DE19632943A1 - Verfahren zum Betrieb eines Kraftfahrzeugs mit fahrstabilisierenden Bremseingriffen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Betrieb eines Kraftfahrzeugs mit einer Bremsanlage, bei der achsgleiche Räder unabhängig voneinander gebremst werden können, wobei mittels der Bremsanlage selbsttätig fahrstabilisierende Bremseingriffe vor­ genommen werden.

Ein solches Betriebsverfahren für ein Kraftfahrzeug ist aus der Offenlegungsschrift DE 43 05 155 A1 bekannt. Dort ist ein Fahr­ dynamikregelsystem beschrieben, das eine Meßdatenerfassung, ei­ nen übergeordneten Fahrdynamikrechner und einen unterlagerten Bremsenregler aufweist. Die Meßdatenerfassung liefert fahrdyna­ mische Kenngrößen, die dem Fahrdynamikrechner zur Verfügung ge­ stellt werden. Liegen die fahrdynamischen Kenngrößen Schwimmwin­ kel und Gierwinkelgeschwindigkeit außerhalb vorgebbarer Berei­ che, kann der Fahrdynamikrechner mit Hilfe des Bremsenreglers den Bremsdruck an allen Rädern einzeln und getrennt verändern, um Schwimmwinkel und Gierwinkelgeschwindigkeit des Fahrzeugs wieder in die vorgebbaren Bereiche zu bringen.

Fahrdynamikregelsysteme mit selbsttätigen Bremseingriffen, mit denen einem Über- oder Untersteuern entgegengewirkt wird, werden unter der Abkürzung ESP auch in Serienfahrzeuge der Anmelderin eingebaut. Mit diesem System können einzelne Räder gezielt abge­ bremst oder freigegeben werden, um ein ausbrechendes Fahrzeug abzufangen und in der Spur zu halten.

Bei den obigen bekannten Verfahren und Vorrichtungen soll folg­ lich das Fahrzeug durch Beeinflussung des Bremsdrucks an einzel­ nen Rädern im wesentlichen an einer Drehung um die Fahrzeughoch­ achse gehindert werden.

In der Patentschrift DE 21 33 547 C2 ist eine Bremskraftregelung beschrieben, mit der Nutzfahrzeuge mit hochliegendem Schwerpunkt und kurzem Radstand so abgebremst werden können, daß bei einer Bremsung ein Kippen um die Fahrzeugquerachse zuverlässig verhin­ dert wird.

Besonders bei Fahrzeugen mit hochliegendem Schwerpunkt, z. B. Ge­ ländewagen, tritt bei Kurvenfahrten auf griffigem Untergrund die Gefahr eines Kippens um die Fahrzeuglängsachse auf.

Der Erfindung liegt als technisches Problem die Bereitstellung eines Betriebsverfahrens der eingangs genannten Art zugrunde, mit dem sich während der Fahrt das Kippen eines Kraftfahrzeugs um die Fahrzeuglängsachse verhindern läßt.

Die Erfindung löst dieses Problem durch die Bereitstellung eines Verfahrens zum Betrieb eines Kraftfahrzeugs mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Dieses Verfahren ist für Kraftfahrzeuge mit ei­ ner Bremsanlage geeignet, mit der achsgleiche Räder unabhängig voneinander gebremst werden können. Für wenigstens eine für die Fahrzeugkipptendenz um die Längsachse indikative fahrdynamische Kenngröße wird ein zugehöriger Kippverhinderungs-Schwellwert vorgegeben. Der betreffende Kenngrößen-Momentanwert wird laufend erfaßt und mit dem Kippverhinderungs-Schwellwert verglichen. So­ bald ein Kenngrößen-Momentanwert den zugehörigen Kippverhinde­ rungs-Schwellwert überschreitet, werden die kurvenäußeren Räder gebremst, um ein Kippen des Fahrzeugs um die Fahrzeuglängsachse zu verhindern.

In Weiterbildung des Verfahrens nach Anspruch 2 sind als für die Fahrzeugkipptendenz um die Fahrzeuglängsachse indikative fahrdy­ namische Kenngrößen die Querbeschleunigung, die zeitliche Ände­ rung der Querbeschleunigung, der Schwimmwinkel, die Schwimmwin­ kelgeschwindigkeit, die zeitliche Änderung der Schwimmwinkelge­ schwindigkeit, und/oder der Schräglaufwinkel vorgesehen.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrieben.

Die einzige Figur zeigt in einem schematischen Diagramm für ein Straßenfahrzeug den qualitativen Zusammenhang zwischen dem Rei­ fenlängsschlupf und der durch den Reifen übertragbaren, auf den Maximalwert eins normierten Längs- und Querkräfte.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann von einem beliebigen her­ kömmlichen Fahrdynamikregelungssystem, z. B. dem ESP-System der Anmelderin, ausgeführt werden, wozu dieses nur in einer für den Fachmann unter Kenntnis der beschriebenen Verfahrensschritte of­ fensichtlichen Weise modifiziert zu werden braucht, so daß dies hier keiner näheren Erläuterung bedarf. Bei den meisten dieser Systeme stehen die Momentanwerte von für die Fahrzeugkipptendenz um die Fahrzeuglängsachse indikativen fahrdynamischen Kenngrö­ ßen, wie der Querbeschleunigung, der zeitlichen Änderung der Querbeschleunigung, des Schwimmwinkels, der Schwimmwinkelge­ schwindigkeit, der zeitlichen Änderung der Schwimmwinkelge­ schwindigkeit und des Schräglaufwinkels, ohnehin zur Verfügung.

