DE10065724A1 - Bremsregelsystem zur Stabilisierung der Bewegung eines Nutzfahrzeugs - Google Patents

Bremsregelsystem zur Stabilisierung der Bewegung eines Nutzfahrzeugs

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DE10065724A1
DE10065724A1 DE10065724A DE10065724A DE10065724A1 DE 10065724 A1 DE10065724 A1 DE 10065724A1 DE 10065724 A DE10065724 A DE 10065724A DE 10065724 A DE10065724 A DE 10065724A DE 10065724 A1 DE10065724 A1 DE 10065724A1
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Klaus-Dieter Leimbach
Falk Hecker
Oliver Jundt
Herbert Schramm
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Knorr Bremse Systeme Fuer Nutzfahrzeuge 80809 GmbH
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Robert Bosch GmbH
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    • B60T8/00—Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force
    • B60T8/17—Using electrical or electronic regulation means to control braking
    • B60T8/1755—Brake regulation specially adapted to control the stability of the vehicle, e.g. taking into account yaw rate or transverse acceleration in a curve
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B60T8/17—Using electrical or electronic regulation means to control braking
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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

Ein Bremsregelsystem (1, 1'), bei dem eine Steuereinheit (12) ausgangsseitig in Abhängigkeit von einer Anzahl von Eingangsgrößen für jedes Rad (2, 4, 6, 8) eines Fahrzeugs (10) jeweils einen Stellwert für dessen Bremsdruck und/oder einen Stellwert für eine Ausgangsgröße des Antriebsmotors vorgibt, soll auch zur Stabilisierung der Bewegung eines Nutzfahrzeugs (10) besonders geeignet sein. Dazu ist die Steuereinheit (12) erfindungsgemäß eingangsseitig zur Erfassung der Eingangsgrößen mit einem Lenkwinkelsensor (70) zur Erfassung eines vom Fahrer vorgegebenen Lenkwinkels, mit einem Sensorsystem zur Ermittlung der Gierrate des Nutzfahrzeugs (10) und mit einem ersten Beschleunigungssensor (76) zur Erfassung der Querbeschleunigung des Nutzfahrzeugs (10) verbunden.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Bremsregelsystem zur Sta­ bilisierung der Bewegung eines Nutzfahrzeugs, bei dem eine Steuereinheit in Abhängigkeit von einer Anzahl von Eingangs­ größen für jedes Rad des Nutzfahrzeugs jeweils einen Stell­ wert für dessen Bremsdruck und/oder einen Stellwert für eine Ausgangsgröße des Antriebsmotors vorgibt.
Im Rahmen der Fahrdynamikregelung eines Kraftfahrzeugs kann zur Stabilisierung der Fahrzeugbewegung ein dynamisches Bremsregelsystem zum Einsatz kommen, bei dem über die indivi­ duelle Vorgabe eines Bremsdrucks für jedes einzelne Rad ein gezielter und selektiver Bremseingriff auf jedes Rad vorge­ nommen werden kann.
Ein derartiges Bremsregelsystem für einen Personenkraftwagen (PKW), wie es aus der DE 39 19 347 A1 be­ kannt ist, umfaßt eine zentrale Steuereinheit, die im Be­ darfsfall, also beispielsweise bei beginnender oder bereits eingetretener Instabilität des Fahrzustandes, aus einer An­ zahl von für die jeweilige Fahrsituation spezifischen Ein­ gangsgrößen für jedes Rad einen individuellen Bremsdruck er­ mittelt.
Die Steuereinheit übermittelt anschließend einen Stellwert für den Bremsdruck des jeweiligen Rads an einen dem Rad zuge­ ordneten Modulator, der seinerseits auf das üblicherweise hy­ draulische Bremssystem einwirkt und so den für eine Stabili­ sierung der Fahrsituation erforderlichen Bremsdruck an dem jeweiligen Rad einstellt. Zusätzlich oder alternativ zur Be­ reitstellung der Stellwerte für die Bremsdrücke der Räder kann die Steuereinheit zudem auch einen Stellwert für die Drosselung einer Ausgangsgröße des Fahrzeugantriebs, bei­ spielsweise des Motormoments, ermitteln, so daß über eine ge­ zielte Drosselung der Fahrleistung eine Stabilisierung der Fahrsituation bewirkt oder zumindest unterstützt werden kann.
