Verfahren und Schaltungsanordnung zur Verringerung nachteiliger Auswirkungen von Motorschleppmomenten.
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Verringerung nachteiliger Auswirkungen von Motorschleppmomenten auf das Bremsverhalten eines mit einer blockiergeschützten Bremsanlage ausgerüsteten Fahrzeuges. Eine Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens gehört ebenfalls zur Erfindung.
Das von dem Antriebsraotor über das Getriebe auf die angetriebenen Räder übertragene Motorschleppmoment kann bei niedrigen Reibbeiwerten sehr schnell zu einem Bremsmoment führen, das im Hinblick auf die LaufStabilität der angetriebenen Räder zu hoch ist. Dies gilt besonders für leistungsstarke Antriebsmotoren und bei eingelegter niedriger Gangstufe. Durch dieses durch den Antriebsmotor hervorgerufene Bremsmoment wird in solchen Situationen, wenn es sich um ein Fahrzeug mit Vorderradantrieb handelt, die Lenkfähigkeit stark reduziert. Bei Hinterradantrieb besteht sogar Schleudergefahr. Diese Erscheinung setzt sofort nach der Reduzierung der Antriebsleistung ein und wird gegebenenfalls durch Bremsenbetätigung noch verstärkt.
Aus der Patentanmeldung DE 4040256 AI ist bereits eine Schaltungsanordnung für eine blockiergeschützte Bremsanlage bekannt, die einen Testzyklus auslöst, wenn während eines Regelzyklus die beiden Räder einer angetriebenen Achse über eine vorgegebene Zeitspanne hinaus Instabilität signalisieren. Durch den Testzyklus wird in die Radbremse des langsameren Rades Bremsdruck eingesteuert, und es wird die Reaktion der angetriebenen Räder auf diese Druckeinsteuerung ausgewertet. Auf diese Weise stellt die Regelung fest, ob es sich um Auswirkungen eines Motorschleppmomentes handelt. Ist dies der Fall, wird durch die Druckeinsteuerung in die Radbremse des langsameren Rades über das Differential die Geschwindigkeit des zweiten Rades dieser Achse erhöht und dadurch die Laufstabilität und Seitenführung erheblich verbessert.
Bekannt ist es auch, durch Eingriff in den Antriebsstrang, nämlich durch Auskuppeln, die Übertragung des Motorschleppmomentes auf die Räder zu verhindern. Dies ist aufwendig, insbesondere deswegen, weil sich der richtige Zeitpunkt zum erneuten Einkuppeln schwer bestimmen läßt.
Ein anderer denkbarer Weg zur Lösung des Problems besteht darin, durch Anhebung der Motordrehzahl mit Hilfe einer Schleppmomentregelung das auf die angetriebenen Räder übertragene Bremsmoment zu verringern.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art zu entwickeln, das auf einfache Weise, ohne jeglichen Eingriff in den Antrieb des Fahrzeuges, die nachteiligen Auswirkungen von Motorschleppmomenten auf das Bremsverhalten eines Fahrzeuges entscheidend reduziert. Es hat sich herausgestellt, daß dies durch das im beigefügten Anspruch 1 beschriebene Verfahren und der in Anspruch 4 genannten Schaltungsanordnung gelingt.
Erfindungsgemäß wird folglich zu einem sehr frühen Zeitpunkt, im allgemeinem schon vor einer Bremsbetätigung, erkannt, daß eine Situation mit nachteilig sich auswirkenden Motorschleppmomenten vorliegt. Eine solche Situation kann eintreten, sobald der Fahrer seinen Fuß vom Gaspedal nimmt, und zwar unabhängig von einer sich eventuell daran anschließenden Bremsenbetätigung. Die Einsteuerung von Bremsdruck in die Radbremsen der angetriebenen Räder wird dann als Folge dieser Motorschleppmoment-Erkennung verhindert. Die Wiederannäherung der Fahrzeuggeschwindigkeit an die Geschwindigkeit der angetriebenen Räder wird nicht behindert, da keine zusätzliche Bremsdruckeinsteuerung erfolgt. Die angetriebenen Räder werden also sehr schnell wieder in die Lage versetzt, hohe Seitenführungskräfte zu übernehmen. Bei Vorderradantrieb wird die Lenkfähigkeit erhalten oder sehr schnell wieder hergestellt.
