DE4419979A1

DE4419979A1 - Determining skew running angle and/or transverse slip of motor vehicle wheels

Info

Publication number: DE4419979A1
Application number: DE19944419979
Authority: DE
Inventors: Pascal Munnix
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 1994-06-08
Filing date: 1994-06-08
Publication date: 1995-12-14
Anticipated expiration: 2014-06-09
Also published as: DE4419979C2

Abstract

A variable factor dependent on the skew running angle and/or transverse slip which is taken into account is a measure of the directional difference between the effective total slip (s) and effective total wheel force (F) starting from the tyre (1) contact point. Instead of this variable factor, a constant factor is used which corresp. to an almost null directional difference. The angle and/or slip values are determined according to the transverse force related to the entire axle.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Bestim men des Schräglaufwinkels und/oder des Querschlupfes ei nes Rades bei Kraftfahrzeugen nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a method for determining men of the slip angle and / or the transverse slip nes wheel in motor vehicles according to the preamble of Claim 1.

Ein Verfahren zum Bestimmen des Schräglaufwinkels ist beispielsweise aus der DE 40 30 653 A1 bekannt, bei dem zum Bestimmen des Schräglaufwinkels eines Rades eines ge bremsten Fahrzeuges zumindest eine Radgeschwindigkeit, der Lenkwinkel, die Giergeschwindigkeit und der Brems druck aber auch der Reibwert und die Radlasten als Meß größen verwendet werden. Dieses bekannte Verfahren benö tigt somit zur Bestimmung des Schräglaufwinkels eine Vielzahl von Sensoren und setzt ein aufwendiges mathematisches Fahrzeugmodell voraus. Die Algorithmen ge mäß dem mathematischen Fahrzeugmodell nach der DE 40 30 653 A1 enthalten eine Vielzahl von Parametern und Zwischenergebnissen, so daß eine Realisierung und Ab stimmung im Kraftfahrzeug schwer nachvollziehbar ist.One method is to determine the slip angle known for example from DE 40 30 653 A1, in which to determine the slip angle of a wheel of a ge braked vehicle at least one wheel speed, the steering angle, yaw rate and braking pressure but also the coefficient of friction and the wheel loads as a measurement sizes can be used. This known method requires thus makes a determination of the slip angle Variety of sensors and uses an elaborate mathematical vehicle model ahead. The algorithms ge according to the mathematical vehicle model according to the DE 40 30 653 A1 contain a large number of parameters and intermediate results, so that a realization and Ab mood in the motor vehicle is difficult to understand.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein vereinfachtes und übersichtliches Verfahren zum Bestimmen des Schräglauf winkels und/oder des Querschlupfes an einem Rad eines Kraftfahrzeuges unabhängig von Radlasten und Reibwerten zu schaffen, bei dem ein Minimum an Sensoren benötigt wird. It is therefore an object of the invention to provide a simplified and Clear procedure for determining the skew angle and / or the transverse slip on a wheel one Motor vehicle regardless of wheel loads and coefficients of friction to create, which requires a minimum of sensors becomes.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 ge löst.This object is ge by the features of claim 1 solves.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird zur Berechnung des Schräglaufwinkels und/oder des Querschlupfes ein va riabler, vom Schräglaufwinkel und/oder Querschlupf abhän giger Faktor berücksichtigt, der ein Maß für den Richtungsunterschied zwischen dem wirksamen Gesamtschlupf und der wirksamen Gesamtradkraft ausgehend von einem ge meinsamen Aufstandpunkt des Reifens ist. Anstelle dieses variablen Faktors wird bei der Berechnung ein konstanter Faktor verwendet, der dem variablen Faktor für einen Richtungsunterschied von zumindest nahezu Null ent spricht.In the method according to the invention, the calculation the slip angle and / or the transverse slip a va more dependable on the slip angle and / or cross slip factor taken into account, which is a measure of the Difference in direction between the effective total slip and the effective total wheel force based on a ge is the common point of contact of the tire. Instead of this variable factor becomes a constant in the calculation Factor used which is the variable factor for a Difference in direction of at least almost zero speaks.

