EP1562809A1 - Verfahren und einrichtung zum stabilisieren eines gespanns - Google Patents

Verfahren und einrichtung zum stabilisieren eines gespanns

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Publication number
EP1562809A1
EP1562809A1 EP03778345A EP03778345A EP1562809A1 EP 1562809 A1 EP1562809 A1 EP 1562809A1 EP 03778345 A EP03778345 A EP 03778345A EP 03778345 A EP03778345 A EP 03778345A EP 1562809 A1 EP1562809 A1 EP 1562809A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
pressure
brake
vehicle
wheel
deceleration
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP03778345A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Dirk Waldbauer
Jürgen KRÖBER
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Continental Teves AG and Co OHG
Original Assignee
Continental Teves AG and Co OHG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Continental Teves AG and Co OHG filed Critical Continental Teves AG and Co OHG
Publication of EP1562809A1 publication Critical patent/EP1562809A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • B60—VEHICLES IN GENERAL
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    • B60D1/00—Traction couplings; Hitches; Draw-gear; Towing devices
    • B60D1/24—Traction couplings; Hitches; Draw-gear; Towing devices characterised by arrangements for particular functions
    • B60D1/30—Traction couplings; Hitches; Draw-gear; Towing devices characterised by arrangements for particular functions for sway control, e.g. stabilising or anti-fishtail devices; Sway alarm means
    • B60D1/32—Traction couplings; Hitches; Draw-gear; Towing devices characterised by arrangements for particular functions for sway control, e.g. stabilising or anti-fishtail devices; Sway alarm means involving damping devices
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    • B60T—VEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
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    • B60T7/12—Brake-action initiating means for automatic initiation; for initiation not subject to will of driver or passenger
    • B60T7/20—Brake-action initiating means for automatic initiation; for initiation not subject to will of driver or passenger specially for trailers, e.g. in case of uncoupling of or overrunning by trailer
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    • B60T8/00—Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force
    • B60T8/17—Using electrical or electronic regulation means to control braking
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    • B60T8/1708—Braking or traction control means specially adapted for particular types of vehicles for lorries or tractor-trailer combinations
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    • B60T8/1755—Brake regulation specially adapted to control the stability of the vehicle, e.g. taking into account yaw rate or transverse acceleration in a curve
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    • B60T8/241—Lateral vehicle inclination
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    • B60T8/241—Lateral vehicle inclination
    • B60T8/243—Lateral vehicle inclination for roll-over protection
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B60T8/00—Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force
    • B60T8/24—Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force responsive to vehicle inclination or change of direction, e.g. negotiating bends
    • B60T8/248—Trailer sway, e.g. for preventing jackknifing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B60T2230/00—Monitoring, detecting special vehicle behaviour; Counteracting thereof
    • B60T2230/06—Tractor-trailer swaying

Definitions

  • the invention relates to a method and a device for stabilizing a team, with a towing vehicle and a trailer moved by the towing vehicle, in which the towing vehicle is monitored with regard to roll movements and when the actual or expected unstable driving behavior of the towing vehicle or team is taken, measures are taken to stabilize the vehicle become.
  • the method aims to identify and correct the instabilities in vehicle combinations (motor vehicles with trailers), especially combinations of cars and any trailers, in particular caravans, before driving conditions occur that can no longer be mastered by the driver.
  • vehicle combinations motor vehicles with trailers
  • These unstable conditions are the known lurching and pulling of the towing vehicle and trailer in phase opposition as well as impending rollover conditions when the lateral acceleration is too high in the event of evasive maneuvers, changing lanes, cross winds, lane disturbances or hasty steering requests by the driver.
  • the vibrations can subside, remain constant or intensify (undamped vibration). If the vibrations remain constant, the team has reached the critical speed. A team is unstable above this speed threshold, and stable below it, ie any vibrations fade away.
  • the level of this critical speed is depending on the geometry data, the tire stiffness, the weight and the weight distribution of the towing vehicle and the trailer. In addition, the critical speed is lower when the vehicle is braked than when driving at constant speed. In the case of accelerated driving, it is again higher than with constant driving.
  • DE 197 42 702 C2 discloses a device for damping rolling movements for at least one trailer segment towed by a towing vehicle, in which the angular velocity of the trailer segment around the instantaneous pole or the articulation angle around the instantaneous pole is detected and differentiated, and for regulating the wheel brakes of the trailer is pulled up. Accelerometers in different positions serve as sensors for the angular velocity.
  • DE 199 64 048 AI also provides a lateral acceleration sensor, by means of which the roll movement is determined. After evaluating the signal, a periodic yaw moment should be impressed on the vehicle.
  • DE 100 34 222 AI determines a point in time for the correct braking intervention, which is formed as a function of the frequency variable and the phase variable of the roll movement.
  • the stabilization strategy of all design variants can be roughly summarized: • Detection of lurching by evaluating sensor information, the sensors being arranged in the towing vehicle or trailer.
  • the vehicle is braked by reducing the engine torque and building up pressure in the wheel brakes of the towing vehicle.
  • a moment is applied around the vertical axis of the towing vehicle, which counteracts the force transmitted from the trailer to the towing vehicle and thus dampens the vibration.
  • the latter can alternatively be implemented by one-sided brake interventions on at least one axle or by interventions in a superimposed steering.
  • a problem with the braking of the vehicle is that the critical speed of the team is reduced by the braking, which further excites the vibration of the team as long as the team is in the critical speed range.
  • the braking of the team reduces the speed so that it leaves the critical speed range after a period of time.
  • the decisive factor for the success of the intervention is that the critical speed range, which is still lowered by the intervention, is left again quickly enough so that the vibration is not too intensified but damped quickly.
  • the problem described therefore requires a high delay to be applied as quickly as possible.
  • the argument against such a high deceleration is that it unsettles the driver and can be regarded as uncomfortable.
  • rear traffic can be endangered at high speeds.
  • an excessively high pressure requirement can create slip on the wheels.
  • the the associated reduction in cornering force can lead to an additional destabilization of the team.
  • the invention is therefore based on the object of providing a method and a device which dose the requested deceleration and the wheel-individually requested brake pressures in such a way that the damping of the combination vibration is optimally adapted to the driving situation.
  • the method advantageously fulfills the following conditions:
  • the combination is delayed sufficiently so that the amplitude of the vibration cannot increase sharply and the vibration is damped quickly.
  • the set deceleration is dosed appropriately to the strength of the vibration determined so that the driver subjectively perceives the intervention as appropriate or comfortable and does not give him the feeling of incorrect intervention. In addition, a risk to the rear traffic and a risk to the rear traffic will be minimized.
  • the set wheel pressures are dosed so that the requested deceleration is achieved and maintained as quickly as possible without reducing the cornering forces of the wheels.
  • a constant delay ensures that the vibration is not additionally excited.
  • the build-up of brake pressure fulfills the condition that safe and comfortable braking by the driver is possible at all times.
  • the method for stabilizing the combination with the brake pressure build-up enables the function to be implemented in today's ESP driving stability regulations without additional hardware expenditure (actuators, sensors).
  • the method prevents the intervention from being negatively impacted by the termination of the delay intervention with a low effective delay (additional destabilization of the team).
  • the ESP function lamp is activated, even if only for a short time, and a delay pulse is initiated by the short delay intervention.
  • the driver is on the indicated unstable condition and. encouraged to take countermeasures.
  • the advantage of the method is that a lurching trailer can always be braked regardless of the type of trailer, the loading condition of the vehicle and the trailer, the wind conditions and the steepness of the road so that the vibration is sufficiently damped without the driver or unnecessarily endanger or burden rear traffic.
  • Another advantage of the method is that the requested delay can be selected depending on how critical the lurching of the team is. Depending on the situation, this can minimize the risk to the driver and traffic.
  • Another advantage of the method is that the observation of the wheel locking tendencies and a corresponding reduction in the pressure requirements do not result in a reduction in the cornering forces, and thus the stability and steerability are not reduced or retained.
  • the method advantageously allows the driver to brake at any time beyond the deceleration requested.
  • Another advantage of the method is that it can be implemented in any common ESP system through the exclusive use of software.
  • the critical and uncritical driving conditions are advantageously determined and evaluated such that the Variables influencing the driving dynamics of the towing vehicle, which reflect the amplitudes and / or the frequencies of at least one transverse variable and / or the vehicle speed, are determined, and the roll movements are evaluated on the basis of the amplitudes.
  • the driving dynamics are advantageously mapped via variables of an ESP driving stability control such that the transverse variable from the measured yaw rate and / or the lateral acceleration and / or the difference between the measured.
  • Yaw rate and the reference or model yaw rate is determined.
  • Wobbling teams, in particular car-trailer teams, are advantageously reliably identified through the observation and analysis of this difference value.
  • a difference value ⁇ ier is generated from the measured yaw rate and the model-based reference yaw rate, which represents the deviation of the vehicle from the path predetermined by the steering wheel position. Since this difference value only represents the deviation from the desired path, the monitoring of the difference value means that vibrations are assessed independently of a curved path traversed by, for example, a steering lock.
  • the difference value is preferably filtered in a low-pass filter in order to cut off signal peaks which are triggered by the friction value determination.
  • the control deviation between the actual and model yaw rate is additionally weighted by a factor that is calculated depending on the model yaw rate. The faster the model yaw rate change, the smaller the factor, which is, however, always> 0.
  • the factor is multiplied by the difference value or difference value signal, so that a rapid change in the model yaw rate results in a small difference value, so the detection only with extreme vibrations allowed, otherwise it is avoided. This takes into account that the vehicle can no longer follow the vehicle model during fast (dynamic) steering movements, so that the difference between the model yaw rate and the measured yaw rate shows a signal curve that would lead to error detections. This prevents incorrect adjustments.
  • the method and the device advantageously require only one sensor system which is present in an ESP driving stability control.
  • the temporal course of the roll movements can be taken into account, so that changes in the roll movements over specified periods of time are evaluated and the determined tendencies, which reflect the course towards an uncritical or critical driving behavior, when evaluating and / or decelerating the towing vehicle be taken into account.
  • the combination is advantageously stabilized with the steps: determining a deceleration variable as a function of a predetermined deceleration of the towing vehicle, comparing the deceleration quantity with a model-based deceleration request and decelerating the towing vehicle in accordance with the comparison result.
  • the deceleration variable is based on the rotational behavior of the wheels when the predetermined braking pressure or the longitudinal acceleration are applied is determined and the deceleration request (target deceleration) is carried out as a function of the amplitude of the roll movement and / or the tendency of the roll movement.
  • the deceleration of the towing vehicle is terminated according to criteria that are continuous or. enable graded or immediate transition to an undelayed journey.
  • the turning behavior of the individual vehicle wheels is recorded and evaluated with regard to their slipping or blocking behavior, and that the pressure requirements are reduced or switched off when a slipping or blocking behavior of a wheel on a vehicle axle is detected and the pressure requirements are only reactivated when the tendency to slip or lock is no longer determined.
