DE3903833C3 - Antiblockierbremsregelverfahren für Kraftfahrzeuge - Google Patents
Antiblockierbremsregelverfahren für KraftfahrzeugeInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Antiblockierbremsregel
verfahren für Kraftfahrzeuge mit den Merkmalen des
Oberbegriffs des Anspruchs 1.
Für hydraulische Bremssysteme von Kraftfahrzeugen
nach dem Stand der Technik wurden verschiedene Ar
ten von Antiblockierbremsregelverfahren vorgeschla
gen und demonstriert, bei denen der hydraulische Druck
an den Bremsen auf einen Abfall der Radgeschwindig
keit bei angelegten Bremsen an jedem Rad vermindert
wurde und anschließend wieder erhöht wurde, wenn die
Radgeschwindigkeit sich infolge der Verminderung des
Bremsdruckes wieder aufgebaut hatte, und das gleiche
Regelmuster wurde wiederholt, wodurch ein wirkungs
volles Bremsen bewerkstelligt werden konnte. Ein der
artiges Antiblockierbremsregelsystem ist in Bosch,
Technische Berichte, Bd. 7 (1980), S. 79-83 beschrieben
(s. auch JP-OS 60-61 354).
Bei konventionellen Antiblockierbremsregelsyste
men der beschriebenen Art wird die Regelung zum Ver
mindern und Wiedererhöhen des hydraulischen Brems
druckes ausgehend von Radgeschwindigkeitssignalen
durchgeführt, die von jedem einzelnen Rad zugeordne
ten Radgeschwindigkeitssensoren abgegeben werden.
In der Praxis ist das hydraulische Bremssystem als Zwei
kreissystem ausgeführt, bei dem zwei diagonal gegen
überliegende Räder jeweils in unabhängige Bremskrei
se eingeschaltet sind, so daß selbst im Falle des Versa
gens des einen Bremskreises eine Notbremsung mittels
des anderen Bremskreises gemacht werden kann. Ge
wöhnlich wird in diesem Fall die kleinere Radgeschwin
digkeit der beiden in einen Bremskreis eingeschalteten
Räder ausgewählt, und ausgehend von dieser kleineren
Radgeschwindigkeit wird der hydraulische Bremsdruck
im Bremskreis so gesteuert, daß alle Räder an einem
Blockieren gehindert werden.
Die DE 34 13 738 A1 offenbart ein Verfahren, bei dem
die Summe der Schlupfwerte der Räder jeweils auf ei
ner Fahrzeugseite gebildet, mit der entsprechenden
Summe auf der anderen Fahrzeugseite verglichen und
davon ausgehend entschieden wird, ob Kurvenfahrt
vorliegt. Sobald die Differenz der Schlupfsummen bei
der Fahrzeugseiten einen Grenzwert überschreitet,
werden zeitweise die Auswahlkriterien und damit der
Bremsdruckverlauf geändert.
Die DE 36 44 260 A1 offenbart ein Regelverfahren,
welches auf unterschiedliche Reibkoeffizienten zwi
schen Reifen und Straße auf den beiden Seiten des Fahr
zeugs reagiert. Dabei werden aus den vier Radge
schwindigkeiten fünf Referenzgeschwindigkeiten ermit
telt, in Abhängigkeit von denen das Antiblockiersystem
gesteuert wird.
Demgegenüber wird im Fall einer scharfen Rich
tungsänderung ("J-turn", dies ist ein Zustand, bei wel
chem ein Fahrzeug in eine Kurve mit einer Geschwin
digkeit oberhalb eines bestimmten Wertes einfährt und
der Fahrer einen scharfen Lenkeinschlag macht) bei Be
trieb des Antiblockierbremsregelsystems der oben be
schriebenen Art die Differenz der Radgeschwindigkei
ten zwischen den kurveninneren und den kurvenäuße
ren Rädern groß, und eine Querbeschleunigung wird
erzeugt, so daß die kurveninneren Räder zu einem Auf
stellen tendieren und infolgedessen die von der Straßen
oberfläche auf die kurveninneren Räder übertragenen
Reaktionskräfte vermindert werden. Infolgedessen neh
men die Radgeschwindigkeiten der kurveninneren Rä
der beträchtlich ab, so daß die Regelung zum Vermin
dern und Erhöhen des hydraulischen Bremsdruckes
hauptsächlich unter Berücksichtigung der Radge
schwindigkeit der kurveninneren Räder durchgeführt
wird. Da die von der Straßenoberfläche auf die kurven
inneren Räder ausgeübten Reaktionskräfte wie oben
beschrieben klein sind, nehmen die Radgeschwindigkei
ten bei einem Erhöhen des hydraulischen Bremsdruckes
abrupt ab, so daß die Räder unvermeidlich in die Nähe
eines Blockierzustandes gebracht werden. Selbst bei
Vermindern des hydraulischen Bremsdruckes unter der
artigen Bedingungen dauert es lange Zeit, bis sich die
Radgeschwindigkeiten wieder erholen, und die "Nicht
brems"-Phasen (bei denen der Bremsdruck vermindert
ist) werden länger. Folglich wird die Bremswirkung ins
gesamt unzureichend, so daß die Schwierigkeit entsteht,
daß die Distanz, welche das Fahrzeug nach Beginn der
Bremsung durchfährt, in einem extrem gefährlichen
Fahrzustand, bei welchem die Bremsen abrupt bei
scharfer Richtungsänderung betätigt sind, länger als er
wartet wird. Dies vermindert die Fahrsicherheit wesent
lich.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Anti
blockierbremsregelverfahren zu schaffen, mit dem die
oben beschriebenen Probleme, die bei der konventio
nellen Antiblockierbremsregelung auftreten, im wesent
lichen behoben werden können.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Ver
fahren mit den Merkmalen eines der Ansprüche 1, 2
oder 3 gelöst.