Durch den Ersatz einer Variablen durch eine Konstante, die einen Wert der Variablen im interessierenden Bereich darstellt, können ohne zusätzlichem Sensoraufwand Algo rithmen zur Berechnung des Schräglaufwinkels und des Querschlupfes vereinfacht werden.By replacing a variable with a constant, which is a value of the variable in the area of interest represents Algo rithms for calculating the slip angle and the Cross slip can be simplified.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist der Ge genstand des Patentanspruchs 2.An advantageous embodiment of the invention is the Ge Subject matter of claim 2.

Der Schräglaufwinkel bzw. der Querschlupf eines Reifens wird in Abhängigkeit von der auf die gesamte Achse be zogenen Querkraft bestimmt. Die auf die gesamte Achse be zogene Querkraft ist leichter zu schätzen als die einzel nen Radquerkräfte. Dabei wird vorzugsweise angenommen, daß der Schräglaufwinkel bzw. der Querschlupf der einzel nen Räder einer Achse sowie der Schräglaufwinkel bzw. der Querschlupf der gesamten Achse nahezu gleich sind. Dies führt zu einer weiteren Vereinfachung der Algorithmen.The slip angle or the transverse slip of a tire will be depending on the on the entire axis pulled lateral force determined. The be on the entire axis tractive lateral force is easier to estimate than the individual wheel shear forces. It is preferably assumed that that the slip angle or the transverse slip of the individual NEN wheels of an axis and the slip angle or Cross slip of the entire axis are almost the same. This leads to a further simplification of the algorithms.

Besonders vorteilhaft ist die Anwendung dieses erfin dungsgemäßen Verfahrens bei Antriebsmoment- oder Bremsmo ment-Regelsystemen nach Patentanspruch 3. Derartige Sy steme nehmen beispielsweise zur Verhinderung von Instabilitäten des Kraftfahrzeuges Regeleingriffe vor, wenn der Schräglaufwinkel bzw. der Querschlupf eine von verschie denen Betriebszuständen abhängige, maximal zulässige Grenze überschreitet.The use of this invention is particularly advantageous method according to the drive torque or brake mo ment control systems according to claim 3. Such Sy For example, systems are used to prevent instabilities the motor vehicle interventions if the Slip angle or the cross slip one of different depending on the operating conditions, maximum permissible Limit.

In der Zeichnung sind physikalische Zusammenhänge und Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Es zeigtIn the drawing there are physical relationships and Illustrated embodiments of the invention. It shows

Fig. 1 eine vektorielle Darstellung zur Veranschauli chung der physikalischen Größen Schräglaufwin kel, Quer- und Längsgeschwindigkeit, Fig. 1 is a vectorial representation of Veranschauli deviation angle of the physical quantities Schräglaufwin, transverse and longitudinal velocity,

Fig. 2 den variablen Faktor in Abhängigkeit von der Größe des Quer-, Längs- bzw. Gesamtschlupfes, Fig. 2 is a variable factor depending on the size of the transverse, longitudinal or overall slippage

Fig. 3 einen Vergleich zwischen dem tatsächlichen bzw. gemessenen Schräglaufwinkelverlauf mit dem be rechneten Schräglaufwinkelverlauf nach dem er findungsgemäßen Verfahren, Figure 3 shows a comparison between the actual or measured slip angle with the course be calculated skew angle curve after he inventive method.,

Fig. 4 die Wirkrichtungen des Gesamtschlupfes und der Gesamtradkraft bei niedrigem Schlupf, Fig. 4, the directions of action of the total slip and the Gesamtradkraft at low slip,

Fig. 5 die Wirkrichtungen des Gesamtschlupfes und der Gesamtradkraft bei hohem Schlupf, Fig. 5, the directions of action of the total slip and the Gesamtradkraft at high slip,

Fig. 6 die Abhängigkeit der wirksamen Radquerkraft vom Querschlupf. Fig. 6 shows the dependence of the effective wheel lateral force on the transverse slip.