  • the size of the brake pressure, which is applied to the wheel brakes when the blocking behavior of at least one wheel is determined is stored in a memory when the pressure request is switched off. This is done when the end of the tendency to lock into the wheel brakes is recognized controlled a brake pressure that corresponds to the stored size of the brake pressure or a size that is reduced by a factor k red .
  • the brake pressure applied when the tendency to lock is recognized is continuously increased to a brake pressure which leads to the determined deceleration variable of the towing vehicle.
  • the method observes the delay of the team during a delay intervention. If this delay has not reached a certain threshold (approx. 0.25g-0.3g) after a certain time interval, the delay intervention is terminated.
  • the deceleration is then advantageously ended immediately if, based on the rotational behavior of the wheels or the longitudinal acceleration of the vehicle, a deceleration value of the towing vehicle with the trailer is determined below a threshold value.
  • the determination of the delay value is started with a time delay after the delay intervention and is observed and determined over a predetermined time interval.
  • the vehicle reference speed determined in an ABS is stored at the beginning of the time interval, the vehicle reference speed stored at the beginning is compared with the vehicle reference speed determined at the end and the deceleration of the vehicle is determined from the difference between the reference speeds and the time period.
  • a condition-dependent control of the brake light is advantageously provided so that the following traffic is informed of the delay intervention on the team when it is braked with delays dangerous for the following traffic. This minimizes the risk of rear-end collisions.
  • an optical signal system preferably a brake light, is activated according to predetermined criteria during the deceleration intervention, regardless of an actuation of a brake pedal.
  • the signal system is activated as a function of a delay threshold in which a hysteresis is integrated in order to prevent the signal system from being switched on and off repeatedly if the delay request would exceed or fall below the clamp several times within a predetermined period.
  • the signal system is activated as a function of a minimum brake pressure that has to be controlled in a wheel.
  • the pressure modulation of the brake pressures takes place with an electric pressure medium pump in a double-circuit brake pressure transmission device, with the steps of adjusting a brake pressure in one and / or another wheel brake circuit of the one brake pressure transmission circuit, maintaining the brake pressure in one and / or another wheel brake circuit of the one brake pressure transmission circuit and reducing the brake pressure in one and / or another wheel brake circuit of the one brake pressure transmission circuit, a division of the wheel brake circuits of the one brake pressure transmission circuit into a leading and a following wheel brake circuit with different brake pressure requirements is provided, the leading wheel brake circuit is defined as a wheel brake circuit with a higher brake pressure requirement and the steps control, hold and reducing the brake pressure of the following wheel brake circuit can be controlled or regulated via the leading wheel brake circuit.
  • Fig. 1 a vehicle with ESP control system
  • Fig. 2 shows a hydraulic circuit diagram of a brake system according to the invention
  • Fig. 3 is a simplified flow diagram of the
  • a vehicle with ESP control system, brake system, sensors and communication options is shown schematically.
  • the four wheels are labeled 15, 16, 20, 21.
  • a wheel sensor 22 to 25 is provided on each of the wheels 15, 16, 20, 21.
  • the signals are fed to an electronic control unit 28 which determines the vehicle speed v from the wheel speeds on the basis of predetermined criteria.
  • a yaw rate sensor 26, a lateral acceleration sensor 27 and a steering wheel angle sensor 29 are connected to the component 28.
  • Each wheel also has an individually controllable wheel brake 30 to 33. These brakes are operated hydraulically and receive pressurized hydraulic fluid via hydraulic lines 34 to 37.
  • the brake pressure is set via a valve block 38, the valve block being controlled independently by driver electrical signals which are generated in the electronic control unit 28.
  • the driver can control brake pressure into the hydraulic lines via a master cylinder 1 actuated by a brake pedal 3.
  • At least one pressure sensor P is provided in the master cylinder or the hydraulic lines, by means of which the driver's braking request can be detected.
  • the electronic control unit is connected to the engine control unit via an interface (CAN)
  • the equipment elements via the ESP control system 28 with brake system, sensors and communication options
  • Pressure sensor brake pressure in the master cylinder p main
  • lateral acceleration sensor lateral acceleration signal is a , bank angle c.
  • the method according to the invention uses the ESP sensor system to determine a measure of the strength of the combination vibration.
  • Signals to be considered are the amplitudes of at least one transverse variable (yaw rate and / or lateral acceleration and / or model yaw rate) and / or the frequencies of at least one transverse variable (yaw rate and / or lateral acceleration and / or model yaw rate) and / or the vehicle speed. From these variables, a state detection is used to determine how critical the driving state is. In this case, a low delay is requested in a rather uncritical state and a high delay in a rather critical state.
  • Figure 3 shows in simplified form the logical processes when determining the combination vibrations up to the vehicle deceleration request:
  • Step 60 the difference value 61 filtered. This means that the difference value 61 passes through a low pass, so that no extreme peaks occur.
  • Step 62 includes the search for half-cells in the input signal, which are analyzed on the basis of two zero crossings, a maximum, a minimum amplitude and a defined initial slope.
  • the diamond 63 queries whether the half-wave has been recognized. If this is not the case, the system switches back to step 62 and the search for half-waves is continued. If the half-wave was recognized on the basis of the above criteria, its validity is checked in diamond 64. The following criteria are queried:
  • the hysteresis band must be exited after a certain time
  • the lateral acceleration must not be greater than a certain value the lateral acceleration must be at the time of
  • the lateral acceleration must have a half wave of approximately the same duration.
  • the model yaw rate must have the same sign at the time of the maximum of the half wave.
  • the model yaw rate must be a certain amount lower than the vehicle yaw rate
  • the half-wave counter in step 65 is incremented. If there is a clear decrease in amplitude (current amplitude only X% of the previous amplitude), the counter is not incremented but retains its value, which can lead to a later entry into the control. If the criteria are not all met, the half-wave counter is reset to zero in step 68. It is determined in diamond 66 whether N half waves are recognized. This triggers a deceleration control of the vehicle in step 67.
  • a particularly advantageous embodiment of the method provides for a temporal consideration of the vibration in addition to the actual state. For example, a higher deceleration is to be requested for a currently non-critical but tend to become stronger oscillation, and a lower deceleration or possibly no longer has to be requested compared to a currently critical but decaying oscillation.
  • an early reduction in deceleration has the advantage that the end speed of the team is not too low, which would otherwise endanger the team and the rear traffic, especially on motorways.
  • Another particularly advantageous embodiment of the method provides for a signal to be considered for determining the brake pressures, which signal represents the actual deceleration of the combination. Such a deceleration signal can easily be calculated from the ABS wheel sensor information.
  • the delay request can be precisely regulated by such a signal. It is particularly advantageous that external forces and influences (e.g. headwind, loading condition of the trailer, type of trailer) and inclined roadways (downhill / uphill) are compensated for by the feedback of the actual deceleration and the desired deceleration is always set.
  • external forces and influences e.g. headwind, loading condition of the trailer, type of trailer
  • inclined roadways downhill / uphill
  • Another particularly advantageous embodiment of the method provides for the delay request not to be abruptly removed at the end of the regulation, but in a stepped manner. This achieves a gentle reduction in the trailer deceleration, which increases comfort and reduces the risk of driver insecurity.
  • Another particularly advantageous embodiment of the method provides for observing the slippage and deceleration of the wheels and, at the first sign of a tendency of a wheel to lock on an axle, to reduce or switch off the pressure requirements on the axle and only to increase or open again when the tendency to lock no longer exists. This ensures that there is no reduction in cornering forces, that is, the vehicle is not destabilized and remains steerable. It is particularly advantageous that the pressure requirement is always reduced on both wheels of one axle, by none build up additional yaw moments that could destabilize the vehicle.
  • a further, particularly advantageous embodiment of the method provides for the current wheel pressure to be stored on the corresponding wheel when a tendency to lock is detected. If the wheel no longer shows a tendency to lock, the reactivated pressure request is limited to the memorized pressure or to the memorized pressure reduced by a certain value in order to prevent a further tendency of the wheel to lock. In order not to slow down the vehicle when the coefficient of friction changes, the learned locking pressure level is advantageously slowly increased again. As a result, a homogeneous deceleration is achieved overall without running the risk of not using this coefficient of friction when the coefficient of friction changes.
  • Delay intervention reach the blocking pressure level, the possible delay potential cannot be determined. This procedure therefore ends an unhelpful delay intervention, and the intervention is terminated. However, the intervention must be stopped early enough to prevent additional destabilization of the team.
  • the method observes the delay of the team during a delay intervention. Does this delay have a certain threshold after a certain time interval (approx. 0.25g-0.3g) cannot be reached, the delay intervention is terminated.
  • the delay can be determined either by the
  • Wheel speed signals can be determined particularly advantageously with a longitudinal acceleration sensor.
  • Observation window should only begin a certain time interval after the start of control (approx. 300 ms). In order to obtain the most accurate delay measurement possible, the signal is filtered over a further 700 ms. After 1000 ms, the decision is then made as to whether the desired delay can be achieved. To do this, the delay must exceed a certain threshold. If this is not the case, the intervention is ended.
  • a particularly advantageous embodiment of the invention uses a slip monitoring of the wheels to decide whether the coefficient of friction allows the requested deceleration. The intervention is only ended if a wheel has exceeded the blocking pressure limit within the first 1000ms.
  • Another particularly advantageous embodiment of the invention is to use the reference speed signal formed from the wheel signals when using the wheel signals to determine the deceleration.
  • This signal determined for ABS represents the vehicle speed. After the first 300 ms, the vehicle speed is saved. After the further 700 ms, the difference between the stored speed and the current speed and the Time difference of 700ms a fairly precise vehicle deceleration can be determined.
  • a further embodiment of the method provides for warning the rear traffic of the anticipated high deceleration of the team during a delay intervention after a rolling movement of a car-trailer team has been detected.
  • the brake light is activated as a warning signal as soon as the intervention becomes active.
  • the brake light is only activated when one
  • Delay threshold is exceeded in order to only warn the traffic behind when it is really necessary.
  • a hysteresis is integrated into the delay threshold in order to prevent the brake light from being switched on and off repeatedly if the delay signal moves in the vicinity of the threshold and exceeds or falls below it several times.
  • a minimum wheel pressure on at least one wheel can be required to control the brake light. This has the advantage that in the case of an incorrectly large deceleration signal but a really low deceleration, this signal is checked for plausibility with the pressure signal and unnecessary brake light activations are prevented.
  • Sensor signals or estimated pressure signals can be used as wheel pressure signals.
  • the brake pressure transmission device for vehicles shown in Figure 2 consists of the brake cylinder 1 with the brake booster 2, which is operated by a brake pedal 3.
  • the brake pressure transmission device comprises two brake circuits, of which only one brake circuit is shown.
  • a reservoir 4 is arranged on the brake cylinder 1 and contains a pressure medium volume and is connected to the working chamber of the brake cylinder 1 in the brake release position.
  • the illustrated brake pressure transmission circuit has a brake line 5 connected to a working chamber of the brake cylinder 1 with a isolating valve 6, which in its rest position forms an open passage for the brake line 5.
  • the isolation valve 6 is usually actuated electromagnetically. However, variations are also conceivable in which hydraulic actuation takes place.