Die Erfindung ist im folgenden anhand schematischer
Zeichnungen an Ausführungsbeispielen mit weiteren
Einzelheiten näher erläutert. Es zeigt:
Fig. 1 ein Regelschema des Antiblockierbremsregel
systems nach der Erfindung;
Fig. 2 ein Diagramm zur Erläuterung der Betriebs
weise der hydraulischen Bremsdrucksteuerung bei Anti
blockierbremsregelung in normalem Fahrzustand;
Fig. 3 eine Ansicht, in welcher die Bahnen der Räder
bei einem Fahrzustand mit scharfer Richtungsänderung
dargestellt sind;
Fig. 4 eine Ansicht zur Erläuterung des Fahrzustan
des mit scharfer Richtungsänderung ("J-turn");
Fig. 5 ein Flußdiagramm zur Illustrierung einer be
vorzugten Ausführung der Erfindung;
Fig. 6 ein Diagramm zur Erläuterung eines Beispieles
für den Schwellwert der Radgeschwindigkeitsdifferenz,
der zur Bestimmung benutzt wird, ob oder ob nicht ein
Kraftfahrzeug sich im Fahrzustand mit scharfer Rich
tungsänderung befindet;
Fig. 7 ein Regelschema ähnlich Fig. 1 zur Erläuterung
eines Antiblockierbremsregelsystems gemäß einer
zweiten Ausführung der Erfindung;
Fig. 8 ein Flußdiagramm zur Erläuterung der zweiten
Ausführung;
Fig. 9 einen Schnitt durch ein Beispiel eines Querbe
schleunigungs-G-Sensors, der bei dem System nach
Fig. 7 angewendet ist;
Fig. 10 ein Regelschema ähnlich Fig. 1 zur Erläute
rung eines Antiblockierbremsregelsystems einer dritten
Ausführung der Erfindung;
Fig. 11 ein Flußdiagramm zur Erläuterung der dritten
Ausführung und
Fig. 12 ein Schaltschema des Antiblockierbremsre
gelsystems.
Fig. 1 zeigt ein Antiblockierbremsregelsystem, bei
dem die Erfindung angewendet ist. Ein Bremspedal ist
betriebsmäßig mit einem Hauptzylinder 2 verbunden.
Wenn das Bremspedal 1 herabgedrückt wird, wird der
Hauptzylinder 2 in bekannter Weise betätigt. Jedes Rad
4 weist einen Radzylinder 3 auf. Eine hydraulische
Steuereinheit 5 (im folgenden als "HU" bezeichnet) ist in
die Bremsleitung zwischen dem Hauptzylinder 2 und
dem Radzylinder 3 eingeschaltet. Die HU 5 umfaßt ein
hydraulisches Druckhalteventil 11 (in Fig. 12 darge
stellt) zum Unterbrechen der Speisung von hydrauli
schem Druck aus dem Hauptzylinder 2 zum Radzylinder
3, ein Druckreduzierventil 12 (in Fig. 12 dargestellt) zum
Rückströmenlassen von Bremsflüssigkeit aus dem Rad
zylinder 3 in ein Reservoir und eine Pumpe (nicht darge
stellt) zum Speisen der Bremsflüssigkeit aus dem Reser
voir über einen Speicher in den stromaufwärtigen Teil
der Bremsleitung bzw. des betreffenden Bremskreises.
Auf ein Ausgangssignal hin, das mittels eines Radge
schwindigkeitssensors 7 gemessen wurde und für die
Radgeschwindigkeit des Rades 4 repräsentativ ist, er
zeugt eine elektronische Regeleinheit 6 (im folgenden
als "ECU" bezeichnet), welche eine mit dem Sensor 7
verbundene Impulseingangsschaltung 6a, eine zentrale
Verarbeitungseinheit 6b und eine Ventil-Betätigungs
schaltung 6c umfaßt, Signale zum Regeln der oben be
schriebenen Ventile und der Pumpe, so daß die hydrauli
sche Bremsdruckregelung in einer im folgenden detail
liert beschriebenen Weise durchgeführt wird.
Wie in Fig. 2 gezeigt ist, steht das Druckhalteventil 11
normalerweise offen, während das Druckreduzierventil
12 normalerweise geschlossen ist. Wenn das Bremspe
dal 1 herabgedrückt ist, so daß der Hauptzylinder 2
betätigt ist, wird hydraulischer Druck über das Druck
halteventil 11 zum Radzylinder 3 gespeist, so daß der
Druck in dem Radzylinder 3 ansteigt. Wenn der Druck
im Radzylinder angestiegen ist, wird eine Bremskraft
erzeugt, so daß die Radgeschwindigkeit VW des Rades 4
vermindert wird. Wenn die vom Sensor 7 erfaßte Rad
geschwindigkeit unter einen vorbestimmten Wert VW1
fällt, erzeugt die ECU 6 ein Haltesignal, so daß das
Druckhalteventil 11 geschlossen wird, um die Speisung
von hydraulischem Druck aus dem Hauptzylinder 2 zum
Radzylinder 3 zu unterbrechen, und der Druck im Rad
zylinder 3 wird auf dem bestehenden Wert gehalten,
wenn die Speisung von Bremsflüssigkeit unterbrochen
ist.