Nach einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel der Erfin-
düng wird ein annähernd gleicher, über einen vorgegebenen Grenzwert oder innerhalb eines vorgegebenen Bandes liegender Bremsschlupf an den angetriebenen Rädern als Indiz für die Auswirkung von Motorschleppmomenten gewertet. Bremsdruckeinsteuerung wird dann solange verhindert oder schon vorhandener Bremsdruck solange reduziert, bis die Fahrzeuggeschwindigkeit wieder mit der Geschwindigkeit der angetriebenen Räder annähernd überein stimmt.
Weitere Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung gehen aus der folgenden Darstellung weiterer Details anhand der beigefügten Abbildungen hervor.
Es zeigen
Fig. 1 im Diagramm den Verlauf der Radgeschindigkeit und der Fahrzeug-Referenzgeschwindigkeit in einer für die Erfindung typischen Phase und
Fig. 2 in vereinfachter, schematischer Darstellung die wichtigsten Komponenten einer Schaltungsanordnung nach der Erfindung.
Die Diagramme nach Fig. 1 Diagramme gelten für ein Fahrzeug mit Vorderradantrieb, und sie beziehen sich auf eine Situation, in der das erfindungsgemäße Verfahren zur Wirkung gelangt. Dargestellt ist der Geschwindigkeitsverlauf vVR, vVL des rechten Vorderrades (VR) und linken Vorderrades (VL) eines Fahrzeuges und die Fahrzeuggeschwindigkeit oder Fahrzeug-Referenzgeschwindig
keit vREF während der gleichen Zeitspanne. Es handelt sich um eine Fahrsituation auf geringem Reibwert, z.B. auf Glatteis oder Schnee.
Die Geschwindigkeit des Fahrzeuges ist zunächst annähernd konstant, weshalb Radgeschwindigkeit vVR, vVL und Fahrzeug-Referenzgeschwindigkeit vREF übereinstimmen. Zum Zeitpunkt t nimmt der Fahrer den Fuß vom
Gaspedal, so daß nun das Fahrzeug durch das Motorschleppmoment, das auf die angetriebenen Vorderräder übertragenen wird und sich dort als Bremsmoment auswirkt, abgebremst wird. Die Bremswirkung an den Vorderrädern ist in dieser Situation so hoch, daß sich an beiden Vorderrädern ein gleichmäßiger, hoher Bremsschlupf einstellt. Die Differenz zwischen der Radgeschwindigkeit vVR bzw. vVL und der Referenzgeschwindigkeit vREF entspricht dem Schlupf.
Zum Zeitpunkt t.1 überschreitet der Bremsschlupf an den beiden Vorderrädern eine vorgegebene Ansprechschwelle, worauf die erfindungsgemäße Motorschleppmoment-Regelung (MSM- Regelung) einsetzt. Die Regelung verhindert jegliche Druckeinsteuerung in die Radbremsen der angetriebenen Räder; sollte, was hier nicht der Fall ist, bereits Bremsdruck in diesen Radbremsen vorhanden sein, wird dieser Druck konstantgehalten oder gar abgebaut.
Das Bremsgeschehen an den nicht angetriebenen Hinterrädern wird durch die MSM-Regelung nicht beeinflußt.
Zum Zeitpunkt t2 wird die Fahrzeugbremse betätigt;
dargestellt ist dies durch das Erscheinen des BLS-Signals (BLS=Bremslichtschalter). Zusätzlich zu dem bremsend wirkenden Motorschleppmoment, das auf die angetriebenen Räder wirkt, wird nun auch Bremskraft auf die nicht angetriebenen Räder ausgeübt, so daß die Fahrzeugverzögerung zunimmt; die Fahrzeuggeschwindigkeit nimmt ab. Die nun zu beobachtenden Differenzen im Geschwindigkeitsverlauf der beiden Vorderräder bzw. im Bremsschlupf an den Vorderrädern gehen auf ungleiche Reibbeiwerte, ungleiche Radbelastungen usw. zurück. Auch ist zu beachten, daß über das Ausgleichgetriebe beide Vorderräder miteinander gekoppelt sind.
