DE19544445A1 - Verfahren zur Verbesserung des Regelverhaltens eines ABS für geländegängige Fahrzeuge - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Verbesse­ rung des Regelverhaltens eines Blockierschutz-Regelungssy­ stems für geländegängige Fahrzeuge, insbesondere des Regel­ verhaltens auf Kies, Schotter und ähnlichem, bei dem das Drehverhalten der einzelnen Räder gemessen und zur Ermitt­ lung von Eingangsgrößen für die Blockierschutzregelung aus­ gewertet wird.

Bei Fahrzeugen der mittleren und höheren Preisklasse gehören heutzutage Blockierschutzregelungssysteme (ABS) zu den Stan­ dardausrüstungen. Kleinere und preiswertere Fahrzeuge werden in zunehmendem Maße in diesen Kreis einbezogen. Die Vorzüge einer Blockierschutzregelung sind unbestritten, obwohl es Ausnahme-Situationen gibt, in denen durch eine Blockier­ schutzregelung der Bremsweg länger werden kann.

Von besonderer Bedeutung sind solche Ausnahme-Fahrsituatio­ nen für geländegängige Fahrzeuge, deren Bremsleistung auf Kies, Schotter und ähnlichem zu Beanstandungen Anlaß gibt; auf solchen Fahrbahnbelägen ist die Bremsleistung eines blockierten Rades relativ hoch. Es ist daher auch bereits bekannt, bei solchen geländegängigen Fahrzeugen eine Ab­ schaltmöglichkeit für das ABS vorzusehen, um die maximale Verzögerung im Off-Road-Betrieb zu gewährleisten.

Natürlich ist eine solche Abschaltmöglichkeit kritisch. Bei blockierten Vorderrädern ist das Fahrzeug nicht mehr lenk­ bar. Bei blockierten Hinterrädern ist bekanntlich die Fahr­ stabilität gefährdet.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein für ge­ ländegängige, mit Blockierschutzregelung ausgerüstete Fahr­ zeuge geeignetes Verfahren zu entwickeln, daß auch bei un­ günstigen Fahrsituationen bzw. Fahrbahnsituationen eine ver­ gleichsweise hohe Fahrzeugverzögerung sicherstellt, ohne daß - durch Abschaltung des ABS - auf die Vorzüge einer Bloc­ kierschutzregelung verzichtet werden muß.

Es hat sich nun gezeigt, daß diese Aufgabe durch das in den beigefügten Ansprüchen 1 oder 3 beschriebene Verfahren ohne Inkaufnahme von Nachteilen gelöst werden kann. Die Beson­ derheit des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht nach An­ spruch 1 darin, daß bei einer Fahrzeuggeschwindigkeit bzw. Fahrzeug-Referenzgeschwindigkeit, die unter einem vorgegebe­ nen Grenzwert liegt, die Regelung derart ausgelegt wird, daß erst nach dem Blockieren jeweils eines Rades einer Fahrzeug­ achse die Blockierschutzregelung für das zweite Rad der Ach­ se einsetzt. Es wird also jeweils das Blockieren eines Rades einer Achse zugelassen und nur die Laufstabilität des zwei­ ten Rades geregelt.

Nach Anspruch 3 wird nur bei Erkennen eines Geländebetriebes bzw. einer bestimmten Fahrbahnbeschaffenheit und niedriger Geschwindigkeit ein Sonder-Regelmodus aktiviert, bei dem erst nach dem Blockieren eines Rades einer Achse die Rege­ lung für das zweite Rad dieser Achse wirksam wird.

Nach der einen Variante der Erfindung wird also grund­ sätzlich bei einer Fahrzeug-Geschwindigkeit, die unter einem vorgegebenen Grenzwert liegt, das Blockieren jeweils eines Rades einer Achse zugelassen. Nach der alternativen Variante wird ein Sonder-Regelungsmodus erst dann aktiviert, wenn ein "Geländebetrieb" erkannt wird und wenn gleichzeitig die Fahrzeug-(Referenz)geschwindigkeit unter dem vorgegebenen Grenzwert liegt.

Einige vorteilhafte Ausführungsbeispiele des erfindungsgemä­ ßen Verfahrens sind in den Unteransprüchen genannt.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird im Gelände und bei niedriger Fahrzeuggeschwindigkeit durch das Blockieren eines Rades einer Achse eine besonders hohe Bremsleistung bzw. Fahrzeugverzögerung sichergestellt und gleichzeitig durch die Regelung des zweiten Rades der Erhalt der Lenkfähigkeit und der Fahrstabilität aufrechterhalten; zumindest ist die Lenkfähigkeit und Stabilität besser als bei abgeschaltetem ABS bzw. bei vier blockierten Rädern. Der Bremsweg wird in den genannten Situationen deutlich kürzer, um bis zu 25%, im Vergleich zu einer Regelung an allen Rädern.