Wenn während des oben beschriebenen Druckhal
tens die Radgeschwindigkeit VW unter einen vorbe
stimmten Wert VW1 wie oben beschrieben abfällt, er
zeugt die ECU 6 ein Öffnungssignal, woraufhin das
Druckreduzierventil geöffnet wird, so daß die Brems
flüssigkeit aus dem Radzylinder 3 in das Reservoir
strömt, wodurch der Druck im Radzylinder 3 vermin
dert wird.
Die in das Reservoir eingeströmte Bremsflüssigkeit
wird im Speicher von der Pumpe angesammelt.
Wenn der Druck im Radzylinder 3 in der oben be
schriebenen Weise vermindert ist, erholt sich die Radge
schwindigkeit VW des Rades wieder zur Annäherung an
einen der Fahrzeuggeschwindigkeit entsprechenden
Wert. Wenn die Radgeschwindigkeit VW einen vorbe
stimmten Wert VW3 wieder erreicht hat, erzeugt die
ECU 6 ein Öffnungssignal, auf welches das Druckhalte
ventil geöffnet wird. Infolgedessen wird die Bremsflüs
sigkeit, die von der Pumpe gefördert und im Speicher
angesammelt wurde, über das hydraulische Druckhalte
ventil 11 zum Radzylinder 3 gespeist, so daß der Druck
wieder zur Verminderung der Radgeschwindigkeit an
gehoben wird. Daraufhin wird der oben beschriebene
Vorgang zum Vermindern des Druckes und zum erneu
ten Erhöhen des Druckes wiederholt, so daß die Brem
sen mit einer vorbestimmten Abnahmerate der Fahr
zeuggeschwindigkeit ohne Erzeugen eines Blockierens
der Räder sehr wirksam betätigt werden können.
Unter Auswahl der größten Geschwindigkeit der
Radgeschwindigkeiten der vier Räder (d. h. der rechten
und linken Vorderräder und der rechten und linken Hin
terräder) ermittelt die ECU 6 die Fahrzeugreferenzge
schwindigkeit VV, im folgenden kurz als Fahrzeugge
schwindigkeit bezeichnet, und bestimmt dann einen Re
ferenzwert VT1, im folgenden auch als Referenz-Radge
schwindigkeit bezeichnet, der um einen vorbestimmten
Wert ΔV oder ein vorbestimmtes Verhältnis niedriger
als die berechnete Fahrzeuggeschwindigkeit VV ist. VT1
wird als Referenzwert verwendet, unterhalb dessen das
Druckreduzierventil 12 geöffnet ist. Die ECU 6 be
stimmt auch einen Startpunkt VW2, bei welchem die
Abnahme der Radgeschwindigkeit VW in eine Zunahme
auf das Öffnen des Druckreduzierventiles 12 hin verän
dert wird; z. B. liegt der Startpunkt VW2, ab welchem die
Radgeschwindigkeit VW wieder zunimmt, bei einem
vorbestimmten Verhältnis der Differenz zwischen Fahr
zeuggeschwindigkeit und Radgeschwindigkeit als nied
rigstem Punkt. An diesem Punkt wird das Druckredu
zierventil 12 geschlossen, während das Druckhalteventil
11 öffnet, so daß der Druck vermindert wird. Wie oben
beschrieben werden die Steuerzeiten zum Vermindern
und Wiedererhöhen des hydraulischen Druckes simul
tan in Abhängigkeit von der Fahrzeuggeschwindigkeit
VV bestimmt, die aus der größten Radgeschwindigkeit
und der Referenzradgeschwindigkeit VT1 berechnet
wurde.
Das in Fig. 1 gezeigte Antiblockierbremsregelsystem
bezieht sich nur auf ein Rad; in der Praxis sind jedoch
die vom Hauptzylinder 2 zu den Radzylindern 3 der
Räder 4 führenden Bremsleitungen in zwei unabhängige
Bremskreise A und B gemäß Fig. 3 aufgeteilt. Dabei
sind das linke Vorderrad und das rechte Hinterrad in
einen Bremskreis A eingeschaltet, während das rechte
Vorderrad und das linke Hinterrad in den anderen
Bremskreis B eingeschaltet sind, der von dem erstge
nannten Bremskreis A unabhängig ist. Eine HU 5 ist in
jede Bremsleitung so eingeschaltet, daß die Regelung
des hydraulischen Druckes für die beiden in den glei
chen Bremskreis gehörenden Räder von der zugehöri
gen HU 5 ausgeführt wird. Die ECU 6 wählt die niedri
gere Radgeschwindigkeit der beiden in dem gleichem
Bremskreis befindlichen Räder aus und bestimmt auf
diese niedrigere Radgeschwindigkeit und die Fahrzeug
geschwindigkeit VV hin die Steuerzeiten zum Vermin
dern und Erhöhen des hydraulischen Bremsdruckes in
den beiden Radzylindern 3 der beiden zu diesem Brems
kreis gehörenden Räder und erzeugt dann Befehlssigna
le. Somit gewährleistet die ECU eine Antiblockier
bremsbetätigung, die niemals zu einem Blockieren der
Räder führt.