Als Eingangsgrößen werden der Steuereinheit des aus der DE 39 19 347 A1 bekannten Bremsregelsystems Meßdaten über die Rad­ geschwindigkeiten, über die Gierrate des Fahrzeugs und über den den Fahrerwunsch repräsentierenden Lenkradwinkel zuge­ führt. Aus diesen Daten wird dann in der Steuereinheit ein gemessener Giergrad des Fahrzeugs, entsprechend einem Ist- Zustand, ermittelt und mit einem aus dem Lenkradwinkel ermit­ telten gewünschten Giergrad, entsprechend einem Soll-Zustand, verglichen. Im Bedarfsfall, also bei Abweichung zwischen Ist- und Soll-Zustand, werden aus dem Grad der Abweichung Stell­ werte für individuelle Bremsdrücke der Räder ermittelt und an die den Rädern jeweils zugeordneten Modulatoren ausgegeben.
Bei der Fahrdynamikregelung von Nutzfahrzeugen ist im Ver­ gleich zu einem PKW eine höhere Anzahl von Bewegungsfrei­ heitsgraden zu berücksichtigen. So können beispielsweise auf­ grund des vergleichsweise höheren Schwerpunkts Kipp- oder Wankbewegungen des Fahrzeugsaufbaus auftreten. Das aus der DE 39 19 347 A1 bekannte Bremsregelsystem ist daher für eine zu­ verlässige Stabilisierung der Fahrzeugbewegung bei einem Ein­ satz in einem Nutzfahrzeug nur bedingt geeignet.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Bremsre­ gelsystem der oben genannten Art anzugeben, das auch für ei­ nen Einsatz in einem Nutzfahrzeug besonders geeignet ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst, indem die Steuer­ einheit eingangsseitig mit einem Lenkwinkelsensor zur Erfas­ sung eines vom Fahrer vorgegebenen Lenkradwinkels, mit einem Sensorsystem zur Ermittlung der Gierrate des Nutzfahrzeugs und mit einem ersten Beschleunigungssensor zur Erfassung der Querbeschleunigung des Nutzfahrzeugs verbunden ist.
Die Erfindung geht dabei von der Überlegung aus, daß auch bei einem Einsatz in einem Nutzfahrzeug zusätzlich zu den aktuel­ len Radgeschwindigkeitswerten der Steuereinheit des Bremsre­ gelsystems den Lenkwinkel (und somit den Fahrerwunsch) cha­ rakterisierende Meßwerte und die Drehrate oder Gierrate des Nutzfahrzeugs charakterisierende Meßwerte als Eingangsgrößen zugeführt sein sollten. Um darüber hinaus aber auch der ver­ gleichsweise höheren Komplexität des Fahrverhaltens eines Nutzfahrzeugs Rechnung zu tragen, sollte bei der Bremsrege­ lung auch der sogenannte Schwimmwinkel berücksichtigt sein, der stets unterhalb eines für das Ausbrechen des Nutzfahr­ zeugs charakteristischen Grenzwertes gehalten werden sollte. Der Schwimmwinkel ist eine aus der Dreh- oder Gierrate des Nutzfahrzeugs einerseits und aus der in dessen Schwerpunkt wirkenden Querbeschleunigung des Nutzfahrzeugs andererseits ableitbare Größe. Das auf eine besonders zuverlässige Nutz­ barkeit für Nutzfahrzeuge ausgebildete Bremsregelsystem ist somit auch für eine Zuführung von für die Querbeschleunigung des Nutzfahrzeugs charakteristischen Meßwerten zur Steuerein­ heit ausgelegt.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Das Sensorsystem zur Ermittlung der Gierrate des Nutzfahr­ zeugs umfaßt zweckmäßigerweise einen Drehratensensor. Der Drehratensensor kann dabei als Giergradkreisel ausgebildet sein, ist aber vorzugsweise als Sensor nach dem Coriolisprin­ zip ausgelegt. Er kann an beliebiger Position des Nutzfahr­ zeugs angeordnet sein, ist aber vorzugsweise direkt am oder nahe am Schwerpunkt des Nutzfahrzeugs angeordnet. Die Steuer­ einheit ermittelt dabei anhand der ihr zugeführten Meßwerte ay1 ( = die vom ersten Beschleunigungssensor gemessene Querbe­ schleunigung) und ωz (= die gemessene Drehrate) die für die Ermittlung des Schwimmwinkels erforderliche, im Schwerpunkt des Nutzfahrzeugs wirkende Querbeschleunigung ay nach der Be­ ziehung:
ay = ay1 - ω. z . x1
Dabei sind ω. z die aus der gemessenen Drehrate ωz abgeleitete Drehbeschleunigung und x1 die Position des Beschleunigungs­ sensors bezogen auf dem Schwerpunkt des Nutzfahrzeugs, gemes­ sen in Längsrichtung des Nutzfahrzeugs. x1 nimmt dabei in Vorwärtsrichtung positive und in Rückwärtsrichtung negative Werte an.