Die Erfindung geht von der physikalischen Beziehung zwi schen dem Schräglaufwinkel bzw. dem Querschlupf und der Längsgeschwindigkeit sowie der Quergeschwindigkeit eines Rades aus. Diese Beziehung wird durch Fig. 1, die einen Reifen 1 mit an einem Aufstandpunkt wirkenden Größen zeigt, in Verbindung mit Gleichung (1) dargestellt:The invention is based on the physical relationship between the slip angle or the transverse slip and the longitudinal speed and the transverse speed of a wheel. This relationship is represented by FIG. 1, which shows a tire 1 with sizes acting at a contact point, in connection with equation (1):

tan α = s_y = v_y/v_x Gleichung (1),tan α = s _y = v _y / v _x equation (1),

wobei
α der Schräglaufwinkel,
s_y der Querschlupf,
v_y die Geschwindigkeit eines Aufstandpunktes des Reifens in Querrichtung (Quergeschwindigkeit) und
v_x die Geschwindigkeit desselben Aufstandpunktes des Reifens in Längsrichtung (Längsgeschwindigkeit) ist.in which
α the slip angle,
s _y the cross slip,
v _{y is} the speed of a tire contact point in the transverse direction (transverse speed) and
v _{x is} the speed of the same contact point of the tire in the longitudinal direction (longitudinal speed).

Für den Querschlupf s_y gilt weiterhin der physikalische Zusammenhang nach Gleichung (2):The physical relationship according to equation (2) also applies to the transverse slip s _y :

s_y = e · s_x · (F_y/F_x) Gleichung (2),s _y = _es x (F _y / F _x ) equation (2),

wobei
e der vom Schräglaufwinkel und/oder Querschlupf abhängige Faktor,
s_x der Längsschlupf,
F_y die Radquerkraft und
F_x die Radlängskraft ist.in which
e the factor dependent on the slip angle and / or transverse slip,
s _x the longitudinal slip,
F _{y is} the wheel lateral force and
F _{x is} the wheel longitudinal force.

Die Gesamtradkraft F setzt sich aus der Radlängskraft F_x und der Radquerkraft F_y zusammen. Bei vektorieller Dar stellung ist die Gesamtradkraft F die Resultierende aus der Radlängskraft F_x und der Radquerkraft F_y, wie in Fig. 4 und Fig. 5 dargestellt ist.The total wheel force F is composed of the longitudinal wheel force F _x and the lateral wheel force F _y . In vectorial Dar position the Gesamtradkraft F is the resultant of the longitudinal force _Fx and the lateral wheel force F _y, as shown in Fig. 4 and Fig. 5 is illustrated.

Die Gleichung (2) wird aus folgendem physikalischen Zu sammenhang hergeleitet:Equation (2) becomes the following physical addition context:

F_x/F_y = e · s_x/s_y.F _x / F _y = es _x / s _y .

Aufgrund physikalischer Gegebenheiten ist das Verhältnis der Radlängskraft F_x zur Radquerkraft F_y proportional zu dem Verhältnis des Längsschlupfes s_x zum Querschlupf s_y, wobei der Proportionalitätsfaktor der zumindest vom Schräglaufwinkel bzw. Querschlupf aber auch vom Längs schlupf abhängige Faktor e ist. Der Proportionalitätsfak tor e kann auch folgendermaßen dargestellt werden:Due to physical conditions, the ratio of the longitudinal wheel force F _x to the lateral wheel force F _{y is} proportional to the ratio of the longitudinal slip s _x to the transverse slip s _y , the proportionality factor being the factor e, which is at least dependent on the slip angle or transverse slip but also on the longitudinal slip. The proportionality factor can also be represented as follows:

e = (F_x/s_x)/(F_y/s_y).e = (F _x / s _x ) / (F _y / s _y ).

Im folgenden wird das Verhältnis F_x zu s_x durch C_x und das Verhältnis F_y zu s_y durch C_y substituiert. Somit kann der Faktor e durch folgende Formel ausgedrückt werden:In the following, the ratio F _x to s _x is substituted by C _x and the ratio F _y to s _y by C _y . The factor e can thus be expressed by the following formula:

e = C_x/C_y.e = C _x / C _y .

