WO1992019478A1 - Schaltungsanordnung für eine bremsanlage mit elektronischer blockierschutzregelung - Google Patents

Schaltungsanordnung für eine bremsanlage mit elektronischer blockierschutzregelung Download PDF

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WO1992019478A1
WO1992019478A1 PCT/EP1992/000609 EP9200609W WO9219478A1 WO 1992019478 A1 WO1992019478 A1 WO 1992019478A1 EP 9200609 W EP9200609 W EP 9200609W WO 9219478 A1 WO9219478 A1 WO 9219478A1
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WO
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pressure
wheel
circuit arrangement
vehicle
vehicle deceleration
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Application number
PCT/EP1992/000609
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English (en)
French (fr)
Inventor
Bernhard Giers
Mathias Niepelt
Jürgen WOYWOD
Georg Fachinger
Andreas Wieland
Original Assignee
Itt Automotive Europe Gmbh
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Priority to JP4506497A priority patent/JPH07507250A/ja
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • 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
    • 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
    • B60T8/176—Brake regulation specially adapted to prevent excessive wheel slip during vehicle deceleration, e.g. ABS
    • B60T8/1764—Regulation during travel on surface with different coefficients of friction, e.g. between left and right sides, mu-split or between front and rear
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S303/00—Fluid-pressure and analogous brake systems
    • Y10S303/02—Brake control by pressure comparison
    • Y10S303/03—Electrical pressure sensor
    • Y10S303/04—Pressure signal used in electrical speed controlled braking circuit

Definitions

  • the invention relates to a circuit arrangement for a motor vehicle brake system with electronic anti-lock control, with circuits for the individual control of the brake pressure in the wheel brakes of the two wheels of an axle as a function of the wheel rotation behavior measured with wheel sensors, with circuits for limiting the yaw moment as a result of brake pressure differences on the wheels of an axle, the permissible pressure difference being variable as a function of the difference in coefficient of friction on both wheels.
  • Such a circuit arrangement is known from DE 39 25 828 AI. It is an anti-lock control system with individual control of the brake pressure on the two wheels of an axle.
  • the pressure difference is limited and the permissible pressure difference as a function of the difference in friction coefficient and the amount of the lower coefficient of friction. If this permissible pressure difference is exceeded, pressure on the high wheel is reduced, taking into account the state of motion of the low wheel.
  • the pressure applied by the driver is measured against the pressure difference on the right and left wheels and the setpoint pressure is compared with the actual pressure. The coefficient of friction (coefficient of friction) is estimated using the brake pressure. If a predetermined pressure difference is exceeded, brake pressure is reduced on the high wheel, namely on the wheel with the higher pressure.
  • the invention is therefore based on the object of developing a circuit arrangement for an anti-lock control system which, on the one hand, by maintaining the yaw moments, also and especially in critical situations with a large difference in coefficient of friction on the right and left sides, of maintaining driving stability of the vehicle and, at the same time, ensures effective braking with a short braking distance by making the best possible use of the performance of the brakes.
  • the brake pressure and the brake pressure difference on a roadway with a different coefficient of friction on the right and left side of the vehicle are regulated in such a way that the yaw moment is adjusted to the driving stability independently of the use of the anti-lock control system and the control process uncritical value remains limited.
  • the required limitation of the brake pressure or increase in brake pressure on the side of the higher coefficient of friction is comparatively small, which ensures a short braking distance and at the same time high driving stability.
  • the pressure reduction times are accumulated individually for each wheel in order to determine the pressure difference value, and the difference between the amounts present in the two accumulators is formed. It is expedient to reduce the content of the two accumulators by the same maximum possible amount each time one of the two wheels re-enters the stable phase, so that one accumulator content is reset to zero; the pressure difference value remains the same.
  • the average pressure build-up gradient of the brake pressure applied to the high wheel is flattened as a function of the vehicle deceleration, the flattening becoming maximum in the area of the vehicle deceleration that is critical to stability with a high coefficient of friction difference.
  • the range of critical table vehicle deceleration between 0.3g and 0.6g, in particular between 0.35 and 0.45g.
  • the point in time at which the yaw moment peak occurs can be determined by determining the wheel slip and re-accelerating the wheel. At this point in time, the wheel speed approaches the vehicle speed, so the wheel slip becomes very small and the acceleration of the wheel is positive.
  • An advantageous embodiment of the invention consists in reducing the braking pressure on the high wheel immediately before the occurrence of the yaw moment peak by means of a pressure reduction pulse, which depends on the relationship, in order to limit the yaw moment
  • T pulse-hR K * Abb-lR * f ⁇ d Druckabb * f [dV / dt (FZ)]
  • K is a constant dependent on the pressure reduction gradient of the system
  • T Fig - l represents the pressure reduction time on the low wheel in the respective control cycle
  • f (d pressure reduction) is a function of the pressure difference determined from the pressure reduction times
  • f [dV / dt (FZ)] represents a coupling factor dependent on the vehicle deceleration.
  • FIG. 1 is a block diagram of the most important components of a circuit arrangement according to the invention.
  • FIG. 3 shows the same diagrams as FIG. 2, but with a different coefficient of friction on the right and left side of the vehicle
  • Fig. 6 in diagrams the speed curve of the two front wheels, the brake pressure curve and 1 shows the yaw moment curve on a roadway with different coefficients of friction on the right and left side (, u-split) when using the circuit arrangement according to the invention according to FIG. 1,
  • Fig. 1 the most important components of an electronic circuit arrangement for an anti-lock brake system are shown in a simplified form.