  • the brake line 5 branches into two brake pressure lines 8, 9, each leading to a wheel brake 30, 31.
  • the brake pressure lines 8, 9 each contain an electromagnetically actuated inlet valve 12, 19 which is open in its rest position and can be switched into a blocking position by excitation of the actuating magnet.
  • Each inlet valve 12, 19, a check valve 13 is connected in parallel, which opens in the direction of the brake cylinder 1.
  • a so-called return circuit is connected in parallel to these wheel brake circuits 10, 11 and consists of return lines 45, 42, 43 with a return pump 46.
  • the wheel brakes 30, 31 connect via an outlet valve 14, 17 via return lines 42, 43 to the return line 45 and thus to the suction side of the return pump 46, the pressure side of which with the Brake pressure line 8 is connected at a confluence point E between the isolating valve 6 and the inlet valves 12, 19.
  • the return pump 46 is designed as a reciprocating piston pump with a pressure valve (not shown) and a suction valve.
  • a low-pressure accumulator 50 consisting of a housing 53 with a spring 54 and a piston 55, is located on the suction side of the return pump 46.
  • a preloaded check valve 44 which opens to the return pump is used.
  • the suction side of the return pump 46 is also connected to the brake cylinder 1 via an additional line 51 with a low pressure damper 18 and a switching valve 52.
  • the brake force transmission circuit has the electronic control unit 28 for calculating the brake pressure requirements in the wheel brake circuits 10, 11.
  • the wheel brake circuits 10, 11 are evaluated on the basis of the calculated deceleration requirements in each of the wheel circuits 10, 11 according to the level of the required brake pressures.
  • the wheel brake circuits 10 or 11 are divided into a leading or following wheel brake circuit in such a way that the wheel brake circuit 10, for example, with the higher deceleration requirement is determined as the leading wheel brake circuit and that with the lower deceleration requirement as the following wheel brake circuit 11.
  • control or regulating variables are generated in the control unit 28, by means of which the valves 12, 19, 6, 17, 52 and the return pump can be operated.
  • the following wheel brake circuit 10 or 11 is controlled or regulated via the leading wheel brake circuit 10 or 11, ie hydraulic pressure medium is introduced when the pressure builds up in the following wheel brake circuit with the lower deceleration request in the amount of the brake pressure request or via the leading wheel brake circuit.
  • the pressure build-up in the wheel brake circuits 10, 11 takes place with the switching valve 51 open and the isolating valve 6 closed via control signals for the isolating valve 6 which is open when de-energized and the switching valve 51 closed when de-energized.
  • the return pump 46 via the brake cylinder 1 removes the reservoir 4 or the Low-pressure accumulator 50 promotes pressure medium in the wheel brake circuits 10, 11, in which pressure medium is controlled in accordance with the calculated brake pressure requirement.
  • the pressure medium is supplied via the confluence point E from the brake pressure line 8 of the leading wheel brake circuit 10 and in the brake pressure line 9 of the following wheel brake circuit 11 via the inlet valves 12 and 19 to the wheel brakes 30 and 31. If the value calculated as a function of the amplitudes of the roll movement, the
  • Deceleration request is set in the following wheel brake circuit 11, the inlet valve 19 is closed by means of a switching pulse.
  • the pressure medium is applied by the gradually activated motor of the return pump in the leading wheel brake circuit 10 until the deceleration request is reached, after which the inlet valve 12 remains open and the switching valve 52 is closed. Isolation valve 6 remains closed. There is a constant pressure.
  • the brake pressure in the wheel brake circuits 10, 11 is preferably maintained when the inlet valve 12 is open.
  • the return pump 46 is operated in a base load state, ie with the lowest delivery rate and / energy supply and / speed, so that the pump piston is just moved by the eccentric.
  • This operation of the return pump 46 in the base load state is preferably controlled via the pulse-width-modulated control of the pump motor if no pressure medium volume is stored in the low-pressure accumulator 50.
  • an excess pressure is effectively prevented by a further delivery of the return pump from the low-pressure accumulator 50 or damper 18 while maintaining the brake pressure in the leading wheel brake circuit 10 by closing the inlet valve 12.
  • the closing of the inlet valve 12 is carried out by a time-dependent switching pulse after the closing of the switching valve 52 in driving situations in which an overshoot of the pressure above the value of the deceleration request has a significant negative impact on the wheel behavior.
  • the brake pressure can also be sensed or calculated and the inlet valve 12 can be closed as a function of the brake pressure.
  • the contents of the low pressure accumulator 50 and / or damper 18 are conveyed back into the brake cylinder 1 and the reservoir 4 via the pressure relief valve 56.
  • the pressure reduction of the leading wheel brake circuit 10 takes place by opening the separating valve 6, so that pressure medium flows through the open inlet valve 12, the separating valve 6 and the brake cylinder 1 into the reservoir 4.
  • the isolation valve 6 is closed by the control unit 28 by means of switching pulses after each pressure reduction.
  • pressure medium is conveyed back from the wheel brake 31 into the low-pressure accumulator 50 when the outlet valve 17 and the inlet valve 19 are closed.
  • the low-pressure accumulator 50 assumes a buffer function.
  • a correction of the brake pressure request of the following wheel brake circuit 11 to a brake pressure increase is carried out via the opening of the inlet valve 19 from the leading wheel brake circuit, the deceleration request depending on predetermined control thresholds is also corrected or the reduced brake pressure is tolerated.
  • ETR control switching valve (EUV) - isolating valve control
  • braking can be carried out in at least two wheels at any time, since there is always one wheel pressure per circuit not via the intake / exhaust valves is regulated, but via the switching valve 52 and pump 46, and thus remains braked via the check valves 13.
  • ETR control switching valve (EUV) - isolating valve control
  • braking can be carried out in at least two wheels at any time, since there is always one wheel pressure per circuit not via the intake / exhaust valves is regulated, but via the switching valve 52 and pump 46, and thus remains braked via the check valves 13.
  • Such a pressure build-up method is possible in all common ESP systems and does not require any additional sensors.
  • modulation via the intake / exhaust valves on all four wheels would make particularly reliable braking detection necessary.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Stabilisieren eines Gespanns, mit einem Zugfahrzeug und einem durch das Zugfahrzeug bewegten Anhänger, bei dem das Zugfahrzeug im Hinblick auf Schlingerbewegungen überwacht wird und beim Erkennen von tatsächlichem oder erwarteten instabilem Fahrverhalten des Zugfahrzeugs oder Gespanns fahrstabilisierende Massnahmen ergriffen werden. Durch die Schritte, Ermitteln und Bewerten von den Schlingerbewegungen im Hinblick auf kritische oder unkritische Fahrzustände und Verzögern des Zugfahrzeugs in Abhängigkeit von den Amplituden der Schlingerbewegungen.

Description

Verfahren und Einrichtung zum Stabilisieren eines Gespanns
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung zum Stabilisieren eines Gespanns, mit einem Zugfahrzeug und einem durch das Zugfahrzeug bewegten Anhänger, bei dem das Zugfahrzeug im Hinblick auf Schlingerbewegungen überwacht wird und beim Erkennen von tatsächlichem oder erwarteten instabilem Fahrverhalten des Zugfahrzeugs oder Gespanns fahrstabilisierende Maßnahmen ergriffen werden.
Das Verfahren zielt darauf ab, die Instabilitäten bei Fahrzeuggespannen (Kraftfahrzeug mit Anhänger) , speziell von Kombinationen aus PKW und beliebigen Anhängern, insbesondere Wohnanhängern zu erkennen und auszuregeln, bevor Fahrzustände auftreten, die vom Fahrer nicht mehr beherrscht werden können. Diese instabilen Zustände sind das bei Gespannen bekannte Schlingern und gegenphasige Aufschaukeln von Zugfahrzeug und Anhänger sowie sich anbahnende Überrollzustände bei zu hoher Querbeschleunigung im Falle von Ausweichmanövern, Spurwechseln, Seitenwind, Fahrbahnstörungen oder hastigen Lenkanforderungen durch den Fahrer.
Je nach Fahrgeschwindigkeit können die Schwingungen abklingen, konstant bleiben oder sich verstärken (ungedämpfte Schwingung) . Bleiben die Schwingungen konstant, so hat das Gespann die kritische Geschwindigkeit erreicht. Oberhalb dieser Geschwindigkeitsschwelle ist ein Gespann instabil, darunter stabil, d.h. eventuelle Schwingungen klingen ab. Die Höhe dieser kritischen Geschwindigkeit ist abhängig von den Geometriedaten, den Reifensteifigkeiten, dem Gewicht und der Gewichtsverteilung des Zugfahrzeugs und des Anhängers. Außerdem ist die kritische Geschwindigkeit bei gebremster Fahrt niedriger, als bei Konstantfahrt. Bei beschleunigter Fahrt ist sie wiederum höher als bei konstanter Fahrt.
Entsprechende Verfahren und Vorrichtungen sind in verschiedenen Ausbildungen bekannt (DE199 53 413 AI, DE 199 13 342 AI, DE 197 42 707 AI, DE 100 34 222 AI, DE 199 64 048 AI) .
Aus der DE 197 42 702 C2 ist eine Einrichtung zum Dämpfen von Schlingerbewegungen für mind. ein von einem Zugfahrzeug gezogenes Anhängersegment bekannt, bei dem die Winkelgeschwindigkeit des Anhängersegmentes um den Momentanpol oder der Knickwinkel um den Momentanpol erfasst und differenziert wird, und zur Regelung der Radbremsen des Anhängers heran gezogen wird. Als Sensoren für die Winkelgeschwindigkeit dienen Beschleunigungsmesser in unterschiedlicher Lage. Die DE 199 64 048 AI sieht ebenfalls einen Querbeschleunigungssensor vor, mittels dem die Schlingerbewegung ermittelt wird. Nach Auswertung des Signals soll dem Fahrzeug ein periodisches Giermoment eingeprägt werden. Die DE 100 34 222 AI ermittelt einen Zeitpunkt zum phasenrichtigen Bremseingriff, der in Abhängigkeit von der Frequenzgröße und der Phasengröße der Schlingerbewegung gebildet wird.
Zusammenfassend lässt sich die Stabilisierungsstrategie aller Ausführungsvarianten grob zusammen fassen: • Erkennung des Schlingerns durch Auswertung von Sensorinformationen, wobei die Sensoren im Zugfahrzeug oder Anhänger angeordnet sind.
• Bei erkannter instabiler Situation erfolgt ein Abbremsen des Fahrzeugs durch Reduzierung des Motormoments und Druckaufbau in den Radbremsen des Zugfahrzeugs .
• Zusätzlich oder alternativ erfolgt das Aufbringen eines Moments um die Hochachse des Zugfahrzeugs, welches der vom Anhänger auf das Zugfahrzeug übertragenen Kraft entgegenwirkt und somit die Schwingung bedämpft.
Letzteres kann alternativ durch einseitige Bremseneingriffe an mindestens einer Achse oder durch Eingriffe einer Überlagerungslenkung umgesetzt werden.
