ_crit

Fz,Brems

berechnete Vertikalkraft eines Rads auf Basis der Bremsberechnung und des aktuellen Bremsdrucks bei Geradeausfahrt

Fz,Brems,innen

berechnete Vertikalkraft des kurveninneren Rads auf Basis der Bremsberechnung und des aktuellen Bremsdrucks bei Geradeausfahrt

Fz,voll

Achsvertikalkraft beladen

Fz,leer

Achsvertikalkraft leer

g

Erdbeschleunigung

HSP

Schwerpunkthöhe

MAchse

Achslast

Minnen

aktuelle dynamische Radlast kurveninneres Rad

MRad

mittlere Radlast, halbe Achslast

MRest

kritische Restradlast, vom Systemhersteller vorgegeben als Parameter

pist

Bremsdruck aktuell

pleer

Bremsdruck, bei dem Räder des leeren Fahrzeugs blockieren

pvoll

Bremsdruck, bei dem Räder des vollen Fahrzeugs blockieren

s

Spurweite

ÿcrit

kritische Querbeschleunigung, bei der Verzögerungsbremsung gestartet werden soll

ÿist

aktuelle Querbeschleunigung

z

auf die Erdbeschleunigung g normierte Abbremsung

µ

Reibwert (angenommen mit 0,7 für trockene Straße)

Formulas $$\begin{array}{l}{\mathrm{F.}}_{\text{z}\text{, Brake}}=\\ 1\text{/}2\cdot z\cdot \left(\left({\mathrm{F.}}_{\text{z}\text{,full}}-{\mathrm{F.}}_{\text{z}\text{,empty}}\right)\cdot p_{\text{is}}\text{/}\left(p_{\text{full}}-p_{\text{empty}}\right)+\left(p_{\text{full}}\cdot {\mathrm{F.}}_{\text{z}\text{,empty}}-p_{\text{empty}}\cdot {\mathrm{F.}}_{\text{z}\text{,full}}\right)\text{/}\left(p_{\text{full}}-p_{\text{empty}}\right)\right)\end{array}$$

$${\mathrm{M.}}_{\text{Inside}}=\surd \left({\left({\mathrm{F.}}_{\text{z}\text{, Brake}\text{,Inside}}\text{/}G\right)}^2\text{/}\left({\mu }^2-\left({\ddot{y}}_{\text{is}}{}^2\text{/}{G}^2\right)\right)\right)$$

$$a_{\text{q}\text{, crit}}={\ddot{y}}_{\text{crit}}\text{/}G=\left({\mathrm{M.}}_{\text{wheel}}-{\mathrm{M.}}_{\text{rest}}\right)\cdot {\ddot{y}}_{\text{is}}\text{/}\left(\left({\mathrm{M.}}_{\text{wheel}}-{\mathrm{M.}}_{\text{Inside}}\right)\cdot G\right)$$

$$H_{\text{SP}}=\left({\mathrm{M.}}_{\text{wheel}}-{\mathrm{M.}}_{\text{Inside}}\right)\cdot s\text{/}\left({\mathrm{M.}}_{\text{axis}}\cdot {\ddot{y}}_{\text{is}}\text{/}G\right)$$

With

aq, crit

_Lateral acceleration ÿ crit normalized to the acceleration due to gravity g

Fz, brake

Calculated vertical force of a wheel based on the brake calculation and the current brake pressure when driving straight ahead

Fz, brake, inside

Calculated vertical force of the wheel on the inside of the curve based on the brake calculation and the current brake pressure when driving straight ahead

Fz, full

Axial vertical force loaded

Fz, empty

Axial vertical force empty

G

Acceleration due to gravity

HSP

Center of gravity

Axis

Axle load

Love

Current dynamic wheel load on the inside wheel

MRad

medium wheel load, half axle load

MRest

critical residual wheel load, specified as a parameter by the system manufacturer

pist

Brake pressure currently

pleer

Brake pressure at which the wheels of the empty vehicle lock

pful

Brake pressure at which the wheels of the full vehicle lock

s

Gauge

ÿcrit

critical lateral acceleration at which deceleration braking should be started

is

current lateral acceleration

z

Deceleration normalized to the acceleration due to gravity g

µ

Coefficient of friction (assumed 0.7 for dry roads)