Wenn jedoch die Antiblockierbremsregelung, die
oben für den Normalbetrieb erläutert ist, bei scharfer
Richtungsänderung ("J-turn state") ausgeführt wird, er
geben sich verschiedene Nachteile.
Wenn gemäß Fig. 4 der Fahrer am Punkt SP bei ei
nem Fahrzustand mit scharfer Richtungsänderung ab
rupt die Bremsen anlegt, wobei das Fahrzeug mit einer
Geschwindigkeit oberhalb einer vorbestimmten Ge
schwindigkeit in eine Kurve einfährt und das Fahrzeug
eine scharfe Richtungsänderung am Punkt SP macht,
erhöht sich nicht nur ein Fehler bei der Berechnung der
Fahrzeuggeschwindigkeit aus der aktuellen Radge
schwindigkeit aufgrund des Wegunterschiedes der Bahnen
der kurveninneren und kurvenäußeren Räder, son
dern es nehmen auch die Geschwindigkeiten der kur
veninneren Räder im frühen Stadium des Bremsvorgan
ges aufgrund der Verminderung der auf die kurveninne
ren Räder von der Straße her wirkenden Reaktionskräf
te schneller als die Geschwindigkeiten der kurvenäuße
ren Räder ab. Folglich vermindert sich der Druck im
hydraulischen Bremskreis auf einen relativ niedrigen
Bremsdruck in einer solchen Weise, daß es lange Zeit zu
einer Wiedererholung der Radgeschwindigkeiten auf
den voreingestellen Wert VW3 wegen der Verminde
rung der von der Straße ausgeübten Reaktionskräfte
dauert derart, daß die Periode niedrigen Bremsdruckes
verlängert und die Wirksamkeit des Bremsens gegen
über den Normalbetrieb vermindert wird.
Die Erfindung sieht daher ein Verfahren vor, bei dem
einfach und verläßlich erfaßt wird, ob sich das Fahrzeug
in einem Fahrzustand mit scharfer Richtungsänderung
befindet oder nicht. Gemäß dem Regelverfahren nach
der Erfindung wird beim Erfassen eines Fahrzustandes
mit scharfer Richtungsänderung mittels der ECU 6 die
Referenz-Radgeschwindigkeit, bei welchem der hydrau
lische Druck vermindert und dann wieder erhöht wird,
von einem normalen Wert auf eine andere Referenz-
Radgeschwindigkeit für Fahren bei scharfer Richtungs
änderung umgeschaltet, wodurch eine wirksame Brem
sung ausgeführt werden kann.
Mit anderen Worten wird im Falle einer scharfen
Richtungsänderung deshalb, weil die geometrischen Or
te der Bahnen der rechten und linken Vorderräder und
der rechten und linken Hinterräder gemäß Fig. 3 von
einander unterschiedlich sind, die Differenz der Radge
schwindigkeit zwischen den kurveninneren und kurven
äußeren Rädern erhöht. Daher werden gemäß Fig. 5 die
Radgeschwindigkeiten der vier Räder gemessen, und
die ECU berechnet Differenzen der Radgeschwindig
keiten zwischen den diagonal gegenüberliegenden Rä
dern, d. h. zwischen dem linken Vorderrad und dem
rechten Hinterrad sowie zwischen dem rechten Vorder
rad und dem linken Hinterrad. Wenn die Differenzen
der Radgeschwindigkeiten, welche zu den beiden
Bremskreisen A und B gehören, größer als ein Schwell
wert werden, bevor die Bremsen angelegt sind, wird
entschieden, daß das Fahrzeug sich in einem ersten Zu
stand einer scharfen Richtungsänderung befindet. Wenn
die Differenzen den Schwellwert nicht überschreiten,
wird das Antiblockierbremsregelsystem mit normaler
Antiblockierregelung betrieben.
Es sei nun angenommen, daß das Fahrzeug geradeaus
fährt und der Fahrer die Bremse anlegt. Wenn zu diesem
Zeitpunkt der Reibkoeffizient zwischen der Straße und
den rechten Rädern von dem Reibkoeffizient zwischen
den linken Rädern und der Straße stark abweicht, ten
diert die Differenz der Radgeschwindigkeiten zwischen
den linken und den rechten Rädern dazu, größer zu
werden. In diesem Fall ist es unmöglich festzustellen, ob
das Fahrzeug sich in einem Fahrzustand mit scharfer
Richtungsänderung befindet oder ob es auf einer Straße
geradeaus fährt, auf der links und rechts die Reibung
unterschiedlich ist.
Wenn daher eine scharfe Richtungsänderung nach
dem Anlegen der Bremse erfolgt, wird festgestellt, ob
oder ob nicht die Bedingung für eine vorbestimmte Zeit
dauer (z. B. 200 ms) fortbesteht, daß die Radgeschwin
digkeit einen Schwellwert überschreitet, und es wird
entschieden, daß sich das Fahrzeug in einem Fahrzu
stand mit scharfer Richtungsänderung befindet, wenn
die oben erwähnte Bedingung für eine vorbestimmte
Zeit fortdauert. Wenn die Bremse auf einer Straße mit
linksseitig und rechtsseitig unterschiedlicher Reibung
angelegt werden, wiederholen sich das Druckerhöhen
und Druckvermindern mittels der Antiblockierbremsre
gelung derart, daß die Radgeschwindigkeit entspre
chend erhöht und vermindert wird. Daher wird die Rad
geschwindigkeitsdifferenz zwischen den linken und den
rechten Rädern stark vergrößert oder verkleinert, und
eine den Schwellwert übersteigende Radgeschwindig
keitsdifferenz dauert niemals für eine längere Zeit an. Es
kann folglich korrekt bestimmt werden, ob sich das
Fahrzeug bei angelegten Bremsen in einem Fahrzu
stand mit scharfer Richtungsänderung befindet.
