DE102021128765A1

DE102021128765A1 - Verfahren zum Betrieb eines Bremssystems eines Kraftfahrzeugs

Info

Publication number: DE102021128765A1
Application number: DE102021128765.0A
Authority: DE
Inventors: Andreas Hoehn; Toni Streit
Original assignee: ZF Active Safety GmbH
Current assignee: ZF Active Safety GmbH
Priority date: 2021-11-04
Filing date: 2021-11-04
Publication date: 2023-05-04
Also published as: US20230137880A1; CN116061899A

Abstract

Bei einem Verfahren zum Betrieb eines Bremssystems eines wenigstens zweispurigen Kraftfahrzeugs (10), das zwei bremsbare Räder (12L, 12R), die an entgegengesetzten Enden einer Achse (14V) angeordnet sind, sowie ein Überrollschutzsystem umfasst, das ein Abbremsen der Räder (12L, 12R) veranlassen kann, um eine Überschlagsituation zu verhindern, wird ein automatischen Abbremsens des stärker belasteten Rades der Achse (14V) bei einer Kurvenfahrt durch das Überrollschutzsystem veranlasst. Anschließend wird ein geringerer Lenkeinschlagwinkel oder einer geringere Querbeschleunigung als bei der unmittelbar zuvor erfolgten Kurvenfahrt oder eine sich unmittelbar an die Kurvenfahrt anschließende Geradeausfahrt-Phase detektiert. Daraufhin wird ein automatisches Abbremsen beider Räder (12L, 12R) an der Achse (14v) veranlasst.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines Bremssystems eines wenigstens zweispurigen Kraftfahrzeugs.
Die Bremssysteme heutiger Kraftfahrzeuge arbeiten mit einer Vielzahl von Steuer- und Regelsystemen im Fahrzeug zusammen, die fahrsituationsabhängig in den normalen Betrieb des Fahrzeugs eingreifen und selbsttätig, also unabhängig von den Aktionen des Fahrzeugführers, eine Ansteuerung der Bremsen einzelner Räder des Kraftfahrzeugs veranlassen und somit automatisierte Bremseingriffe vornehmen.
Hier ist beispielsweise das Antiblockiersystem (ABS) zu nennen, das ein Blockieren der Räder beim Bremsen verhindert, sowie eine Antriebsschlupfregelung (ASR), mit der das Durchdrehen der Räder vermieden wird.
Es ist inzwischen auch üblich, ein elektronisches Fahrerassistenzsystem vorzusehen, das durch Abbremsen einzelner Räder dem Ausbrechen des Kraftfahrzeugs entgegenwirken soll und das oft als ESP bezeichnet wird. Dieses System verhindert z.B. durch Abbremsen des jeweils kurvenäußeren Vorderrades ein Übersteuern des Kraftfahrzeugs, während ein Untersteuern durch Abbremsen des jeweils kurveninneren Hinterrads korrigiert wird.
Als weiteres Assistenzsystem ist ein Überrollschutzsystem bekannt, das Anzeichen für ein bevorstehendes seitliches Kippen des Kraftfahrzeugs erfasst und durch Gas wegnehmen und Abbremsen einzelner Räder aktiv ein Überschlagen des Kraftfahrzeugs verhindert. Dieses System wird in der Regel aktiviert, wenn eine mögliche bevorstehende Überrollsituation erkannt wird und bremst das Rad mit der größten Belastung, in der Regel das äußere Vorderrad. Zusätzlich kann auch das äußere Hinterrad gebremst werden.
Im Rahmen dieser Anmeldung werden derartige Steuer- und Regelsysteme, die insbesondere eine aktive Sicherheit bieten, als untereinander kommunizierende Teile eines allgemeinen Fahrdynamik-Systems angesehen.
Die Daten, auf deren Grundlage basiert derartige Systeme ihre Entscheidungen treffen, werden von Sensoren im Kraftfahrzeug geliefert, die die jeweiligen Größen erfassen.
Aufgabe der Erfindung ist es, automatisierte Bremsvorgänge durch ein oben genanntes Überrollschutzsystem zu verbessern.
Diese Aufgabe wird mit einem Verfahren zum Betrieb eines Bremssystems eines wenigstens zweispurigen Kraftfahrzeugs gelöst, das zwei bremsbare Räder aufweist, die an entgegengesetzten Enden einer Achse angeordnet sind, sowie ein Überrollschutzsystem, das ein Abbremsen der Räder veranlassen kann, um eine Überschlagsituation zu verhindern. Hierzu werden die folgenden Schritte durchgeführt:

a) Veranlassen eines automatischen Abbremsens des stärker belasteten Rades der Achse bei einer Kurvenfahrt durch das Überrollschutzsystem, und, anschließend,
b) Detektieren eines geringeren Lenkeinschlagwinkels oder einer geringeren Querbeschleunigung als bei der unmittelbar zuvor erfolgten Kurvenfahrt oder Detektieren einer sich unmittelbar an die Kurvenfahrt anschließenden Geradeausfahrt-Phase,

c) Veranlassen eines automatischen Abbremsens beider Räder an der Achse.