Ein Problem bei der Abbremsung des Fahrzeugs liegt darin, dass die kritische Geschwindigkeit des Gespanns durch die Abbremsung reduziert wird, womit die Schwingung des Gespanns weiter angeregt wird, solange sich das Gespann im Bereich der kritischen Geschwindigkeit befindet. Andererseits wird durch die Abbremsung die Geschwindigkeit des Gespanns reduziert, so dass es nach einer Zeitdauer den kritischen Geschwindigkeitsbereich verlässt. Ausschlaggebend für den Erfolg des Eingriffs ist es, dass der kritische Geschwindigkeitsbereich, der durch den Eingriff noch abgesenkt wird, ausreichend schnell wieder verlassen wird, damit sich die Schwingung nicht zu sehr verstärkt sondern schnell bedämpft wird. Die geschilderte Problematik verlangt also eine möglichst schnell anliegende hohe Verzögerung. Gegen eine solche hohe Verzögerung spricht, dass sie den Fahrer verunsichern und als unkomfortabel angesehen werden kann. Zudem kann bei hoher Fahrgeschwindigkeit der rückwärtige Verkehr gefährdet werden. Ferner kann eine zu hohe Druckanforderung Schlupf an den Rädern erzeugen. Die damit verbundene Reduktion der Seitenführungskraft kann zu einer zusätzlichen Destabilisierung des Gespanns führen.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Einrichtung zu schaffen, welche die angeforderte Verzögerung sowie die radindividuell angeforderten Bremsdrücke situationsabhängig so dosieren, dass damit eine optimal an die Fahrsituation angepasste Bedämpfung der Gespannschwingung erreicht wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1 und eine Einrichtung gemäß Anspruch 19 gelöst.
Dabei werden zum Stabilisieren eines Gespanns, mit einem Zugfahrzeug und einem durch das Zugfahrzeug bewegten Anhänger, bei dem das Zugfahrzeug im Hinblick auf Schlingerbewegungen überwacht wird und beim Erkennen von tatsächlichem oder erwarteten instabilem Fahrverhalten des Zugfahrzeugs oder Gespanns fahrstabilisierende Maßnahmen ergriffen werden, die Schlingerbewegungen im Hinblick auf kritische oder unkritische Fahrzustände ermittelt und bewertet und das Zugfahrzeug in Abhängigkeit von den Amplituden der Schlingerbewegungen verzögert. Unter Schlingern ist dabei zu verstehen, dass es im Zugfahrzeug, das den Anhänger bewegt, zu einer im wesentlichen periodischen Querbeschleunigung und Giergeschwindigkeit kommt. Hierbei handelt es sich nicht um eine streng periodische Schwingung, vielmehr können zeitliche Schwankungen in der Periodendauer der Pendelbewegung des Anhängers auftreten.
Das Verfahren erfüllt vorteilhaft die folgenden Bedingungen: Das Gespann wird ausreichend verzögert, damit keine starke Amplitudenerhöhung der Schwingung entstehen kann und die Schwingung schnell bedämpft wird.
Die eingestellte Verzögerung wird der Stärke der ermittelten Schwingung angemessen dosiert, damit der Fahrer den Eingriff subjektiv möglichst als angemessen bzw. komfortabel empfindet, und ihm nicht das Gefühl eines Fehleingriffs vermittelt wird. Außerdem wird damit eine Gefährdung des rückwärtigen Verkehrs sowie eine Gefährdung durch den rückwärtigen Verkehr minimiert werden.
Die eingestellten Raddrücke werden so dosiert, dass die angeforderte Verzögerung möglichst schnell erreicht und gehalten wird, ohne die Seitenführungskräfte der Räder zu reduzieren. Außerdem stellt eine konstante Verzögerung sicher, dass die Schwingung nicht zusätzlich angeregt wird.
Der Bremsdruckaufbau erfüllt die Bedingung, dass jederzeit ein sicheres und komfortables Einbremsen durch den Fahrer möglich ist.
Das Verfahren zur Stabilisierung des Gespanns mit dem erfindungsgemäßen Bremsdruckaufbau ermöglicht eine Implementierung der Funktion in die heute gängigen ESP- Fahrstabilitätsregelungen ohne zusätzlichen hardwaretechnischen Aufwand (Aktorik, Sensorik)
Das Verfahren unterbindet durch den Abbruch des Verzögerungseingriffs bei geringer effektiver Verzögerung eine negative Auswirkung des Eingriffs (zusätzliche Destabilisierung des Gespannes) .
Durch eine kurze Aktivierung des Verzögerungseingriffs wird die ESP Funktionslampe wenn auch nur für kurze Zeit angesteuert und durch den kurzen Verzögerungseingriff ein Verzögerungsimpuls initiiert. Der Fahrer wird auf den instabilen Zustand hingewiesen und. zu Gegenmaßnahmen animiert .
Vorteil des Verfahrens ist, dass ein schlingerndes Gespann unabhängig von der Art des Anhängers, vom Beladungszustand des Fahrzeugs und des Anhängers, von den Windverhältnissen und von der Steilheit der Strasse immer genau so abgebremst werden kann, dass eine Bedämpfung der Schwingung ausreichend erfolgt ohne den Fahrer oder den rückwärtigen Verkehr unnötigerweise zu gefährden oder zu belasten.
Vorteil des Verfahrens ist weiterhin, dass die angeforderte Verzögerung abhängig davon gewählt werde kann, wie kritisch das Schlingern des Gespanns ist. Somit kann eine Gefährdung von Fahrer und Verkehr situationsabhängig minimiert werden.
Ein weiterer Vorteil des Verfahrens besteht darin, dass durch die Beobachtung der Radblockierneigungen und entsprechende Reduzierung der Druckanforderungen keine Reduzierung der Seitenführungskräfte entsteht und somit Stabilität und Lenkfähigkeit nicht reduziert bzw. erhalten bleiben.
Darüber hinaus erlaubt das Verfahren vorteilhaft, dass der Fahrer jederzeit über die angeforderte Verzögerung hinaus einbremsen kann.
Vorteil des Verfahrens ist ferner, dass es durch ausschließlichen Softwareaufwand in jede gängige ESP-Anlage implementiert werden kann.
Die Ermittlung und Bewertung der kritischen bzw. unkritischen Fahrzustände erfolgt vorteilhaft so, dass die Fahrdynamik des Zugfahrzeugs beeinflussende Größen, die die Amplituden und/oder die Frequenzen mindestens einer Quergröße und/oder die Fahrzeuggeschwindigkeit wiedergeben, ermittelt werden, und die Bewertung der Schlingerbewegungen anhand der Amplituden durchgeführt wird.
Dabei wird die Fahrdynamik über Größen einer ESP Fahrstabilitätsregelung vorteilhaft so abgebildet, dass die Quergröße aus der gemessenen Gierwinkelgeschwindigkeit und/oder der Querbeschleunigung und/oder der Differenz der gemessenen. Gierwinkelgeschwindigkeit und der Referenz- oder Modellgierwinkelgeschwindigkeit ermittelt wird. Vorteilhaft werden über die Beobachtung und Analyse dieses Differenzwerts schlingernde Gespanne, insbesondere PKW- Anhänger-Gespanne, zuverlässig erkannt. Dabei wird aus der gemessenen Gierrate und der modellbasierten Referenzgierrate ein Differenzwert Δψgeneriert, der die Abweichung des Fahrzeugs gegenüber der durch die Lenkradstellung vorgegebenen Bahn repräsentiert. Da dieser Differenzwert nur noch die Abweichung von der gewünschten Bahn darstellt, erfolgt durch die Überwachung des Differenzwertes die Beurteilung von Schwingungen unabhängig von einer durch z.B. Lenkeinschlag durchfahrenen Kurvenbahn. Vorzugsweise wird der Differenzwert in einem Tiefpass-Filter gefiltert um Signalspitzen abzuschneiden, die von der Reibwertermittlung ausgelöst werden. Die Regelabweichung zwischen Ist- und Modellgierrate wird zusätzlich durch einen Faktor gewichtet, der modellgieratengeschwindigkeitsabhängig berechnet wird. Je schneller die Modellgierratenänderung, desto kleiner wird der Faktor, der jedoch immer >0 ist. Der Faktor wird mit dem Differenzwert bzw. Differenzwertsignal multipliziert, so dass aus einer schnellen Änderung der Modellgierrate ein kleiner Differenzwert resultiert, die Erkennung also nur bei extremen Schwingungen erlaubt, sonst vermieden wird. Dadurch wird berücksichtigt, dass bei schnellen (dynamischen) Lenkbewegungen das Fahrzeug dem Fahrzeugmodell nicht mehr folgen kann, so dass die Differenz zwischen Modellgierrate und gemessener Gierrate einen Signalverlauf zeigt, der zu Fehlerkennungen führen würde. Dadurch werden Fehlanregelungen vermieden.
Das Verfahren und die Einrichtung erfordern vorteilhaft nur eine Sensorik die in einer ESP-Fahrstabilitätsregelung vorhanden ist.
Darüber hinaus kann der zeitliche Verlauf der Schlingerbewegungen berücksichtig werden, so dass Änderungen der Schlingerbewegungen über vorgegebene Zeiträume ausgewertet werden und die dabei ermittelten Tendenzen, die den Verlauf hin zu einem unkritischen oder kritischen Fahrverhalten wiedergeben, bei der Bewertung und/oder bei der Verzögerung des Zugfahrzeugs berücksichtigt werden.
Vorteilhaft erfolgt die Stabilisierung des Gespanns mit den Schritten: Ermittlung einer Verzögerungsgröße in Abhängigkeit von einer vorgegebenen Verzögerung des Zugfahrzeugs, Vergleichen der Verzögerungsgröße mit einer modellbasierten Verzögerungsanforderung und Verzögern des Zugfahrzeugs nach Maßgabe des Vergleichsergebnisses.
Dabei ist es vorteilhaft für die Ermittlung der Bremsdrücke eine Größe zu betrachten, die die Ist-Verzögerung des Gespanns repräsentiert. Erfindungsgemäß ist daher vorgesehen, dass die Verzögerungsgröße (Ist-Verzögerung) aus dem Drehverhalten der Räder bei eingesteuertem vorgegebenen Bremsdruck oder der Längsbeschleunigung ermittelt wird und die Verzögerungsanforderung (Soll- Verzögerung) in Abhängigkeit von der Amplitude der Schlingerbewegung und/oder der Tendenz der Schlingerbewegung durchgeführt wird.
Zur Komforterhöhung und/oder aus Stabilitätsgründen ist vorgesehen, dass die Verzögerung des Zugfahrzeugs nach Kriterien beendet wird, die einen kontinuierlichen oder . gestuften oder sofortigen Übergang zu einer unverzögerten Fahrt ermöglichen.