In alternativer vorteilhafter Ausgestaltung umfaßt das Sen­ sorsystem zur Ermittlung der Gierrate des Nutzfahrzeugs einen zweiten Beschleunigungssensor zur Erfassung der Querbeschleu­ nigung des Nutzfahrzeugs, wobei der zweite Beschleunigungs­ sensor, in Längsrichtung des Nutzfahrzeugs gesehen, versetzt zum ersten Beschleunigungssensor angeordnet ist. Bei dieser Anordnung, die eine Einsparung des Gierratensensors und somit eine besonders kostengünstige Ausführung des Bremsregelsy­ stems ermöglicht, ermittelt die Steuereinheit anhand der ihr zugeführten Meßwerte ay1 (= die vom ersten Beschleunigungs­ sensor gemessene Querbeschleunigung) und ay2 (= die vom zwei­ ten Beschleunigungssensor gemessene Querbeschleunigung) die Drehrate des Nutzfahrzeugs nach der Beziehung:
ωz = ∫(ay1 - ay2)/(x1 - x2) dt
Dabei sind x1, x2 die Position des ersten bzw. zweiten Be­ schleunigungssensors, besogen auf den Schwerpunkt des Nutz­ fahrzeugs, jeweils gemessen in Längsrichtung des Nutzfahr­ zeugs. X1 und x2 nehmen in Vorwärtsrichtung positive und in Rückwärtsrichtung negative Werte an.
Die Steuereinheit des Bremsregelsystems ermittelt in dieser Anordnung die im Schwerpunkt des Nutzfahrzeugs wirkende Quer­ beschleunigung ay nach der Beziehung:
ay = (ay1.x1 - ay2.x2)/(x1 - x2)
Bei der Ausstattung eines Sattelkraftfahrzeuges, gebildet aus dem als Sattelzugmaschine vorgesehenen Nutzfahrzeug und einem mit diesem verbundenen Sattelanhänger, mit einem Bremsregel­ system ist in besonderer Weise zu beachten, daß der Sattelzug im Vergleich zum alleinlaufenden Nutzfahrzeug über einen wei­ teren Freiheitsgrad, nämlich über den durch die Längsachsen von Sattelzugmaschine und Sattelanhänger gebildeten Knickwin­ kel, verfügt. Bei der Stabilitätsregelung ist dabei zu beach­ ten, daß auch ein mögliches Einknicken des Sattelanhängers im Verhältnis zur Sattelzugmaschine zu einer Destabilisierung führen kann. Um diesen Freiheitsgrad in die Stabilitätsrege­ lung einzubeziehen, ist die Steuereinheit des Bremsregelsy­ stems in vorteilhafter Weiterbildung eingangsseitig mit einem Knickwinkelsensor zur Erfassung des Knickwinkels zwischen der Sattelzugmaschine und dem damit verbundenen Sattelanhänger verbunden.
