DE10248079A1

DE10248079A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Bremskraftverteilung auf die Achsen eines Kraftfahrzeuges

Info

Publication number: DE10248079A1
Application number: DE10248079A
Authority: DE
Inventors: Frank Tietze
Original assignee: DaimlerChrysler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2001-10-19
Filing date: 2002-10-15
Publication date: 2003-04-30

Abstract

Das erfindungsgemäße Verfahren betrifft ein Verfahren zur Bremskraftverteilung auf die Achsen eines insbesondere mit einem Automatikgetriebe mit Drehmomentwandler (110) oder einer automatisch betätigten Kupplung (110) ausgestatteten Kraftfahrzeuges. Hierzu wird eine Momentengröße (MMotor) ermittelt, die das vom Motor (108) erzeugte, auf die angetriebenen Räder wirkende Motormoment beschreibt. Ferner wird ermittelt, ob sich das Kraftfahrzeug während eines Bremsvorganges aufgrund des über das in Fahrstellung befindliche Automatikgetriebe (110) oder über die angelegte, automatisch betätigte Kupplung (110) auf die angetriebenen Räder wirkenden Motormomentes in einem Zustand zunehmender Instabilität oder bereits in einem instabilen Zustand befindet. Für den Fall, dass sich das Kraftfahrzeug in einem Zustand zunehmender Instabilität oder in einem instabilen Zustand befindet, wird eine aufgrund des Bremsvorganges bestehende Bremskraftverteilung dergestalt verändert, dass die an den angetriebenen Rädern eingestellten Bremskräfte in Abhängigkeit der Momentengröße erhöht werden.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Bremskraftverteilung auf die Achsen eines Kraftfahrzeuges.
Bei einem Kraftfahrzeug ist eine angemessene Verteilung der Bremskraft auf die Achsen wichtig. Zum einen zur Realisierung eines stabilen Fahrverhaltens, zum anderen zur Erzielung einer hohen Verzögerung, ohne dass dabei ein Rad überbremst wird.
Der zugehörige physikalische Hintergrund stellt sich wie folgt dar: Beispielsweise tritt bei einem Kraftfahrzeug bei einem Bremsvorgang eine Verlagerung der Achslasten auf. An der Vorderachse nimmt die Achslast zu, während diese an der Hinterachse abnimmt. Durch diese Verlagerung der Achslast entsteht an der Vorderachse eine größere Normalkraft als an der Hinterachse. Dadurch können an den Rädern der Vorderachse größere Längskräfte und somit auch größere Bremskräfte realisiert werden, als an den Rädern der Hinterachse. Würden sowohl die Räder der Vorderachse als auch die Räder der Hinterachse gleich stark gebremst werden, beispielsweise durch Einspeisung eines für alle Räder des Kraftfahrzeuges gleich großen Bremsdruckes, so würden die Räder der Hinterachse ab einem bestimmten Bremsdruck blockieren, während sich die Räder an der Vorderachse noch stabil verhalten. Die blockierenden Räder der Hinterachse können keine Seitenführungskraft mehr übertragen, das Kraftfahrzeug wird instabil. Diese Betrachtung verdeutlicht, dass beispielsweise während eines Bremsvorganges eine angemessene Verteilung der Bremskraft auf die Achsen des Kraftfahrzeuges erforderlich ist. Bei dieser Verteilung muss sichergestellt werden, dass die Räder der Vorderachse stärker gebremst werden als die Räder der Hinterachse bzw. dass die Räder der Hinterachse weniger stark gebremst werden als die Räder der Vorderachse. Dadurch wird eine hohe Verzögerung bei gleichzeitig stabilem Fahrzeugverhalten des Kraftfahrzeuges erreicht.
Dass die vorstehenden Betrachtungen anhand einer Bremsanlage durchgeführt werden, bei der zur Erzielung einer Bremskraft ein Bremsdruck in die Radbremszylinder eingespeist wird, soll keine Einschränkung darstellen. Die Ausführungen gelten auch für elektromechanische Bremsanlagen, bei denen die Bremskraft durch Betätigung eines entsprechenden Stellmotors erfolgt.
Mit Blick auf die Bremskraftverteilung wird die sogenannte ideale Verteilung dergestalt festgelegt, dass bei einer Bremsung an allen Rädern des Kraftfahrzeuges der zwischen Reifen und Fahrbahn zur Verfügung stehende Reibwert gleich ausgenutzt wird. Diese Verteilung bildet die Grundlage für die Festlegung der Bremskräfte.
Bei konventionellen Bremssystemen, d. h. bei Bremssystemen, die über keine Vorrichtung zur Regelung einer das Raddrehverhalten beeinflussenden oder repräsentierenden Größe verfügen, wird eine Bremskraftverteilung durch entsprechende Dimensionierung der Bremsen und zumindest teilweise durch den Einsatz von Druckbegrenzern realisiert. So werden beispielsweise die Radbremszylinder der Vorderräder größer dimensioniert als die Radbremszylinder der Hinterräder. Die angesprochenen Druckbegrenzer arbeiten beispielsweise lastabhängig, druckabhängig oder verzögerungsabhängig, so dass situationsabhängig der Bremsdruck, und somit auch die Bremskraft an den Hinterrädern gegenüber dem Bremsdruck an den Vorderrädern vermindert wird. Diese Dimensionierung bzw. diese Druckbegrenzer können auch bei Bremssystemen eingesetzt werden, die über eine Vorrichtung zur Regelung einer das Raddrehverhalten beeinflussenden oder repräsentierenden Größe verfügen.