  • the rotational behavior of the individual vehicle wheels is detected with the help of wheel sensors S1 to S4.
  • an evaluation circuit 1 the speed curve of the individual wheels v. to v. obtained and derived a vehicle reference speed v R __, which is required as a comparison or reference variable for assessing and regulating the speed of the individual wheels.
  • An overall electronic circuit 2 comprises a logic block in which the speed signals v. to v. and _ EF logically linked and evaluated and finally signals for brake pressure modulation are generated.
  • the output signals of the logic block 3 lead to a so-called valve control 4, in which the signals directly used to control wheel valves RV, main or auxiliary valves HV - combined in the valve block 5 - are obtained.
  • Electromagnetically actuable hydraulic valves which are designed as inlet or outlet valves, are usually used as wheel valves.
  • An actuation path still required in some exemplary embodiments for controlling an auxiliary pressure source, such as a hydraulic pump, is not shown in FIG. 1 for the sake of simplicity.
  • the overall circuit 2 contains a measuring circuit 6 with which a measure of the pressure difference at the two individually controlled wheels of an axle is obtained.
  • This differential pressure measuring circuit 6 is only supplied with the valve setting commands for the two front wheel brakes, because in the present example, as will be explained in more detail below with reference to the diagrams, a value for the pressure difference at the front wheels is derived solely from the brake pressure - dismantling signals is obtained. This coupling is symbolized by the two signal lines 7, 8, which lead from the output of the valve control 4 to the measuring circuit 6.
  • the differential pressure measuring circuit 6 as will be explained below with reference to FIGS. 2 and 3, there are accumulators which accumulate the weighted pressure reduction signals. Other circuits determine the pressure difference.
  • the output signal of the measuring circuit 6 leads via a signal line 9 to the logic block 3, in order to control a switching circuit 10 which is symbolically separated by broken lines and which causes the actual "yaw moment limitation" (GMB).
  • v p symbolizes the vehicle speed or the vehicle reference speed
  • v-, v 2 the speed of the two wheels of an axle.
  • the corresponding pressure curve on the wheel 1, which changes with the speed v. moved is with p. , the pressure curve on the second wheel designated 2 .
  • the accumulated pressure reduction times of the first wheel are marked with PA1, the second wheel with PA2 and the difference between these two values with DA12.
  • the pressure difference DA12 is, as expected, small in the situation to which FIG. 2 relates, namely with a homogeneous coefficient of friction on the right / left, so that there is no need for a yaw moment restriction.
  • FIG. 3 shows the same curves as FIG. 2, but now related to a situation with a different coefficient of friction right / left (/ U-split).
  • the wheel 1 with the rotational behavior v- is the high wheel in this case because it is located on the vehicle side with a high coefficient of friction.
  • the pressure reduction begins at time t ⁇ and very soon leads to virtually complete pressure reduction.
  • the high wheel only comes into control at time t_.
  • the pressure drop and the pressure drop difference are determined in the manner described with reference to FIG. 3.
  • the dependency on the vehicle deceleration, as reflected by the expression or the factor f (dV / dt), means that the yaw moment restriction according to the invention reacts in a manner that is significantly different from that in the area critical for vehicle stability.
  • the critical area for the vehicle stability is - depending on the vehicle construction and loading - on an extremely different coefficient of friction right / left (0.1 / 0.8), for example in a range of 0.35 to 0.4 g. Therefore, according to the invention, the mean pressure build-up gradient is flattened considerably more in this area than in the other areas.
  • the modified pressure build-up gradient practically corresponds to the basic gradient; there is no flattening.
  • 4 illustrates the graph course of the service or the gradient flattening as a function of the vehicle deceleration.
  • the critical range in this example is a vehicle deceleration of approximately 0.35 g to 0.45 g.
  • the modified gradient is reduced to a value of 10 to 15% of the base gradient.
  • the modified gradient decreases continuously in the range from 0 to 0.35 g, and the flattening decreases again above 0.45 g.
  • the modified gradient is 100% identical to the basic gradient.
  • the reduction in pressure on the high wheel for "defusing" the yaw moment peak is triggered in one exemplary embodiment of the circuit arrangement according to the invention by a pressure reduction pulse, which, or its duration, depends on the relationship
  • Pulse-hR K * Fig-lR * f (d pressure figure) * f [dV / dt (FZ)] calculated.
  • the coupling factor dependent on the vehicle deceleration, represented by the expression f [dV / dt (FZ)], in the equation for determining the pulse duration T p , _ HR is shown in FIG. 5 as a function of the vehicle deceleration.
  • a vehicle is used as a basis, whose stability-critical range lies between approximately 0.35 g and 0.45 g.
  • the coupling factor assumes its maximum value in this area. Outside of this range, the duration of the pressure reduction pulse T p ⁇ *, S _ R is reduced by a smaller coupling factor.
  • the mean yaw moment in this critical area is reduced to a value that is not critical for the driving stability of the vehicle.
  • the pressure reduction pulse increases the cornering force of the high wheel, reduces the yaw momentum maximum and ensures that an average pressure difference between the two wheels of one axle is not exceeded.