In Fig. 6 ist am Beispiel der Querkomponenten ein mögli cher Verlauf der Radquerkraft F_y in Abhängigkeit vom Querschlupf s_y dargestellt. Im linearen Bereich dieses Verlaufs, d. h. bei niedrigen Querschlupfwerten, ergibt sich die sogenannte Schlupfsteife C_y als konstantes Ver hältnis F_y/s_y. Die Schlupfsteife C_x in Längsrichtung und die Schlupfsteife C_y in Querrichtung hängen u. a. von Reifenparametern wie Luftdruck und Gummimischung ab. Für größere Längs- bzw. Querschlupfwerte existiert keine kon stante Schlupfsteife in Längs- und in Querrichtung mehr, jedoch gleicht sich das Verhältnis C_x′ = F_x/s_x in Längs richtung und C_y′ = F_y/s_y in Querrichtung mit zunehmenden Schlupfwerten an, so daß der Faktor e als Verhältnis von C_x′ zu C_y′ für Schlupfwerte im Grenzbereich beim Übergang des Großteils des Reifenlatsches von Haft- in Gleitreibung zumindest nahezu 1 ist. Dieser Zusammenhang ist in Fig. 2 dargestellt, die einen Verlauf des Faktors e in Abhängigkeit von dem Gesamtschlupf s zeigt.In FIG. 6, the example of the cross-components is a Moegli cher course of the lateral wheel force F _y in dependence on the lateral slip s _y shown. In the linear area of this course, ie with low transverse slip values, the so-called slip resistance C _y results as a constant ratio F _y / s _y . The slip resistance C _x in the longitudinal direction and the slip resistance C _y in the transverse direction depend, inter alia, on tire parameters such as air pressure and rubber compound. For larger longitudinal and transverse slip values there is no constant slip resistance in the longitudinal and transverse directions, however, the ratio C _x ′ = F _x / s _x in the longitudinal direction and C _y ′ = F _y / s _y in the transverse direction are the same increasing slip values, so that the factor e as a ratio of C _x 'to C _y ' for slip values in the border area at the transition of the majority of the tire flap from static to sliding friction is at least almost 1. This relationship is shown in FIG. 2, which shows a course of the factor e as a function of the total slip s.

Wie Fig. 4 und Fig. 5 zeigen, ist der Faktor e ein Maß für den Richtungsunterschied zwischen dem wirksamen Gesamtschlupf s, der sich aus dem Längsschlupf s_x und dem Querschlupf s_y zusammensetzt, und der wirksamen Gesamtradkraft F, die sich aus der Radlängskraft F_x und der Radquerkraft F_y zusammensetzt, an einem gemeinsamen Aufstandpunkt des Reifens betrachtet:As FIG. 4 and FIG. 5 show, the factor e is a measure for the difference in direction between the effective total slip s, which is composed of the longitudinal slip s _x and the transverse slip s _y , and the effective total wheel force F, which is derived from the wheel longitudinal force F _x and the wheel lateral force F _y , viewed at a common contact point of the tire:

In Fig. 4 und Fig. 5 sind die Gesamtradkraft F als Resul tierende der Radlängskraft F_x und der Radquerkraft F_y und der Gesamtschlupf s als Resultierende des Längsschlupfes s_x und des Querschlupfes s_y dargestellt. Die Richtung des Gesamtschlupfes s und die Richtung der Gesamtradkraft F werden bezogen auf die y-Achse (Querrichtung) jeweils durch die Winkel δ₁ und δ₂ beschrieben.In FIG. 4 and FIG. 5, the Gesamtradkraft F are represented as s Resul animal end of the wheel longitudinal force F _x and F _y the lateral wheel force and the overall slip as a resultant of the longitudinal slip s _x and s _y of the cross slip. The direction of the total slip s and the direction of the total wheel force F are described with respect to the y-axis (transverse direction) by the angles δ₁ and δ₂.

In Fig. 4 ist die Fahrsituation für einen kleinen Schräglaufwinkel α und einen niedrigen Querschlupf s_y bzw. einen niedrigen Gesamtschlupf s dargestellt, bei der der Winkel δ₂ größer als der Winkel δ₁ ist. Mit zunehmen dem Schräglaufwinkel α und/oder Querschlupf s_y bzw. Ge samtschlupf s verändert sich sowohl δ₁ als auch δ₂, ins besondere derart, daß sich die Winkel δ₁ und δ₂ aneinan der angleichen.In Fig. 4, the driving situation for a small slip angle α and a low transverse slip s _y or a low total slip s is shown, in which the angle δ₂ is greater than the angle δ₁. With increasing the slip angle α and / or transverse slip s _y or total slip s changes both δ₁ and δ₂, in particular in such a way that the angles δ₁ and δ₂ match each other.