In dazu alternativer vorteilhafter Weiterbildung ist die Steuereinheit eingangsseitig mit einem zweiten Sensorsystem zur Ermittlung der Gierrate: des mit der Sattelzugmaschine verbundenen Sattelanhängers verbunden. Das zweite Sensorsy­ stem kann dabei insbesondere auch als Gierratensensor nach dem Coriolisprinzip ausgebildet sein. Bei dieser Anordnung ermittelt die Steuereinheit: den Knickwinkel aus den ihr als Eingangsgrößen zugeführten Werten für die Drehrate des Anhän­ gers ωza und die Drehrate ωz des Nutzfahrzeugs nach der Be­ ziehung:
Ψ = ∫(ωz - ωza) dt
Dieses Konzept ist auch auf Lastkraftwagenzüge oder Sattelzü­ ge, d. h. die Hintereinanderkopplung mehrerer Anhänger hinter das Nutzfahrzeug als Motorwagen, erweiterbar, wobei jeder An­ hänger jeweils mit einem Sensorsystem zur Ermittlung seiner Gierrate ausgerüstet ist, und wobei die Steuereinheit aus den gemessenen Gierraten die Knickwinkel zwischen jeweils zwei hintereinander laufenden Fahrzeugen des Lastkraftwagenzuges ermittelt.
Von besonderer Bedeutung bei der Stabilitätsregelung eines Nutzfahrzeugs ist, infolge des im Vergleich zu einem PKW er­ höhten Schwerpunkts, die Berücksichtigung der Kippneigung. Dies erfolgt vorliegend vorzugsweise durch die Berücksichti­ gung der Fahrzeugneigung, die anhand des durch eine Fahrzeu­ gachse und eine durch den Fahrzeugaufbau vorgegebene Refe­ renzrichtung gebildeten Wankwinkels erfaßt wird. Dazu ist die Steuereinheit eingangsseitig vorteilhafterweise mit einem Wankwinkelsensor zur Erfassung des Wankwinkels des Nutzfahr­ zeugs verbunden.
In alternativer vorteilhafter Ausgestaltung ist die Steuer­ einheit eingangsseitig mit einem Wankgeschwindigkeitssensor zur Erfassung der Winkelgeschwindigkeit zwischen dem Fahr­ zeugaufbau und einer Fahrzeugachse verbunden. Der Wankwinkel ist dabei in der Steuereinheit durch Zeitintegration der ge­ messenen Winkelgeschwindigkeit ableitbar.
Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesonde­ re darin, daß durch Berücksichtigung von Eingangsgrößen für die Steuereinheit, aus denen die im Schwerpunkt des Nutzfahr­ zeugs wirkende Querbeschleunigung ableitbar ist, das Bremsre­ gelsystem auch für die vergleichsweise komplexe Stabilitäts­ regelung eines Nutzfahrzeugs besonders zuverlässig einsetzbar ist. Durch die genannten Anordnungen weiterer Sensoren und die dadurch ermöglichte Zuführung weiterer besonders geeigne­ ter Eingangsparameter an die Steuereinheit ist das Bremsre­ gelsystem zudem in einfacher Weise an die für Nutzfahrzeuge spezifischen Anforderungen anpaßbar.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand einer Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen:
Fig. 1 schematisch ein Bremsregelsystem zur Stabilisierung der Bewegung eines Nutzfahrzeugs,
Fig. 2 eine alternative Ausführungsform des Bremsregelsy­ stems nach Fig. 1,
Fig. 3 schematisch ein Bremsregelsystem zur Stabilisierung der Bewegung eines aus einem Nutzfahrzeug und einem angekoppelten Anhänger gebildeten Sattelfahrzeugs, und
Fig. 4 eine alternative Ausführungsform des Bremsregelsy­ stems nach Fig. 3.
Gleiche Teile sind in allen Figuren mit denselben Bezugszei­ chen versehen.
Das Bremsregelsystem 1 gemäß Fig. 1 ist zur Stabilitätsrege­ lung eines durch seine Räder 2, 4, 6, 8 angedeuteten Nutz­ fahrzeugs 10 vorgesehen. Das Bremsregelsystem 1 umfaßt eine Steuereinheit 12, die im Bedarfsfall, also beispielsweise bei beginnender oder bereits eingetretener Instabilität des Fahr­ zustandes, aus einer Anzahl von für die jeweilige Fahrsitua­ tion spezifischen Eingangsgrößen für jedes Rad 2, 4, 6, 8 ei­ nen individuellen Bremsdruck ermittelt.