Bei hydraulischen, elektrohydraulischen, pneumatischen und elektropneumatischen Bremsanlagen, bei denen die in der Bremsanlage enthaltenen Ventile elektrisch angesteuert werden, um an den einzelnen Rädern durch Einspeisen von Bremsmedium beispielsweise im Rahmen einer Bremsschlupf- oder Antriebsschlupfregelung oder einer Fahrdynamikregelung eine Bremswirkung zu erzielen, kann eine Bremskraftverteilung auch durch eine geeignete Ansteuerung der Ventile erreicht werden. Durch die Einspeisung des Bremsmediums wird der Bremsdruck erhöht, was zu einer Erhöhung der Bremskraft führt. Entsprechendes gilt auch für eine elektromechanische Bremsanlage, bei der die den einzelnen Rädern zugeordneten Aktuatoren, die als Elektromotoren mit Getriebeeinheit ausgeführt sind, ebenfalls elektrisch angesteuert werden. Durch eine Erhöhung des Stromes, mit dem der Elektromotor beaufschlagt wird, wird die Bremskraft erhöht.
Bei der vorstehend erwähnten elektrischen Realisierung der Bremskraftverteilung, d. h. bei der geeigneten Ansteuerung der Ventile bzw. Aktuatoren, können ohne allzu großen technischen Aufwand zusätzliche Einflussgrößen bei der Realisierung der Bremskraftverteilung berücksichtigt werden, was zu einer Verbesserung der Bremskraftverteilung führt.
Verfahren und Vorrichtungen zur Bremskraftverteilung auf die Achsen eines Kraftfahrzeuges sind aus dem Stand der Technik in vielerlei Modifikationen bekannt.
Der DE 37 02 682 C1 ist eine hydraulische Zweikreis-Bremsanlage mit einer Vorderachs-/Hinterachs-Bremskreisaufteilung zu entnehmen. Diese Bremsanlage ist mittels eines Tandem- Hauptzylinders und eines Bremskraftverstärkers betätigbar. Durch Magnetventil-gesteuerte Aktivierung bzw. Entaktivierung einer Druckmodulationseinrichtung ist diese Bremsanlage auf verschiedene Werte installierter Bremskraftverteilungen einstellbar. Bei diesen Bremskraftverteilungen werden die Räder cer Hinterachse weniger stark gebremst als die Räder der Vorderachse.
Aus der DE 42 00 046 C2 ist eine Bremsanlage mit veränderbarer Vorderachs-/Hinterachs-Bremskraftverteilung für ein auf hohe Geschwindigkeiten ausgelegtes Fahrzeug bekannt. Bei solchen Fahrzeugen tritt das Problem auf, dass mit zunehmender Fahrzeuggeschwindigkeit die an der Hinterachse wirksamen Luft- Abtriebskräfte stärker anwachsen als die an der Vorderachse wirksamen Luft-Abtriebskräfte. Aus diesem Grund weist die vorgeschlagene Bremsanlage eine weitere Bremsdruckquelle auf, deren Ausgangsdruck elektronisch steuerbar ist, und zwar derart, dass sich im gesamten, in Betracht zu ziehenden Geschwindigkeitsbereich eine der idealen oder nahezu der idealen Bremskraftverteilung entsprechende Verteilung der mittels der Vorderrad- und der Hinterradbremsen ausübbaren Bremskräfte und, bezogen auf die Betätigungskraft, die der Fahrer bei der Bremsung aufbringen muss, höchstmögliche Fahrzeugverzögerung ergibt. Zu diesem Zweck wird die weitere Bremsdruckquelle so angesteuert, dass den Hinterradbremsen Bremsflüssigkeit zugeführt und somit die an den Hinterrädern realisierte Bremskraft erhöht wird. Es wird also die Hinterachs-Bremskraft der Vorderachs- Bremskraft unter Berücksichtigung der Fahrzeuggeschwindigkeit nachgeführt.
Aus der DE 198 14 867 C1 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung bekannt, mit dem bzw. mit der eine Bremskraftverteilung unter Berücksichtigung des Beladungszustandes des Fahrzeuges erreicht wird. Hierzu wird zunächst die für das Fahrzeug vorliegende Achslastverteilung ermittelt. Die Ermittlung der Achslastverteilung erfolgt u. a. in Abhängigkeit einer das Motordrehmoment charakterisierenden Größe. In Abhängigkeit der Achslastverteilung werden Sollwerte für die an der Hinterachse bzw. der Vorderachse einzuregelnden Bremsdrücke ermittelt. Die Regelung der an der Hinterachse und der an der Vorderachse vorliegenden Bremsdrücke auf die Sollwerte ergibt die einzustellende Bremskraftverteilung.
Wie den vorstehenden Ausführungen zum Stand der Technik zu entnehmen ist, wird u. a. für Fahrzeuge, die für hohe Geschwindigkeiten ausgelegt sind, die Durchführung einer von der Fahrzeuggeschwindigkeit abhängigen Bremskraftverteilung vorgeschlagen (DE 42 00 046 C2). Ebenso wird vorgeschlagen, für Nutzfahrzeuge eine vom Beladungszustand abhängige Bremskraftverteilung durchzuführen (DE 198 14 867 C1).
Neben diesen aus dem Stand der Technik bekannten Situationen, die eine Anpassung der Bremskraftverteilung erforderlich machen bzw. als sinnvoll erscheinen lassen, sind weitere Situationen denkbar.
So kann es beispielsweise bei Fahrzeugen, die mit einem Automatikgetriebe mit Drehmomentwandler oder einer automatisch betätigten Kupplung ausgestattet sind, zu folgendem Problem kommen:
Während eines Bremsvorganges wirken zusätzlich zu den mit Hilfe der Radbremsen realisierten Bremskräfte Antriebskräfte, die auf das vom Motor abgegebene Motormoment zurückgehen, auf die angetriebenen Räder. Bei Fahrzeugen, die mit einem Automatikgetriebe mit Drehmomentwandler ausgestattet sind, wirkt im unteren Geschwindigkeitsbereich der Motor über den Leerlaufregler antreibend. Bei Fahrzeugen, die mit einer automatisch betätigten Kupplung ausgestattet sind, kann dieser Fall ebenfalls auftreten, und zwar dann, wenn die Kupplung gezielt angelegt wird.
Insbesondere in einem Geschwindigkeitsbereich, in dem eine Bremsschlupfregelung nicht mehr aktiv ist, kann dies zu Fahrzuständen führen, die selbst für einen geübten Fahrer nicht einfach zu beherrschen sind. Der angesprochene Geschwindigkeitsbereich liegt bei kleinen Geschwindigkeiten, bei denen eine zuverlässige Bestimmung der Fahrzeuggeschwindigkeit aufgrund der nur beschränkt zur Verfügung stehenden Auflösung der Raddrehzahlsensoren nicht möglich ist.