So lässt sich eine Fahrsituation nutzen, in der eine Bremsung beider Räder die Stabilität des Kraftfahrzeugs nicht negativ beeinflusst, um kinetische Energie des Kraftfahrzeugs abzubauen.
Insbesondere bietet sich hierzu die kurze Geradeausfahrt-Phase an, die sich grundsätzlich während eines Richtungswechsels bei einer Kurvenfahrt ergibt.
Unterstützend kann hier natürlich ein ABS-System wirken, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit möglichst stark reduziert werden soll.
Eine derartige Fahrsituation kann beispielsweise bei einem Spurwechsel auftreten oder generell bei zwei aneinander anschließenden Kurven mit entgegengesetzter Krümmung, oder auch bei einer Schlingerbewegung.
Beispielsweise wird während des Schritts b) oder zwischen den Schritten b) und c) ermittelt, inwieweit sich das Kraftfahrzeug durch die Änderung des Lenkwinkels nach der Kurvenfahrt in Gegenrichtung um seine Längsachse aufschaukelt, und abhängig davon werden beide Räder gebremst.
Vorzugsweise ist die Achse mit den abgebremsten Rädern eine Vorderachse des Kraftfahrzeugs. Es ist aber auch denkbar, während einer derartigen Fahrsituation sämtliche Räder an sämtlichen Achsen zu bremsen, wenn besonders viel kinetische Energie abgebaut werden soll.
Das Ausmaß und/oder der Zeitpunkt der Abbremsung beider Räder im Schritt c) kann in Abhängigkeit von ermittelten Werten gewählt werden. Hier können aktuelle Sensorwerte eingehen, aber auch gespeicherte Daten. In manchen Fahrsituationen kann ein leichtes Anbremsen des weniger stark belasteten Rades ausreichend sein, um das Fahrzeug wieder zu stabilisieren, während in anderen Fahrsituationen erforderlich ist, beide Räder oder gegebenenfalls alle Räder des Kraftfahrzeugs mit maximal möglicher Bremskraft abzubremsen, um die kinetische Energie des Fahrzeugs soweit zu reduzieren, dass eine Überrollsituation vermieden werden kann. Die Entscheidung über die angeforderte Bremskraft, den Zeitpunkt sowie die Dauer trifft z.B. das Überrollschutzsystem oder allgemein das Fahrdynamik-System.
Um einen geeigneten Zeitpunkt zum Bremsen beider Räder der Achse zu erkennen, wird vorzugsweise ein Lenkradeinschlagwinkel, ein Radeinschlagwinkel, eine Gierrate des Kraftfahrzeugs, ein Wankwinkel des Kraftfahrzeugs, eine Fahrzeuggeschwindigkeit und/oder eine Querbeschleunigung des Kraftfahrzeugs oder eine andere geeignete Größe oder Kombination von Größen, aus der sich eine entsprechende Fahrsituation ableiten lässt, erfasst.
Die aktuellen Werte werden vorteilhaft von den jeweiligen Sensoren im Fahrzeug bereitgestellt.
Für die Entscheidung, ob eine geeignete Fahrsituation zum Bremsen beider Räder einer Achse vorliegt, sind vorzugsweise Grenzwerte für die jeweiligen Größen vorgegeben, die an das jeweilige spezifische Fahrzeug und gegebenenfalls auch an aktuelle Umgebungseinflüsse angepasst sind.
Beispielsweise sind ein Vorzeichenwechsel der Querbeschleunigung, eines Gierwinkels oder eines Wankwinkels, die Erfassung einer Gegenlenkbewegung und/oder die Erfassung eines Wechsels des stärker belasteten Rads Anzeichen für eine kurze Phase der Geradeausfahrt, in der beide Räder problemlos bremsbar sind und können in die Entscheidung eingehen, beide Räder der Achse zu bremsen.
Das beidseitige Bremsen der Räder wird z.B. beendet, wenn ein vorbestimmter Anstieg der Querbeschleunigung nach einem Vorzeichenwechsel oder ein vorbestimmter Anstieg der Gierrate erfasst wird. Zu diesem Zeitpunkt kann beispielsweise das Überrollschutzsystem wieder auf das einseitige Bremsen des stärker belasteten Rades zurück wechseln oder den gesamten Bremsvorgang beenden.