In einem ersten Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Ver­ fahrens wird als einzige der für die Fahrzeugkipptendenz um die Fahrzeuglängsachse indikativen fahrdynamischen Kenngrößen die Querbeschleunigung herangezogen. Für die Querbeschleunigung ist ein zugehöriger, vorgebbarer Kippverhinderungs-Schwellwert vor­ gesehen. Bei Kurvenfahrt wird das Fahrzeug durch die an den Rei­ fenaufstandsflächen auf der Fahrbahn wirkenden Querkräfte in der Spur gehalten. Der größte Teil dieser Querkräfte wird von den kurvenäußeren Rädern bzw. Reifen aufgebracht. In der Figur sind qualitativ die vom Reifen übertragbaren Längs- und Querkräfte in Abhängigkeit vom Reifenlängsschlupf aufgetragen, wobei ein mo­ mentaner Betriebszustand eines kurvenäußeren Reifens in der Fi­ gur beispielhaft durch die gestrichelte Linie A repräsentiert ist. In diesem Betriebszustand A tritt eine bestimmte, im Fahr­ zeugschwerpunkt angreifende Querbeschleunigung auf. Liegt diese Querbeschleunigung über dem Kippverhinderungs-Schwellwert, so werden die kurvenäußeren Räder durch Aktivieren eines entspre­ chenden Bremseingriffs in hohen Bremsschlupf geführt, wodurch sie beispielsweise den Betriebszustand B in der Figur einnehmen. Wie aus der Figur ersichtlich, ist im Betriebspunkt B die durch die Reifen übertragbare Querkraft deutlich geringer als im Be­ triebspunkt A. Infolgedessen können die kurvenäußeren Räder zwar der einwirkenden Querbeschleunigung nicht mehr standhalten, was eventuell den Schwimmwinkel vergrößern und Fahrzeugfront oder Fahrzeugheck etwas in Richtung des Querbeschleunigungsmomentes drehen wird, gleichzeitig wird aber auch das Kippmoment verrin­ gert und ein Kippen des Fahrzeugs um seine Längsachse verhin­ dert.

Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens werden als für die Fahrzeugkipptendenz um die Fahr­ zeuglängsachse indikative fahrdynamische Kenngrößen die Querbe­ schleunigung, die zeitliche Änderung der Querbeschleunigung, der Schwimmwinkel, die Schwimmwinkelgeschwindigkeit, die zeitliche Änderung der Schwimmwinkelgeschwindigkeit und der Schräglaufwin­ kel herangezogen. Für diese fahrdynamischen Kenngrößen sind je­ weils zugehörige Kippverhinderungs-Schwellwerte vorgesehen. Überschreiten eine oder mehrere Kenngrößen die zugehörigen Schwellwerte, bremst das Fahrdynamikregelungssystem die kurven­ äußeren Räder so ab, daß diese in hohen Bremsschlupf geführt werden und die übertragbare Querkraft auf einen Wert sinkt, der kleiner ist als der Betrag der vor der Bremsung der kurvenäuße­ ren Räder an diesen angreifenden Querkraft. Hierdurch sinkt auch die an den Rädern angreifende Querkraft und ein Kippen des Fahr­ zeugs wird verhindert. Sinken durch den sich im folgenden ein­ stellenden fahrdynamischen Betriebszustand die für die Fahrzeug­ kipptendenz indikativen fahrdynamischen Kenngrößen wieder unter die zugehörigen Kippverhinderungs-Schwellwerte, wird die Brem­ sung der kurvenäußeren Räder zurückgenommen.

Bei einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung sind die Kippverhinderungs-Schwellwerte der fahrdynamischen Kenngrößen zur Bereitstellung einer Schalthysterese als Werte­ paare vorgegeben. Hierbei stellt ein Wert des Wertepaars den Schwellwert für das Auslösen der Bremsung der kurvenäußeren Rä­ der dar und der andere Wert des Wertepaars stellt den Schwell­ wert für das Zurücknehmen der Bremsung der kurvenäußeren Räder dar, wobei der Wert für das Auslösen der Bremsung höher ist als der Wert für das Zurücknehmen der Bremsung.

Claims (2)

1. Verfahren zum Betrieb eines Kraftfahrzeugs mit einer Bremsan­ lage, mit der achsgleiche Räder unabhängig voneinander gebremst werden können, bei dem

• - mittels der Bremsanlage selbsttätig fahrstabilisierende Brems­ eingriffe vorgenommen werden, dadurch gekennzeichnet, daß
• - für wenigstens eine, für die Fahrzeugkipptendenz um die Fahr­ zeuglängsachse indikative fahrdynamische Kenngröße ein zugehöri­ ger Kippverhinderungs-Schwellwert vorgegeben wird und laufend der betreffende Kenngrößen-Momentanwert erfaßt und mit dem Kipp­ verhinderungs-Schwellwert verglichen wird und
• - die kurvenäußeren Räder zwecks Kippverhinderung gebremst wer­ den, sobald ein Kenngrößen-Momentanwert den zugehörigen Kippver­ hinderungs-Schwellwert überschreitet.

2. Verfahren nach Anspruch 1, weiter dadurch gekennzeichnet, daß als für die Fahrzeugkipptendenz um die Fahrzeuglängsachse indi­ kative fahrdynamische Kenngrößen die Querbeschleunigung, die zeitliche Änderung der Querbeschleunigung, der Schwimmwinkel, die Schwimmwinkelgeschwindigkeit, die zeitliche Änderung der Schwimmwinkelgeschwindigkeit und/oder der Schräglaufwinkel her­ angezogen werden.