Einer dieser Fahrzustände ist folgender: Wird ein Fahrzeug, welches mit einem Automatikgetriebe mit Drehmomentwandler oder einer automatisch betätigten Kupplung ausgestattet ist, auf einer Fahrbahn mit niedrigem Reibwert gebremst, so kann es vorkommen, dass die Räder der nicht angetriebenen Achse blockieren, während die Räder der angetriebenen Achse weiterhin stabil laufen. Die Räder der nicht angetriebenen Achse blockieren aufgrund der an ihnen eingestellten Bremskräfte. An den angetriebenen Rädern überlagern sich die Bremskräfte und Antriebskräfte, die auf das vom Motor abgegebene Motormoment zurückgehen. Durch diese Überlagerung werden die Bremskräfte teilweise oder vollständig kompensiert, weswegen sich diese Räder stabil verhalten. Die blockierenden Räder können keine Seitenführungskraft mehr übertragen und verlieren demzufolge ihre Seitenführung. Je nach dem, wie groß das vom Motor erzeugte antreibende Moment und das von den Radbremsen erzeugte Bremsmoment ist, wird das Kraftfahrzeug nur gering verzögert oder sogar beschleunigt.
Keines der aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren, entsprechendes gilt auch für die aus dem Stand der Technik bekannten Vorrichtungen, eignet sich zur Stabilisierung eines Fahrzeuges, welches mit einem Automatikgetriebe mit Drehmomentwandler oder einer automatisch betätigten Kupplung ausgestattet ist, und welches sich in der vorstehend beschriebenen Fahrsituation befindet.
Vor diesem Hintergrund ergibt sich folgende Aufgabe für den Fachmann: Es sollen bestehende Verfahren und Vorrichtungen zur Bremskraftverteilung auf die Achsen eines Kraftfahrzeuges dahingehend verbessert werden, dass Kraftfahrzeuge, die mit einem Automatikgetriebe mit Drehmomentwandler oder einer automatisch betätigten Kupplung ausgestattet sind, in allen Geschwindigkeitsbereichen und bei allen Fahrbahnzuständen während eines Bremsvorganges gut beherrschbar sind. Insbesondere sollen die so ausgestatteten Kraftfahrzeuge während eines Bremsvorganges, bei dem sich das Kraftfahrzeug in einem Bereich niedriger Geschwindigkeiten auf einer Fahrbahn mit niedrigem Reibwert bewegt, gut beherrschbar sein.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der Ansprüche 1 und 7 bzw. durch die Merkmale des Anspruchs 8 gelöst.
Zur Lösung der vorstehenden Aufgabe wird folgendes Verfahren zur Bremskraftverteilung auf die Achsen eines mit einem Automatikgetriebe mit Drehmomentwandler oder einer automatisch betätigten Kupplung ausgestatteten Kraftfahrzeuges vorgeschlagen: Es wird eine Momentengröße ermittelt, die das vom Motor erzeugte, auf die angetriebenen Räder wirkende Motormoment beschreibt. Ferner wird ermittelt, ob sich das Kraftfahrzeug während eines Bremsvorganges aufgrund des über das in Fahrstellung befindliche Automatikgetriebe oder über die angelegte, automatisch betätigte Kupplung auf die angetriebenen Räder wirkenden Motormomentes in einem Zustand zunehmender Instabilität oder bereits in einem instabilen Zustand befindet. Ist dies der Fall, dann wird eine aufgrund des Bremsvorganges bestehende Bremskraftverteilung dergestalt verändert, dass die an den angetriebenen Rädern eingestellte Bremskraft in Abhängigkeit der Momentengröße erhöht wird.
D. h. die Ursache für die Instabilität, nämlich die auf die angetriebenen Räder wirkenden Antriebskräfte, die auf das vom Motor erzeugte Motormoment zurückgehen, und die aufgrund des in Fahrstellung befindlichen Automatikgetriebes bzw. der angelegten automatisch betätigten Kupplung auf die angetriebenen Räder übertragen werden, werden durch Erhöhung der Bremskraft an den angetriebenen Rädern eliminiert. Somit wird das Kraftfahrzeug wieder in einen stabilen Fahrzustand überführt.
Verallgemeinert kann festgehalten werden: Das antreibende Motormoment wird in der Verteilung der Bremskräfte berücksichtigt. Dies führt dazu, dass an der angetriebenen Achse in diesem Betriebspunkt mit entsprechend höherem Druck gebremst wird.
Dadurch dass eine Veränderung der Bremskraftverteilung erst dann vorgenommen wird, wenn sich das Kraftfahrzeug in einem Zustand zunehmender Instabilität oder in einem instabilen, d. h. kritischen Zustand befindet, wird sichergestellt, dass keine Beeinträchtigung des Komforts, beispielsweise durch von der Bremsanlage verursachte Geräusche, in diesem Zusammenhang seien Pumpengerüsche oder Ventilklackern erwähnt, durch Verspannungen oder durch Federbewegungen an der angetriebenen Achse entsteht.
Zur Ermittlung, ob sich das Kraftfahrzeug in einem Zustand zunehmender Instabilität oder bereits in einem instabilen Zustand befindet, bietet sich vorteilhafterweise die Auswertung von Raddrehzahlgrößen an, die die Raddrehzahlen der Fahrzeugräder beschreiben. Die Auswertung der Raddrehzahlgrößen bietet sich zum einen deshalb an, weil sich das Vorhandensein von Bremskräften und/oder Antriebskräften in den Raddrehzahlen wiederspiegelt. Zum anderen sind die Raddrehzahlgrößen auch noch in Geschwindigkeitsbereichen verfügbar, in denen keine Bremsschlupfregelung mehr durchgeführt werden kann.
Folgende Fälle sind aus Stabilitätsgründen kritisch:

- Die nicht angetriebenen Räder laufen wesentlich langsamer als die angetriebenen Räder; oder
- beide nicht angetriebenen Räder weisen einen hohen Schlupf, insbesondere Bremsschlupf, auf, während beide angetriebenen Räder einen kleinen Schlupf aufweisen.

Bei diesen Fahrzuständen ist an der nicht angetriebenen Achse keine Seitenführung mehr vorhanden, während das Kraftfahrzeug weiter fährt. Folglich ist es von Vorteil, den Zustand zunehmender Instabilität oder den instabilen Zustand über diese Merkmale zu definieren.
Für die Ermittlung, ob ein Zustand zunehmender Instabilität oder ein instabiler Zustand vorliegt, hat sich folgende Vorgehensweise besonders bewährt: Es wird eine Differenzgröße ermittelt, die die Differenz zwischen der Raddrehzahlgröße des schnellsten nicht angetriebenen Rades und der Raddrehzahlgröße des langsamsten angetriebenen Rades beschreibt. Das Kraftfahrzeug befindet sich dann in einem Zustand zunehmender Instabilität oder bereits in einem instabilen Zustand, wenn diese Differenzgröße einen Grenzwert überschreitet. In dieser Situation wird das Motormoment in der Verteilung der Bremskraft berücksichtigt.
Diese Berücksichtigung des Motormomentes erfolgt vorteilhafterweise kontinuierlich und zwar über eine Begrenzung der durchzuführenden Änderung. Dabei wird, wenn der Grenzwert überschritten wird, für eine vorgebbare Zeitdauer der Anteil des Motormomentes, der berücksichtigt wird, erhöht.
Von besonderem Vorteil, und deshalb im Ausführungsbeispiel eingehend beschrieben, ist folgende Vorgehensweise bzgl. der Berücksichtigung des Motormomentes: Durch Aufsummieren oder Aufintegrieren der oben erwähnten Differenzgröße wird eine Bewertungsgröße ermittelt. Zusätzlich in Abhängigkeit dieser Bewertungsgröße wird die an den angetriebenen Rädern eingestellte Bremskraft erhöht. Mit anderen Worten: Für den Fall der Integration wird über die Höhe bzw. den Wert des Integrals der Anteil des Motormoments festgelegt, der in der Verteilung der Bremskraft berücksichtigt wird. D. h. die Erhöhung der an den angetriebenen Rädern eingestellten Bremskräfte erfolgt in Abhängigkeit der Momentengröße und der Bewertungsgröße.
Vorzugsweise wird die erfindungsgemäße Beeinflussung der Bremskraftverteilung vorgenommen, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit unterhalb eines vorgegebenen zugehörigen Schwellenwertes liegt und/oder wenn festgestellt wird, dass eine die zwischen Reifen und Fahrbahn vorherrschende Reibung beschreibende Größe kleiner als ein vorgegebener zugehöriger Schwellenwert ist.
Losgelöst von der konkreten Ausgestaltung der Mittel zur Übertragung des Motormomentes auf die angetriebenen Räder, d. h. losgelöst davon, ob das Fahrzeug mit einem Automatikgetriebe mit Drehmomentenwandler oder einer automatisch betätigten Kupplung ausgestattet ist, lässt sich die erfindungswesentliche Idee wie folgt allgemein zusammenfassen: Es handelt sich um ein Verfahren bzw. eine Vorrichtung zur Bremskraftverteilung auf die Achsen eines Kraftfahrzeuges, bei dem bzw. bei der eine Momentengröße ermittelt wird, die das vom Motor erzeugte, auf die angetriebenen Räder wirkende Motormoment beschreibt. Ferner wird ermittelt, ob sich das Kraftfahrzeug während eines Bremsvorganges aufgrund des auf die angetriebenen Räder wirkenden Motormomentes in einem Zustand zunehmender Instabilität oder bereits in einem instabilen Zustand befindet. Für den Fall, dass sich das Kraftfahrzeug in einem Zustand zunehmender Instabilität oder in einem instabilen Zustand befindet, wird eine aufgrund des Bremsvorganges bestehende Bremskraftverteilung dergestalt verändert, dass die an den angetriebenen Rädern eingestellten Bremskräfte in Abhängigkeit der Momentengröße erhöht werden.
An dieser Stelle sei bemerkt, dass Anspruch 8 mit sämtlichen Gegenständen der Unteransprüche 2 bis 6 kombiniert werden kann.
Das Ausführungsbeispiel wird nachstehend anhand der Zeichnung näher beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung in Form eines Blockschaltbildes,
Fig. 2 ein Ablaufschema welches in der erfindungsgemäßen Vorrichtung abläuft.
Fig. 1 weist einen Block 101 auf, der in einem Kraftfahrzeug enthaltene Regelungs- bzw. Steuerungsmittel darstellt. Block 101 enthält wiederum einen Block 105, der einen Regelungs- bzw. Steuerungskern darstellt, in welchem in Abhängigkeit der ihm zugeführten Eingangsgrößen Ausgangsgrößen ermittelt, werden, mit denen entsprechende im Fahrzeug enthaltene Aktuatoren angesteuert werden. Bei dem Block 105 soll es sich um einen Regelungs- bzw. Steuerungskern handeln, mit dem zum einen eine Schlupfregelung, beispielweise eine Bremsschlupf- oder eine Antriebsschlupfregelung, oder eine Gierratenregelung und zum anderen eine Steuerung eines Automatikgetriebes oder einer automatisch betätigten Kupplung realisiert wird. Für den weiteren Verlauf wird angenommen, dass mit Hilfe des Blockes 105 eine Gierratenregelung und eine Steuerung eines Automatikgetriebes realisiert wird. Dies soll jedoch keine Einschränkung darstellen.
Block 102 stellt in dem Fahrzeug enthaltene Sensormittel dar. Die mit Hilfe dieser Sensormittel ermittelten Sensorsignale Sx werden dem Block 105 zugeführt. Da mit dem Block 105 zum einen eine Gierratenregelung realisiert wird, umfassen die Sensormittel 102 einen Gierratensensor, einen Querbeschleunigungssensor, einen Lenkwinkelsensor und einen Sensor zur Ermittlung des vom Fahrer vorgegebenen Bremswunsches. Bei dem Sensor zur Ermittlung des vom Fahrer vorgegebenen Bremswunsches kann es sich beispielsweise um einen Sensor zur Ermittlung des vom Fahrer vorgegebenen Bremsdruckes und/oder um einen Sensor zur Ermittlung der vom Fahrer vorgenommenen Betätigung bzw. Auslenkung cLes Bremspedals handeln. Da mit dem Block 105 zum anderen eine Steuerung eines Automatikgetriebes realisiert wird, umfassen die Sensormittel hierfür erforderliche Sensormittel, beispielsweise Sensormittel zur Gangerkennung oder Sensormittel zur Erkennung der Stellung des Fahrpedals. Alternativ zu der Auswertung der Sensormittel zur Gangerkennung kann der aktuell eingelegte Gang bzw. die aktuell eingestellte Übersetzung des Getriebes auch mit Hilfe eines Vergleiches der Motordrehzahl mit den Raddrehzahlen erkannt werden. Die Raddrehzahlgrößen vRadij stehen im Block 105 ohnehin zur Verfügung, da sie diesem ausgehend von einem Block 103 zugeführt werden. Zur Realisierung dieser Erkennung des eingelegten Ganges bzw. der aktuell eingestellten Übersetzung des Getriebes müsste dem Block 105 lediglich noch eine die Motordrehzahl repräsentierende Größe zugeführt werden. Auf eine entsprechende Darstellung in Fig. 1 wurde jedoch der Übersichtlichkeit halber verzichtet.
Block 103 stellt Raddrehzahlsensoren dar, mit denen Raddrehzahlgrößen vRadij ermittelt werden. Die indizierte Schreibweise hat folgende Bedeutung: Mit dem Index i wird angezeigt, ob es sich um eih Vorderrad (v) oder ein Hinterrad (h) handelt. Mit dem Index j wird angezeigt, ob es sich um ein linkes (l) oder ein rechtes (r) Rad handelt. Diese indizierte Schreibweise ist für alle Größen, bei der sie verwendet wird gleich. Die Raddrehzahlgrößen vRadij werden sowohl dem Block 105 als auch einem Block 106 zugeführt.
Zur Realisierung einer Gierratenregelung werden im Block 105 in Abhängigkeit der ermittelten Werte für die Gierrate, die Querbeschleunigung, den Lenkwinkel und den vom Fahrer eingestellten Bremsdruck, diese einzelnen Größen sind in der dem Block 105 zugeführten Größe Sx enthalten, und der Raddrehzahlgrößen vRadij Signale zur Ansteuerung der im Kraftfahrzeug enthaltenen Radbremsen 109 und des Motors 108 erzeugt. Sowohl die in diesem Zusammenhang den Radbremsen 109 zugeführten Signale als auch die in diesem Zusammenhang dem Motor 108 zugeführten Signale sind in dem vom Block 105 ausgegebenem Signal Ax enthalten.
Wie bereits ausgeführt, werden im Rahmen der Gierratenregelung u. a. Eingriffe an den Radbremsen 109 durchgeführt. Folglich ist in der Gierratenregelung auch eine Funktion implementiert, mit der eine Bremskraftverteilung realisiert wird. Diese Funktion stellt sicher, dass zumindest bei einem vom Fahrer des Kraftfahrzeuges durchgeführten Bremseingriff die Hinterachse weniger stark gebremst wird als die Vorderachse.
Zur Realisierung einer Steuerung eines Automatikgetriebes 110 werden im Block 105 in Abhängigkeit der ihm hierfür zugeführten Größen, beispielsweise der Information über den eingelegten Gang und der Stellung des Fahrpedals, Signale zur Ansteuerung des Automatikgetriebes 110 erzeugt. Auch diese Signale sind in dem vom Block 105 ausgegebenem Signal Ax enthalten.
Ausgehend vom Automatikgetriebe 110 werden dem Block 105 Signale zugeführt, die den Betriebszustand des Automatikgetriebes beschreiben und die für die Steuerung des Automatikgetriebes erforderlich sind. Diese Signale sind zu der Größe Rx zusammengefasst. In entsprechender Weise können dem Block 105 auch ausgehend von den Radbremsen 109 und dem Motor 108 Signale zugeführt werden, die diesen über deren Betriebszustand informieren. Auch diese Signale sind, sofern vorhanden, in der Größe Rx enthalten.
Wie bereits ausgeführt, werden die Raddrehzahlgrößen vRadij einem Block 106 zugeführt. In diesem Block 106 wird ermittelt, ob sich das Kraftfahrzeug während eines Bremsvorganges aufgrund des über das in Fahrstellung befindliche Automatikgetriebe oder über die angelegte automatisch betätigte Kupplung auf die angetriebenen Räder wirkenden Motormomentes in einem Zustand zunehmender Instabilität oder bereits in einem instabilen Zustand befindet. Diese Ermittlung läuft beispielsweise folgendermaßen ab:
An dieser Stelle sei bemerkt, dass es sich bei dem im Ausführungsbeispiel betrachteten Fahrzeug um ein Fahrzeug mit Hinterachsantrieb handelt, d. h. die angetriebenen Räder sind die der Hinterachse und die nicht angetriebenen Räder sind die der Vorderachse. Bei entsprechender Anpassung kann die im Ausführungsbeispiel beschriebene Vorrichtung bzw. das zugehörige Verfahren auch für ein Fahrzeug mit Vorderradantrieb eingesetzt werden.
Zunächst wird beispielsweise mit Hilfe der Beziehung