In Fig. 5 ist die Fahrsituation im Grenzbereich, d. h. beim Übergang des Großteils des Reifenlatsches von Haft- in Gleitreibung, dargestellt, in dem der Winkel δ₁ in etwa gleich dem Winkel δ₂ ist.In Fig. 5, the driving situation in the border area, ie at the transition of the majority of the tire from static to sliding friction, is shown in which the angle δ₁ is approximately equal to the angle δ₂.

Die Richtungsunterschiede, die mit dem Faktor e darge stellt werden, sind beispielsweise folgendermaßen dar stellbar:The directional differences that are presented with the factor e are, for example, are as follows adjustable:

e = (F_x/s_x)/(F_y/s_y) = (F_x/F_y/(s_x/s_y) = tan δ₁/tan δ₂.e = (F _x / s _x ) / (F _y / s _y ) = (F _x / F _y / (s _x / s _y ) = tan δ₁ / tan δ₂.

Wird der Winkel δ₁ gleich dem Winkel δ₂, wie in Fig. 5 für großen Gesamtschlupf s dargestellt, geht der Wert des Faktors e = tan δ₁/tan δ₂ für größer werdenden Gesamt schlupf s bzw. Querschlupf s_y, wie auch bei der Betrach tung des Faktor e = C_x′/C_yl′, ebenfalls gegen 1.If the angle δ₁ is equal to the angle δ₂, as shown in Fig. 5 for large total slip s, the value of the factor e = tan δ₁ / tan δ₂ for increasing total slip s or transverse slip s _y , as well as in the consideration of the factor e = C _x ′ / C _yl ′, also against 1.

Diese Erkenntnis wird erfindungsgemäß herangezogen, um die Bestimmung des Schräglaufwinkels α bzw. des Querschlupfes s_y zu vereinfachen. Ausgehend von der Gleichung (2)This finding is used according to the invention in order to simplify the determination of the slip angle α or the transverse slip s _y . Starting from equation (2)

s_y = e · s_x · (F_y/F_x)s _y = es _x · (F _y / F _x )

ist es schwierig, den variablen Faktor e zu ermitteln, da er vom Schräglaufwinkel bzw. dem Querschlupf selbst ab hängt. Erfindungsgemäß wird daher für den Faktor e ein konstanter Wert e_k eingesetzt, der für große Schlupfwerte zumindest nahe dem Grenzbereich, d. h. beim Übergang des Großteils des Reifenlatsches von Haft- in Gleitreibung, vorzugsweise e_k = 1, gilt.it is difficult to determine the variable factor e because it depends on the slip angle or the transverse slip itself. According to the invention, a constant value e _k is therefore used for the factor e, which applies to large slip values at least close to the limit range, ie when the majority of the tire flats change from static to sliding friction, preferably e _k = 1.

In Fig. 2 ist ein Bereich der möglichen erfindungsgemäßen Werte e_k für den Faktor e schraffiert eingezeichnet, in dem der Faktor e sich in Abhängigkeit von dem Schlupf s vorzugsweise auf dem Wert 1 oder zumindest nahe dem Wert 1 befindet. Durch die erfindungsgemäße Wahl eines kon stanten Faktors e_k ergibt sich zwar, wie in Fig. 3 darge stellt, bei niedrigen Schlupfwerten s bzw. bei niedrigem Schräglaufwinkel α ein Berechnungsfehler (schraffierter Bereich der Fig. 3). Ein Vergleich des tatsächlichen bzw. gemessenen Schräglaufwinkels mit dem nach dem erfindungs gemäßen Verfahren berechneten Schräglaufwinkel nach Fig. 3 ergibt jedoch bei großem Schräglaufwinkel α eine gute Übereinstimmung (unschraffierter Bereich der Fig. 3).A hatched area of the possible values e _k according to the invention for the factor e in FIG. 2, in which the factor e is preferably at the value 1 or at least close to the value 1 depending on the slip s. The choice according to the invention of a constant factor e _k results, as shown in FIG. 3, in the case of low slip values s or at low slip angle α, a calculation error (hatched area of FIG. 3). A comparison of the actual or measured slip angle with the slip angle calculated according to the method according to the invention according to FIG. 3, however, results in a good correspondence with a large slip angle α (unshaded area of FIG. 3).

