WO1999031950A2 - Verfahren und vorrichtung zur fahrstabilisierung - Google Patents

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WO1999031950A2
WO1999031950A2 PCT/EP1998/008175 EP9808175W WO9931950A2 WO 1999031950 A2 WO1999031950 A2 WO 1999031950A2 EP 9808175 W EP9808175 W EP 9808175W WO 9931950 A2 WO9931950 A2 WO 9931950A2
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WO
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wheel
brake pressure
slip
wheels
gradient
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PCT/EP1998/008175
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French (fr)
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WO1999031950A3 (de
Inventor
Markus Zenzen
Ralph Gronau
Gunther Buschmann
Original Assignee
Continental Teves Ag & Co. Ohg
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Filing date
Publication date
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Application filed by Continental Teves Ag & Co. Ohg filed Critical Continental Teves Ag & Co. Ohg
Publication of WO1999031950A2 publication Critical patent/WO1999031950A2/de
Publication of WO1999031950A3 publication Critical patent/WO1999031950A3/de

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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
    • B60T8/1755—Brake regulation specially adapted to control the stability of the vehicle, e.g. taking into account yaw rate or transverse acceleration in a curve
    • 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
    • B60T2201/00—Particular use of vehicle brake systems; Special systems using also the brakes; Special software modules within the brake system controller
    • B60T2201/16—Curve braking control, e.g. turn control within ABS control algorithm

Definitions

  • the invention relates to a method and a device for driving stabilization according to the preambles of the independent claims.
  • a vehicle 400 is driving forward through curve 420. It has a speed V, which is indicated by the arrow 410, which is drawn at the center of gravity 405.
  • the wheel is 401 front left, 402 front right, 403 rear right and 404 rear left. The case is considered that the brakes are applied strongly.
  • the object of the invention is to provide a method and a device for driving stabilization, which can also be used in vehicles with only one controlled axle and lead to satisfactory results there.
  • an oversteered or understeered driving state is recognized by means of suitable detection mechanisms.
  • the brake pressures of the brakes on the axle on which the brake pressure control is possible are set so that a counter-torque is generated.
  • a torque turning inward is generated
  • a torque turning out of the curve is generated in the case of an oversteered driving state.
  • the oversteered or understeered driving state can be identified by observing the wheel arch, in particular the wheel slip and the temporal behavior thereof.
  • the wheel slip values can be compared side by side with one another or with threshold values.
  • the values of all vehicle wheels are usually considered.
  • a turning moment in the curve can be generated by lowering the brake pressure on the outside of the adjustable wheel and / or increasing the braking pressure on the inside of the adjustable wheel.
  • On Torque turning out of the curve can be generated in that the brake pressure is increased on the outside of the controllable wheel and / or the brake pressure is lowered on the inside of the controllable wheel.
  • Another focus can be on the hydraulic fluid volume throughput. In order to minimize it, for example, smaller pressure gradients can be adjusted, especially when reducing the brake pressure.
  • the wheels of the other axle tend to get into the area of high slip values or into the area of the lock.
  • the speed signals supplied by the respective wheel sensors are then unsuitable for determining the vehicle reference speed.
  • the tendency therefore tends to be that wheel signals (of the strongly slipping or blocking wheels) cannot be used to determine the vehicle reference speed.
  • the vehicle reference speed can take place without taking into account the wheel sensor signals of the unregulated wheels.
  • the reference speed determination can then, for example, only be carried out with reference to the wheels of the controlled axle, for which blocking is less likely.
  • the control of the controlled wheels can take place in such a way that a wheel with respect to the Slip is "protected” so that it shows the lowest possible slip enemas and thus reflects the vehicle reference speed as reliably as possible. From a driving dynamics point of view, it may then be desirable to carry out this "protection” alternately on the two wheels of the controllable axle and then to use the "spared” wheel in alternating fashion for speed determination.