Die Entscheidung über den geeigneten Zeitpunkt, beide Räder der Achse zu bremsen, lässt sich z.B. mithilfe eines endlichen Automaten (Finite State Machine) treffen, über die auch der zeitliche Ablauf abgebildet werden kann.
Zusätzlich kann in einer Fahrsituation mit einer Kurvenfahrt eine Gegenlenkbewegung durch Überschreiten einer vorgegebenen Lenkwinkeländerung in einer vorgegebenen Zeitspanne in Richtung entgegen der Kurvenrichtung detektiert werden, und daraufhin der Aufbau einer Bremskraft am entgegengesetzten, weniger belasteten Rad durch das Überrollschutzsystem veranlasst werden.
Dieser Ablauf entspricht der Situation eines heftigen Gegenlenkens in einer Kurve oder einer Schlingerbewegung, bei der die Gegenlenkbewegung eine drohende Überschlagsituation bei der direkt bevorstehenden Belastung des bisher noch weniger belasteten Rades an der derzeitigen Innenseite der Kurve erwarten lässt. Daher veranlasst das Überrollschutzsystem bereits zu diesem Zeitpunkt proaktiv den Aufbau einer Bremskraft an der Bremse dieses Rades, obwohl die Radlast an diesem Rad zu diesem Zeitpunkt noch relativ gering ist. Somit wird dieses Rad bereits gebremst, bevor es zum stärker belasteten Rad wird. Die Bremswirkung setzt daher zu einem früheren Zeitpunkt ein, was zu einer besseren Stabilisierung des Fahrzeugs führt.
Da der Gradient des Bremskraftaufbaus durch die Kapazität des Bremssystems, insbesondere die Leistung einer Pumpe und eines Hydrauliksystems oder eines mechanischen Antriebs, begrenzt ist, kann so durch eine längere Vorlaufzeit eine höhere maximale Bremskraft generiert werden, als wenn der Aufbau der Bremskraft erst dann beginnt, wenn das Überrollschutzsystem standardmäßig ein Abbremsen dieses Rades zu dem Zeitpunkt anfordert, wenn es zum stärker belasteten Rad wird.
Das zunächst stärker belastete Rad kann weiter gebremst werden, nachdem es zum weniger belasteten Rad wurde, bis ein vorbestimmter Wert einer Querbeschleunigung oder einer Gierrate erkannt wird, wenn kinetische Energie des Fahrzeugs abgebaut werden soll.
Um abrupte Bremsmanöver zu vermeiden, wird vorzugsweise eine vom Überrollschutzsystem vorgegebene Bremskraftanforderung für das weniger belastete Rad zunächst stetig erhöht, und sobald dieses Rad zum stärker belasteten Rad wird, sprunghaft erhöht. Da die Bremskraft für das neue, stärker belastete Rad nicht bei Null beginnt, sondern bei dem bis zu dem Zeitpunkt des Belastungswechsels bereits erreichten Bremskraftwert, kann insbesondere eine höhere maximale Bremskraft erreicht werden, als wenn der Aufbau der Bremskraft erst beim Belastungswechsel beginnen würde.
Generell ist vorzugsweise wie bekannt ein Modell der Fahrdynamik des Fahrzeugs im Fahrdynamik-System hinterlegt, sodass das Fahrdynamik-System das Fahrzeugverhalten in bestimmten Fahrsituationen sowie auch grundlegende Fahrzeugdaten wie die Schwerpunktlage und den Radstand kennt. Diese Daten werden beispielsweise durch aktuelle Werte ergänzt, die von den diversen Sensoren im Fahrzeug geliefert werden.
Das Überrollschutzsystem ist vorzugsweise wie bekannt so ausgelegt, dass bei einer drohenden Überschlagsituation stets das stärker belastete Rad der Achse gebremst wird.
Das Bremssystem ist generell so ausgelegt, dass die Bremskraft für jedes Rad individuell und unterschiedlich bezüglich Zeitpunkt, Dauer und Stärke vorgegeben werden kann.
Vorzugsweise sind die vom Überrollschutzsystem gebremsten Räder die Vorderräder, und die Achse ist eine Vorderachse des Kraftfahrzeugs. Optional ist es auch möglich, zusätzlich oder alternativ das Bremsen von Rädern an einer Hinterachse des Kraftfahrzeugs durch das Überrollschutzsystem zu veranlassen.