Für niedrige Schräglaufwinkel α ist der berechnete Wert gegenüber dem tatsächlichen bzw. gemessenen Wert kleiner. Beim erfindungsgemäßen Verfahren wird jedoch davon ausge gangen, daß gerade bei großem Schräglaufwinkel α bzw. Querschlupf Instabilitäten durch Regelsysteme wie z. B. Antriebsmoment- oder Bremsmoment-Regelsysteme verhindert werden sollen. Da das erfindungsgemäße Verfahren zur Be stimmung des Schräglaufwinkels und/oder des Querschlupfes vorzugsweise gerade bei derartigen Regelsystemen einge setzt werden soll, kann der Fehler bei niedrigem Schräg laufwinkel vernachlässigt werden. Vorzugsweise kann der konstante Faktor e_k im zumindest nahezu fehlerfreien Be reich (unschraffierter Bereich der Fig. 3) dort gewählt werden, wo gerade eine genaue Schätzung des Schräglauf winkels a, z. B. kurz vor Auftreten von Instabilitäten, erwünscht ist.For low slip angle α, the calculated value is smaller than the actual or measured value. In the method according to the invention, however, it is assumed that instabilities caused by control systems such as e.g. B. drive torque or braking torque control systems should be prevented. Since the method according to the invention for determining the slip angle and / or the transverse slip should preferably be used in such control systems, the error at a low slip angle can be neglected. Preferably, the constant factor e _k in the at least almost error-free range (unshaded area of FIG. 3) can be selected where a precise estimate of the slip angle a, z. B. shortly before instabilities occur.

Alle anderen Größen der Gleichung (2) außer dem Faktor e, so der Längsschlupf s_x, die Radlängskraft F_x und die Rad querkraft F_y, sind aus ohnehin im Kraftfahrzeug vorhan denen Signalen ermittelbar. So ist beispielsweise ein Kraftfahrzeug, das mit einem Antriebsmoment- oder Brems moment-Regelsystem versehen ist, mit Sensoren zur Erfas sung der einzelnen Raddrehzahlen ausgestattet. Mittels der Signale der Raddrehzahlsensoren ist der Längsschlupf s_x beispielsweise folgendermaßen ermittelbar:All other variables of the equation (2) except the factor e, so the longitudinal slip s _x , the longitudinal wheel force F _x and the lateral wheel force F _y , can be determined from signals which are present in the motor vehicle anyway. For example, a motor vehicle that is provided with a drive torque or braking torque control system is equipped with sensors for detecting the individual wheel speeds. The longitudinal slip s _x can be determined, for example, as follows using the signals from the wheel speed sensors:

s_x = ((w · R - v_x)/v_x), wobeis _x = ((w · R - v _x ) / v _x ), where

v_x die Geschwindigkeit des Aufstandpunktes des Rades in Längsrichtung, R der Radradius und w die Drehgeschwindig keit des Rades ist. Die Größen w und v_x sind beispiels weise ausschließlich aus den Raddrehzahlen, insbesondere eines angetriebenen und eines nicht angetriebenen Rades, berechenbar.v _{x is} the speed of the contact point of the wheel in the longitudinal direction, R is the radius of the wheel and w is the speed of rotation of the wheel. The quantities w and v _x can, for example, be calculated exclusively from the wheel speeds, in particular a driven and a non-driven wheel.