  • 1 is a schematic block diagram of a device for driving stabilization
  • FIG. 2 shows the recognition device from FIG. 1,
  • FIG. 3 shows the generating device from FIG. 1,
  • Fig. 4 shows schematically the representation of a vehicle to explain driving dynamics considerations.
  • the device 100 can be part of a brake control. Among other things, it receives input signals 105 from various sensors 104.
  • the sensors 104 can in particular be the wheel sensors of the vehicle wheels. In addition, other sensors can be provided, for example an acceleration sensor,
  • the necessary input data can also be taken from a data bus.
  • a detection device 101 detects an oversteered or understeered driving state during a braked cornering. For this purpose, it can receive, for example, the wheel sensor signals and a signal Vref that represents the vehicle reference speed and that was determined in a suitable manner.
  • the reference speed signal Vref is optionally determined in the device 103 and fed to the detection device 101 via signal line 106. If available, Vref can also be taken from a data bus.
  • the respective wheel slip values can be calculated individually from the individual wheel speeds and the vehicle reference speed.
  • An understeered or oversteered driving state can be identified from them, for example, by means of a suitable pattern recognition, in particular during a braked cornering. For example, the slip inlets can be checked for absolute values or compared side by side.
  • the detection device 101 can be supplied with further signals or can evaluate internal signals (for example wheel slip). The cornering and direction can also be recognized in this way. If the detection device detects an overdriven, braked cornering, it generates a detection signal 107, 108, which is fed to a generation device 102 and possibly also to a determination device 103.
  • the detection signal 107, 108 can be a complex signal that contains qualitative information. It can contain information about the direction of the curve (left / right) and / or the radius as well as information about the extent of the oversteer or understeer tendency.
  • FIG. 2 schematically shows the recognition device from FIG. 1.
  • it receives the wheel signals 105.
  • wheel slip values can be formed in the subtractors 201 for individual wheels.
  • filters / low-pass filters 204 can also be provided that filter out signal peaks.
  • a device 202 receives the wheel slip values filtered in this way, possibly further signals not shown, in order to recognize the oversteered or understeered, braked driving state. It can be given threshold values that are, for example, speed-dependent. This is symbolized in FIG. 2 by the device 203, which specifies slip threshold values and / or slip difference threshold values as a function of the vehicle reference speed. Complex recognition processes can be carried out in the device 202 be made.
  • the signals 107, 108 are output (which can be of the same design), which indicate the absence or presence of a braked, oversteered or understeered cornering.
  • the signal 107 is fed to a speed determination device 103, the signal 108 to a generation device 102, which is shown in more detail in FIG. 3.
  • the device 202 can recognize special road conditions, for example a road with divided coefficients of friction. If there are split coefficients of friction, this can be recognized in principle by the fact that only a lower pressure can be applied to the wheel that is running at a low coefficient of friction until the wheel slips than for the wheel that is running at a high coefficient of friction. If necessary, the output signals 107, 108 can therefore also contain information regarding the divided coefficient of friction.
  • the generation device 102 in FIG. 3 has, on the one hand, a setpoint generation device 303 for brake pressures and / or brake pressure gradients and a control signal generation device 304 which generates the suitable control signals 106 for the valves of the controllable wheel brakes. Only two such signals are shown in FIGS. 1 and 3. Usually, however, at least two valves are provided per brake (one inlet valve and one outlet valve), so that at least four signals would have to be generated for two wheel brakes. Signals for hydraulic pumps can also be generated. In this respect, the number of two lines shown is to be understood as an example.
  • the setpoint generating device 303 can in turn again receive the wheel signals 105 and the vehicle reference speed signal 108. It can also receive other signals, not shown. Depending on the design of the vehicle type, the signals can be taken from a vehicle data bus or a sensor system or other control or regulation components.
  • target brake pressure on the inside, controllable wheel can be raised and / or lowered on the outside, controllable wheel when the cornering is understeered, whereby the increase can usually only take place up to the pressure of the tandem master cylinder. This results in a higher braking force on the inside wheel than on the outside wheel, so that there is a turning moment around the vertical axis of the vehicle.