Im weiteren Verlauf des Geschehens findet eine Annäherung der Fahrzeuggeschwindigkeit und damit der Fahrzeug-Referenzgeschwindigkeit an den Lauf der beiden Vorderräder statt. Zum Zeitpunkt t3 wird der Bremsschlupf an dem linken Vorderrad VL, zum Zeitpunkt t. an dem rechten Vorderrad VR annähernd zu null. Dadurch wird die MSM-Regelung beendet, mit der Folge, daß nun auch in die angetriebenen Vorderräder Bremsdruck p eingesteuert wird. Der treppenförmige Verlauf der Druckkennlinie p zeigt an, daß im vorliegenden Ausführungsbeispiel der Bremsdruck durch eine Impulsfolge gesteuert wird.
Aus den Diagrammen ist zu erkennen, daß durch die frühzeitige Reaktion der Bremsanlage auf die durch das Motorschleppmoment bedingte Instabilität bzw. auf den zu
hohen Bremsschlupf und durch das frühzeitige Einsetzen der MSM-Regelung (bereits vor der Bremsbetätigung) die Laufstabilität der Vorderräder und damit die Lenkbarkeit des Fahrzeuges erhalten bleibt oder sehr schnell wieder hergestellt wird. Bei Fahrzeugen mit Hinterradantrieb wirkt sich die MSM-Regelung nach der Erfindung günstig auf die Fahrstabilität des Fahrzeuges aus.
Fig. 2 veranschaulicht das Prinzip einer Schaltungsanordnung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Die Fahrzeugräder sind individuell mit Radsensoren S. bis S, versehen. Nach Aufbereitung der Sensorsignale in einer Aufbereitungsschaltung 1 werden die das Drehverhalten der einzelnen Räder wiedergebenden Signale vR1 bis vR4 in einer Schaltung 2 weiterverarbeitet.
Außerdem wird durch logische Verknüpfung der Geschwindigkeitssignale vR1 bis vR4 in einem Schaltkreis 3 eine Fahrzeug-Referenzgeschwindigkeit vREF gebildet.
In der Schaltung 2 wird aus den Radgeschwindigkeiten vR1 bis vR4 und der Fahrzeug-Referenzgeschwindigkeit vREF u.a. der jeweilige Radschlupf λ1...4 abgeleitet, wobei in Fig. 2 in der Schaltung 2 zwischen dem Schlupf der angetriebenen Räder (Index: "a") und Schlupf der nichtangetriebenen Räder (Index: "na") unterschieden wird. Im vorliegenden Beispiel werden in Übereinstimmung mit Fig. 1 die beiden Vorderräder angetrieben, so daß vR1 mit vVR und vR2 mit vVL gleichzusetzen sind.
Die Schlupfwerte λa1 ,2 der angetriebenen Räder, hier der Vorderräder, werden über einen Schaltblock 4, in den die Motorschleppmoment-Regelung (MSM) stattfindet, zu einem Schaltblock 5, der die Ventilsteuerung VSt enthält, weitergeleitet. Die aus dem Drehverhalten der nichtangetriebenen Hinterräder (vR3,vR4) abgeleiteten Schlupfwerte werden der Ventilsteuerung 5 direkt zugeführt.
Die Motorschleppmomentregelung 4 erhält außerdem, wie der Schaltblock 6 mit dem Bremslichtschalter BLS symbolisiert, Informationen über den Zeitpunkt der Bremsenbetätigung.
Mit den Ausgangssignalen der Ventilsteuerung 5 werden schließlich die in einem Block 7 zusammengefaßten elektrisch betätigbaren Hydraulikventile HV gesteuert.
Aus Fig. 2 ist also zu entnehmen, daß die Erfindung durch eine einfache Zusatzschaltung, nämlich der Motorschleppmomentregelung 4, verwirklicht werden kann.