Die Radlängskraft F_x kann als Antriebskraft aus dem An triebsmoment ermittelt werden. Üblicherweise sind Kraft fahrzeuge mit Steuergeräten versehen, die ohnehin zur Re gelung des Motors oder anderer Antriebseinheiten das An triebsmoment ermitteln und auch anderen Regelsystemen zur Verfügung stellen. Bei Auftreten des Schräglaufwinkels insbesondere bei Kurvenfahrt, wird von einem offenen Dif ferential ausgegangen, wodurch die Radlängskräfte der Rä der einer Achse in etwa gleich sind. Somit ist die Rad längskraft F_x für die einzelnen Räder aus der für die ge samte Achse geltenden Längskraft F_xa berechenbar:The longitudinal wheel force F _x can be determined as the driving force from the drive torque. Usually, motor vehicles are provided with control units which determine the drive torque anyway to regulate the engine or other drive units and also make them available to other control systems. When the slip angle occurs, in particular when cornering, an open differential is assumed, as a result of which the longitudinal forces of the wheels of an axle are approximately the same. The wheel longitudinal force F _x for the individual wheels can thus be calculated from the longitudinal force F _x a that applies to the entire axle:

F_xl = F_xr = F_xa/2F _xl = F _xr = F _xa / 2

F_xr Radlängskraft des rechten Rades
F_xl Radlängskraft des linken Rades.F _xr wheel longitudinal force of the right wheel
F _xl wheel longitudinal force of the left wheel.

Zur weiteren Vereinfachung bei der Bestimmung des Quer schlupfes nach der Gleichung (2) wird nicht die Radquer kraft F_y eines einzelnen Rades betrachtet, sondern von der auf die gesamte Achse bezogenen Querkraft F_ya aus gegangen. Diese gesamte Querkraft F_ya ist bei üblicher weise 50% Achslastverteilung vorwiegend in etwa die Hälfte der Gesamtquerkraft des Fahrzeuges F_q. Die Ge samtquerkraft des Fahrzeuges F_q kann beispielsweise fol gendermaßen berechnet werden, wenn die Querbeschleunigung a_q durch Messung oder Schätzung aus anderen bekannten Fahrzeugparametern ermittelt wird:To further simplify the determination of the transverse slip according to equation (2), the wheel transverse force F _{y of} an individual wheel is not considered, but is based on the transverse force F _ya related to the entire axis. This total lateral force F _ya is usually 50% axle load distribution predominantly in approximately half the total lateral force of the vehicle F _qa . The total lateral force of the vehicle F _q can, for example, be calculated as follows if the lateral acceleration a _{q is} determined by measurement or estimation from other known vehicle parameters:

F_q = m · a_q,F _q = _{ma q} ,

wobei m die Fahrzeugmasse und a_q die Querbeschleunigung ist. Somit ist auf einfache Weise die gesamte achsbezo gene Querkraft F_ya, durch die Gesamtquerkraft F_q/2 des Fahrzeuges berechenbar.where m is the vehicle mass and a _{q is} the lateral acceleration. The total axially related lateral force F _{ya can} thus be calculated in a simple manner by means of the total lateral force F _q / 2 of the vehicle.

Da sich die gesamte Querkraft F_ya durch die Addition der einzelnen Radseitenkräfte F_yl + F_yr ergibt, kann die Gleichung (2), nach F_y aufgelöst, für beide Räder einer Achse erstellt werden:Since the total lateral force F _ya results from the addition of the individual wheel side forces F _yl + F _yr , equation (2), solved for F _y , can be created for both wheels of one axle:

F_yr = F_xr · (s_yr/(e_r · s_xr))
F_yl = F_xl · (s_yl/(e_l · s_xl)).F _yr = F _xr * (s _yr / (e _r s · _{x r))}
F = F _xl _yl · (s _yl / (e _l · s _xl)).