Weitere Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung gehen aus der folgenden Darstellung von Einzelhei­ ten anhand der beigefügten Abbildung hervor, die die wesent­ lichen Komponenten einer Schaltungsanordnung zur Durchfüh­ rung des erfindungsgemäßen Verfahrens wiedergibt.

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel einer Schaltungs­ anordnung, die für ein geländegängiges Fahrzeug vorgesehen ist und zur Blockierschutzregelung dient, werden die Ein­ gangssignale des Blockierschutzregelungssystems mit Hilfe von Radsensoren S1 bis S4 gewonnen. Aus den Sensorsignalen werden in einer Aufbereitungsschaltung 1 Signale oder Daten abgeleitet, welche die Geschwindigkeiten v₁ bis v₄ der ein­ zelnen Fahrzeugräder und das Drehverhalten dieser Räder wiedergeben.

In einer Auswerteschaltung 2 werden in bekannter Weise die Geschwindigkeitssignale v₁ bis v₄ ausgewertet, wobei vor al­ lem die Änderungen der Fahrzeuggeschwindigkeiten, nämlich die Radverzögerungen und -beschleunigungen ₁ bis ₄, die zeitlichen Änderungen dieser Größen v₁ bis v₄ (der Ruck) und der Radschlupf λ₁ bis λ₄ interessieren.

Zur Ermittlung des Radschlupfes wird in diesem Beispiel eine Fahrzeug-Referenzgeschwindigkeit v_REF herangezogen, die durch logische Verknüpfung der einzelnen Radgeschwindigkeiten v₁ bis v₄ entsteht und die näherungsweise die Fahrzeuggeschwin­ digkeit wiedergibt.

In einem symbolisch als ABS-Logik dargestellten Schaltkreis 4 werden durch Datenverarbeitung auf Basis komplexer Algo­ rithmen und durch Auswertung aller zur Verfügung stehenden Informationen aus den radindividuellen Meßwerten und den abgeleiteten Größen (Verzögerung, Beschleunigung, Ruck, Schlupf, Referenzgeschwindigkeit usw.) Bremsdrucksteuersi­ gnale gewonnen, die über eine Ventilansteuerung 5 einem Schaltblock 6 zugeführt werden. Dieser Schaltblock enthält Bremsdruckaktuatoren, z. B. elektromagnetisch steuerbare Hy­ draulikventile. Bei bekannten Blockierschutzregelungssyste­ men verfügt jedes Fahrzeugrad über ein elektromagnetisch steuerbares Einlaß- und ein Auslaßventil, mit denen in Ver­ bindung mit einem Hilfsdruck-Versorgungssystem oder einer hydraulischen Rückförderpumpe der Bremsdruck in den einzel­ nen Fahrzeugrädern gesteuert und moduliert werden kann.

Ein ABS-Schaltungssystem der dargestellten Art kann natür­ lich auch mit Hilfe von programmgesteuerten Schaltkreisen, wie Mikrocomputer, Mikrocontroller oder dergleichen, ver­ wirklicht werden.

Die abgebildete Schaltungsanordnung enthält außerdem eine Zusatzschaltung 7, die die zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens erforderlichen Schaltkreise enthält oder die die für dieses Verfahren notwendigen Pro­ grammschritte verkörpert. Diese Zusatzschaltung 7 setzt sich aus zwei Erkennungsschaltungen 8 und 9 und einer UND-Ver­ knüpfung 10 zusammen.

Der Schaltkreis 8 erkennt und signalisiert eine Fahrsitua­ tion im Gelände, d. h. auf holpriger Fahrbahn, auf Kies, Schotter oder dergleichen. Zur Identifizierung einer solchen Fahrbahn-Situation werden zweckmäßigerweise - wie hier - die von den Radsensoren abgegebenen und in der Auswerteschaltung 2 ausgewerteten Radsignale analysiert. Das Fahren im Gelände führt zu typischem Raddrehverhalten, zu Raddrehschwingungen, Fahrwerksschwingungen bestimmter Amplitude- oder Frequenz oder dergleichen; der typische Signalverlauf ist von der jeweiligen Fahrwerkskonstruktion abhängig.