Das Nutzfahrzeug 10 ist mit einer pneumatisches Bremsanlage ausgerüstet, die einen Druckluftbehälter 14 umfaßt. Diesem ist ein vom Fahrer des Nutzfahrzeugs 10 über ein Bremspedal 16 betätigbares Betriebsbremsventil 17 zugeordnet. In Abhän­ gigkeit von einem vom Fahrer über das Bremspedal 16 ausgeüb­ ten Bremseingriff beaufschlagt der Druckluftbehälter 14 ein pneumatisches Bremsleitungssystem 18 mit Bremsdruck. Das Bremsleitungssystem 18 umfaßt eine Anzahl von Bremsleitungen 20, 22, 24, 26, von denen jede jeweils einem Rad 2, 4, 6 bzw. 8 zugeordnet ist. Jede Bremsleitung 20, 22, 24, 26 verbindet den Druckluftbehälter 14 jeweils mit einem der Räder 2, 4, 6, 8 vorgeschalteten Druckregelmodul 28, 30, 32 bzw. 34, das je­ weils in Abhängigkeit von der Pedalstellung des Bremspedals 16 einen Bremsdruck am ihm zugeordneten Rad 2, 4, 6 bzw. 8 einstellt. Für einen Notfall, also bei Ausfall der Steuere­ lektronik, verbindet auch bei geöffnetem Betriebsbremsventil 17 jede Bremsleitung 20, 22, 24, 26 den Druckluftbehälter 14 derart mit dem jeweiligen Druckregelmodul 28, 30, 32 bzw. 34, daß eine Bremsung aller Räder 2, 4, 6, 8, erfolgen kann. Die Bremsregelmodule 28, 30, 32, 34 sind zudem auch direkt, also unter Umgehung des Betriebsbremsventils 17, pneumatisch mit dem Druckluftbehälter 14 verbunden und stellen so auch ohne Bremseingriff des Fahrers den für eine Stabilisierung der Fahrsituation erforderlichen Bremsdruck an jedem Rad 2, 4, 6, 8 ein. Dazu setzen sie den durch den Druckluftbehälter 14 vorgegebenen Bremsdruck in Abhängigkeit von zugeführten Stellwerten in individuell für jedes Rad 2, 4, 6, 8 vorgege­ bene Bremsdrücke um, mit denen jeweils nachgeschaltete, mit dem Bremssystem des jeweiligen Rads 2, 4, 6 bzw. 8 verbundene Leitungen 36, 38, 40, 42 beaufschlagt werden.
Der Stellwert für den Bremsdruck des jeweiligen Rads 2, 4, 6, 8 wird von der Steuereinheit 12 vorgegeben. Diese ist dazu ausgangsseitig über Signalleitungen 44, 46, 48, 50 an die den Rädern 2, 4, 6, 8 zugeordneten Druckregelmodule 28, 30, 32, 34 angeschlossen. Zusätzlich oder alternativ zur Bereitstel­ lung der Stellwerte für die Bremsdrücke der Räder 2, 4, 6, 8 kann die Steuereinheit 12 zudem auch einen Stellwert für die Drosselung einer Ausgangsgröße des Fahrzeugantriebs, bei­ spielsweise des Motormoments, ermitteln, so daß über eine ge­ zielte Drosselung der Fahrleistung eine Stabilisierung der Fahrsituation bewirkt oder zumindest unterstützt werden kann.