Ferner ist zur Aufrechterhaltung der Lenkbarkeit des Zugfahrzeugs vorteilhaft vorgesehen, dass das Drehverhalten der einzelnen Fahrzeugräder erfasst und im Hinblick auf deren Schlupf- bzw. Blockierverhalten ausgewertet wird, dass bei erkanntem Schlupf- bzw. Blockierverhalten eines Rades an einer Fahrzeugachse die Druckanforderungen reduziert oder abgeschaltet werden und die Druckanforderungen erst dann wieder aufgeschaltet werden, wenn die Schlupf- bzw. Blockierneigung nicht mehr ermittelt wird.
Zweckmäßig ist, dass die Druckanforderungen an beiden Rädern einer Fahrzeugachse reduziert oder abgeschaltet werden, wenn die Schlupf- oder Blockierneigung an mindestens einem Rad dieser Fahrzeugachse ermittelt wird.
Um den Komfort des Verfahrens bei möglichst umgehender Stabilisierung zu ermöglichen ist vorteilhaft vorgesehen, dass die Größe des Bremsdrucks, der bei ermitteltem Blockierverhalten mindestens eines Rades in die Radbremsen eingesteuerte ist, in einem Speicher abgelegt wird, wenn die Druckanforderung abgeschaltet wird. Hierzu wird bei erkannter Beendigung der Blockierneigung in die Radbremsen ein Bremsdruck eingesteuert, der der abgelegten Größe des Bremsdrucks entspricht oder einer Größe, die um einen Faktor kred reduziert wird. Um schnell zu stabilen Fahrzuständen zurückzukehren, wird der bei erkannter Beendigung der Blockierneigung eingesteuerte Bremsdruck kontinuierlich auf einen Bremsdruck erhöht, der zu der ermittelten Verzögerungsgröße des Zugfahrzeugs führt.
Vorteilhaft ist es Stabilisierungseingriffe, genauer Verzögerungsanforderungen des Reglers auf solche Fälle zu beschränken, bei denen hohe Verzögerungen realisiert werden können, und in den Fällen, bei denen nur geringe Verzögerungen möglich sind (ca. <0,3g), den Eingriff zu verhindern. Bei diesem Verfahrung werden Eingriff nicht gänzlich verhindert, denn bevor die Räder durch den Verzögerungseingriff das Blockierdruckniveau erreichen, kann das mögliche Verzögerungspotential nicht ermittelt werden. Daher ist das Verfahren zum Abbruch eines nicht hilfreichen Verzögerungseingriffs vorgesehen. Allerdings muss der Eingriff so frühzeitig gestoppt werden, dass eine zusätzliche Destabilisierung des Gespanns unterbunden wird.
Das Verfahren beobachtet während eines Verzögerungseingriffs die Verzögerung des Gespannes. Hat diese Verzögerung nach einem bestimmten Zeitintervall eine bestimmte Schwelle (ca. 0,25g-0,3g) nicht erreichen können, wird der Verzögerungseingriff abgebrochen .
Die Verzögerung wird dann sofort vorteilhaft beendet, wenn anhand dem Drehverhalten der Räder oder der Längsbeschleunigung des Fahrzeugs ein Verzögerungswert des Zugfahrzeugs mit dem Anhänger unterhalb eines Schwellenwerts ermittelt wird. Dabei wird die Ermittlung des Verzögerungswerts zeitverzögert nach dem Verzögerungseingriff begonnen und über ein vorgegebenes Zeitintervall beobachtet und bestimmt.
Nach einer vorteilhaften Weiterbildung wird die in einem ABS ermittelte Fahrzeugreferenzgeschwindigkeit am Beginn des Zeitintervalls gespeichert, die am Beginn gespeicherte Fahrzeugreferenzgeschwindigkeit mit der am Ende ermittelten Fahrzeugreferenzgeschwindigkeit verglichen und aus der Differenz der Referenzgeschwindigkeiten und der Zeitdauer die Verzögerung des Fahrzeugs bestimmt.
Vorteilhaft ist eine zustandsabhängige Ansteuerung des Bremslichts vorgesehen, damit der nachfolgende Verkehr auf den Verzögerungseingriff am Gespann dann hingewiesen wird, wenn dieses mit für den nachfolgenden Verkehr gefährlichen Verzögerungen abgebremst wird. Damit wird die Gefahr für Auffahrunfälle minimiert. Hierzu wird unabhängig von einer Betätigung eines Bremspedals eine optischen Signalanlage, vorzugsweise ein Bremslicht, nach vorgegebenen Kriterien während des Verzögerungseingriffs aktiviert.
Dabei wird die Signalanlage in Abhängigkeit von einer Verzögerungsschwelle aktiviert in die eine Hysterese integriert ist, um mehrmaliges Ein- und Ausschalten der Signalanlage zu verhindern, wenn die Verzögerungsanforderung die Schelle in einem vorgegeben Zeitraum mehrmals über- oder unterschreiten würde.
Vorteilhaft ist, dass die Signalanlage in Abhängigkeit von einem Mindestbremsdruck aktiviert wird, der in ein Rad eingesteuert werden muß. Die Druckmodulation der Bremsdrücke erfolgt mit einer elektrischen Druckmittelpumpe in einer zweikreisigen Bremsdruckübertragungseinrichtung, mit den Schritten Einsteuern eines Bremsdruckes in den einen und/oder anderen Radbremskreis des einen Bremsdruckübertragungskreise, Halten des Bremsdruckes in dem einen und/oder anderen Radbremskreis des einen Bremsdruckübertragungskreises und Abbauen des Bremsdruckes in den einen und/oder anderen Radbremskreis des einen Bremsdruckübertragungskreises, wobei eine Aufteilung der Radbremskreise des einen Bremsdruckübertragungskreises in einen führenden und einen folgenden Radbremskreis mit unterschiedlicher Bremsdruckanforderung vorgesehen wird, der führende Radbremskreis als Radbremskreis mit einer höheren Bremsdruckanforderung festgelegt wird und die Schritte Einsteuern, Halten und Abbauen des Bremsdruckes des folgenden Radbremskreises über den führenden Radbremskreis gesteuert oder geregelt werden.
Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen angegeben.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im Folgenden näher beschrieben.
Es zeigen
Fig . 1 . ein Fahrzeug mit ESP Regelungssystem
Fig . 2 einen hydraulischen Schaltplan einer Bremsanlage nach der Erfindung
Fig. 3 ein vereinfachtes Ablaufschema der
Ermittlung von Gespannschwingungen In Fig. 1 ist ein Fahrzeug mit ESP-Regelungssystem, Bremsanlage, Sensorik und Kommunikationsmöglichkeiten schematisch dargestellt. Die vier Räder sind mit 15, 16, 20, 21 bezeichnet. An jedem der Räder 15, 16, 20, 21 ist je ein Radsensor 22 bis 25 vorgesehen. Die Signale werden einer Elektronik-Steuereinheit 28 zugeführt, die anhand vorgegebener Kriterien aus den Raddrehzahlen die Fahrzeuggeschwindigkeit v ermittelt. Weiterhin sind ein Gierratensensor 26, ein Querbeschleunigungssensor 27 und ein Lenkradwinkelsensor 29 mit der Komponente 28 verbunden. Jedes Rad weist außerdem eine individuell ansteuerbare Radbremse 30 bis 33 auf. Diese Bremsen werden hydraulisch betrieben und empfangen unter Druck stehendes Hydraulikfluid über Hydraulikleitungen 34 bis 37. Der Bremsdruck wird über einen Ventilblock 38 eingestellt, wobei der Ventilblock von elektrischen Signalen Fahrer unabhängig angesteuert wird, die in der elektronischen Steuereinheit 28 erzeugt werden. Über ein von einem Bremspedal 3 betätigten Hauptzylinder 1 kann von dem Fahrer Bremsdruck in die Hydraulikleitungen eingesteuert werden. In dem Hauptzylinder bzw. den Hydraulikleitungen ist mindestens ein Drucksensor P vorgesehen, mittels dem der Fahrerbremswunsch erfasst werden kann. Über eine Schnittstelle (CAN) ist die Elektronik- Steuereinheit mit dem Motorsteuergerät verbunden
Über das ESP-Regelungssystem 28 mit Bremsanlage, Sensorik und Kommunikationsmöglichkeiten das die Ausstattungselemente
• vier Raddrehzahlsensoren
• Drucksensor (Bremsdruck im Hauptzylinder pmain ) • Querbeschleunigungssensor (Querbeschleunigungssignal aist , Querneigungswinkel c. )
• Gierratensensor ( ψ )
• Lenkradwinkelsensor (Lenkwinkel δ , Lenkwinkelgeschwindigkeit Ö )
• individuell ansteuerbare Radbremsen
• Hydraulikeinheit (HCU)
• Elektronik-Steuereinheit (ECU) aufweist, lässt sich eine Aussage über die jeweilige Fahrsituation und damit über eine Bestimmung der Ein- und Austrittsbedingungen eine aktivierte bzw. deaktivierte Regelungssituation realisieren. Damit ist eine Hauptkomponente des Verfahrens zur Stabilisierung von Gespannen, die Fahrsituationserkennung, möglich, während die andere Hauptkomponente, die Interaktion mit dem Bremssystem, ebenfalls auf die wesentlichen Komponenten der Fahrstabilisationsregelung zurückgreift .
Das erfindungsgemäße Verfahren nutzt die ESP-Sensorik, um ein Maß für die Stärke der Gespannschwingung zu ermitteln. Zu betrachtende Signale sind die Amplituden mindestens einer Quergröße (Gierrate und/oder Querbeschleunigung und/oder Modellgierrate) und/oder die Frequenzen mindestens einer Quergröße (Gierrate und/oder Querbeschleunigung und/oder Modellgierrate) und/oder die FahrZeuggeschwindigkeit . Aus diesen Größen wird über eine Zustandserkennung ermittelt, wie kritisch der Fahrzustand ist. Dabei wird bei einem eher unkritischen Zustand eine niedrige und bei einem eher kritischen Zustand eine hohe Verzögerung angefordert. Figur 3 zeigt vereinfacht die logischen Abläufe bei der Ermittlung der Gespannschwingungen bis zur Fahrzeugverzögerungsanforderung:
Ausgehend von der im ESP-Fahrzeugmodell (siehe beispielsweise die Fahrstabilitätsregelung gemäß Fig.l und 2 sowie deren Beschreibung in DE 195 15 056, die Bestandteil dieser Anmeldung sein soll) ermittelten Gierratendifferenz 61 { ψ ) aus Modell- und gemessener Gierrate, wird in Schritt 60 der Differenzwert 61 gefiltert. Das heißt, dass der Differenzwert 61 einen Tiefpass durchläuft, so daß keine extremen Spitzen auftreten. Schritt 62 umfasst die Suche nach Halbellen im Eingangssignal, die anhand zweier Nulldurchgänge, einem Maximum, einer Mindestamplitude und einer definierten Anfangssteigung analysiert werden. In der Raute 63 wird abgefragt, ob die Halbwelle erkannt wurde. Ist dies nicht der Fall, wird auf Schritt 62 zurückgeschaltet und die Suche nach Halbwellen fortgesetzt. Wurde die Halbwelle anhand der vorstehenden Kriterien erkannt, wird diese in Raute 64 auf ihre Gültigkeit hin überprüft. Dazu werden folgende Kriterien abgefragt:
■ das Maximum der Halbwelle muß einen bestimmten Wert überschreiten
■ der Abstand der Nulldruchgänge (Halbwellenlänge) muß im signifikanten Frequenzbereich liegen
■ das Hystereseband muß nach einer bestimmten Zeit verlassen werden
■ ab der zweiten gefundene Welle:
- die Halbwellenlänge muß mit der vorhergehende übereinstimmen
- die Querbeschleunigung darf im Mittel nicht größer als ein bestimmter Wert sein die Querbeschleunigung muß im Zeitpunkt des
Maximums der Halbwelle das gleiche Vorzeichen haben die Querbeschleunigung muß eine Halbwelle etwa gleicher Dauer aufweisen die Modellgierrate muß im Zeitpunkt des Maximums der Halbwelle das gleiche Vorzeichen haben die Modellgierrate muß um einen gewissen Betrag kleiner sein als die Fahrzeuggierrate
Sind diese Kriterien alle erfüllt ist die Halbwelle gültig und der Halbwellenzähler in Schritt 65 wird inkrementiert . Bei einer deutlichen Amplitudenabnahme (aktuelle Amplitude nur noch X% der vorhergehenden Amplitude) wird der Zähler nicht inkrementiert sondern behält seinen Wert bei, was zu einem späteren Eintritt in die Regelung führen kann. Sind die Kriterien nicht alle erfüllt, wird in Schritt 68 der Halbwellenzähler auf Null zurückgesetzt. In Raute 66 wird festgestellt ob N Halbwellen erkannt sind. Dies löst Schritt 67 eine Verzögerungsreglung des Fahrzeugs aus.
Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung des Verfahrens sieht vor, zusätzlich zum Ist-Zustand eine zeitliche Betrachtung der Schwingung anzustellen. So ist bei einer aktuell unkritischen aber tendenziell stärker werdenden Schwingung eine höhere Verzögerung anzufordern und dem gegenüber bei einer aktuell kritischen aber abklingenden Schwingung eine niedrigere oder u.U. keine Verzögerung mehr anzufordern. Insbesondere hat eine frühzeitige Reduktion der Verzögerung den Vorteil, dass die Endgeschwindigkeit des Gespanns nicht zu gering ist, was ansonsten, insbesondere auf Autobahnen, zu einer Gefährdung des Gespanns und des rückwärtigen Verkehrs führen würde. Eine weitere besonders vorteilhafte Ausgestaltung des Verfahrens sieht vor, für die Ermittlung der Bremsdrücke ein Signal zu betrachten, das die Ist-Verzögerung des Gespanns repräsentiert. Ein solches Verzögerungssignal kann leicht aus den ABS-Radsensor-Informationen berechnet werden. Durch ein solches Signal kann die Verzögerungsanforderung exakt geregelt werden. Besonders vorteilhaft ist dabei, dass von außen wirkende Kräfte und Einflüsse (z.B. Gegenwind, Beladungszustand des Gespanns, Art des Annhängers) sowie geneigte Fahrbahnen (bergab/bergauf) durch die Rückführung der Ist-Verzögerung ausgeregelt werden und somit immer die gewünschte Verzögerung eingestellt wird.
Eine weitere besonders vorteilhafte Ausgestaltung des Verfahrens sieht vor, die Verzögerungsanforderung mit dem Ende der Regelung nicht schlagartig sondern gestuft wegzunehmen. Damit erreicht man eine sanfte Reduzierung der Gespannverzögerung, was den Komfort erhöht und die Gefahr der Verunsicherung des Fahrers reduziert.
Eine weitere besonders vorteilhafte Ausgestaltung des Verfahrens sieht vor, die Schlüpfe und Verzögerungen der Räder zu beobachten und beim ersten Anzeichen von Blockierneigung eines Rades an einer Achse die Druckanforderungen an der Achse zu reduzieren oder abzuschalten und erst dann wieder zu erhöhen oder aufzuschalten, wenn die Blockierneigung nicht mehr besteht. Dadurch erreicht man, dass es zu keiner Reduzierung der Seitenführungskräfte kommt, das Fahrzeug also nicht destabilisiert wird und lenkbar bleibt. Besonders vorteilhaft ist, dass die Reduktion der Druckanforderung immer an beiden Rädern einer Achse erfolgt, um keine zusätzlichen Giermomente aufzubauen, die das Fahrzeug destabilisieren könnten.
Eine weitere, besonders vorteilhafte Ausgestaltung des Verfahrens sieht vor, bei Erkennung einer Blockierneigung den aktuellen Raddruck am entsprechenden Rad zu speichern. Wenn das Rad keine Blockierneigung mehr zeigt, wird die wieder aufgeschaltete Druckanforderung auf den gemerkten Druck oder auf den um einen gewissen Wert reduzierten gemerkten Druck begrenzt, um eine weitere Blockiertendenz des Rades zu verhindern. Um bei sich ändernden Reibwertverhältnissen jedoch das Fahrzeug nicht zu unterbremsen, wird vorteilhaft das gelernte Blockierdruckniveau langsam wieder erhöht. Dadurch wird insgesamt eine homogene Verzögerung erreicht, ohne Gefahr zu laufen, bei Reibwertveränderungen diesen Reibwert nicht auszunutzen.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung des Verfahrens sieht vor, Stabilisierungseingriffe, genauer
Verzögerungsanforderungen des Reglers auf solche Fälle zu beschränken, bei denen hohe Verzögerungen realisiert werden können, und in den Fällen, bei denen nur geringe Verzögerungen möglich sind (ca. <0,3g), den Eingriff zu verhindern. Damit werden die Probleme bei der Abbremsung des Fahrzeugs mit Anhänger gelöst, die immer dann entstehen, wenn die kritische Geschwindigkeit des Gespanns durch die Abbremsung reduziert, und somit die Schwingung weiter angeregt wird. Durch die Abbremsung wird zwar auch die Geschwindigkeit des Gespanns reduziert, so dass es schließlich den kritischen Geschwindigkeitsbereich verlässt. Ausschlaggebend für den Erfolg des Eingriffs ist es, dass der kritische Geschwindigkeitsbereich, der durch den Eingriff noch abgesenkt wird, ausreichend schnell wieder verlassen wird, damit sich die Schwingung nicht zu sehr verstärkt sondern schnell bedämpft wird. Das Problem verlangt also eine möglichst schnell anliegende hohe Verzögerung.
Diese hohen Verzögerungen sind nicht immer erreichbar. In Fahrversuchen hat sich ergeben, dass auch auf schneebedeckten Straßen Gespannschwingungen auftreten können. Wird diese Schwingung erkannt und eine Abbremsung des Fahrzeugs angefordert, dann erreicht der Bremsdruck aufgrund des niedrigen Reibwerts schnell sein Blockierniveau. Die angeforderte Verzögerung kann nicht eingestellt werden. Es kommt statt zu einer Stabilisierung zu einer Anregung der Schwingung.
Bei dem Verfahren wird daher ein Eingriff nicht gänzlich verhindert, denn bevor die Räder durch den
Verzögerungseingriff das Blockierdruckniveau erreichen, kann das mögliche Verzögerungspotential nicht ermittelt werden. Daher beendet dieses Verfahren einen nicht hilfreichen Verzögerungseingriffs, es kommt zum Abbruch des Eingriffs. Allerdings muss der Eingriff so frühzeitig gestoppt werden, dass eine zusätzliche Destabilisierung des Gespanns unterbunden wird.
Im folgenden wird das Verfahren zum Abbruch der Verzögerung des Fahrzeugs beschrieben:
Das Verfahren beobachtet während eines Verzögerungseingriffs die Verzögerung des Gespannes . Hat diese Verzögerung nach einem bestimmten Zeitintervall eine bestimmte Schwelle (ca. 0,25g-0,3g) nicht erreichen können, wird der Verzögerungseingriff abgebrochen . Die Verzögerung kann entweder anhand der
Radgeschwindigkeitssignale, oder besonders vorteilhaft mit einem Längsbeschleunigungssensor ermittelt werden.
Da sich bei Regelungseintritt die Verzögerung erst einschwingen muss, ist es vorteilhaft, das
Beobachtungsfenster erst ein bestimmtes Zeitintervall nach Regelungseintritt zu beginnen- (ca. 300ms). Um eine möglichst genaue Verzögerungsmessung zu erhalten, wird das Signal über weitere 700ms gefiltert. Nach 1000ms erfolgt dann die Entscheidung, ob die gewünschte Verzögerung erreicht werden kann. Dazu muss die Verzögerung einen bestimmten Schwellwert überschreiten. Ist dies nicht der Fall, wird der Eingriff beendet .
Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung verwendet zur Entscheidung, ob der Reibwert die angeforderte Verzögerung zulässt, eine SchlupfÜberwachung der Räder. Der Eingriff wird dabei nur beendet, wenn innerhalb der ersten 1000ms ein Rad die Blockierdruckgrenze überschritten hat.
Eine weitere besonders vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist, bei Verwendung der Radsignale zur Ermittlung der Verzögerung, auf das aus den Radsignalen gebildete Referenzgeschwindigkeitssignal zurückzugreifen. Dieses für ABS ermittelte Signal stellt die Fahrzeuggeschwindigkeit dar. Nach Ablauf der ersten 300ms wird die Fahrzeuggeschwindigkeit gespeichert. Nach Ablauf der weiteren 700ms kann dann aus der Differenz der gespeicherten Geschwindigkeit und der aktuellen Geschwindigkeit und der Zeitdifferenz von 700ms eine recht genaue Fahrzeugverzögerung ermittelt werden.
Darüber hinaus sieht eine weitere Ausgestaltung des Verfahrens vor, während eines Verzögerungseingriffes nach erkannter Schlingerbewegung eines PKW-Anhänger-Gespannes, den rückwärtigen Verkehr vor der zu erwartenden hohen Verzögerung des Gespannes zu warnen. Als Warnsignal wird das Bremslicht angesteuert, sobald der Eingriff aktiv wird.
Als besonders vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung wird das Bremslicht erst aktiviert, wenn eine
Verzögerungsschwelle überschritten wird, um den rückwärtigen Verkehr erst dann zu warnen, wenn es wirklich notwendig ist.
Als weitere besonders vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung wird in die Verzögerungsschwelle eine Hysterese integriert, um mehrmaliges An- und Ausschalten des Bremslichts zu verhindern, wenn sich das Verzögerungssignal in der Nähe der Schwelle bewegt und mehrmals unter- oder überschreitet. Zusätzlich kann zur Ansteuerung des Bremslichts ein Rad-Mindestdruck an mindestens einem Rad gefordert werden. Das hat den Vorteil, dass bei einem fehlerhaft großen Verzögerungssignal aber real geringer Verzögerung dieses Signal mit dem Drucksignal plausibilisiert wird und unnötige Bremslichtaktivierungen verhindert werden. Als Raddrucksignale können Sensorsignale oder geschätzte Drucksignale verwendet werden.