Mit F_ya = F_yl + F_yr und der Annahme, daß der Schräglauf winkel bzw. der Querschlupf der Räder einer Achse, s_yl und s_yr, nahezu gleich sind und dem Schräglaufwinkel bzw. Querschlupf s_ya der gesamten Achse entsprechen, s_y = s_ya = s_yl = s_yr, ergibt sich die Gleichung (3), aufgelöst nach dem Querschlupf s_ya:With F _ya = F _yl + F _yr and the assumption that the slip angle or the cross slip of the wheels of one axle, s _yl and s _yr , are almost the same and that the slip angle or cross slip s _{ya of} the entire axle correspond to s _y = s _ya = s _yl = s _yr , equation (3) results, solved for the transverse slip s _ya :

s_y = s_ya = F_ya/((F_xl/e_l · s_xl) + (F_xr/e_r · s_xr))
mit e_l = e_r = e_k = 1
s_y = s_ya = F_ya/((F_xl/s_xl) + (F_xr/S_xr)).s _y = s = F _ya _ya / ((F _xl / e _l · s _xl) + (F _{x r} / e _r s · _{x r))}
with e _l = e _r = e _k = 1
s _y = s _ya = F _ya / ((F _xl / s _xl ) + (F _xr / S _xr )).

Mit dieser auf die Achse bezogenen Gleichung (3) ist eine einfache Formel zur Bestimmung des Querschlupfes s_y eines Rades bzw. des Schräglaufwinkels α eines Rades möglich, wobei die Größen F_ya, F_xl, F_xr, s_xl und s_xr radbezogen wie oben geschildert auf einfache Weise ermittelbar sind. Die Größen e₁ und e_r werden durch den erfindungsgemäßen konstanten Faktor e_k bzw. 1 ersetzt.With this equation (3) relating to the axle, a simple formula for determining the transverse slip s _{y of} a wheel or the slip angle α of a wheel is possible, the quantities F _ya , F _xl , F _xr , s _xl and s _xr related to the wheel described above can be determined in a simple manner. The quantities e 1 and e _r are replaced by the constant factor e _k or 1 according to the invention.

Somit ist ein einfaches und sicheres Verfahren zur Be stimmung des Schräglaufwinkels bzw. des Querschlupfes ei nes Rades bzw. einer Achse gegeben, das besonders vor teilhaft für Regelsysteme zur Verhinderung von Instabili täten eines Kraftfahrzeuges ist.This is a simple and safe procedure for loading adjustment of the slip angle or the transverse slip egg Given a wheel or an axis, especially before partly used for control systems to prevent instability actions of a motor vehicle.

Claims

1. Verfahren zum Bestimmen des Schräglaufwinkels und/oder des Querschlupfes eines Rades bei Kraft fahrzeugen, dadurch gekennzeichnet, daß ein variabler, vom Schräglaufwinkel (α) und/oder Quer schlupf (s_yl, s_yr, s_ay, s_y) abhängiger Faktor (e) berücksichtigt wird, der ein Maß für den Richtungsunterschied zwischen dem wirksamen Gesamtschlupf (s) und der wirksamen Gesamtradkraft (F) ausgehend von einem Aufstandpunkt des Reifens (1) ist und daß anstelle dieses variablen Faktors (e) ein konstanter Faktor (e_k; 1) verwendet wird, der dem variablen Faktor (e) für einen Richtungs unterschied von zumindest nahezu Null entspricht.1. A method for determining the slip angle and / or the transverse slip of a wheel in motor vehicles, characterized in that a variable, dependent on the slip angle (α) and / or cross slip (s _yl , s _yr , s _ay , s _y ) (e) is taken into account, which is a measure of the directional difference between the effective total slip (s) and the effective total wheel force (F) starting from a point of contact of the tire ( 1 ) and that instead of this variable factor (e) a constant factor (e _k ; 1) is used, which corresponds to the variable factor (e) for a directional difference of at least almost zero.

2. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß der Schräglaufwinkel (α) und/oder der Querschlupf (s_yl, s_yr, s_ya, s_y) eines Reifens (1) in Abhängigkeit von der auf die gesamte Achse bezogenen Querkraft (F_ya) bestimmt wird.2. The method according to claim 1, characterized in that the slip angle (α) and / or the transverse slip (s _yl , s _yr , s _ya , s _y ) of a tire ( 1 ) in dependence on the transverse force related to the entire axis (F _ya ) is determined.

3. Verwendung des Verfahrens nach Patentanspruch 1 oder 2 bei einem Antriebsmoment- und/oder Bremsmo ment-Regelsystem in Kraftfahrzeugen.3. Use of the method according to claim 1 or 2 with a driving torque and / or braking torque ment control system in motor vehicles.