Wenn die Bremsen vor einem Einlenken des Fahr
zeugs in Kurvenfahrt angelegt werden, kann die Brems
wirkung schon vor dem Einlenken des Fahrzeugs erzielt
werden, so daß die Fahrzeuggeschwindigkeit schon be
trächtlich vermindert ist und daher festgestellt wird, daß
das Fahrzeug sich nicht in einem Fahrzustand mit schar
fer Richtungsänderung befindet.
Wie in Fig. 6 gezeigt ist, sind die Schwellwerte als
eine Funktion dargestellt, welche mit dem Ansteigen
der Referenz-Fahrzeuggeschwindigkeit (der Quasi-Ka
rosseriegeschwindigkeit VV, welche durch Berechnung
ausgehend von der Ist-Radgeschwindigkeit in der oben
beschriebenen Weise ermittelt wurde) abnimmt. Es ist
bevorzugt, daß der Schwellwert der Radgeschwindig
keitsdifferenz 7 bis 8 km/h beträgt, wenn die Fahrzeug
geschwindigkeit niedrig ist, und 2 bis 3 km/h, wenn die
Fahrzeuggeschwindigkeit groß ist.
Wenn die ECU 6 feststellt, daß das Fahrzeug sich in
einem Zustand mit scharfer Richtungsänderung befin
det, besteht eine Möglichkeit der Blockierbremsrege
lung bei diesem Fahrzustand darin, daß nicht nur eine
vorbestimmte Referenz-Radgeschwindigkeit VT1 son
dern auch eine vorbestimmte Radgeschwindigkeit VW2
auf niedrigere Werte der Radgeschwindigkeit einge
stellt werden als in normalem Fahrzustand. Die Ge
schwindigkeit VT1 ist die Geschwindigkeit, bei welcher
das Druckreduzierventil geöffnet wird, während die Ge
schwindigkeit VW2 diejenige Geschwindigkeit ist, bei
welcher das Druckreduzierventil geschlossen wird,
während das Druckhalteventil wieder geöffnet wird, um
den hydraulischen Bremsdruck erneut ansteigen zu las
sen. Eine andere Möglichkeit zum Betätigen der Anti
blockierbremsregelung besteht darin, auf eine Betriebs
weise umzuschalten, bei welcher die Berechnung zum
Erhalten der Referenz-Fahrzeuggeschwindigkeit für die
Antiblockierbremsregelung dahingehend geändert
wird, daß die Referenz-Fahrzeuggeschwindigkeit VV
vermindert wird. Dadurch wird die Phase verminderten
Bremsdruckes abgekürzt, die Bremswirkung wird ver
stärkt und der Bremsweg wird verkürzt.
Wie oben beschrieben kann bei Anwendung des Ver
fahrens der Erfindung in dieser Ausführung der Fahrzu
stand mit scharfer Richtungsänderung des Fahrzeuges
korrekt auf einfache Weise erfaßt werden, und die Anti
blockierbremsregelung für das Kraftfahrzeug kann auf
eine für scharfe Richtungsänderung bestgeeignete Be
triebsweise umgeschaltet werden, so daß die Fahrsi
cherheit bei diesem Fahrzustand wesentlich erhöht wer
den kann.
In den Fig. 7, 8 und 9 ist eine andere Ausführung der
Erfindung dargestellt. Bei dieser Ausführung wird der
Fahrzustand mit scharfer Richtungsänderung mittels ei
nes Querbeschleunigungs-G-Sensors 8 gemäß Fig. 7 be
werkstelligt, wobei dieser Sensor eine Querbeschleuni
gung des Fahrzeuges mißt und ein Signal zur ECU 6
abgibt, wenn die Querbeschleunigung größer als ein
vorbestimmter Wert (z. B. in der Größenordnung von
0,6 g) wird. Wie im Flußdiagramm nach Fig. 8 darge
stellt ist, wird das Fahrzeug als in einem Fahrzustand mit
scharfer Richtungsänderung befindlich definiert, wenn
die Querbeschleunigung größer als der vorbestimmte
Wert ist, und die Regelung schaltet auf eine Betriebs
weise für diesen Fahrzustand gemäß Fig. 8 um. Zu die
sem Zeitpunkt wird auch erfaßt, ob oder ob nicht die aus
der Radgeschwindigkeit errechnete Fahrzeuggeschwin
digkeit VV (siehe Fig. 2) den vorbestimmten Wert (der
z. B. in der Größenordnung von 30 km/h liegt) über
schreitet. Mit anderen Worten ermittelt die ECU 6, daß
die Querbeschleunigung den vorbestimmten Wert über
schreitet und daß ferner die Fahrzeuggeschwindigkeit
größer als die vorbestimmte Geschwindigkeit ist.