  • the brake pressure applied to the high wheel can be higher because the danger to the stability of the vehicle is eliminated by the yaw moment peak, which ultimately leads to a shortening of the braking distance.

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Abstract

Eine Schaltungsanordnung für ein Fahrzeug mit elektronischer Blockierschutzregelung besitzt Schaltkreise zur individuellen Regelung des Bremsdruckverlaufes in den Radbremsen der Räder einer Fahrzeugachse und zur Beschränkung des Giermomentes infolge von Bremsdruckdifferenzen. Ferner sind Schaltkreise (6) vorhanden, die radindividuell die Druckabbausignale (PA1, PA2) ermitteln und aus diesen die Druckdifferenz (DA12) bestimmen. Bei unterschiedlichem Reibwert (ν-split) wird der mittlere Druckaufbaugradient am high-Rad in Abhängigkeit von der Druckdifferenz (DA12) und von der Fahrzeugverzögerung variiert. Zum Zeitpunkt des Auftretens der sogenannten Giermomentenspitze, nämlich unmittelbar vor dem Wiedereintritt des low-Rades in den stabilen Bereich, wird der Bremsdruck an dem high-Rad um einen von der Fahrzeugverzögerung und von der Druckdifferenz abhängigen Wert reduziert.

Description

Schaltungsanordnung für eine Bremsanlage mit elektroni¬ scher Blockierschutzregelung
Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung für eine Kraftfahrzeug-Bremsanlage mit elektronischer Blockierschutzregelung, mit Schaltkreisen zur individu¬ ellen Regelung des Bremsdruckes in den Radbremsen der beiden Räder einer Achse in Abhängigkeit von dem mit Radsensoren gemessenen Raddrehverhalten, mit Schaltkrei¬ sen zur Beschränkung des Giermomentes infolge von Brems¬ druckdifferenzen an den Rädern einer Achse, wobei die zulässige Druckdifferenz in Abhängigkeit von dem Reib¬ wertunterschied an beiden Rädern variierbar ist.
Eine derartige Schaltungsanordnung ist aus der DE 39 25 828 AI bekannt. Es handelt sich um ein Anti- blockierregelsystem mit individueller Regelung des Bremsdruckes an den beiden Rädern einer Achse. Zur Be¬ schränkung des Giermomentes auf Fahrbahnen mit sehr un¬ terschiedlichem Reibwert an der rechten und linken Sei¬ te, d.h. bei ,u-split-Bedingungen, wird die Druckdif¬ ferenz begrenzt und dabei die zulässige Druckdifferenz in Abhängigkeit von dem Reibwertunterschied und von der Höhe des niedrigeren Reibwerts bestimmt. Bei einem Über¬ schreiten dieser zulässigen Druckdifferenz wird unter Berücksichtigung des Bewegungszustandes des low-Rades Druck am high-Rad abgebaut. Zur Bestimmung der zulässi- gen Druckdifferenz wird bei diesem bekannten Anti- blockierregelsystem der vom Fahrer eingesteuerte Druck an dem rechten und an dem linken Rad gemessen und je¬ weils der Solldruck mit dem Istdruck verglichen. Ober den Bremsdruck wird der Reibwert (Reibbeiwert) abge¬ schätzt. Bei Überschreiten einer vorgegebenen Druckdif¬ ferenz wird an dem high-Rad, nämlich an dem Rad mit dem höheren Druck, Bremsdruck abgebaut.
Aus der vorgenannten und aus der DE 28 51 107 C2 ist es auch schon bekannt, den Druckabbau zur Giermomentenbe- schränkung jeweils dann vorzunehmen, wenn am Ende eines Regelzyklus das low-Rad wieder in den stabilen Bereich gelangt.
Der Aufwand für eine radindividuelle Bremsdruckmessung, Auswertung und Überwachung der Meßergebnisse ist nicht unerheblich.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung für ein Antiblockierregelsyεtem zu entwickeln, das einerseits .durch Beschränkung .der.Gier¬ momente, auch und gerade in kritischen Situationen mit hoher Reibwertdifferenz auf der rechten und linken Sei¬ te, die Aufrechterhaltung der Fahrstabilität des Fahr¬ zeugs sicherstellt und dabei gleichzeitig durch mög¬ lichst gute Ausnutzung der Leistungsfähigkeit der Brem¬ sen für eine wirksame Abbremsung mit kurzem Bremsweg Sorge trägt.
Es hat sich gezeigt, daß diese Aufgabe durch eine Schal- tungsanordnung der eingangs genannten Art gelöst werden kann, deren Besonderheit darin besteht, daß Schaltkreise vorhanden sind, die fortlaufend aus Druckabbausignalen einen die Druckdifferenz an den beiden Rädern der einen Achse wiedergebenden Wert ermitteln, die bei unter¬ schiedlichen Reibwerten ( i-split) den mittleren Druckaufbaugradienten an dem high-Rad, d.h. an dem den geringeren Druckabbau aufweisenden Rad, in Abhängigkeit von der Druckdifferenz bzw. von dem die Druckdifferenz wiedergebenden Wert und von der Fahrzeugverzögerung variieren und die zum Zeitpunkt des Auftretens der soge¬ nannten Giermomentenspitze, nämlich unmittelbar vor dem Wiedereintritt des auf dem niedrigeren Reibwert laufen¬ den Rades in den stabilen Bereich, den Bremsdruck an dem high-Rad um einen (unter anderem) von der Fahrzeugverzö¬ gerung und von der Druckdifferenz abhängigen Wert redu¬ zieren.