Eingangsseitig ist die Steuereinheit 12 über Signalleitungen 52, 54, 56, 58 an den Rädern 2, 4, 6, 8 jeweils zugeordnete Geschwindigkeitssensoren 60, 62, 64, 66 angeschlossen. Diese ermitteln Meßwerte für die aktuelle Geschwindigkeit jedes Rads 2, 4, 6, 8, die sodann über die Signalleitungen 52, 54, 56, 58 der Steuereinheit 12 als Eingangsgrößen zugeführt wer­ den. Weiterhin ist die Steuereinheit 12 eingangsseitig über eine Signalleitung 68 mit einem Lenkwinkelsensor 70 zur Er­ fassung eines Lenkwinkels verbunden. Der Lenkwinkelsensor 70 ermittelt dabei einen Meßwert, der den vom Fahrer vorgegebe­ nen Einschlag des Lenkrads 72 und somit den Fahrerwunsch cha­ rakterisiert und über die Signalleitung 68 der Steuereinheit als weitere Eingangsgröße zuführbar ist.
Zusätzlich ist die Steuereinheit 12 eingangsseitig mit einem nach dem Coriolisprinzip ausgelegtem Drehratensensor 74 aus­ gebildeten Sensorsystem zur Ermittlung der Drehrate oder Gierrate des Nutzfahrzeugs 10, mit einem ersten Beschleuni­ gungssensor 76 zur Erfassung der Querbeschleunigung des Nutz­ fahrzeugs 10, und mit einem. Wankwinkelsensor 78 zur Erfassung des Wankwinkels des Nutzfahrzeugs 10 verbunden. Mit anderen Worten: der Steuereinheit 12 sind als weitere Eingangsgrößen die Drehrate oder Gierrate, die Querbeschleunigung und der Wankwinkel des Nutzfahrzeugs 10 zuführbar. Diese Eingangsgrö­ ßen werden somit zusammen mit den üblicherweise herangezoge­ nen Eingangsgrößen, wie beispielsweise den Radgeschwindigkei­ ten, bei der Ermittlung der Stellwerte für die Bremsdrücke an den Rädern 2, 4, 6, 8 mit berücksichtigt, so daß das Bremsre­ gelsystem 1 auch bei der erhöhten Komplexität der Bewegungs­ vorgänge bei Anwendung im Nutzfahrzeug 10 besonders zuverläs­ sig arbeitet.
Bei der Bildung der Stellwerte für die Bremsdrücke berück­ sichtigt die Steuereinheit 12 insbesondere auch die im Schwerpunkt des Nutzfahrzeugs 10 wirkende Querbeschleunigung ay. Diese ermittelt die Steuereinheit 12 aus den ihr zuge­ führten Meßwerten ay1 ( = die im Beschleunigungssensor 76 ge­ messene Querbeschleunigung) und ωz (= die im Drehratensensor 74 gemessene Drehrate) nach der Beziehung:
ay = ayl - ω. z. x1
Dabei sind ω. z die aus der gemessenen Drehrate ωz abgeleitete Drehbeschleunigung und l1 der Abstand zwischen Beschleuni­ gungssensor 76 und Schwerpunkt des Nutzfahrzeugs, gemessen in Längsrichtung des Nutzfahrzeugs.
Die so ermittelte Querbeschleunigung im Schwerpunkt des Nutz­ fahrzeugs 10 wird gemeinsam mit der Drehrate bei der Bestim­ mung des Schwimmwinkels herangezogen. Dabei stellt die Steu­ ereinheit 12 sicher, daß ein vorgegebener Grenzwert für den Schwimmwinkel nicht überschritten wird und somit ein Ausbre­ chen des Nutzfahrzeugs 10 nicht auftritt.
Gleichermaßen wird der vom Wankwinkelsensor 78 erfaßte Wank­ winkel überwacht, so daß ein drohendes Kippen des Nutzfahr­ zeugs 10 rechtzeitig erkannt wird und Gegenmaßnahmen einge­ leitet werden können. Alternativ kann dabei anstelle des Wankwinkelsensors 78 auch ein Wankgeschwindigkeitssensor zur Erfassung der Winkelgeschwindigkeit zwischen dem Fahrzeugauf­ bau und einer Fahrzeugachse vorgesehen sein. Der Wankwinkel ist dabei in der Steuereinheit 12 durch Zeitintegration der gemessenen Winkelgeschwindigkeit ableitbar.