Der Querbeschleunigungs-G-Sensor 8 ist wie in
Fig. 9 gezeigt aufgebaut. Ein kugelförmiger, bewegli
cher Kontakt 82 einer Masse M ist lose in einem Gehäu
se 81 untergebracht, das am Kraftfahrzeug so ange
bracht ist, daß der bewegliche Kontakt 82 quer zur
Längsausrichtung des Fahrzeuges beweglich ist. Eine
vorgespannte Schraubenfeder 83 drückt den bewegli
chen Kontakt 82 in eine Richtung (nach links in Fig. 9),
so daß der Kontakt 82 normalerweise unter der Kraft
der Feder 83 in Anlage an einem stationären elektri
schen Kontakt 84 gehalten ist, welcher im Gehäuse 81
befestigt ist. Zwei Sensoren dieser Bauart sind fest an
beiden Seiten des Fahrzeuges symmetrisch zueinander
bezüglich der Fahrzeugmittelachse angeordnet.
Die den beweglichen Kontakt 82 über die Feder 83
nach links beaufschlagende Kraft ist mit F und die an
fängliche Vorspannkraft mit Fo bezeichnet. Wenn eine
auf das Fahrzeug nach rechts wirkende Querbeschleuni
gung -dv/dt erzeugt wird und die Kraft -dv/dt.M,
welche den beweglichen Kontakt 82 aufgrund der oben
erwähnten Querbeschleunigung nach rechts beauf
schlagt, kleiner als die Vorspannkraft Fo der Feder 83 ist
(d. h., -dv/dt.M + Fo < 0), verbleibt der bewegliche
Kontakt 82 in Anlage an dem stationären Kontakt 84.
Der Sensor 8 bleibt also im Einschall-Zustand.
Wenn jedoch -dv/dt.M größer als die Vorspann
kraft Fo (-dv/dt.M + Fo < 0) wird, drückt der beweg
liche Kontakt 82 die Feder 83 zusammen und bewegt
sich bis zum Erreichen eines Gleichgewichtszustands
unter der Kraft F nach rechts. Der bewegliche Kontakt
82 kommt dabei vom stationären Kontakt 83 frei, so daß
der Sensor 8 in den Ausschaltzustand gebracht wird und
ein Ausschaltsignal erzeugt, aufgrund dessen festgestellt
wird, daß die Querbeschleunigung größer als ein vorbe
stimmter Wert ist.
Ob gemäß Fig. 8 die Fahrzeuggeschwindigkeit einen
vorbestimmten Wert erreicht hat oder nicht, wird ab
hängig von Fahrzeuggeschwindigkeitsdaten ermittelt,
die von dem normalerweise im Fahrzeug vorhandenen
Fahrgeschwindigkeitsmesser abgeleitet werden. Da je
doch wie oben beschrieben die ECU 6 stets die Refe
renz-Fahrzeuggeschwindigkeit VV aus dem vom Ge
schwindigkeitssensor 7 abgegebenen Radgeschwindig
keitssignal berechnet, ist es einfach, diese Referenz-
Fahrzeuggeschwindigkeit VV dazu zu benutzen, ob oder
ob nicht die Fahrzeuggeschwindigkeit einen vorbe
stimmten Wert überschreitet.
Wenn die ECU 6 in der oben beschriebenen Weise
festgestellt hat, ob sich das Fahrzeug in einem Zustand
mit scharfer Richtungsänderung befindet, wird die Anti
blockierbremsregelung auf eine Betriebsweise für die
sen besonderen Fahrzustand umgeschaltet. Mit anderen
Worten werden die voreingestellte oder Soll-Fahrzeug
geschwindigkeit und die voreingestellte Radgeschwin
digkeit niedriger gewählt als bei normalem Fahrzu
stand. Zu diesem Zeitpunkt werden das Druckhalteven
til 11 geöffnet und das Druckreduzierventil 12 geschlos
sen, so daß der hydraulische Druck wieder erhöht wird.
Alternativ wird das Berechnungsverfahren zum Erhal
ten der Referenz-Fahrzeuggeschwindigkeit so abgeän
dert, daß die Fahrzeuggeschwindigkeit VV, welche als
Referenzgeschwindigkeit für die Antiblockierbremsre
gelung beim Fahrzustand mit scharfer Richtungsände
rung verwendet ist, vermindert wird. Daher wird die
Zeit, während welcher der hydraulische Bremsdruck
vermindert ist, abgekürzt, die Bremse wird wirkungsvoll
betätigt, und der Bremsweg, den das Fahrzeug nach
Betätigen der Bremse zurücklegt, wird verkürzt.
Selbstverständlich kann auch ein konventioneller
G-Sensor anderer Bauart als in Fig. 9 gezeigt eingesetzt
werden.
Fig. 12 zeigt im einzelnen ein Beispiel für die ECU 6.