Vorzugsweise werden alle beschriebenen Verfahrensschritte stets ausschließlich in Fahrsituationen durchgeführt, in denen das Überrollschutzsystem bereits in seiner Standardfunktion aktiv ist, also wenn eine drohende Überschlagsituation erkannt wurde.
Es ist grundsätzlich möglich, das beschriebene Überrollschutzsystem zusammen mit einem oder mehreren autonom arbeitenden Assistenzsystemen, beispielsweise einem Notlenkassistenzsystem, einzusetzen, von denen die aktuelle Fahrsituation ohne Einwirkung eines menschlichen Fahrzeugführers bewältigt wird. Die Assistenzsystems können vorteilhaft auch allgemein mit dem Fahrdynamik-System kommunizieren.
Als Überrollschutzsystem wird vorzugsweise eine elektronische Steuer- und/oder Regeleinheit verwendet, die insbesondere als eigenständige Elektronikeinheit oder integriert in andere Fahrzeugsysteme, insbesondere das Fahrdynamik-System, realisiert sein kann.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels mit Bezug auf die beigefügten Figuren näher beschrieben. In den Zeichnungen zeigen:

- 1 eine schematische Darstellung eines Kraftfahrzeugs mit einem Bremssystem zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens;
- 2 eine schematische Darstellung von Fahrsituationen, in denen das erfindungsgemäße Verfahren angewendet werden kann;
- 3 eine schematische Darstellung eines Bremskraftverlaufs gemäß einer Situation aus 2;
- 4 einen grundsätzlichen Ablauf von Verfahrensschritten eines erfindungsgemäßen Verfahrens;
- 5 eine schematische Darstellung eines Bremskraftverlaufs einer Situation aus 2;
- 6 einen grundsätzlichen Ablauf von Verfahrensschritten eines erfindungsgemäßen Verfahrens; und
- 7 eine weitere schematische Darstellung eines Bremsverlaufs gemäß einem erfindungsgemäßen Verfahren.

1 zeigt ein zweispuriges Kraftfahrzeug 10, hier ein Pkw, mit insgesamt vier Rädern 12, die an zwei Achsen 14 so angeordnet sind, dass jeweils zwei Räder 12 an entgegengesetzten Enden einer Achse 14 angeordnet sind. Die Achsen 14 erstrecken sich entlang einer Querrichtung Q des Kraftfahrzeugs 10, die senkrecht zu einer Längsrichtung L steht.
Eine der Achsen14 ist eine Vorderachse 14_V, wobei die beiden Räder 12 an dieser Achse dementsprechend auch als linkes und rechtes Vorderrad 12_L, 12_R bezeichnet werden. Die andere Achse 14 ist eine Hinterachse 14_H, die die anderen beiden Räder 12 trägt.
In diesem Beispiel sind sämtliche Räder 12 eigenständig und individuell durch ein in 1 nur angedeutetes Bremssystem 16 abbremsbar, wobei Zeitpunkt, Dauer und Bremskraft F situationsabhängig und individuell für jedes Rad 12 wählbar sind.
Das Bremssystem 16 kann hydraulisch, elektromechanisch oder in einer Kombination aus hydraulischen und elektromechanischen Komponenten ausgelegt sein.
Die Fahrtrichtung des Kraftfahrzeug 10 kann hier über ein Lenkrad 18 beeinflusst werden, das von einem Fahrzeugführer betätigbar ist.
Alternativ oder zusätzlich ist es auch denkbar, dass die Lenkbewegung von einem (nicht dargestellten) Assistenzsystem übernommen wird oder generell das Kraftfahrzeug 10 für autonomes Fahren ausgelegt ist.
Diverse bekannte Sensoren 20 im Kraftfahrzeug 10 erfassen aktuelle Werte für geeignete Größen wie beispielsweise einen Lenkradeinschlagswinkel, einen Radeinschlagswinkel, eine Fahrzeuggeschwindigkeit, eine Gierrate und einen Wankwinkel um eine Hochachse V des Kraftfahrzeugs 10, eine Querbeschleunigung und ähnliche Größen, sowie gegebenenfalls auch Daten zur Umgebung des Kraftfahrzeugs 10.
Die Sensoren 20 sind mit einem allgemeinen Fahrdynamik-System 22 verbunden, in dem hier diverse aktive Sicherheitssysteme des Kraftfahrzeugs 10 zusammengefasst sind, und in dem ein Fahrzeugmodell abgelegt ist, das Vorhersagen darüber erlaubt, wie sich das Kraftfahrzeug 10 in bestimmten Fahrsituationen verhalten wird.