  • target braking pressure gradients can also be specified, for example when understeered cornering, such that a positive gradient (pressure increase) is specified for curves inside and / or a negative gradient (pressure decrease) for curves outside.
  • the setpoint brake pressure can be raised on the controllable wheel, and the inside on the controllable wheel can be lowered. This is preferably done in such a way that the proportion of lateral force drops only slightly at most.
  • a positive target pressure gradient for a negative target pressure gradient can be specified.
  • a target pressure specification is symbolized by 305, and a target pressure gradient specification is symbolized by 306.
  • the control signal generating device 304 generates control signals 106 for the valves and / or pumps serving to regulate the brake pressure in accordance with the setpoint values it receives.
  • control signals 106 for the valves and / or pumps serving to regulate the brake pressure in accordance with the setpoint values it receives.
  • it can be pulse width modulated signals that are generated in accordance with the received setpoints.
  • a control strategy can be adopted, according to which the wheel with a high coefficient of friction (dependent wheel) is controlled in accordance with the conditions on the wheel with a low coefficient of friction (leading wheel).
  • the wheel with a high coefficient of friction is then not subjected to the same braking torque as the low-friction wheel ("select low"), but is subjected to a lower braking pressure as a function of the conditions on the low-friction wheel, so that the yaw moment is reduced and a counter-torque is generated.
  • a device for determining the leading wheel is symbolized in FIG. 3 by 302.
  • the leading wheel is the wheel that drives with a low coefficient of friction.
  • the determination device 302 receives for example, only the wheel signals of these two wheels.
  • the setpoints of the controllable dependent wheel are then generated in accordance with the setpoints of the controllable leading wheel. As a rule, this leads to a reduction in the brake pressures of the dependent wheel and thus to a loss of deceleration.
  • the overall control then works in an optimized manner. With this control strategy, brake pressure setpoints and / or gradient setpoints and / or valve actuation pulses for the dependent wheel can be generated in proportion to corresponding values of the leading wheel. For example, they can be specified identically. Depending on the driving situation, proportionality constants can also be introduced.
  • Volume-saving control strategies can be implemented. This means that the lowest possible volume throughput of hydraulic fluid per time is sought. As a rule, such strategies are used if the other control objectives (delay-optimized, stability-optimized) allow or require this variation, for example, when driving conditions that are not critical for limit values exist, when filling-critical states of the low-pressure accumulator are reached or when the THZ is about to be exhausted .
  • the amount of the pressure gradients which are otherwise specified, can be reduced (down to 0).
  • negative pressure gradients pressure reduction
  • the gradient of the dependent wheel can be predetermined to 50% of the leading wheel.
  • volume saving concept shown is advantageous in view of the fact that the brake systems in which the invention is used are generally closed systems without the possibility of conveying the low-pressure accumulator empty. Volume saving concepts, particularly when reducing brake pressure, extend the available control time.
  • the non-controllable wheels slip or lock earlier than the controllable wheels.
  • this is indicated by the forces of different lengths vectors 411, 412, 413 and 414.
  • a blocking wheel transmits a lower braking force to the vehicle than a wheel that may roll with moderate slip.
  • Wheels with strong slip or blocking wheels in FIG. 4 the front wheels 401, 402 cannot be used to determine the vehicle reference speed because they roll is no longer a measure of the vehicle reference speed. Usually, however, the vehicle reference speed is determined on the basis of the wheel speeds of all wheels.
  • Vehicle reference speed may be desirable to control one of the controllable wheels so that it has the lowest possible slip values and then use this wheel or its wheel sensor signals preferably or exclusively for determining the vehicle reference speed. If such an intervention is provided, this in turn can lead to a moment about the vertical axis. In order to avoid negative effects on vehicle stability, if necessary, one and the other wheel can be alternately controlled so that it has as little slip as possible, so that driving stability is not impaired.