Im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 ist anstelle des Drehra­ tensensors 74 ein zweiter Beschleunigungssensor 80 zur Erfas­ sung der Querbeschleunigung des Nutzfahrzeugs 10 vorgesehen, mit dem die Steuereinheit 12 eingangsseitig über eine Si­ gnalleitung 81 verbunden ist. Der zweite Beschleunigungssen­ sor 80 ist, in Längsrichtung 82 des Nutzfahrzeugs 10 gesehen, versetzt zum ersten Beschleunigungssensor 76 angeordnet. In diesem Ausführungsbeispiel bildet der erste Beschleunigungs­ sensor 76 gemeinsam mit dem zweiten Beschleunigungssensor 80 das Sensorsystem zur Ermittlung der Gierrate des Nutzfahr­ zeugs 10.
Bei dieser Anordnung, die eine Einsparung des Drehratensen­ sors 74 ermöglicht, ermittelt die Steuereinheit 12 anhand der ihr zugeführten Meßwerte ay1 (= die vom ersten Beschleuni­ gungssensor 76 gemessene Querbeschleunigung) und ay2 (= die vom zweiten Beschleunigungssensor 80 gemessene Querbeschleu­ nigung) die Drehrate ωz des Nutzfahrzeugs 10 nach der Bezie­ hung:
ωz = ∫(ay1 - ay2)/(x1 - x2) dt
Dabei sind x1, x2 der Abstand zwischen erstem bzw. zweitem Beschleunigungssensor 76, 80 und Schwerpunkt des Nutzfahr­ zeugs, jeweils gemessen in Längsrichtung 82 des Nutzfahr­ zeugs.
Die Steuereinheit 12 des Bremsregelsystems 1 ermittelt dabei die im Schwerpunkt des Nutzfahrzeugs 10 wirkende Querbe­ schleunigung ay nach der Beziehung:
ay = (ay1.x1 - ay2.x2) / (x1-x2)
Somit stehen in dieser Ausführungsform die gleichen Zwischen­ werte zur Weiterverarbeitung zur Verfügung wie im vorangegan­ genen Ausführungsbeispiel.
Das Bremsregelsystem 1' gemäß Fig. 3 ist für den Einsatz in einem aus einem als Sattelzugmaschine vorgesehenen Nutzfahr­ zeug 10 und einem lediglich durch seine Längsachse 84 darge­ stellten angekoppelten Sattelanhänger gebildeten Sattelkraft­ fahrzeug ausgebildet. Für die Stabilitätsregelung eines der­ artigen Sattelkraftfahrzeugs oder Sattelzuges kann auch der durch die Längsrichtung 82 des Nutzfahrzeugs 10 und die Längsachse 84 des Sattelanhängers gebildete Knickwinkel ψ von Bedeutung sein. Insbesondere kann ein mögliches Einknic­ ken des Sattelanhängers im Verhältnis zum Nutzfahrzeug 10 zu einer Destabilisierung führen. Um diesen Freiheitsgrad in die Stabilitätsregelung einzubeziehen, ist die Steuereinheit 12 des Bremsregelsystems 1' eingangsseitig über eine Signallei­ tung 86 mit einem Knickwinkelsensor 88 zur Erfassung des Knickwinkels ψ verbunden.
Im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 4 ist die Steuereinheit 12 des Bremsregelsystems 1' eingangsseitig mit einem zweiten, nach dem Coriolisprinzip ausgebildeten Drehratensensor 100 zur Ermittlung der Gierrate des mit dem Nutzfahrzeug 10 ver­ bundenen Sattelanhängers verbunden. Bei dieser Anordnung er­ mittelt die Steuereinheit 12 den Knickwinkel ψ aus den ihr als Eingangsgrößen zugeführten Werten für die Drehrate des Sattelanhängers ωza und die Drehrate ωz des Nutzfahrzeugs 10 nach der Beziehung:
Ψ = ∫(ωz - ωza) dt
Selbstverständlich kann in den Ausführungsbeispielen nach den Fig. 3 und 4 anstelle des Drehratensensors jeweils auch das Konzept zur Ermittlung der Drehrate gemäß dem Ausfüh­ rungsbeispiel nach Fig. 2, also die Verwendung eines Paares von in Längsrichtung versetzt angeordneten Beschleunigungs­ sensoren, vorgesehen sein.