Außerdem ist ein Überrollschutzsystem 24 vorhanden, das hier als Teil des Fahrdynamik-Systems 22 ausgelegt ist und das dazu ausgelegt ist, potentielle Überschlagssituationen zu erkennen und Maßnahmen zu ergreifen, um diese zu verhindern. Hierzu kann das Überrollschutzsystem 24 grundsätzlich die standardisierte Vorgehensweise ausführen, dass es bei Erkennen einer kritischen Fahrsituation veranlasst, das stärker belastete Rad der beiden Räder 12 an der Vorderachse 14_V und gegebenenfalls auch das stärker belastete Rad der beiden Räder 12 an der Hinterachse 14_H mit einer relativ hohen Bremskraft F automatisiert zu bremsen, um das Kraftfahrzeug 10 wieder zu stabilisieren. Die jeweiligen Bremsanforderungen werden vom Bremssystem 16 erfüllt.
Sowohl das Fahrdynamik-System 22 als auch das Überrollschutzsystem 24 sind hier als rein elektronische Systeme realisiert. Sie können in einer einzigen Elektronikeinheit zusammengefasst oder in mehreren separaten Einheiten im Kraftfahrzeug 10 verbaut sein.
2 zeigt eine Fahrsituation in den Schritten I bis V, in der das Kraftfahrzeug 10 von rechts kommend in eine Linkskurve abbiegt und nach einer kurzen Geradeausfahrt-Phase eine Rechtskurve beschreibt.
3 stellt den Verlauf der Bremskraft F für das in 2 linke Vorderrad 12_L während der Linkskurve dar.
In 4 ist der grundsätzliche Ablauf eines Verfahrens angegeben, um das Kraftfahrzeug 10 während der Durchfahrt der Linkskurve abzubremsen.
Die Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs 10 und der Krümmungsradius der Kurve sind in diesem Beispiel so, dass beim Kurveneintritt das Überrollschutzsystem 24 anspricht und bereits veranlasst, das an der Vorderachse 14v stärker belastete, kurvenäußere Vorderrad 12_R und in diesem Beispiel auch das an der Hinterachse stärker belastete kurvenäußere Hinterrad 12 zu bremsen (Abschnitte I und II in 2).
Die gebremsten Räder sind in 2 jeweils rot dargestellt.
In dieser Situation wird eine heftige Gegenlenkbewegung detektiert, bei der eine vorgegebene Lenkwinkeländerung in einer vorgegebenen Zeitspanne in Richtung entgegen der aktuellen Kurvenrichtung überschritten wird. Die vorgegebene Lenkwinkeländerung und die vorgegebene Zeitspanne sind so gewählt, beispielsweise allgemein vom Fahrdynamik-System 22, dass unter den gegebenen Bedingungen bei Überschreiten eine Fortsetzung der Gefahr einer Überschlagsituation zu erwarten ist.
Zur Beurteilung der Situation werden hier auch noch aktuelle Sensorwerte für die Fahrzeugquerbeschleunigung, die Fahrzeuggeschwindigkeit, den Wankwinkel und/oder die Gierrate des Kraftfahrzeugs 10 herangezogen, für die ebenfalls jeweils vorgegebene Werte definiert sind.
Die vorgegebenen Werte können generell beispielsweise in Abhängigkeit von der Fahrsituation variieren, gegebenenfalls auch von den Umgebungsbedingungen oder einer Beladung des Fahrzeugs. Derartige Werte sind beispielsweise im Fahrdynamikmodell des Fahrdynamik-Systems 22 abgelegt.
Infolge der detektierten Gegenlenkbewegung veranlasst das Überrollschutzsystem 24, zusätzlich zum bisher bereits gebremsten, kurvenäußeren, stärker belasteten rechten Vorderrad 12_R auch das entgegengesetzte, derzeit weniger stark belastete, kurveninnere Vorderrad 12_L zu bremsen (siehe Abschnitt III in 2 und Zeitpunkt t₀ in 3).
Wie 3 verdeutlicht, wird hier die Bremskraft F von Null beginnend mit einer relativ niedrigen Steigung stetig aufgebaut (siehe Kurvenabschnitt 26).
Als Ergebnis wird das linke Vorderrad 12_L bereits ab diesem Zeitpunkt t₀ mit einer geringen, aber ansteigenden Bremskraft F gebremst.
Zum Zeitpunkt t₁ in 3 hat sich das Kraftfahrzeug 10 dann so weit entgegen der ersten Kurvenrichtung bewegt, dass die Lastverteilung wechselt, und das ehemals weniger belastete, kurveninnere linke Vorderrad 12_L nun zum stärker belasteten kurvenäußeren Rad wird (siehe Abschnitt IV in 2). Wie 3 zeigt, wird die Bremskraftanforderung nun sprunghaft bis knapp unter den Maximalwert erhöht, was der standardmäßigen Anforderung des Überrollschutzsystems 24 für das stärker belastete Rad entspricht (siehe Kurvenabschnitt 28 in 3).