  • the measures shown can be carried out and triggered in the determination device 103.
  • the overall system can be designed, for example, in such a way that all components take the reference speed from a data bus and the determination device 103 transfers its result to the data bus.

Abstract

Ein Verfahren zur Fahrstabilisierung in einem Fahrzeug, bei dem nur der Bremsdruck der Räder der Hinterachse regelbar ist, hat die Schritte Erkennen eines übersteuerten oder untersteuerten Fahrzustands während einer gebremsten Kurvenfahrt, und auf die Erkennung hin Erzeugen eines gegenhaltenden Momentes durch Beeinflussen zumindest eines Bremsdrucks eines Rades an der Hinterachse. Eine Vorrichtung zur Fahrstabilisierung in einem Fahrzeug, das eine Bremsdruckregelung nur für die Räder der Hinterachse hat, hat eine Erkennungseinrichtung (101) zum Erkennen eines übersteuerten oder untersteuerten Fahrzustands während einer gebremsten Kurvenfahrt und eine Erzeugungseinrichtung (102), die auf die Erkennung hin ein gegenhaltendes Moment durch Beeinflussen zumindest eines Bremsdrucks eines Rades an der Hinterachse erzeugt.

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Fahrstabilisierung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Fahrstabilisierung gemäß den Oberbegriffen der unabhängigen Ansprüche.
Wenngleich in zunehmendem Maße Fahrzeuge in Verkehr gebracht werden, die die Bremsdrücke an allen vier Radbremsen regeln können, gibt es gleichwohl auch Fahrzeuge, bei denen dies nicht für alle Radbremsen möglich ist. Insbesondere werden auch regelmäßig solche Fahrzeuge hergestellt, die eine Bremsdruckregelung nur an einer Achse, insbesondere an der Hinterachse zulassen. In der Regel weisen solche Fahrzeuge zwar Radsensoren für alle Räder des Fahrzeugs auf, aber Stellglieder zur Bremsdruckeinstellung nur für die Bremsen der Räder einer Achse, insbesondere der Hinterachse. Darüber hinaus können dann auch vergleichsweise klein dimensionierte Niederdruckspeicher für die geregelten Räder vorgesehen sein, so daß vergleichsweise schnell störende Rückwirkungen bei Regeleingriffen eintreten können. Durch befüllte Niederdruckspeicher kann es bspw. zu einem vorzeitigen Regelungsende kommen, da kein Druckabbau mehr möglich ist. Da außerdem zwei Räder nicht geregelt werden können, kann eher als bei Fahrzeugen mit ausschließlich geregelten Rädern die Situation auftreten, daß es schwierig wird, die Fahrzeugreferenzgeschwindigkeit zu bestimmen, da die nicht geregelten Räder schnell zu hohen Schlupfwerten bzw. zum Blockieren gelangen können, so daß ansonsten verwendete Strategien zur Bestimmung der Fahrzeugreferenzgeschwindigkeit nicht optimal angepaßt sind. Bezugnehmend auf Fig. 4 werden fahrdynamische Probleme erläutert. Angenommen wird der Fall, daß ein Fahrzeug 400 vorwärts durch die Kurve 420 fährt. Es hat dabei eine Geschwindigkeit V, die durch den Pfeil 410 angedeutet ist, der am Schwerpunkt 405 gezeichnet ist. 401 ist das Rad vorne links, 402 vorne rechts, 403 hinten rechts und 404 hinten links. Betrachtet wird der Fall, daß kräftig gebremst wird. Dies hat die Konsequenz, daß nicht nur die Fahrzeuggeschwindigkeit stark abnimmt, sondern auch die Rotation des Fahrzeugs um die Hochachse (entsprechend dem Durchfahren der Kurve). Durch das rotatorische Trägheitsmoment des Fahrzeugs entsteht ein kurveneinwärtsdrehendes Moment symbolisiert durch den Pfeil 415. Dadurch neigt das Fahrzeug zum Übersteuern. Auch aufgrund anderer fahrdynamischer Effekte können Momente um die Hochachse des Fahrzeuges entstehen, die eine Übersteuer- oder Untersteuertendenz bewirken. Liegt beispielsweise geteilter Reibwert dahingehend vor, daß die kurvenaußenseitigen Räder auf niedrigerem Reibwert fahren als die kurveninnenseitigen Räder, können die kurvenaußenseitigen Räder auch nur eine kleinere verzögernde Kraft auf das Fahrzeug übertragen als die kurveninneren Räder. Dadurch entsteht ein Moment, das sich zum oben genannten Moment addiert. Auch dann tritt eine Übersteuertendenz auf. Wenn die Reibwertverhältnisse andersherum sind (außen hoch, innen niedrig), entsteht ein kurvenauswärtsdrehendes Moment um die Hochachse, das betragsmäßig das Trägheitsmoment überwiegen kann, so daß eine Untersteuertendenz des Fahrzeugs merkbar wird. Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Fahrstabilisierung anzugeben, die auch in Fahrzeugen mit nur einer geregelten Achse angewendet werden können und dort zu befriedigenden Ergebnissen führen.
Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst. Abhängige Ansprüche sind auf bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung gerichtet.
In einem Verfahren zur Fahrstabilisierung wird ein übersteuerter oder untersteuerter Fahrtzustand mittels geeigneter Erkennungsmechanismen erkannt. Auf die Erkennung hin werden die Bremsdrücke der Bremsen an der Achse, an der die Bremsdruckregelung möglich ist, so eingestellt, daß ein gegenhaltendes Moment erzeugt wird. Bei einem untersteuerten Fahrzustand wird insbesondere ein kurveneinwärtsdrehendes Moment erzeugt, bei übersteuertem Fahrzustand ein kurvenauswärtsdrehendes Moment.
Die Erkennung des übersteuerten oder untersteuerten Fahrzustands kann durch Betrachtung des Radlauf erhaltens, insbesondere des Radschlupfes und des zeitlichen Verhaltens desselben geschehen. Insbesondere können hierbei die Radschlupfwerte seitenweise miteinander oder mit Schwellenwerten verglichen werden. Üblicherweise werden die Werte aller Fahrzeugräder betrachtet.
Ein kurveneinwärtsdrehendes Moment kann dadurch erzeugt werden, daß am kurvenaußenseitigen, regelbaren Rad der Bremsdruck abgesenkt und/oder am kurveninnenseitigen, regelbaren Rad der Bremsdruck angehoben wird. Ein kurvenauswärtsdrehendes Moment kann dadurch erzeugt werden, daß am kurvenäußeren, regelbaren Rad der Bremsdruck angehoben und/oder am kurveninneren, regelbaren Rad der Bremsdruck abgesenkt wird.
Ein weiteres Augenmerk kann auf dem Hydraulikfluid-Volumen- durchsatz liegen. Um ihn zu minimieren, können beispielsweise kleinere Druckgradienten eingeregelt werden, insbesondere beim Bremsdruckabbau.
Bei Fahrzeugen, bei denen nur die Räder einer Achse geregelt werden können, geraten die Räder der anderen Achse tendenziell eher in den Bereich hoher Schlupfwerte oder in den Bereich des Blockierens. Ihre von den jeweiligen Radsensoren gelieferten Geschwindigkeitssignale sind dann für die Ermittlung der Fahrzeugreferenzgeschwindigkeit ungeeignet. Bei den genannten Fahrzeugtypen tritt somit tendenziell eher der Fall auf, daß Radsignale (der stark schlupfenden oder blockierenden Rädern ) nicht zur Ermittlung der Fahrzeugreferenzgeschwindigkeit herangezogen werden können. Um dieser Situation zu begegnen, kann dann, wenn eine übersteuerte oder untersteuerte Kurvenfahrt erkannt wird, die Fahrzeugreferenzgeschwindigkeit ohne Berücksichtigung der Radsensorsignale der ungeregelten Räder erfolgen. Die Referenzgeschwindigkeitsbestimmung kann dann beispielsweise nur bezugnehmend auf die Räder der geregelten Achse erfolgen, bei denen ein Blockieren unwahrscheinlicher ist.