BezugszeichenlisteList of reference symbols

11

Fahrzeugvehicle

22

LängsachseLongitudinal axis

33

elektronisches Bremssystemelectronic braking system

44th

QuerbeschleunigungLateral acceleration

55

kurveninneres Radinside wheel

66th

Achseaxis

77th

kurvenäußeres Radoutside wheel

88th

AchslastAxle load

99

RadlastWheel load

1010

SchwerpunkthöheCenter of gravity

1111

BremsensteuergerätBrake control unit

1212th

VerfahrenProcedure

1313th

KurveCurve

1414th

Radwheel

1515th

SubsystemSubsystem

1616

RadaufstandsebeneWheel contact plane

1717th

Softwaresoftware

1818th

Schwerpunktmain emphasis

1919th

SpurweiteGauge

2020th

Schrittstep

2121

Schrittstep

2222nd

Schrittstep

2323

Schrittstep

2424

TestbremsungTest braking

2525th

Schrittstep

2626th

Schrittstep

2727

Schrittstep

2828

Schrittstep

2929

Schrittstep

3030th

Schrittstep

3131

Schrittstep

3232

VerfahrenProcedure

3333

Schrittstep

3434

Schrittstep

3535

Schrittstep

naußenoutside

Drehzahl des kurvenäußeren RadsSpeed of the outside wheel

ninnenninnen

Drehzahl des kurveninneren RadsSpeed of the wheel on the inside of the curve

pistpist

aktueller Bremsdruckcurrent brake pressure

tt

Zeittime

tTBtTB

Beginn der TestbremsungStart of test braking

tVBtVB

Beginn der VerzögerungsbremsungStart of deceleration braking

ÿistis

aktuelle Querbeschleunigungcurrent lateral acceleration

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

• DE 19602879 C1 [0002]DE 19602879 C1 [0002]
• EP 1142768 B1 [0002]EP 1142768 B1 [0002]

Claims (8)