Erfindungsgemäß wird also, ohne Drucksensoren zu verwen¬ den, auf einer Fahrbahn mit unterschiedlichem Reibwert auf der rechten und linken Fahrzeugseite der Bremsdruck und die Bremsdruckdifferenz derart geregelt, daß unab¬ hängig von dem Einsetzen der Blockierschutzregelung und dem Regelungsverlauf das Giermoment auf einem für die Fahrstabilität unkritischen Wert begrenzt bleibt. Die hierzu erforderliche Beschränkung des Bremsdruckes oder Bremsdruckanstieges auf der Seite des höheren Reibwertes ist vergleichsweise gering, wodurch ein kurzer Bremsweg und gleichzeitig eine hohe Fahrstabilität gewährleistet sind. Dies gilt auch für Fahrzeuge, die durch ihre Kon¬ struktion, d.h. durch die Fahrzeuggeometrie, oder durch Gewichtsverteilung in kritischen BremsSituationen, z.B. bei einem Spurwechsel auf ,u-split, beim Übergang von homogenem Reibwert auf ,u-split oder umgekehrt zur In¬ stabilität infolge von Giermomenten neigen.
Nach einer vorteilhaften Ausführungsart der Erfindung werden zur Ermittlung des Druckdifferenz-Wertes die Druckabbauzeiten radindividuell akkumuliert und es wird die Differenz der in den beiden Akkumulatoren vorhande¬ nen Beträge gebildet. Dabei ist es zweckmäßig, bei jedem Wiedereintritt eines der beiden Räder in die stabile Phase den Inhalt der beiden Akkumulatoren um den glei¬ chen, maximal möglichen Betrag zu reduzieren, so daß je¬ weils der eine Akkumulatorinhalt auf Null zurückgesetzt wird; der Druckdifferenzwert bleibt dabei gleich.
Bei dieser Art der Errechnung oder Ermittlung der Druck¬ differenz in den beiden Rädern einer Achse wird beim Ak¬ kumulieren der Druckabbauzeiten eine Gewichtung vorge¬ nommen, die den Verlauf des bremssystembedingten Druckabbau-Gradienten
- anfangs steiler, dann flacher Druckabbau mit asympto¬ tischer Näherung an null - berücksichtigt.
Nach einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung wird der mittlere Druckaufbaugradient des an dem high-Rad anliegenden Bremsdruckes in Abhängigkeit von der Fahrzeugverzögerung abgeflacht, wobei in dem bei ho¬ hem Reibwert-Unterschied stabilitätskritischem Bereich der Fahrzeugverzögerung die Abflachung maximal wird. Je nach Fahrzeugtyp und Beladung liegt der Bereich der kri- tischen Fahrzeugverzögerung zwischen 0,3g und 0,6g, ins¬ besondere zwischen 0,35 und 0,45g.
Der Zeitpunkt des Auftretens der Giermomentenspitze, die unmittelbar bzw. kurz vor dem Wiedereinlaufen des Rades in die stabile Phase liegt, läßt sich durch die Bestim¬ mung des Radschlupfes und der Wiederbeschleunigung des Rades ermitteln. Zu diesem Zeitpunkt nähert sich nämlich die Radgeschwindigkeit der FahrZeuggeschwindigkeit, der Radschlupf wird also sehr klein und die Beschleunigung des Rades ist positiv.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, zur Giermomentenbeschränkung den Bremsdruck an dem high-Rad unmittelbar vor dem Auftreten der Giermo¬ mentenspitze durch einen Druckabbaupuls zu reduzieren, der nach der Beziehung
TPuls-hR= K * Abb-lR * f<d Druckabb * f[dV/dt (FZ)]
gemessen wird, wobei K eine von dem Druckabbaugradienten des Systems abhängige Konstante ist, TAbb-l die Druckabbauzeit am low-Rad im jeweiligen Regelzyklus wiedergibt, f(dDruckabb. ) eine Funktion der aus den Druckabbauzeiten ermittelten Druckdifferenz ist und f[dV/dt (FZ)] einen von der Fahrzeugverzögerung abhängigen Koppelfaktor darstellt.
Schließlich ist es erfindungsgemäß noch vorgesehen, die Ansprechschwelle der Giermomentenbeschränkung in be¬ stimmten Situationen einzuschränken oder die Giermomen- tenbeschränkung abzuschalten, z.B. als Reaktion auf das Signal einer Kurvenerkennung, Schwingungserkennung usw.
Weitere Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung gehen aus der folgenden Darstellung eines Ausführungsbeispiels anhand der beigefügten Prinzipdar¬ stellung und der Diagramme hervor.