Da jedoch die Bremskraft F für das linke Vorderrad 12_L bereits auf einen von Null verschiedenen Wert angestiegen ist, wird die maximale Bremskraft zu einem früheren Zeitpunkt erreicht und nimmt auch einen höheren Wert an als dies der Fall wäre, wenn das Rad 12_L erst ab dem Zeitpunkt t₁ nach dem Standard des Überrollschutzsystem 24 gebremst würde (siehe Kurvenabschnitt 30 in 3 verglichen mit der gestrichelten Linie 32 in 3).
Ab dem Zeitpunkt t₁ wird das nun kurveninnere rechte Vorderrad 12_R nicht mehr gebremst, da in diesem Beispiel keine weitere Gegenlenkbewegung erfasst oder vorhergesagt wurde (Abschnitt IV in 2).
Der Abschnitt V in 2 stellt die Situation dar, in der das Kraftfahrzeug 10 sich wieder im Normalbetrieb bewegt und keine Gefahr mehr für einen Überschlag vorhergesagt wird. Dementsprechend deaktiviert zu diesem Zeitpunkt das Überrollschutzsystem 24 die Abbremsvorgänge an sämtlichen Rädern 12, wobei dies mit einer schnell, aber stetig nachlassenden Bremskraft F geschieht, wie der Kurvenabschnitt 34 in 3 darstellt.
Die durchgezogene Linie 36 zeigt jeweils den tatsächlichen Verlauf der Bremskraft F am jeweiligen Rad 12.
In einer anderen Variante bildet 2 die geplante Durchfahrt einer S-Kurve ab, die sich aus einer Linkskurve mit einer direkt daran anschließenden Rechtskurve zusammensetzt. Eine solche Fahrsituation entspricht beispielsweise einem Spurwechsel.
In dieser Situation kann gegebenenfalls ein Lenkassistenzsystem die Fahrzeugführung übernommen haben, das ein geeignetes Abbild der Umgebung des Kraftfahrzeugs 10 zur Verfügung hat und das eine Vorhersage für den gesamten Kurvenverlauf bereitstellt, die bereits das geplante Gegenlenken und den Lastwechsel zwischen den Vorderrädern 12_L, 12_R umfasst.
Die Beschreibung der Fahrsituation ist z.B. auf bekannte Weise über einen endlichen Automaten (Finite State Machine) möglich, der alle Zustände abbildet, die das Bremssystem 16 für eine derartige Situation annehmen kann, sowie die möglichen Zustandsänderungen, die zu diesen Zuständen führen. Ein solcher endlicher Automat kann der Software im Überrollschutzsystem 24 zugrunde liegen.
Die in 5 obere Kurve zeigt den Bremskraftverlauf für das zu Beginn kurvenäußere rechte Vorderrad 12_R, während die untere Kurve das zu Beginn kurveninnere linke Vorderrad 12_L beschreibt.
In diesem Beispiel wird zu Beginn der ersten Lenkbewegung in die Linkskurve eine potentielle Überrollsituation erkannt, und das Überrollschutzsystem 24 veranlasst eine Bremsung des kurvenäußeren rechten Vorderrads 12_R sowie, in diesem Beispiel, auch des kurvenäußeren Hinterrades 12.
Die vom Überrollschutzsystem 24 veranlasste Bremskraftanforderung wird hierzu sprunghaft bis knapp unter den maximal möglichen Wert gesetzt und dann steil aber stetig auf den Maximalwert erhöht (siehe Kurvenabschnitte 28, 30 in 5 oben).
Mit einer entsprechenden Zeitverzögerung folgt die tatsächlich am jeweiligen Rad 12_L, 12_R anliegende Bremskraft F der Vorgabe der Kurvenabschnitte 28, 30 (siehe jeweils Kurve 36).
Das linke Vorderrad 12_L wird zu diesem Zeitpunkt noch nicht gebremst.
Da sich an die Linkskurve eine Rechtskurve anschließt, erfolgt zwangsläufig eine Umkehr der Kurvenkrümmung, die mit einer kurzen Geradeausfahrt-Phase verbunden ist (siehe Abschnitt III in 2). Während dieses Richtungswechsels der Lenkbewegung, in einer Phase mit geringer Querbeschleunigung, kleinem Gierwinkel und/oder kleinem Wankwinkel veranlasst das Überrollschutzsystem 24, beide Vorderräder 12_L, 12_R an der Vorderachse 14V zu bremsen, also zusätzlich zum bereits gebremsten rechten Vorderrad 12_R auch noch das derzeit weniger stark belastete linke Vorderrad 12_L zu bremsen.