Das vom Radgeschwindigkeitssensor 7 abgegebene
Radgeschwindigkeitssignal wird in eine Radgeschwin
digkeits-Bestimmungschaltung 15 gespeist. Die Schal
tung 15 gibt ihren Ausgang zu einer Verzögerungs-Ein
stellschaltung 16 ab, in welcher die Radgeschwindigkeit
mit einer Referenz-Verzögerungsrate-Tabelle 17 vergli
chen und die Verzögerungsrate eingestellt werden. Ein
G-Sensor 18, welcher die Beschleunigung in Längsrich
tung des Fahrzeuges mißt, liefert sein Ausgangssignal zu
der Verzögerungs-Einstellschaltung 16. Der Ausgang
der Verzögerungs-Einstellschaltung 16 wird in eine
Bremsdruck-Vergleichsschaltung 19 eingegeben. Der
Querbeschleunigungs-G-Sensor 8 ist an eine Bestim
mungsschaltung 20 zum Bestimmen scharfer Richtungs
änderung angeschlossen. Wenn festgestellt wird, daß ein
Zustand mit scharfer Richtungsänderung vorliegt, gibt
die Bestimmungsschaltung 20 ein Signal zur Brems
druck-Vergleichsschaltung 19 ab, wodurch die Betriebs
weise für normalen Fahrzustand auf eine Betriebsweise
für Fahrzustand mit scharfer Richtungsänderung umge
schaltet wird. Das Eingangssignal der Vergleichsschal
tung 19 aus der Verzögerungs-Einstellschaltung 16 wird
mit einer Referenz-Bremsdruck-Tabelle 21 verglichen,
und das resultierende Signal wird in die Bremsdruck-
Steuerschaltung 6c eingegeben. Daraufhin steuert die
Schaltung 6c den hydraulischen Druck über die Betäti
ger 22 und 23.
Die Fig. 10 und 11 zeigen eine andere Ausführung der
Erfindung, bei der ein Sensor 9 zum Erfassen des Ein
schlagwinkels des Lenkrades 10 verwendet wird und
Lenkeinschlag-Winkelsignale vom Sensor 9 zur ECU 6
gemäß Fig. 10 abgegeben werden.
Wenn gemessen wird, daß die Fahrzeuggeschwindig
keit VV eine vorbestimmte Größe (z. B. 30 km/h) über
schreitet, wenn ferner der vom Sensor 9 erfaßte Lenk
einschlagwinkel einen vorbestimmten Wert überschrei
tet (z. B. in der Größenordnung von 90°) und wenn
schließlich der Reibkoeffizient zwischen den Rädern
und der Straßenoberfläche, der wie im folgenden be
schrieben erfaßt wird, einen vorbestimmten Wert (z. B.
in der Größenordnung von 0,6) überschreitet, bestimmt
die ECU 6 gemäß Fig. 11, daß das Fahrzeug sich in
einem Zustand mit scharfer Richtungsänderung befin
det, und die Betriebsweise wird von Normalzustand in
eine Betriebsweise für scharfe Richtungsänderung um
geschaltet, so daß die Antiblockierbremsregelung in die
ser Betriebsweise durchgeführt wird.
Die Feststellung des Betriebszustandes mit scharfer
Richtungsänderung wird allein ausgehend von einer aus
der Fahrzeuggeschwindigkeit und dem Lenkeinschlag
winkel errechneten Querbeschleunigung getroffen, der
art, daß das Fahrzeug als in einem Fahrzustand mit
scharfer Richtungsänderung befindlich beurteilt wird,
wenn die errechnete Querbeschleunigung einen vorbe
stimmten Wert überschreitet. Wenn jedoch das Fahr
zeug auf der Straße mit niedrigem Reibungskoeffizien
ten fährt und ein großer Lenkeinschlag gemacht wird,
rutschen die Räder in einem solchen Ausmaß, daß der
Kurvenradius, der dem eingestellten Lenkeinschlag ent
spricht, nicht beibehalten werden kann und daher die
tatsächlich herrschende Querbeschleunigung beträcht
lich kleiner als die wie oben beschrieben geschätzte
Querbeschleunigung wird, so daß das Fahrzeug sich
nicht in einem Zustand mit scharfer Richtungsänderung
befindet, bei welcher die Radgeschwindigkeitsdifferenz
zwischen den kurveninneren und kurvenäußeren Rä
dern größer und die auf die kurveninneren Räder wir
kenden Reaktionskräfte der Straße beträchtlich kleiner
werden. Demgemäß wird wie oben beschrieben dann,
wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit und der Lenkein
schlag beide vorbestimmte Werte überschreiten und zu
sätzlich die Straße, auf welcher das Fahrzeug fährt, ei
nen hohen Reibkoeffizienten aufweist, der höher als ein
vorbestimmter Wert ist, das Fahrzeug als in einem Fahr
zustand mit scharfer Richtungsänderung befindlich in
dieser Ausführung beurteilt.
Wie oben beschrieben berechnet die ECU 6 stets eine
Referenzfahrzeuggeschwindigkeit VV abhängig von ei
nem Radgeschwindigkeitssignal des Radgeschwindig
keitssensors 7, so daß leicht erfaßt werden kann, ob oder
ob nicht die Fahrzeuggeschwindigkeit größer als ein
vorbestimmter Wert ist.
Der Reibkoeffizient zwischen Rad und Straße kann
leicht durch folgende Rechnung ermittelt werden. Wie
oben beschrieben berechnet die ECU 6 stets eine Refe
renz-Fahrzeuggeschwindigkeit VV ausgehend von dem
größten Radgeschwindigkeitssignal, das von einem der
verschiedenen Radgeschwindigkeitssensoren 7 abgege
ben wird. Wenn nun die Bremsen angelegt sind, wirken
die von der Straßenoberfläche übertragenen Reaktions
kräfte im Sinne eines Weiterdrehens der Räder gegen
die Bremskraft, so daß die Abnahme der Radgeschwin
digkeit bei angelegten Bremsen um so größer wird, je
kleiner der Reibkoeffizient zwischen Straßenoberfläche
und Rad ist, und folglich der Abfall der durch die Be
rechnung ermittelten Referenz-Fahrzeuggeschwindig
keit VV entsprechend größer wird. Daher ermöglicht die
Berechnung der Abnahmerate der Fahrzeuggeschwin
digkeit VV je Zeiteinheit beim Bremsen die Bestim
mung, ob oder ob nicht der Reibkoeffizient zwischen
Rad und Straße einen vorbestimmten Wert überschrei
tet, ohne daß hierzu gesonderte Sensoren oder dgl. er
forderlich sind.