Es zeigen
Fig. 1 in Blockdarstellung die wichtigsten Komponenten einer Schaltungsanordnung nach der Erfindung,
Fig. 2 in Diagrammen den Bremsdruckverlauf, die Druck¬ abbau-Bilanz und die Druckdifferenz der beiden Räder einer Achse auf homogenem Reibwert,
Fig. 3 die gleichen Diagramme wie Fig. 2, jedoch bei unterschiedlichem Reibwert auf der rechten und linken Fahrzeugseite,
Fig. 4 im Diagramm die Abflachung des Druckaufbaugra¬ dienten in Abhängigkeit von der Fahrzeugverzö¬ gerung,
Fig. 5 im Diagramm den Koppelfaktor für die Bemessung des Druckabbaupulses zur Giermomentenbeschrän¬ kung in Abhängigkeit von der Fahrzeugverzöge¬ rung und
Fig. 6 in Diagrammen den Geschwindigkeitsverlauf der beiden Vorderräder, den Bremsdruckverlauf und den Giermomentenverlauf auf einer Fahrbahn mit unterchiedliehern Reibwert auf der rechten und linken Seite ( ,u-split) bei Einsatz der er¬ findungsgemäßen Schaltungsanordnung nach Fig. 1,
In Fig. 1 sind in starker Vereinfachung die wichtigsten Komponenten einer elektronischen Schaltungsanordnung für eine blockiergeschützte Bremsanlage wiedergegeben. Das Drehverhalten der einzelnen Fahrzeugräder wird mit Hilfe von Radsensoren Sl bis S4 erfaßt. In einer Auswerte¬ schaltung 1 wird aus den Sensorsignalen der Geschwindig¬ keitsverlauf der einzelnen Räder v. bis v. gewonnen und eine Fahrzeugreferenzgeschwindigkeit vR__ abgelei¬ tet, die als Vergleichs- oder Bezugsgröße zur Beurtei¬ lung und Regelung der Geschwindigkeit der einzelnen Rä¬ der benötigt wird.
Eine elektronische Gesamtschaltung 2 umfaßt einen Logik¬ block, in dem die Geschwindigkeitssignale v. bis v. und _EF logisch verknüpft und ausgewertet und schließlich Signale zur Bremsdruckmodulation erzeugt werden. Die Ausgangssignale des Logikblockes 3 führen zu einer sogenannten Ventilsteuerung 4, in der die unmit¬ telbar zur Steuerung von Radventilen RV, Haupt- oder Hilfsventilen HV - zusammengefaßt in dem Ventilblock 5 - dienenden Signale gewonnen werden. Als Radventile werden üblicherweise elektromagnetisch betätigbare Hydraulik¬ ventile, die als Einlaß- oder Auslaßventile ausgebildet sind, verwendet. Ein in manchen Ausführungsbeispielen noch benötigter Betätigungsweg zur Steuerung einer Hilfsdruckquelle, wie einer Hydraulikpumpe, ist der Ein¬ fachheit halber in Fig. 1 nicht dargestellt. Außerdem enthält die Gesamtschaltung 2 einen Meßkreis 6, mit dem ein Maß für die Druckdifferenz an den beiden in¬ dividuell geregelten Rädern einer Achse gewonnen wird. Diesem Differenzdruck-Meßkreis 6 werden lediglich die Ventil-Stellbefehle für die beiden Vorderradbremsen zu¬ geleitet, weil im vorliegenden Beispiel, wie an¬ schließend anhand der Diagramme noch näher erläutert wird, ein Wert für die Druckdifferenz an den Vorderrä¬ dern allein aus den Bremsdruck-Abbausignalen gewonnen wird. Diese Kopplung ist durch die beiden Signalleitun¬ gen 7,8 symbolisiert, die vom Ausgang der Ventilsteue¬ rung 4 zu dem Meßkreis 6 führen. In dem Differenz¬ druck-Meßkreis 6 sind, wie anschließend anhand der Fig. 2 und 3 erläutert wird, Akkumulatoren enthalten, die die gewichteten Druckabbausignale akkumulieren. Weitere Schaltkreise ermitteln die Druckdifferenz. Das Ausgangs¬ signal des Meßkreises 6 führt über eine Signalleitung 9 zum Logikblock 3, um dort einen durch Strichelung symbo¬ lisch abgetrennten Schalkreis 10 anzusteuern, der die eigentliche "Giermomentenbeschränkung" (GMB) bewirkt.
Durch Sonderfunktionen, wie eine Kurvenerkennung 11 oder Schwingungserkennug 12, können die Ansprechschwellen der Giermomentenbeschränkung 10 verändert oder die Giermo¬ mentenbeschränkung, z.B. bei Kurvenerkennung, zeitweise abgeschaltet werden. Ein gestrichelter Schaltblock 13 symbolisiert, daß noch weitere Sonderfunktionen zur Be- einflussung der Giermomentenbeschränkung 10 bei Bedarf angeschaltet werden können. Die anhand der Fig. 1 beschriebenen und erläuterten Funktionen können grundsätzlich durch festverdrahtete Schaltkreise, jedoch auch durch programmgesteuerte Schaltungen, wie Microcomputer, realisiert werden.
Fig. 2 zeigt im Diagramm eine Bremsdruckregelung oder Blockierschutzregelung auf homogenem Reibwert. "vp " symbolisiert die FahrZeuggeschwindigkeit oder die Fahr¬ zeugreferenzgeschwindigkeit, "v-, v2" die Geschwin¬ digkeiten der beiden Räder einer Achse. Der entsprechen¬ de Druckverlauf am Rad 1, das sich mit der Geschwindig¬ keit v. bewegt, ist mit p. , der Druckverlauf am zweiten Rad mit 2 bezeichnet. Die akkumulierten Druckabbauzeiten des ersten Rades sind mit PA1, des zweiten Rades mit PA2 und die Differenz dieser beiden Werte mit DA12 bezeichnet.