VVAMax = max (vRadVL, vRadVR) (1)

die maximale Vorderradgeschwindigkeit ermittelt, und beispielsweise mit Hilfe der Beziehung

VHAMin = min (vRadHL, vRadHR) (2)

die minimale Hinterradgeschwindigkeit ermittelt.
Aus der maximalen Vorderradgeschwindigkeit und der minimalen Hinterradgeschwindigkeit wird eine Differenzgröße beispielsweise unter Verwendung der Beziehung

DLFF = VHAMin - VVAMax (3)

ermittelt.
Die Differenzgröße DIFF wird mit einem Grenzwert verglichen. Sobald die Differenzgröße den Grenzwert überschreitet, befindet sich das Kraftfahrzeug in einem Zustand zunehmender Instabilität oder bereits in einem instabilen Zustand. Dies wird einem Block 107 mit Hilfe des Signals INST mitgeteilt.
Darüber hinaus wird im Block 106 eine Bewertungsgröße Fakax- MotRed ermittelt. Hierzu wird zunächst die Differenzgröße DIFF beispielsweise mit Hilfe der Beziehung

dFakaxMotRed = C_dFakaxMotRed.(VHAMin - VVAMax) (4)

in eine Änderungsgröße umgerechnet, die die Änderung der Bewertungsgröße FakaxMotRed repräsentiert.
Anschließend wird die Bewertungsgröße durch Aufsummieren oder Aufintegrieren der Änderungsgröße und somit der Differenzgröße ermittelt. Dadurch wird sichergestellt, dass auch bei kleinen Drehzahlwerten die Erreichung eines Schwellwertes ermöglicht wird.
Das Aufsummieren bzw. Aufintegrieren erfolgt mit der Hilfe der Beziehung