Eine weitere besonders vorteilhafte Ausgestaltung des Verfahrens sieht vor, die Verzögerungsanforderung über eine ETR-Regelung umzusetzen, die in Verbindung mit Figur 2 beschrieben wird. Die in der Figur 2 dargestellte Bremsdruckübertragungsvorrichtung für Fahrzeuge besteht aus dem Bremszylinder 1 mit dem Bremskraftverstärker 2, der durch ein Bremspedal 3 betätigt wird. Die Bremsdruckübertragungsvorrichtung umfasst zwei Bremskreise, von denen nur ein Bremskreis dargestellt ist. An dem Bremszylinder 1 ist ein Vorratsbehälter 4 angeordnet, der ein Druckmittelvolumen enthält und in der Bremslösestellung an die Arbeitskammer des Bremszylinders 1 angeschlossen ist. Der dargestellte eine Bremsdruckübertragungskreis weist eine an eine Arbeitskammer des Bremszylinders 1 angeschlossene Bremsleitung 5 mit einem Trennventil 6 auf, das in seiner Ruhestellung einen offenen Durchgang für die Bremsleitung 5 bildet. Das Trennventil 6 wird üblicherweise elektromagnetisch betätigt. Es sind aber auch Variationen denkbar, bei der eine hydraulische Betätigung erfolgt.
Die Bremsleitung 5 verzweigt in zwei Bremsdruckleitungen 8, 9, die jeweils zu einer Radbremse 30, 31 führen. Die Bremsdruckleitungen 8, 9 enthalten jeweils ein elektromagnetisch betätigbares Einlaßventil 12, 19 das in seiner Ruhestellung offen ist und durch Erregung des Betätigungsmagneten in eine Sperrstellung geschaltet werden kann. Jedem Einlaßventil 12, 19 ist ein Rückschlagventil 13 parallel geschaltet, das in Richtung des Bremszylinders 1 öffnet. Parallel zu diesen Radbremskreisen 10, 11 ist ein sogenannter Rückförderkreis angeschlossen, der aus Rücklaufleitungen 45, 42, 43 mit einer Rückförderpumpe 46 besteht. Die Radbremsen 30, 31 schließen über jeweils ein Auslaßventil 14, 17 über Rücklaufleitungen 42, 43 an die Rücklaufleitung 45 an und damit an die Saugseite der Rückförderpumpe 46 , deren Druckseite mit der Bremsdruckleitung 8 in einem Einmündungspunkt E zwischen dem Trennventil 6 und den Einlaßventilen 12, 19 verbunden ist.
Die Rückförderpumpe 46 ist als Hubkolbenpumpe mit nicht näher dargestelltem Druckventil und einem Saugventil ausgebildet. An der Saugseite der Rückförderpumpe 46 befindet sich ein Niederdruckspeicher 50, bestehend aus einem Gehäuse 53 mit einer Feder 54 und einem Kolben 55.
In der Verbindung zwischen dem Niederdruckspeicher 50 und der Rückförderpumpe ist ein vorgespanntes, zu der Rückförderpumpe öffnendes Rückschlagventil 44 eingesetzt.
Die Saugseite der Rückförderpumpe 46 ist weiterhin über eine Zusatzleitung 51 mit einem Niederdruckdämpfer 18 und einem Schaltventil 52 mit dem Bremszylinder 1 verbunden. Außerdem weist der Bremskraftübertragungskreis die Elektronik- Steuereinheit 28 zur Berechnung der Bremsdruckanforderungen in den Radbremskreisen 10, 11 auf. In der Steuereinheit 28 oder in anderen elektronischen Regeleinheiten wird auf der Basis der errechneten Verzögerungsanforderungen in jedem der Radkreise 10, 11 eine Bewertung der Radbremskreise 10, 11 nach der Höhe der erforderlichen Bremsdrücke vorgenommen. Es erfolgt eine Aufteilung der Radbremskreise 10 oder 11 in einen führenden oder folgenden Radbremskreis dahingehend, dass der Radbremskreis z.B. 10 mit der höheren Verzögerungsanforderung als führender Radbremskreis und der mit der geringeren Verzögerungsanforderung als folgender Radbremskreis 11 bestimmt werden. In Abhängigkeit von den Verzögerungsanforderungen in den Radbremskreisen 10, 11 werden bei einer Stabilitätsregelung des Gespanns in der Steuereinheit 28 Steuer- bzw. Regelgrößen generiert, mittels denen die Ventile 12, 19, 6, 17, 52 und die Rückförderpumpe betätigt werden können. Dabei wird der folgende Radbremskreis 10 oder 11 über den führenden Radbremskreis 10 oder 11 gesteuert oder geregelt, d.h. hydraulisches Druckmittel wird beim Druckaufbau in den folgenden Radbremskreis mit der geringeren Verzögerungsanforderung in der Höhe der Bremsdruckanforderung aus oder über den führenden Radbremskreis eingesteuert.
Dabei erfolgt der Druckaufbau in den Radbremskreisen 10, 11 bei geöffnetem Schaltventil 51 und geschlossenem Trennventil 6 über Ansteuersignale bei dem in Ausgangslage stromlos offenen Trennventil 6 und stromlos geschlossenen Schaltventil 51. Dabei wird mittels der Rückförderpumpe 46 über den Bremszylinder 1 aus dem Vorratsbehälter 4 oder dem Niederdruckspeicher 50 Druckmittel in die Radbremskreise 10, 11 gefördert, in denen so entsprechend der berechneten Bremsdruckanforderung Druckmittel eingesteuert wird.. Das Druckmittel wird über den Einmündungspunkt E von der Bremsdruckleitung 8 des z.B. führenden Radbremskreises 10 und in die Bremsdruckleitung 9 des folgenden Radbremskreises 11 über die Einlaßventile 12 und 19 zu den Radbremsen 30 und 31 geführt. Wenn der in Abhängigkeit von den Amplituden der Schlingerbewegung berechnete Wert der
Verzögerungsanforderung im folgenden Radbremskreis 11 eingestellt ist, wird das Einlaßventil 19 mittels Schaltimpuls geschlossen. Das Druckmittel wird von dem graduell angesteuerten Motor der Rückförderpumpe im führenden Radbremskreis 10 bis zum Erreichen der Verzögerungsanforderung eingesteuert, danach bleibt das Einlaßventil 12 geöffnet, das Schaltventil 52 wird geschlossen. Trennventil 6 bleibt geschlossen. Es stellt sich ein konstanter Druck ein. Das Halten des Bremsdruckes in den Radbremskreisen 10, 11 erfolgt bevorzugt bei geöffnetem Einlaßventil 12. Die Rückförderpumpe 46 wird dabei in einem Grundlastzustand betrieben, d.h. mit geringster Förderleistung und/Energiezufuhr und/Drehzahl, so daß der Pumpenkolben von dem Exzenter gerade noch bewegt wird. Dieser Betrieb der Rückförderpumpe 46 im Grundlastzustand wird bevorzugt über die pulsweitenmodulierte Ansteuerung des Pumpenmotors gesteuert, wenn kein Druckmittelvolumen im Niederdruckspeicher 50 gespeichert ist. In einem nicht erwünschten Sonderfall wird eine Drucküberhöhung durch ein Nachfördern der Rückförderpumpe aus dem Niederdruckspeicher 50 oder-dämpfer 18 während des Haltens des Bremsdrucks im führenden Radbremskreis 10 wirksam verhindert, indem das Einlaßventil 12 geschlossen wird. Das Schließen des Einlaßventils 12 wird durch einen zeitabhängigen Schaltimpuls nach dem Schließen des Schaltventils 52 in Fahrsituationen, in denen ein Überschwingen des Drucks über den Wert der Verzögerungsanforderung erhebliche negative Auswirkungen auf das Radverhalten ausübt, vorgenommen. Alternativ kann auch der Bremsdruck sensiert oder berechnet und das Einlaßventil 12 in Abhängigkeit von dem Bremsdruck geschlossen werden. Der Inhalt des Niederdruckspeichers 50 und/oder -dämpfers 18 wird über das Überdruckventil 56 in den Bremszylinder 1 und den Vorratsbehälter 4 zurückgefördert .
Der Druckabbau des führenden Radbremskreises 10 erfolgt durch Öffnung des Trennventiles 6, so daß Druckmittel über das offene Einlaßventil 12, das Trennventil 6 und den Bremszylinder 1 in den Vorratsbehälter 4 strömt. Das Trennventil 6 wird von der Steuereinheit 28 mittels Schaltimpulsen nach jedem Druckabbau geschlossen. Im folgenden Radbremskreis 11 wird bei geöffnetem Auslaßventil 17 und geschlossenen Einlaßventil 19 Druckmittel aus der Radbremse 31 in den Niederdruckspeicher 50 zurückgefördert. Der Niederdruckspeicher 50 übernimmt dabei eine Pufferfunktion .
Eine Korrektur der Bremsdruckanforderung des folgenden Radbremskreises 11 hin zu einer Bremsdruckerhöhung wird über die Öffnung des Einlaßventils 19 aus dem führenden Radbremskreis vorgenommen, dessen Verzögerungsanforderung in Abhängigkeit von vorgegebenen Regelschwellen ebenfalls korrigiert oder bei dem der verminderte Bremsdruck toleriert wird.
Wird über diese sogenannte ETR-Regelung (Schaltventil (EUV) - Trennventil-Regelung) zur Druckmodulation an allen Rädern Druck aufgebaut und moduliert, so kann in mindestens zwei Räder jederzeit eingebremst werden, da immer ein Raddruck je Kreis nicht über die Ein-/Auslassventile geregelt wird, sondern über Schaltventil 52 und Pumpe 46, und damit über die Rückschlagventile 13 einbremsbar bleibt. Eine solche Druckaufbaumethode ist in allen gängigen ESP-Systemen möglich und bedarf keiner zusätzlichen Sensorik. Im Gegensatz dazu würde eine Modulation über die Ein- /Auslassventile an allen vier Rädern eine besonders zuverlässige Einbremserkennung notwendig machen.

Claims

Patentansprüche :
1. Verfahren zum Stabilisieren eines Gespanns, mit einem Zugfahrzeug und einem durch das Zugfahrzeug bewegten Anhänger, bei dem das Zugfahrzeug im Hinblick auf Schlingerbewegungen überwacht wird und beim Erkennen von tatsächlichem oder erwarteten instabilem Fahrverhalten des Zugfahrzeugs oder Gespanns fahrstabilisierende Maßnahmen ergriffen werden, gekennzeichnet durch die Schritte, Ermitteln und Bewerten von den Schlingerbewegungen im Hinblick auf kritische oder unkritische Fahrzustände und Verzögern des Zugfahrzeugs in Abhängigkeit von den Amplituden der Schlingerbewegungen.