Die Normierungsvorgänge der akkumulierten Drucksignale PA1 und PA2, bei denen jeweils die Akkumulator-Inhalte um den gleichen, maximal möglichen Betrag reduziert wer¬ den, finden zu den Zeitpunkten t..,t2, t.,, t. und t_ statt. Bei t2 ist allerdings der Akkumulatorin¬ halt PA1 des Rades 1 bereits Null, so daß sich am Akku¬ mulatorinhalt PA2 nichts ändert. Diese Zeiten t1 bis tc markieren die Zeitpunkte, an denen jeweils ein Rad wieder in den stabilen Bereich einläuft.
Die Druckdifferenz DA12 ist in der Situation, auf die sich Fig. 2 bezieht, nämlich bei homogenem Reibwert rechts/links erwartungsgemäß klein, so daß kein Bedarf an einer Giermomentenbeschränkung besteht. Fig. 3 zeigt die gleichen Kurven wie Fig. 2, jetzt je¬ doch bezogen auf eine Situation mit unterschiedlichem Reibwert rechts/links (/U-split). Das Rad 1 mit dem Drehverhalten v- ist in diesem Fall das high-Rad, weil es sich auf der Fahrzeugseite mit hohem Reibwert befin¬ det. Auf der Fahrzeugseite mit niedrigem Reibwert und dem entsprechenden Radverlauf v2 setzt die Druckredu¬ zierung zum Zeitpukt tß ein und führt sehr bald zum praktisch völligen Druckabbau. Das high-Rad gelangt erst zum Zeitpunkt t_ in die Regelung. Aus den Druckdia¬ grammen ist erkennbar, daß sich in einer solchen Situa¬ tion die Druckregelung am low-Rad auf sehr niedrigem Ni¬ veau, am high-Rad dagegen auf einem vergleichweise hohen Niveau abspielt. Die hohe Druckdifferenz führt ohne Ma߬ nahmen zur Giermomentenbeschränkung, zu hohen Giermomen¬ ten und zur Gefährdung der Fahrstabilität.
Die Akkumulation der Druckabbauvorgänge am high-Rad zeigt der Kurvenverlauf PA1, am low-Rad die Kurve PA2. Normierungsvorgänge, die zur Reduzierung des Akkumula- torinhalteε des low-Rades, Rad 2, führen, finden zum Zeitpunkt «, t10, t-2 statt; der Eintritt des low-Rades in die stabile Phase zum Zeitpunkt t„ und t13 wirkt sich dagegen auf den Akkumulatorinhalt nicht aus, weil der Akkumulatorinhalt PA1 zu diesem Zeitpunkt bereits Null ist. Die während des gesamten dargestellten Bremsvorganges hohe Druckdifferenz DA12, die spätestens zum Zeitpunkt des Auftretens der Giermomentenspitze zur Gefährdung der Fahrstabilität des Fahrzeugs führen dürf¬ te, ist ebenfalls in Fig. 3 wiedergegeben. Die Diagramme nach den Fig. 4 bis 6 veranschaulichen die weiteren Maßnahmen nach der Erfindung.
Fig. 6 bezieht sich auf eine Situation mit sehr unter¬ schiedlichen Reibwerten auf der rechten und linken Fahr¬ zeugseite (^u-split) und auf eine Regelung mit Hilfe der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung. In der Situa¬ tion nach Fig. 6 kommen die Vorzüge der erfindungsge¬ mäßen Giermomentenbegrenzung voll zur Entfaltung.
Bei U-split-Bedingungen, also in Situationen mit Be¬ darf an einer Giermomentenbeschränkung, wird nach dem Einsetzen der Regelung (am low-Rad) auch der weitere Druckanstieg am high-Rad begrenzt. Nach Fig. 6, die die Radgeschwindigkeiten des high-Rades v.. . _R sowie am low-Rad v- _, ferner den Druckverlauf *P*hiσh-R am high-Rad und P, _ am low-Rad sowie schließlich den Giermomentenverlauf GM wiedergibt, ist dieser Zeitpunkt des Regelungsbeginns für beide Räder mit t-3 bezeich¬ net.
Aus Fig. 6 ist zu erkennen, daß der mittlere Druckauf¬ baugradient am high-Rad in der hier dargestellten Situa¬ tion mit hohem Reibwertunterschied auf der rechten und linken Fahrzeugseite durch die Giermomentenbeschränkung abgeflacht wird. Realisiert wird dies im vorliegenden Fall durch Erhöhung der zeitlichen Abstände zwischen den einzelnen Druckaufbaupulsen. Dies ist besonders deutlich im Anschluß an den Zeitpunkt t..., t.ß und t.,- im Kurvenverlauf P, . , _ in Fig. 16 zu erkennen. Natur- lieh könnte man eine solche Abnahme bzw. Abflachung des Druckaufbaugradienten auch durch Verkürzung der Pulsdau¬ er bei Beibehaltung des Pulsabstandes oder auf ähnliche Weise erreichen.
Für den durch die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung modifizierten Druckaufbaugradienten gilt grundsätzlich die Beziehung
mod. Druckaufbaugrad. = Basis-Grad. * f(dDruckabb. ) * f[dV/dt (FZ)].