FakaxMotRed = FakaxMotRed + dFakaxMotRed (5)

die für eine vorgebbare Zeitdauer in Form einer Schleife wiederholt durchgeführt wird. Dadurch werden die zu den einzelnen Zeitschritten vorliegenden Änderungsgrößen aufsummiert bzw. aufintegriert. D. h. die Bewertungsgröße wird durch Aufsummieren octer Aufintegrieren der Differenzgröße, was während einer vorgebbaren Zeitdauer erfolgt, ermittelt.
Oben wurde ausgeführt, dass anhand eines Vergleiches der Differenzgröße mit einem Grenzwert ermittelt wird, ob sich das Fahrzeug in einem Zustand zunehmender Instabilität oder bereits in eLnem instabilen Zustand befindet. Alternativ bzw. ergänzend zur Auswertung der Differenzgröße bietet es sich auch an, in entsprechender Weise die Bewertungsgröße auszuwerten, d. h. die Bewertungsgröße mit einem zugehörigen Schwellenwert auszuwerten. In diesem Fall befindet sich das Kraftfahrzeug in einem Zustand zunehmender Instabilität oder bereits in einem instabilen Zustand, wenn die Bewertungsgröße den zugehörigen Schwellenwert überschreitet. Durch Auswertung der Bewertungsgröße wird sichergestellt, dass auch bei kleineren Abweichungen in den Raddrehzahlen der angetriebenen und der nicht angetriebenen Rüder eine Veränderung der Bremskraftverteilung vorgenommen wird.
An dieser Stelle sei festgehalten, dass mit Blick auf die Erkennung, ob sich das Fahrzeug in einem Zustand zunehmender Instabilität oder bereits in einem instabilen Zustand befindet die Auswertung der Bewertungsgröße im Vergleich zur Auswertung der Differenzgröße präzisere Ergebnisse liefert und somit vorzugsweise eingesetzt wird.
Die Bewertungsgröße FakaxMotRed wird ausgehend vom Block 106 einem Block 107 zugeführt, dem ferner ausgehend von einem Block 104 eine Momentengröße MMotor zugeführt wird, die das vom Motor erzeugte und auf die angetriebenen Räder wirkende Motormoment beschreibt.
Der Wert der Momentengröße, d. h. das vom Motor erzeugte Motormoment kann in Abhängigkeit einer die Stellung der Drosselklappe beschreibenden Größe und einer die Motordrehzahl repräsentierende Größe ermittelt werden. Alternativ bietet es sich an, sofern dies möglich ist, den Wert der Momentengröße direkt von einer im Fahrzeug angeordneten Motorsteuerung, in der diese Größe ohnehin erzeugt wird, zu übernehmen.
Im Block 107 werden Größen FBBremsi ermittelt, die den Radbremsen 109 zugeführt werden. In Abhängigkeit dieser Größen wird eine Veränderung einer aufgrund eines Bremsvorganges bestehenden Bremskraftverteilung dergestalt vorgenommen, dass die an den angetriebenen Rädern eingestellten Bremskräfte in Abhängigkeit der Momentengröße erhöht wird und dadurch das Kraftfahrzeug wieder stabilisiert wird.
Die Ermittlung der Größen FBBremsi läuft wie folgt ab:
Zunächst wird die durch den Motor realisierte Verzögerung beispielsweise gemäß der Beziehung

axMotor = MMotor.iTriebstrang/rRad.FakaxMotRed (6)

ermittelt. In dieser Beziehung repräsentiert MMotor das erzeugte Motormoment, iTriebstrang die Wandlung des Triebstranges und rRad den Radius der Fahrzeugräder. Die Größe axMotor ist negativ.
Unter Verwendung der Größe axMotor wird die gesamte, durch die Bremsen und den Motor erzeugte Verzögerung beispielsweise gemäß cer Beziehung

axGes = axBremse + axMotor (7)

ermittelt. Dadurch dass die Größe axMotor negativ ist, ist die gesamte Verzögerung kleiner als die durch die Bremsen realisierte.
Anschließend werden die Verzögerungsanteile für die Vorder-und die Hinterachse beispielsweise gemäß den Beziehungen

axVA = (FNstatVA + FNdyn)/FNGes.axGes (8a)

axHA = (FNstatHA - FNdyn)/FNGes.axGes (8b)

ermittelt. In dieser Beziehung repräsentieren die Größen FNstatVA und FNstatHA die am Kraftfahrzeug auftretenden statischen Normalkräfte, d. h. die Normalkräfte die bei einem auf einer Ebene stehenden Kraftfahrzeug zu erwarten sind. Die Größe FNdyn repräsentiert einen dynamischen Anteil der Normalkraft, der sich aufgrund eine Verlagerung des Schwerpunktes, beispielsweise während eines Bremsvorganges ergibt. Wie den Beziehungen (8a) und (8b) zu entnehmen ist, nimmt an der Vorderachse die Normalkraft zu, während sie an der Hinterachse abnimmt. Die dynamisierten Normalkräfte sind auf die gesamte Normalkraft des Fahrzeuges bezogen.
Daran anschließend werden unter Verwendung der Beziehungen

FBMotor = axMotor.mFahrzeug (9a)

FBGesVA = axVA.mFahrzeug (9b)

FBGesHA = axHA.mFahrzeug (9c)

die gesamten Bremskräfte ermittelt. Auch hier ist zu beachten, dass die Größe FBMotor negativ ist.
Für ein Fahrzeug mit Heckantrieb ergeben sich daraus die an den Radbremsen einzustellenden Bremskräfte wie folgt:

FBBremseVA = FBGesVA (10a)