Der Eingang E1 der Zusatzschaltung 7 bzw. der Erkennungs­ schaltung 8 kann alternativ oder zusätzlich mit einem (nicht dargestellten) manuell betätigbaren Schalter in Verbindung stehen, mit dessen Hilfe der Erkennungsschaltung 7 "Gelände­ betrieb" signalisiert werden kann.

Die zweite Erkennungsschaltung 9, deren Eingang mit E2 be­ zeichnet ist, vergleicht die momentane Fahrzeug-Referenz­ geschwindigkeit (v_REF) mit einer vorgegebenen Fahrzeug-Ge­ schwindigkeitsschwelle v_G. Liegt die Fahrzeuggeschwindigkeit v_REF unter dem vorgegebenen Geschwindigkeitsgrenzwert v_G und wird "Geländebetrieb" durch die Schaltung 8 erkannt, wird dies über die UND-Verknüpfung 10 der ABS-Logik 4 signali­ siert. Mit Hilfe der ABS-Logik 4 wird daraufhin - solange die vorgenannten Kriterien erfüllt sind - auf den Sonder- Regelungsmodus "umgeschaltet". Nach Aktivierung dieses Sonder-Regelungsmodi wird ein Druckabbau bzw. eine Blockier­ schutzregelung an einem Rad erst nach dem Blockieren des zweiten Rades der jeweiligen Achse zugelassen.

Als Grenzgeschwindigkeit v_G, oberhalb der kein Sonder-Rege­ lungsmodus möglich ist oder beendet wird, hat sich ein Wert in der Größenordnung zwischen 15 km/h und 25 km/h, z. B. ein Grenzwert von 20 km/h, als zweckmäßig erwiesen. Bei höherer Fahrzeug-(Referenz)geschwindigkeit, bei der im allgemeinen kein "Geländebetrieb" vorliegt, wird einer ungehinderten Blockierschutzregelung mit optimaler Lenkfähigkeit und Fahr­ stabilität der Vorrang eingeräumt.

Claims (5)

1. Verfahren zur Verbesserung des Regelverhaltens eines Blockierschutz-Regelungssystems für geländegängige Fahr­ zeuge, insbesondere des Regelverhaltens auf Kies, Schot­ ter und ähnlichem, bei dem das Drehverhalten der ein­ zelnen Fahrzeugräder gemessen und zur Ermittlung von Eingangsgrößen für die Blockierschutzregelung ausgewer­ tet wird, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer Fahrzeug-Geschwindigkeit bzw. Fahrzeug-Referenzgeschwin­ digkeit (v_REF) unter einem vorgegebenen Grenzwert (v_G) die Regelung derart ausgelegt wird, daß erst nach dem Bloc­ kieren jeweils eines Rades einer Achse die Blockier­ schutzregelung für das zweite Rad der Achse einsetzt bzw. zugelassen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Grenzwert (v_G) für die Fahrzeuggeschwindigkeit bzw. Fahrzeug-Referenzgeschwindigkeit (v_REF) in der Größenord­ nung von 15 km/h bis 25 km/h vorgegeben wird.

3. Verfahren zur Verbesserung des Regelverhaltens eines Blockierschutz-Regelungssystems für geländegängige Fahr­ zeuge, bei dem das Drehverhalten der einzelnen Räder gemessen und zur Ermittlung von Eingangsgrößen für die Blockierschutzregelung ausgewertet wird, dadurch gekenn­ zeichnet, daß bei Geländebetrieb, d. h. bei Erkennen ei­ ner Fahrsituation auf holpriger Fahrbahn oder derglei­ chen, und bei einer Fahrzeuggeschwindigkeit bzw. Fahrzeug-Referenzgeschwindigkeit (v_REF) unterhalb eines vorgegebenen Grenzwertes (v_G) ein Sonder-Regelungsmodus aktiviert wird, bei dem erst nach dem Blockieren eines Rades einer Achse die Blockierschutzregelung für das zweite Rad der Achse wirksam wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß beim Erkennen von Fahrwerksschwingungen, Radschwingun­ gen, Raddrehschwingungen oder dergleichen, die für einen Geländebetrieb typisch sind, der Sonder-Regelungsmodus selbsttätig aktiviert wird.

5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeich­ net, daß die Regelung bei einer Fahrzeuggeschwindigkeit bzw. Fahrzeug-Referenzgeschwindigkeit v_REF unterhalb eines vorgegebenen Grenzwertes (v_G) manuell auf den Sonder-Re­ gelungsmodus umgestaltet werden kann.