Bezugszeichenliste
1
,
1
' Bremsregelsystem
2
,
4
,
6
,
8
Räder
10
Nutzfahrzeug
12
Steuereinheit
14
Druckluftbehälter
16
Bremspedal
17
Betriebsbremsventil
18
Bremsleitungssystem
20
,
22
,
24
,
26
Bremsleitungen
28
,
30
,
32
,
34
Druckregelmodul
36
,
38
,
40
,
42
Leitung
44
,
46
,
48
,
50
,
52
,
54
,
56
,
58
Signalleitung
60
,
62
,
64
,
66
Geschwindigkeitssensoren
68
Signalleitung
70
Lenkwinkelsensor
72
Lenkrad
74
Drehratensensor
76
Beschleunigungssensor
78
Wankwinkelsensor
80
Beschleunigungssensor
81
Signalleitung
82
Längsrichtung
84
Längsachse
86
Signalleitung
88
Knickwinkelsensor
100
Drehratensensor
ay
Querbeschleunigung im Schwerpunkt
ay1
, ay2
gemessene Querbeschleunigung
ωz
Drehrate
ωza
Drehrate des Anhängers
ω• z
Drehbeschleunigung
ψ Knickwinkel

Claims (7)

1. Bremsregelsystem (1, 1') zur Stabilisierung der Bewegung eines Nutzfahrzeugs (10), bei dem eine Steuereinheit (12), die ausgangsseitig in Abhängigkeit von einer Anzahl von Ein­ gangsgrößen für jedes Rad (2, 4, 6, 8) des Nutzfahrzeugs (10) jeweils einen Stellwert für dessen Bremsdruck und/oder einen Stellwert für eine Ausgangsgröße des Antriebsmotors vorgibt, eingangsseitig zur Erfassung der Eingangsgrößen mit einem Lenkwinkelsensor (70) zur Erfassung eines vom Fahrer vorgege­ benen Lenkwinkels, mit einem Sensorsystem zur Ermittlung der Gierrate des Nutzfahrzeugs (10) und mit einem ersten Be­ schleunigungssensor (76) zur Erfassung der Querbeschleunigung des Nutzfahrzeugs (10) verbunden ist.
2. Bremsregelsystem (1, 1') nach Anspruch 1, dessen Sensorsy­ stem zur Ermittlung der Gierrate des Nutzfahrzeugs (10) einen Drehratensensor (74) umfaßt.
3. Bremsregelsystem (1, 1') nach Anspruch 1, dessen Sensorsy­ stem zur Ermittlung der Gierrate des Nutzfahrzeugs (10) einen zweiten Beschleunigungssensor (80) zur Erfassung der Querbe­ schleunigung des Nutzfahrzeugs (10) umfaßt, wobei der zweite Beschleunigungssensor (80) in Längsrichtung (82) des Nutz­ fahrzeugs (10) gesehen versetzt zum ersten Beschleunigungs­ sensor (76) angeordnet ist.
4. Bremsregelsystem (1, 1') nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem die Steuereinheit (12) eingangsseitig mit einem Knickwinkelsensor (88) zur Erfassung des Knickwinkels (ψ) zwischen der Längsrichtung (82) des Nutzfahrzeugs (10) und der Längsachse (84) eines damit verbundenen Anhängers verbun­ den ist.
5. Bremsregelsystem (1, 1') nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem die Steuereinheit (12) eingangsseitig mit einem zwei­ ten Sensorsystem zur Ermittlung der Gierrate eines mit dem Nutzfahrzeug (10) verbundenen Anhängers verbunden ist.
6. Bremsregelsystem (1, 1') nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem die Steuereinheit (12) eingangsseitig mit einem Wank­ winkelsensor (78) zur Erfassung des Wankwinkels des Nutzfahr­ zeugs (10) verbunden ist.
7. Bremsregelsystem (1, 1') nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem die Steuereinheit (12) eingangsseitig mit einem Wank­ geschwindigkeitssensor (100) zur Erfassung der Winkelge­ schwindigkeit zwischen dem Fahrzeugaufbau und einer Fahrzeu­ gachse verbunden ist.
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