FBBremsHA = FBGesHA - FBMotor (10b)
Wie man erkennt, ist an der Vorderachse, der nicht angetriebenen Achse, keine Korrektur erforderlich, während an der Hinterachse, der angetrieben Achse, eine Korrektur in Abhängigkeit des vom Motor erzeugten Motormomentes durchzuführen ist. Da die Größe FBMotor negativ ist, wird an der Hinterachse die Bremskraft erhöht.
Für ein Fahrzeug mit Frontantrieb ergeben sich daraus die an den Radbremsen einzustellenden Bremskräfte wie folgt:

FBBremsVA = FBGesVA - FBMotor (11a)

FBBremsHA = FBGesHA (11b)
Wie man erkennt, ist an der Hinterachse, der nicht angetriebenen Achse, keine Korrektur erforderlich, während an der Vorderachse, der angetrieben Achse, eine Korrektur in Abhängigkeit des vom Motor erzeugten Motormomentes durchzuführen ist. Da die Größe FBMotor negativ ist, wird an der Vorderachse die Bremskraft erhöht.
Die Größen FBBremsVA und FBBremsHA, die in Fig. 1 zu FBBremsi zusammengefasst sind, werden den Radbremsen 109 zugeführt. Dort werden diese Größen, je nachdem um was für eine Art von Bremsanlage es sich handelt, in Bremsdrücke oder in Ströme umgesetzt. Alternativ zu der direkten Zuführung der Größe FBBremsi zu den Radbremsen 109 bietet es sich auch an, die Größe FBBremsi dem Block 105 zuzuführen. In diesem Fall würden die Signale zur Ansteuerung der im Kraftfahrzeug enthaltenen Radbremsen 109 bei Vorliegen der Größen FBBremsVA und FBBremsHA modifiziert werden.
Weist das Kraftfahrzeug eine hydraulische oder elektrohydraulische oder pneumatische oder elektropneumatische Bremsanlage auf, so erfolgt eine Erhöhung des Bremsdruckes. Weist das Kraftfahrzeug eine elektromechanische Bremsanlage auf, so erfolgt eine Erhöhung des Stromes, der einem in einem Bremsaktuator angeordneten Stellmotor zugeführt wird.
Die im Block 107 benötigten Größen iTriebstrang, axBremse, FNstatVA, FNstatHA, FNdyn werden ihm in Form der Größen GX ausgehend vom Block 105 zugeführt. Es handelt sich hierbei um Größen, die im Block 105 im Rahmen der Gierratenregelung oder der Steuerung des Automatikgetriebes vorliegen. Die Größen rRad und mFahrzeug wurden im Vorfeld appliziert und sind im Block 107 abgelegt.
In Fig. 2 ist das in der erfindungsgemäßen Vorrichtung ablaufende erfindungsgemäße Verfahren dargestellt, welches mit einem Schritt 201 beginnt.
Im Anschluss an den Schritt 201 wird ein Schritt 202 ausgeführt, in welchem die erfindungsgemäß zu verarbeitenden Eingangsgrößen bereitgestellt werden. Es handelt sich hierbei um die Größen vRadij, MMotor und Gx.
Anschließend wird ein Schritt 203 ausgeführt, in welchem die Differenzgröße mit Hilfe der Beziehungen (1) bis (3) und/oder die Bewertungsgröße unter Verwendung der Beziehungen (1) bis (5) ermittelt wird.
In einem sich anschließenden Schritt 204 wird ermittelt, ob sich das Kraftfahrzeug in einem Zustand zunehmender Instabilität oder bereits in einem instabilen Zustand befindet. Hierzu wird die Differenzgröße mit einem zugehörigen Grenzwert bzw. Schwellenwert und/oder die Bewertungsgröße mit einem zugehörigen Grenzwert bzw. Schwellenwert verglichen.
Wird die Differenzgröße in Alleinstellung ausgewertet, dann befindet sich das Kraftfahrzeug in einem Zustand zunehmender Instabilität oder bereits in einem instabilen Zustand, wenn die Differenzgröße den zugehörigen Schwellenwert überschreitet.
Wird die Bewertungsgröße in Alleinstellung ausgewertet, dann befindet sich das Kraftfahrzeug in einem Zustand zunehmender Instabilität oder bereits in einem instabilen Zustand, wenn die Bewertungsgröße den zugehörigen Schwellenwert überschreitet.
Werden beide Größen zusammen ausgewertet, dann befindet sich das Kraftfahrzeug in einem Zustand zunehmender Instabilität oder bereits in einem instabilen Zustand, wenn einer der beiden Grenzwerte überschritten wird.
Wird im Schritt 204 festgestellt, dass sich das Fahrzeug weder in einem Zustand zunehmender Instabilität noch in einem instabilen Zustand befindet, so wird erneut der Schritt 202 ausgeführt. Wird dagegen festgestellt, dass sich das Kraftfahrzeug in einem Zustand zunehmender Instabilität oder bereits in einem instabilen Zustand, dann ein Schritt 205 ausgeführt.
Im Schritt 205 werden unter Verwendung der Beziehungen (6), (7), (8a), (8b), (9a), (9b), (9c) und, falls es sich um ein Fahrzeug mit Heckantrieb handelt, unter Berücksichtigung der Beziehungen (10a) und (10b) oder falls es sich um ein Kraftfahrzeug mit Frontantrieb handelt, unter Berücksichtigung der Beziehungen (11a) und (11b), die an den Radbremsen einzustellenden Bremskräfte FBBremsi ermittelt. Dabei sind die an den nicht angetriebenen Rädern einzustellenden Bremskräfte in Abhängigkeit der Momentengröße erhöht.
In dem sich anschließenden Schritt 206 werden die für die Radbremsen ermittelten Radkräfte bzw. Bremskräfte eingestellt. Im Anschluss an den Schritt 206 wird erneut der Schritt 202 ausgeführt.
An dieser Stelle sei erwähnt, dass das erfindungsgemäße Verfahren auch bei einem Kraftfahrzeug zum Einsatz kommen kann, welches nicht über ein Automatikgetriebe mit Drehmomentwandler oder welches nicht über eine automatisch betätigte Kupplung verfügt.
Ferner sei erwähnt, dass es sich bei dem Block 110, je nachdem, wie das Fahrzeug im konkreten Fall ausgestattet ist, um ein Automatikgetriebe mit Drehmomentenwandler oder um eine automatisch betätigte Kupplung handelt.
Abschließend sei erwähnt, dass die in der Beschreibung oder die in der Zeichnung gewählte Darstellung keine einschränkende Wirkung auf die erfindungswesentliche Idee haben soll.