Dies beginnt in 5 zum Zeitpunkt t₀, wobei die Bremskraft F mit einer deutlich geringeren Steigung als im Abschnitt 28 der Kurve auf einen Wert F_B unterhalb des maximalen Bremskraftwerts erhöht wird (siehe Kurvenabschnitt 26 in 5 unten). Da nur ein langsamer Anstieg der Bremskraft F vorgegeben ist, kann die tatsächlich erzeugte Bremskraft F dieser Vorgabe relativ zeitnah folgen (siehe Kurve 36).
In dieser Geradeausfahrt-Phase werden also beide Vorderräder 12_L, 12_R gebremst, wobei ein Teil der kinetischen Energie des Kraftfahrzeugs 10 abgebaut wird. Es wäre auch denkbar, die Bremskraft F hier schnell auf einen höheren Wert zu steigern, um maximal viel kinetische Energie des Kraftfahrzeugs 10 in dieser Phase abzubauen. Auch könnten beide Räder 12 der Hinterachse 14_H ebenfalls gebremst werden.
Zum Zeitpunkt t₁ werden die Auswirkungen des Gegenlenkens in den nachfolgenden, entgegengesetzt gekrümmten Kurvenabschnitt erkennbar, und es erfolgt ein Lastwechsel für das bisher weniger belastete linke Vorderrad 12_L, das nun das stärker belastete Rad wird. Damit greift zu diesem Zeitpunkt auch wieder die Standardeinstellung des Überrollschutzsystems 24, das stärker belastete Rad möglichst maximal zu bremsen, weshalb ein sprunghafter Anstieg der Bremskraft F gefordert wird (siehe Kurvenabschnitt 28, 30 in 5 und Abschnitt IV in 2).
Gleichzeitig wird die Bremskraft F am nun weniger belasteten rechten Vorderrad 12_R zurückgefahren.
Da sich das Kraftfahrzeug 10 aber nach wie vor in einer (relativen) Geradeausfahrt befindet, veranlasst das Überrollschutzsystem 24, die Bremskraft F auf einem mittleren Niveau F_H zu halten (siehe Kurvenabschnitt 38) und somit nach wie vor beide Vorderräder 12_L, 12_R zu bremsen.
Zur Erkennung des Beginns und des Endes der Phase der Geradeausfahrt werden beispielsweise eine Reduktion und darüber hinaus einen Vorzeichenwechsel der Querbeschleunigung und/oder des Wankwinkels, eine Erfassung einer Gegenlenkbewegung und/oder eine Erfassung des Wechsels des stärker belasteten Vorderrads 12_L, 12_R herangezogen.
Das beidseitige Bremsen der Vorderräder 12_L, 12_R wird hier beispielsweise beendet, wenn ein Anstieg der Querbeschleunigung nach einem Vorzeichenwechsel oder ein Anstieg der Gierrate oder des Wankwinkels über einen vorgegebenen Grenzwert hinaus erfasst wird.
Der grundsätzliche Ablauf dieses Verfahrens ist in 6 dargestellt.
7 zeigt einen beispielhaften Verlauf für die Anforderung der Bremskraft F durch das Überrollschutzsystem 24.
Zum Zeitpunkt t0 wird das weniger belastete Rad 12 gebremst, wobei im Kurvenabschnitt 26 die Bremskraft F mit einer geringen, stetigen Steigung angefordert wird. Die in dieser Phase angeforderte Bremskraft F ist auf einen Maximalwert F_B begrenzt, der deutlich kleiner ist als der maximal mögliche Bremskraftwert. Erfolgt kein Lastwechsel der Räder, wird die Bremskraft F auf dem Niveau F_B gehalten. Dies zeigt der Kurvenabschnitt 40.
Hier kommt es zum Zeitpunkt t₁ zu einem Lastwechsel, sodass das bis zu diesem Zeitpunkt weniger belastete Rad nun zum stärker belasteten Rad an der betrachteten Achse 14 wird. Dementsprechend fordert das Überrollschutzsystem 24 eine sprunghafte Erhöhung der Bremskraft F (Kurvenabschnitt 28) bis zu einem deutlich höheren Maximalwert als dem Wert F_B.
In der Regel wird mit diesem Maximalwert nur ein relativ kurzer Bremsimpuls gesetzt, sodass die Bremskraftanforderung schnell wieder reduziert wird.