Der Druckabbau und die Druckabbaudifferenz wird dabei in der anhand der Fig. 3 beschriebenen Weise ermittelt. Durch die Abhängigkeit von der Fahrzeugverzögerung, wie¬ dergegeben durch den Ausdruck bzw. den Faktor f(dV/dt) wird erreicht, daß die erfindungsgemäße Giermomentenbe¬ schränkung in dem für die Fahrzeugstabilität kritischen Bereich wesentlich anders als im übrigen Bereich rea¬ giert. Der für die Fahrzeugstabilität kritische Bereich liegt - in Abhängigkeit von der Fahrzeugkonstruktion und Beladung - auf extrem unterschiedlichem Reibwert rechts/links (0,1/0,8) z.B. in einem Bereich von o,35 bis 0,4g. Deshalb wird erfindungsgemäß der mittlere Druckaufbaugradient in diesem Bereich wesentlich stärker abgeflacht als in den übrigen Bereichen. Bei sehr gerin¬ ger Fahrzeugverzögerung und bei Werten über etwa 0,75g, die nur durch hohe Reibwerte auf beiden Fahrbahnseiten zu erreichen sind, entspricht der modifizierte Druckauf¬ baugradient praktisch dem Basis-Gradienten; es findet keine Abflachung statt. Fig. 4 veranschaulicht den Gra- dientenverlauf bzw. die Gradientenabflachung in Abhän¬ gigkeit von der Fahrzeugverzögerung. Der kritische Be¬ reich liegt in diesem Beispiel bei einer Fahrzeugverzö¬ gerung von etwa 0,35g bis 0,45g. In diesem Bereich wird der modifizierte Gradient auf einen Wert von 10 bis 15% des Basis-Gradienten reduziert. Im Bereich von 0 bis 0,35g nimmt der modifizierte Gradient kontinuierlich ab, oberhalb von 0,45g wird die Abflachung wieder geringer. Schließlich stimmt ab einer Fahrzeugverzögerung von etwa 0,75g und höher der modifizierte Gradient zu 100% mit dem Basis-Gradienten überein.
Aus dem Druckverlauf p, .σh_R am high-Rad und aus dem Verlauf des Giermomentes GM in Fig. 6 ist erkennbar, daß die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung eine Absenkung des Druckes am high-Rad und damit eine Absenkung des Giermomentes unmittelbar vor dem Einlauf des low-Rades in den stabilen Bereich herbeiführt. Dieser Eintritt in die stabile Phase erfolgt in der anhand der Diagramme in Fig. 6 beschriebenen Situation zum Zeitpunkt tις und t18*
Der Druckabbau am high-Rad zur "Entschärfung" der Gier¬ momentenspitze wird in einem Ausführungsbeispiel der er¬ findungsgemäßen Schaltungsanordnung durch einen Druckab¬ baupuls ausgelöst, der sich bzw. dessen Dauer sich aus der Beziehung
Puls-hR= K * Abb-lR * f(dDruckabb.) * f[dV/dt (FZ)] errechnet. Der von der Fahrzeugverzögerung abhängige Koppelfaktor, wiedergegeben durch den Ausdruck f[dV/dt (FZ)], in der Gleichung zur Bestimmung der Puls- dauer Tp , _HR ist in Fig. 5 in Abhängigkeit von der Fahrzeugverzögerung dargestellt. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist ebenso wie in Fig. 4 ein Fahr¬ zeug zugrundegelegt, dessen stabilitätskritischer Be¬ reich zwischen etwa 0,35g und 0,45g liegt. In diesem Be¬ reich nimmt der Koppelfaktor seinen Maximalwert an. Außerhalb dieses Bereiches wird durch einen kleineren Koppelfaktor die Dauer des Druckabbaupulses Tp ■*,S_ R reduziert.
Durch den Druckabbaupuls zum Zeitpunkt t15 und t18 kurz vor dem Einlauf des low-Rades in die stabile Phase wird in diesem kritischen Bereich das mittlere Giermo¬ ment auf einen für die Fahrstabilität des Fahrzeugs un¬ kritischen Wert reduziert. Der Druckabbaupuls erhöht die Seitenführungskraft des high-Rades, reduziert das Gier- omentenmaximum und sorgt dafür, daß eine mittlere Druckdifferenz zwischen den beiden Rädern der einen Ach¬ se nicht überschritten wird. Im Vergleich zu herkömmli¬ chen Verfahren kann die Bremsdruckbeaufschlagung des high-Rades höher werden, weil die Gefahr für die Fahr¬ zeugstabilität durch die Giermomentenspitze beseitigt ist, was schließlich zu einer Verkürzung des Bremsweges führt.
Durch die beschriebene Anpassung der Giermomentenbe¬ schränkung an die Fahrzeugverzögerung, die durch den Kurvenverlauf in Fig. 4 und Fig. 5 zum Ausdruck kommt, wird die Auswirkung der Giermomentenbeschränkung außer¬ halb des stabilitätskritischen Bereiches der Fahrzeug¬ verzögerung reduziert und damit eine unnötige Verlänge¬ rung des Bremsweges verhindert.