Claims

1. Verfahren zur Bremskraftverteilung auf die Achsen eines mit einem Automatikgetriebe mit Drehmomentwandler (110) oder einer automatisch betätigten Kupplung (110) ausgestatteten Kraftfahrzeuges,
bei dem eine Momentengröße (MMotor) ermittelt wird, die das vom Motor (108) erzeugte, auf die angetriebenen Räder wirkende Motormoment beschreibt,
bei dem ermittelt wird, ob sich das Kraftfahrzeug während eines Bremsvorganges aufgrund des über das in Fahrstellung befindliche Automatikgetriebe (110) oder über die angelegte, automatisch betätigte Kupplung (110) auf die angetriebenen Räder wirkenden Motormomentes in einem Zustand zunehmender Instabilität oder bereits in einem instabilen Zustand befindet,
wobei dann, wenn sich das Kraftfahrzeug in einem Zustand zunehmender Instabilität oder in einem instabilen Zustand befindet, eine aufgrund des Bremsvorganges bestehende Bremskraftverteilung dergestalt verändert wird, dass die an den angetriebenen Rädern eingestellten Bremskräfte in Abhängigkeit der Momentengröße erhöht werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Zustand zunehmender Instabilität oder der instabile Zustand wie folgt definiert ist:
die nicht angetriebenen Räder laufen wesentlich langsamer als die angetriebenen Räder, oder
beide nicht angetriebene Räder weisen einen hohen Schlupf, insbesondere Bremsschlupf, auf, während beide angetriebenen Räder einen kleinen Schlupf aufweisen.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Raddrehzahlgrößen (vRadij) ermittelt werden, die die Raddrehzahlen der Fahrzeugräder beschreiben, und dass durch Auswertung der Raddrehzahlgrößen festgestellt wird, ob sich das Kraftfahrzeug in einem Zustand zunehmender Instabilität oder bereits in einem instabilen Zustand befindet.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
dass eine Differenzgröße (DIFF) ermittelt wird, die die Differenz zwischen der Raddrehzahlgröße (VVAMax) des schnellsten nicht angetriebenen Rades und der Raddrehzahlgröße (VHAMin) des langsamsten angetriebenen Rades beschreibt, und
dass sich das Kraftfahrzeug in einem Zustand zunehmender Instabilität oder bereits in einem instabilen Zustand befindet, wenn die Differenzgröße einen Grenzwert überschreitet.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
dass Raddrehzahlgrößen (vRadij) ermittelt werden, die die Raddrehzahlen der Fahrzeugräder beschreiben, und
dass eine Differenzgröße (DIFF) ermittelt wird, die die Differenz zwischen der Raddrehzahlgröße (VVAMax) des schnellsten nicht angetriebenen Rades und der Raddrehzahlgröße (VHAMin) des langsamsten angetriebenen Rades beschreibt, und
dass eine Bewertungsgröße (FakaxMotRed) durch Aufsummieren oder Aufintegrieren der Differenzgröße (DIFF) ermittelt wird, und
dass zusätzlich in Abhängigkeit der Bewertungsgröße (Fakax- MotRed) die an den angetriebenen Rädern eingestellte Bremskraft erhöht wird.

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
dass das Kraftfahrzeug eine hydraulische oder elektrohydraulische oder pneumatische oder elektropneumatische Bremsanlage aufweist, und dass die Erhöhung der Bremskraft durch eine Erhöhung des Bremsdruckes erfolgt, oder
dass das Kraftfahrzeug eine elektromechanische Bremsanlage aufweist, und dass die Erhöhung der Bremskraft durch eine Erhöhung des Stromes erfolgt, der einem in einem Bremsaktuator angeordneten Stellmotor zugeführt wird.

7. Vorrichtung zur Bremskraftverteilung auf die Achsen eines mit einem Automatikgetriebe mit Drehmomentwandler (110) oder einer automatisch betätigten Kupplung (110) ausgestatteten Kraftfahrzeuges,
die Mittel (104) zur Ermittlung einer Momentengröße (MMotor) enthält, die das vom Motor (108) erzeugte, auf die angetriebenen Räder wirkende Motormoment beschreibt,
die Mittel (106) enthält, mit denen ermittelt wird, ob sich das Kraftfahrzeug während eines Bremsvorganges aufgrund des über das in Fahrstellung befindliche Automatikgetriebe (110) oder über die angelegte, automatisch betätigte Kupplung (110) auf die angetriebenen Räder wirkenden Motormomentes in einem Zustand zunehmender Instabilität oder bereits in einem instabilen Zustand befindet, und
die Mittel (107) enthält, mit denen dann, wenn sich das Kraftfahrzeug in einem Zustand zunehmender Instabilität oder in einem instabilen Zustand befindet, Größen (FBBremsi) ermittelt werden, in deren Abhängigkeit eine aufgrund des Bremsvorganges bestehende Bremskraftverteilung dergestalt verändert wird, dass die an den angetriebenen Rädern eingestellten Bremskräfte in Abhängigkeit der Momentengröße erhöht werden.

8. Verfahren zur Bremskraftverteilung auf die Achsen eines Kraftfahrzeuges,
bei dem eine Momentengröße (MMotor) ermittelt wird, die das vom Motor erzeugte, auf die angetriebenen Räder wirkende Motormoment beschreibt,
bei dem ermittelt wird, ob sich das Kraftfahrzeug während eines Bremsvorganges aufgrund des auf die angetriebenen Räder wirkenden Motormomentes in einem Zustand zunehmender Instabilität oder bereits in einem instabilen Zustand befindet,
wobei dann, wenn sich das Kraftfahrzeug in einem Zustand zunehmender Instabilität oder in einem instabilen Zustand befindet, eine aufgrund des Bremsvorganges bestehende Bremskraftverteilung dergestalt verändert wird, dass die an den angetriebenen Rädern eingestellten Bremskräfte in Abhängigkeit der Momentengröße erhöht werden.

9. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 8.