Verfahren (12) zur Vermeidung eines Umkippens eines Fahrzeugs (1) um seine Längsachse (2), bei dem von einem elektronischen Bremssystem (3) eine aktuelle Querbeschleunigung (4) ausgewertet und nach Überschreiten eines ersten Grenzwerts der Querbeschleunigung (4) eine Testbremsung vom elektronischen Bremssystem (3) ausgeführt wird, und bei dem ein während der Testbremsung blockierendes oder zum Blockieren neigendes kurveninneres Rad (5) einer Achse (6) eine Verzögerungsbremsung wenigstens eines kurvenäußeren Rads (7) auslöst, dadurch gekennzeichnet, dass dann, wenn nach Überschreiten des ersten Grenzwerts und während der Testbremsung des elektronischen Bremssystems (3) eine Zusatzbremsung mit einem aktuellen Bremsdruck ausgeführt wird, welcher ein Blockieren oder eine Blockierneigung des kurveninneren Rads (5) zur Folge hat, zunächst ein zweiter Grenzwert der Querbeschleunigung (4) mithilfe des aktuellen Bremsdrucks berechnet und anstelle des ersten Grenzwerts einer Beurteilung einer Gefahr des Umkippens zugrunde gelegt wird.Method (12) for preventing a vehicle (1) from tipping over about its longitudinal axis (2), in which an electronic brake system (3) evaluates a current transverse acceleration (4) and, after a first limit value of the transverse acceleration (4) is exceeded, a test braking from electronic braking system (3) is carried out, and in which an inside wheel (5) of an axle (6) that locks or tends to lock during the test braking triggers deceleration braking of at least one outside wheel (7), characterized in that if, after exceeding of the first limit value and, during the test braking of the electronic brake system (3), additional braking is carried out with a current brake pressure, which results in locking or a tendency to lock the wheel (5) on the inside of the curve, first a second limit value of the transverse acceleration (4) using the current Brake pressure calculated and instead of the first limit value an assessment of a G The risk of tipping over is taken as a basis. Verfahren (12) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Verzögerungsbremsung nur durchgeführt wird, wenn die aktuelle Querbeschleunigung (4) größer ist als der zweite Grenzwert der Querbeschleunigung (4).Method (12) according to Claim 1 , characterized in that deceleration braking is only carried out if the current transverse acceleration (4) is greater than the second limit value of the transverse acceleration (4). Verfahren (12) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass für die Berechnung des zweiten Grenzwerts der Querbeschleunigung (4) auch die aktuelle Querbeschleunigung (4) und/oder eine aktuelle Achslast (8) und/oder Radlast (9) verwendet werden.Method (12) according to Claim 1 or 2 , characterized in that the current lateral acceleration (4) and / or a current axle load (8) and / or wheel load (9) are also used to calculate the second limit value of the transverse acceleration (4). Verfahren (12) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass für die Berechnung des zweiten Grenzwerts der Querbeschleunigung (4) zusätzlich einer oder mehrere der folgenden Parameter verwendet werden: a) Abbremsung, aus Bremsberechnung, b) Achsvertikalkraft vollbeladen, aus Bremsberechnung, c) Achsvertikalkraft leer, aus Bremsberechnung, d) Bremsdruck zum Blockieren, leer, aus Bremsberechnung, e) Bremsdruck zum Blockieren, voll, aus Bremsberechnung, f) aktuelle Radlast (9) des kurveninneren Rads (5), g) berechnete Vertikalkraft des kurveninneren Rads (5), h) statische Achslast (8), i) kritische Restradlast, vorgegeben.Method (12) according to one of the Claims 1 to 3 , characterized in that one or more of the following parameters are additionally used for the calculation of the second limit value of the transverse acceleration (4): a) deceleration, from braking calculation, b) axle vertical force fully loaded, from braking calculation, c) axle vertical force empty, from braking calculation, d ) Brake pressure to lock, empty, from the brake calculation, e) Brake pressure to lock, full, from the brake calculation, f) Current wheel load (9) of the wheel on the inside of the curve (5), g) Calculated vertical force of the wheel on the inside of the curve (5), h) Static axle load (8), i) critical residual wheel load, specified. Verfahren (12) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass aus einer berechneten aktuellen Radlast (9) des kurveninneren Rads (5) und einer statischen Achslast (8) eine Schwerpunkthöhe (10) berechnet und für eine Anpassung des ersten oder zweiten Grenzwerts der Querbeschleunigung (4) verwendet wird.Method (12) according to one of the Claims 1 to 4th , characterized in that a center of gravity (10) is calculated from a calculated current wheel load (9) of the wheel (5) on the inside of the curve and a static axle load (8) and is used to adapt the first or second limit value of the transverse acceleration (4). Verfahren (32) zur Bestimmung einer Schwerpunkthöhe (10) eines Fahrzeugs (1) mit einem elektronischen Bremssystem (3), gekennzeichnet durch eine Berechnung der Schwerpunkthöhe (10) unter Verwendung einer dynamischen Radlast (9) eines kurveninneren Rads (5) und einer statischen Achslast (8).Method (32) for determining a center of gravity height (10) of a vehicle (1) with an electronic brake system (3), characterized by a calculation of the center of gravity height (10) using a dynamic wheel load (9) of a wheel (5) on the inside of the curve and a static one Axle load (8). Bremsensteuergerät (11) mit einer Software (17) zur Durchführung des Verfahrens (12) nach einem der Ansprüche 1 bis 5 und/oder des Verfahrens (32) nach Anspruch 6.Brake control device (11) with software (17) for carrying out the method (12) according to one of the Claims 1 to 5 and / or the method (32) according to Claim 6 . Elektronisches Bremssystem (3) mit einem Bremsensteuergerät (11) nach Anspruch 7.Electronic brake system (3) with a brake control unit (11) Claim 7 .

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