Claims

Patentansprüche
, Schaltungsanordnung für eine Kraftfahrzeug-Bremsan¬ lage mit elektronischer Blockierschutzregelung, mit Schaltkreisen zur individuellen Regelung des Brems¬ druckes in den Radbremsen der beiden Räder einer Achse in Abhängigkeit von dem mit Radsensoren gemes¬ senen Raddrehverhalten, mit Schaltkreisen zur Be¬ schränkung des Giermomentes infolge von Bremsdruck¬ differenzen an den Rädern einer Achse, wobei die zu¬ lässige Druckdifferenz in Abhängigkeit von dem Reib¬ wertunterschied an beiden Rädern variierbar ist, da¬ durch g e k e n n z e i c h n e , daß Schaltkrei¬ se (6) vorhanden sind, die fortlaufend aus Druckab¬ bausignalen einen die Druckdifferenz an den beiden Rädern der einen Achse wiedergebenden Wert (DA12) ermitteln, die bei unterschiedlichen Reibwerten ( ,u-split) den mittleren Druckaufbaugradienten an dem high-Rad, d.h. an dem den geringeren Druckabbau aufweisenden Rad, in Abhängigkeit von der Druckdifferenz bzw. von dem die Druckdifferenz wiedergebenden Wert (DA12) und von der Fahrzeugverzögerung variieren und die zum Zeitpunkt des Auftretens der sogenannten Giermomentenspitze, nämlich unmittelbar vor dem Wie¬ dereintritt des low-Rades, d.h. des auf dem niedri¬ geren Reibwert laufenden Rades, in den stabilen Be- reich, den Bremsdruck an dem high-Rad um einen von der Fahrzeugverzögerung und von der Druckdifferenz abhängigen Wert reduzieren.
2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch g e ¬ k e n n z e i c h n e t, daß zur Ermittlung des Druckdifferenz-Wertes die Druckabbauzeiten radindi¬ viduell akkumuliert werden und die Differenz (DA 12) der in beiden Akkumulatoren vorhandenen Beträge (PA1, PA2) gebildet wird.
3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch g e ¬ k e n n z e i c h n e t, daß der Inhalt (PA1, PA2) der beiden Akkumulatoren bei jedem Wiedereintritt eines der beiden Räder in die stabile Phase um den gleichen, maximal möglichen Betrag reduziert wird.
4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß beim Akkumulieren der Druckabbauzeiten eine Gewichtung erfolgt, die den Verlauf der bremssystembedingten Druckabbau-Gra¬ dienten näherungsweise berücksichtigt.
5. Schaltungsanordnung nach einem oder mehreren der An¬ sprüche 1 bis 4, dadurch g e k e n n z e i c h ¬ n e t, daß der mittlere Druckaufbaugradient des an dem high-Rad anliegenden Bremsdruckes in Abhängig¬ keit von der Fahrzeugverzögerung verringert bzw. ab¬ geflacht wird, wobei in einem bestimmten Bereich der Fahrzeugverzögerung, der bei hohen Reibwert-ünter- schieden für die Fahrstabil!tat des Fahrzeugs beson¬ ders kritisch ist, die Abflachung des Druckaufbau¬ gradienten maximal wird.
6. Schaltungsanordnung nach Anspruch 5, dadurch g e ¬ k e n n z e i c h n e t, daß das Maximum der Abfla¬ chung des Druckaufbaugradienten je nach Fahr¬ zeug-Konstruktion in einem Bereich der Fahrzeugver¬ zögerung zwischen 0,3g und 0,6g insbesondere zwi¬ schen 0,35g und 0,45g liegt.
7. Schaltungsanordnung nach einem oder mehreren der An¬ sprüche 1 bis 6, dadurch g e k e n n z e i c h ¬ n e t, daß diese den Zeitpunkt (t_5 t^. unmit¬ telbar vor dem Auftreten der Giermomentenspitze durch Bestimmung des Radschlupfes und der Wiederbe¬ schleunigung des Rades ermittelt.
8. Schaltungsanordnung nach einem oder mehreren der An¬ sprüche 1 bis 7, dadurch g e k e n n z e i c h ¬ n e , daß zur Giermomentenbeschränkung der Brems¬ druck an dem high-Rad unmittelbar vor dem Auftreten der Giermomentenspitze durch einen Druckabbaupuls reduziert wird, der nach der Beziehung
TPuls-hR= K * TAbb-lR * f(dDruckabb.) * f[dV/dt (FZ)]
gemessen wird, wobei K eine von dem Druckabbaugra- dienten des Systems abhängige Konstante ist, T Abb-lR c""'"-e Druckabbauzeit s*-1-1 low-Rad im jeweili- gen Regelzyklus wiedergibt, f(dDruckabb. ) eine Funk¬ tion der aus den Druckabbauzeiten ermittelten Druck¬ differenz ist und f[dV/dt (FZ)] einen von der Fahr¬ zeugverzögerung abhängigen Koppelfaktor darstellt.
9. Schaltungsanordnung nach Anspruch 8, dadurch g e ¬ k e n n z e i c h n e t, daß der von der Fahrzeug¬ verzögerung abhängige Koppelfaktor (f[dV/dt (FZ)]) im stabilitätskritischen Bereich der Fahrzeugverzö¬ gerung, z.B. im Bereich zwischen 0,35g und 0,45g, ein Maximum aufweist.
10. Schaltungsanordnung nach einem oder mehreren der An¬ sprüche 1 bis 9, dadurch g e k e n n z e i c h ¬ n e t, daß die Ansprechwerte der Giermomentenbe¬ schränkung in Abhängigkeit von Signalen, die Schalt¬ kreise zur Kurvenerkennung, Schaltkreise zur Schwin¬ gungserkennung und dergl. liefern, variierbar sind.
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