Wenn die ECU 6 ermittelt hat, daß das Fahrzeug sich
in einem Fahrzustand mit scharfer Richtungsänderung
wie oben beschrieben befindet, wird die Antiblockier
bremsregelung aus dem normalen Betriebszustand auf
einen Betriebszustand für gebremstes Fahren bei schar
fer Richtungsänderung umgeschaltet.
Claims (7)
1. Verfahren zum Regeln des Bremsdruckes in einer blockiergeschützten Kraftfahrzeug-
Bremsanlage, bei dem folgende Verfahrensschritte durchgeführt werden:
- A) Erfassen der aktuellen Radgeschwindigkeit (Vw) eines jeden Rades (4, 4) mittels eines Radgeschwindigkeitssensors (7);
- B) Ermitteln einer Fahrzeugreferenzgeschwindigkeit (Vv) auf der Grundlage der Radgeschwindigkeit;
- C) Bestimmen eines Referenzwertes (VTI) für die Radgeschwindigkeit, der abhängig von der Fahrzeugreferenzgeschwindigkeit (Vv) und kleiner als diese ist;
- D) Ermitteln, daß das Rad (4) blockiert, wenn die aktuelle Radgeschwindigkeit (Vw) unterhalb des Referenzwertes (VTI) fällt;
- E) Vermindern des auf das Rad (4) aufgebrachten Bremsdruckes, um ein Wiederan laufen des Rades zu ermöglichen;
- F) Wiedererhöhen des hydraulischen Bremsdruckes, wenn die aktuelle Radge schwindigkeit (Vw) den Referenzwert (VTI) wieder überschreitet;
- G) Wiederholen der Regelspiele abhängig von dem dynamischen Verhalten des Ra des;
- A) Setzen eines Schwellenwertes, welcher mit zunehmender Fahrzeuggeschwindig keit abnimmt;
- B) Feststellen eines Fahrzustandes mit scharfer Richtungsänderung("J-turn"), wenn die Differenz zwischen den aktuellen Radgeschwindigkeiten (Vw) eines Radpaa res aus einem rechten Vorderrad und einem linken Hinterrad und eines Radpaa res aus einem linken Vorderrad und einem rechten Hinterrad den Schwellenwert überschreitet und
- C) Umschalten des Antiblockiersystems auf Sonderbetrieb, wenn die den Fahrzustand charakterisierenden Signale eine vorgegebene Zeit andauern.
2. Verfahren mit den Merkmalen des Oberbegriffs
des Anspruchs 1, gekennzeichnet durch
- A) Erfassen einer errechneten oder gemesse nen Querbeschleunigung;
- B) Feststellen eines Fahrzustandes mit schar fer Richtungsänderung ("J-turn"), wenn die Querbeschleunigung größer als ein vorbe stimmter Wert ist und die Fahrzeugreferenz geschwindigkeit (VV) einen vorbestimmten Wert überschreitet und
- C) Umschalten des Antiblockiersystems auf einen Sonderbetrieb, wenn die den Fahrzu stand charakterisierenden Signale vorliegen.
3. Verfahren mit den Merkmalen des Oberbegriffs
des Anspruchs 1, gekennzeichnet durch
- A) Erfassen des Lenkeinschlagwinkels der Vorderräder;
- B) Berechnen und Erfassen des Reibkoeffi zienten zwischen den Rädern und der Straße;
- C) Feststellen eines Fahrzustandes mit schar fer Richtungsänderung ("J-turn"), wenn die Fahrzeugreferenzgeschwindigkeit (VV), der Lenkwinkel und der Reibungskoeffizient vor bestimmte Werte überschreiten;
- D) Umschalten des Antiblockiersystems auf ei nen Sonderbetrieb, wenn die den Fahrzustand charakterisierendem Signale vorliegen.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß die Fahrzeugrefe
renzgeschwindigkeit VV oder der Referenzwert VTI
zum Bestimmen des Blockierzustandes des Rades
bei einem Fahrzustand mit scharfer Richtungsän
derung auf einen niedrigeren Wert als im Normalzustand
herabgesetzt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekenn
zeichnet, daß ein Querbeschleunigungssensor (8)
zum Erfassen der Querbeschleunigung eingesetzt
wird.
6. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Lenkwinkelsensor (9) zum Erfas
sen des Lenkwinkels der Vorderräder eingesetzt
wird und daß ein Rechner zum Berechnen der
Querbeschleunigung aus dem Lenkwinkel und der
Fahrezeugreferenzgeschwindigkeit (VV) vorgese
hen ist.
7. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekenn
zeichnet, daß zur Erfassung des Reibkoeffizienten
diejenige Abnahmerate der Fahrzeugreferenzge
schwindigkeit (VV) beim Bremsen berechnet wird,
welche dem jeweiligen Reibkoeffizienten ent
spricht.
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