In diesem Fall wird jedoch noch eine Geradeausfahrt-Phase detektiert (wobei gleichzeitig das Überrollschutzsystem 24 noch eine Gefahrenlage erfasst), sodass das nun stärker belastete Rad mit einer Bremskraftanforderung F_H weiter gebremst wird, um weiterhin beide Räder 12 an der Achse 14 zu bremsen. Die Bremskraft F_H liegt hier zwischen der Bremskraft F_B und der maximalen Bremskraft (siehe Kurvenabschnitt 38).
Gleichzeitig wird auch das hier nicht dargestellte entgegengesetzte, gerade weniger belastete Rad 12 an der Achse 14 maximal mit der Bremskraft F_B gebremst.
Ist die Gefahrensituation vorbei, wird die Bremskraftanforderung stetig reduziert (siehe Kurvenabschnitt 34).
Generell ist es möglich, dass das Überrollschutzsystem 24 jeweils nur veranlasst, die Räder 12 an der Vorderachse 14_V zu bremsen. Denkbar ist aber auch, zusätzlich oder alternativ auch die Räder 12 an der Hinterachse 14_H zu bremsen.

Claims

Verfahren zum Betrieb eines Bremssystems (16) eines wenigstens zweispurigen Kraftfahrzeugs (10), das zwei bremsbare Räder (12), die an entgegengesetzten Enden einer Achse (14) angeordnet sind, sowie ein Überrollschutzsystem (24) umfasst, das ein Abbremsen der Räder (12) veranlassen kann, um eine Überschlagsituation zu verhindern, gekennzeichnet durch die Schritte: a) Veranlassen eines automatischen Abbremsens des stärker belasteten Rades der Achse (14) bei einer Kurvenfahrt durch das Überrollschutzsystem (24), und, anschließend, b) Detektieren eines geringeren Lenkeinschlagwinkels oder einer geringeren Querbeschleunigung als bei der unmittelbar zuvor erfolgten Kurvenfahrt oder Detektieren einer sich unmittelbar an die Kurvenfahrt anschließenden Geradeausfahrt-Phase, und, daraufhin, c) Veranlassen eines automatischen Abbremsens beider Räder (12) an der Achse (14).
Verfahren nach Anspruch 1, wobei während des Schritts b) oder zwischen den Schritten b) und c) ermittelt wird, inwieweit sich das Kraftfahrzeug (10) durch die Änderung des Lenkwinkels nach der Kurvenfahrt in Gegenrichtung um seine Längsachse aufschaukelt und abhängig davon beide Räder gebremst werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Achse (14) mit den abgebremsten Rädern (12_L, 12_R) eine Vorderachse (14_V) des Kraftfahrzeugs (10) ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Ausmaß der Abbremsung beider Räder im Schritt c) in Abhängigkeit von ermittelten Werten ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein Lenkradeinschlagwinkel, ein Radeinschlagwinkel, eine Gierrate des Kraftfahrzeugs (10), ein Wankwinkel des Kraftfahrzeugs (10), eine Fahrzeuggeschwindigkeit und/oder eine Querbeschleunigung des Kraftfahrzeugs (10) erfasst wird.
Verfahren nach Anspruch 5, wobei ein Vorzeichenwechsel der Querbeschleunigung, des Gierwinkels oder des Wankwinkels, die Erfassung einer Gegenlenkbewegung und/oder die Erfassung eines Wechsels des stärker belasteten Rads in die Entscheidung, beide Räder zu bremsen, eingeht.
Verfahren nach einem der Ansprüche 5 und 6, wobei das beidseitige Bremsen der Räder (12) beendet wird, wenn ein vorbestimmter Anstieg der Querbeschleunigung nach einem Vorzeichenwechsel oder ein vorbestimmter Anstieg der Gierrate erfasst wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch den Schritt: - Detektieren einer Gegenlenkbewegung durch Überschreiten einer Lenkwinkeländerung in einer vorgegebenen Zeitspanne in Richtung entgegen der Kurvenrichtung, und, daraufhin, - Veranlassen des Aufbaus einer Bremskraft am entgegengesetzten, weniger belasteten Rad durch das Überrollschutzsystem (24).
Verfahren nach Anspruch 8, wobei das zunächst stärker belastete Rad weiter gebremst wird, nachdem es zum weniger belasteten Rad wurde, bis ein vorbestimmter Wert einer Querbeschleunigung oder einer Gierrate erkannt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine vom Überrollschutzsystem (24) vorgegebene Bremskraftanforderung für das weniger belastete Rad zunächst stetig erhöht und sobald dieses Rad zum stärker belasteten Rad wird, sprunghaft erhöht wird.