2.Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Fahrdynamik des Zugfahrzeugs beeinflussende Größen, die die Amplituden und/oder die Frequenzen mindestens einer Quergröße und/oder die Fahrzeuggeschwindigkeit wiedergeben, ermittelt werden, und die Bewertung der Schlingerbewegungen anhand der Amplituden durchgeführt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Quergröße aus der gemessenen Gierwinkelgeschwindigkeit und/oder der Querbeschleunigung ermittelt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Quergröße aus dem Differenzwert der gemessenen Gierwinkelgeschwindigkeit und der Referenzgierwinkelgeschwindigkeit ermittelt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass Änderungen der Schlingerbewegungen über vorgegebene Zeiträume ausgewertet werden und die dabei ermittelten Tendenzen bei der Bewertung und/oder bei der Verzögerung des Zugfahrzeugs berücksichtigt werden.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch die Ermittlung einer Verzögerungsgröße in Abhängigkeit von einer vorgegebenen Verzögerung des Zugfahrzeugs, Vergleichen der Verzögerungsgröße mit einer modellbasierten Verzögerungsanforderung und Verzögern des Zugfahrzeugs nach Maßgabe des Vergleichsergebnisses.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Verzögerungsgröße aus dem Drehverhalten der Räder bei eingesteuertem vorgegebenen Bremsdruck ermittelt wird und die Verzögerungsanforderung in Abhängigkeit von der Amplitude der Schlingerbewegung und/oder der Tendenz der Schlingerbewegung durchgeführt wird.
8.Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Verzögerung des Zugfahrzeugs nach Kriterien beendet wird, die einen kontinuierlichen oder gestuften oder sofortigen Übergang zu einer unverzögerten Fahrt ermöglichen.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Drehverhalten der einzelnen Fahrzeugräder erfasst und im Hinblick auf deren Schlupfbzw. Blockierverhalten ausgewertet wird, dass bei erkanntem Schlupf- bzw. Blockierverhalten eines Rades an einer Fahrzeugachse die Druckanforderungen reduziert oder abgeschaltet werden und die Druckanforderungen erst dann wieder aufgeschaltet werden, wenn die Schlupf- bzw. Blockierneigung nicht mehr ermittelt wird.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckanforderungen an beiden Rädern einer Fahrzeugachse reduziert oder abgeschaltet werden, wenn die Schlupf- oder Blockierneigung an mindestens einem Rad dieser Fahrzeugachse ermittelt wird.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Größe des Bremsdrucks, der bei ermitteltem Blockierverhalten mindestens eines Rades in die Radbremsen eingesteuerte ist, in einem Speicher abgelegt wird, wenn die Druckanforderung abgeschaltet wird.
12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass bei erkannter Beendigung der Blockierneigung in die Radbremsen ein Bremsdruck eingesteuert wird, der der abgelegten Größe des Bremsdrucks entspricht oder einer Größe, die um einen Wert reduziert wird.
13. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass der bei erkannter Beendigung der Blockierneigung eingesteuerte Bremsdruck kontinuierlich auf einen Bremsdruck erhöht wird, der zu der ermittelten Verzögerungsgröße des Zugfahrzeugs führt.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Verzögerung sofort beendet wird, wenn anhand dem Drehverhalten der Räder oder der Längsbeschleunigung des Fahrzeugs ein Verzögerungswert des Zugfahrzeugs mit dem Anhänger unterhalb eines Schwellenwerts ermittelt wird.
15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Ermittlung des Verzögerungswerts zeitverzögert nach dem Verzögerungseingriff begonnen und über ein vorgegebenes Zeitintervall beobachtet und bestimmt wird.
16. Verfahren nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass die in einer ABS-Regelung ermittelte Fahrzeugreferenzgeschwindigkeit am Beginn des Zeitintervalls gespeichert wird, die am Beginn gespeicherte Fahrzeugreferenzgeschwindigkeit mit der am Ende ermittelten Fahrzeugreferenzgeschwindigkeit verglichen wird und aus der Differenz der Referenzgeschwindigkeiten und der Zeitdauer die Verzögerung des Fahrzeugs bestimmt wird.
17. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass unabhängig von einer Betätigung eines Bremspedals eine optischen Signalanlage nach vorgegebenen Kriterien während des Verzögerungseingriffs aktiviert wird.
18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die optische Signalanlage das Bremslicht des Zugfahrzeugs und/oder des Anhängers ist.
19. Verfahren nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Signalanlage in Abhängigkeit von einer Verzögerungsschwelle aktiviert wird, die erreicht oder überschritten werden muß.
20. Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Signalanlage in Abhängigkeit von einem Mindestbremsdruck aktiviert wird, der in ein Rad eingesteuert werden muß .
21. Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass in die Verzögerungsschwelle eine Hysterese integriert ist, um mehrmaliges Ein- und Ausschalten der Signalanlage zu verhindern, wenn die Verzögerungsanforderung die Schelle in einem vorgegeben Zeitraum mehrmals über- oder unterschreitet.
22. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 21, gekennzeichnet durch eine Druckmodulation der Bremsdrücke mit einer elektrischen Druckmittelpumpe in einer zweikreisigen Bremsdruckübertragungseinrichtung, mit den Schritten Einsteuern eines Bremsdruckes in den einen und/oder anderen Radbremskreis des einen Bremsdruckübertragungkreise, Halten des Bremsdruckes in dem einen und/oder anderen Radbremskreis des einen Bremsdruckübertragungskreises und Abbauen des Bremsdruckes in den einen und/oder anderen Radbremskreis des einen Bremsdruckübertragungskreises , wobei eine Aufteilung der Radbremskreise (10, 11) des einen Bremsdruckübertragungskreises in einen führenden und einen folgenden Radbremskreis mit unterschiedlicher Bremsdruckanforderung vorgesehen wird, der führende Radbremskreis (10 oder 11) als Radbremskreis mit einer höheren Bremsdruckanforderung festgelegt wird und die Schritte Einsteuern, Halten und Abbauen des Bremsdruckes des folgenden Radbremskreises über den führenden Radbremskreis gesteuert oder geregelt werden.
23. Verfahren nach Anspruch 22 dadurch gekennzeichnet, daß der führende Radbremskreis (10 oder 11) der Radbremse (30 oder 31) über das Öffnen eines Schaltventils (52) mit einer Druckmittelquelle (4) verbunden wird und das Druckmittel über die im Radbremskreis angeordnete Druckmittelkpumpe (46) in den führenden und folgenden Radbremskreis bei von der Druckmittelquelle mit einem Trennventil (6) getrennten Bremsdruckkreis (8, 9) eigesteuert wird.
24. Verfahren nach Anspruch 22 oder 23 dadurch gekennzeichnet, dass der führende Radbremskreis (10 oder 11) der Radbremse bei geschlossenem Schaltventil (52) mit einem Druckmittelspeicher (50) verbunden wird und das Druckmittel über die im Radbremskreis angeordnete Druckmittelpumpe (46) in den führenden und folgenden Radbremskreis bei von einer Druckmittelquelle (4) mit einem Trennventil (6) getrennten Bremsdruckkreis (8, 9) eigesteuert wird.
25. Verfahren nach einem der Ansprüche 22 bis 24 dadurch gekennzeichnet, dass in jedem Radbremskreis ein Ein- und Auslaßventil (12, 19, 14, 17) vorgesehen ist und die Bremsdruckanforderung des führenden und folgenden Radbremskreises über das Einlaßventil (19) des folgenden Radbremskreises und das von der Druckmittelpumpe (16) nach Maßgabe der Bremsdruckanforderung geförderten Druckmittels bei geöffnetem Einlaßventil (12) des führenden Radbremskreises und geschlossenen Auslaßventilen (14, 17) des führenden und folgenden Radbremskreises gesteuert wird.
26.Verfahren nach einem der Ansprüche 22 bis 25 dadurch gekennzeichnet, dass die Bremsdruckanforderung des folgenden Radbremskreises aus dem führenden Radbremskreis bei geöffnetem Einlaßventil (12 oder 19) des folgenden Radbremskreises und aktiver oder passiver Druckmittelpumpe verändert wird.
27. Verfahren nach einem der Ansprüche 22 bis 26 dadurch gekennzeichnet, dass der Bremsdruck der Radbremskreise bei geschlossenem Schaltventil, Trennventil und Auslaßventil und geöffnetem Einlaßventil (12 oder 19) des führenden Radbremskreises und geschlossenem Aus- und Einlaßventil des folgenden Radbremskreises gehalten wird.
28.Einrichtung zum Stabilisieren eines Gespanns, mit einem Zugfahrzeug und einem durch das Zugfahrzeug bewegten Anhänger, bei dem das Zugfahrzeug im Hinblick auf Schlingerbewegungen überwacht wird und beim Erkennen von tatsächlichem oder erwarteten instabilem Fahrverhalten des Zugfahrzeugs oder Gespanns fahrstabilisierende Maßnahmen ergriffen werden, gekennzeichnet durch eine ESP Fahrstabilitätsregelung mit Raddrehzahlsensoren und einem Gierratensensor und/oder Querbeschleunigungssensor und/oder Lenkwinkelsensor zum Erfassen des Drehverhaltens der Räder und der Gierwinkelgeschwindigkeit und/oder der Querbeschleunigung und/oder des Lenkwinkels, einem Fahrzeugmodell zum Ermitteln einer Modellgierwinkelgeschwindigkeit mindestens aus den SensorSignalen eine Ermittlungseinheit zum Bilden eines Differenzwertes aus der gemessenen Gierwinkelgeschwindigkeit und der Modellgierwinkelgeschwindigkeit einer Ermittlungseinheit, die aus den Sensorsignalen und/oder modellbasierten Größen eine Verzögerungsgröße für das Zugfahrzeug berechnet, die der ESP Fahrstabilitätsregelung zur Steuerung des Bremsdrucks in den Radbremsen zur Verfügung gestellt werden.
29. Einrichtung nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, dass die Ermittlungseinheit in Abhängigkeit von den Amplituden des Differenzwerts eine Verzögerungsgröße für das Zugfahrzeug und/oder den Anhänger berechnet.
30. Einrichtung mit einer optischen Signalanlage nach Anspruch 28 oder 29, dadurch gekennzeichnet, dass unabhängig von einer Betätigung eines Bremspedals eine Aktivierung der optischen Signalanlage nach vorgegebenen Kriterien während des Verzögerungseingriffs erfolgt.
31. Einrichtung nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, dass die optische Signalanlage das Bremslicht des Zugfahrzeugs und/oder des Anhängers ist.
32. Einrichtung nach Anspruch 30 oder 31, dadurch gekennzeichnet, dass die Aktivierung in Abhängigkeit von einer Verzögerungsschwelle erfolgt, die erreicht oder überschritten werden muß, um die Signalanlage zu aktivieren.
33.Einrichtung nach einem der Ansprüche 30 bis 32, dadurch gekennzeichnet, dass die Aktivierung in Abhängigkeit von einem Mindestbremsdruck erfolgt, der in ein Rad eingesteuert werden muß, um die Signalanlage zu aktivieren.
34.Einrichtung nach einem der Ansprüche 30 bis 33, dadurch gekennzeichnet, dass in die Verzögerungsschwelle eine Hysterese integriert ist, um mehrmaliges Ein- und Ausschalten der Signalanlage zu verhindern, wenn die Verzögerungsanforderung die Schelle in einem vorgegeben Zeitraum mehrmals über- oder unterschreitet.
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