Im Hinblick auf eine möglichst sichere Bestimmung der Fahrzeugreferenzgeschwindigkeit kann die Ansteuerung der geregelten Räder so geschehen, daß ein Rad bezüglich des Schlupfens "geschont" wird, so daß es möglichst geringe Schlupfeinläufe zeigt und damit möglichst sicher die Fahrzeugreferenzgeschwindigkeit widerspiegelt. Aus fahrdynamischen Aspekten kann es dann wünschenswert sein, diese "Schonung" alternierend an den beiden Rädern der regelbaren Achse vorzunehmen und dann synchron alternierend jeweils das "geschonte" Rad zur Geschwindigkeitsbestimmung heranzuziehen .
Bezugnehmend auf die Zeichnungen werden nun einzelne Ausführungsformen der Erfindung beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 als schematisches Blockdiagramm eine Vorrichtung zur Fahrstabilisierung,
Fig. 2 die Erkennungseinrichtung aus Fig. 1,
Fig. 3 die Erzeugungseinrichtung aus Fig. 1, und
Fig. 4 schematisch die Darstellung eines Fahrzeugs zur Darlegung fahrdynamischer Überlegungen.
Fig. 1 zeigt als schematisiertes Blockdiagramm eine erfindungsgemäße Vorrichtung 100 zur Fahrstabilisierung, die in Kombination mehrere Ausführungsformen zeigt. Gleich hier sei darauf hingewiesen, daß neben den gezeigten Komponenten zahlreiche weitere Komponenten vorhanden sein können, insbesondere solche, die die herkömmlichen Regelungsaufgaben und -Strategien wahrnehmen. Diese sind hier nicht dargestellt. Die Vorrichtung 100 kann Teil einer Bremsenregelung sein. Sie empfängt unter anderem Eingangssignale 105 von verschiedenen Sensoren 104. Die Sensoren 104 können insbesondere die Radsensoren der Fahrzeugräder sein. Daneben können andere Sensoren vorgesehen sein, beispielsweise Beschleunigungssensor ,
Querbeschleunigungssensor , Lenkwinkelsensor oder ähnliches. Soweit verfügbar, können notwendige Eingangsdaten auch einem Datenbus entnommen werden.
Eine Erkennungseinrichtung 101 erkennt einen übersteuerten oder untersteuerten Fahrzustand während einer gebremsten Kurvenfahrt. Hierzu kann sie beispielsweise die Radsensorsignale empfangen sowie ein Signal Vref, das die Fahrzeugreferenzgeschwindigkeit darstellt und das in geeigneter Weise ermittelt wurde. In der Ausführungsform der Fig. 1 wird das Referenzgeschwindigkeitssignal Vref gegebenenfalls in der Einrichtung 103 ermittelt und über Signalleitung 106 der Erkennungseinrichtung 101 zugeführt. Auch Vref kann, sofern verfügbar, einem Datenbus entnommen werden. Aus den einzelnen Radgeschwindigkeiten und der Fahrzeugreferenzgeschwindigkeit können radindividuell die jeweiligen Radschlupfwerte berechnet werden. Aus ihnen kann beispielsweise durch eine geeignete Mustererkennung ein untersteuerter oder übersteuerter Fahrzustand insbesondere während einer gebremsten Kurvenfahrt erkannt werden. Beispielsweise können die Schlupfeinlaufe auf Absolutwerte überprüft werden oder seitenweise miteinander verglichen werden. Darüber hinaus können zeitliche Verhältnisse innerhalb von Zeitfenstern Berücksichtigung finden. Zur Erkennung des gebremsten Zustands an sich kann die Erkennungseinrichtung 101 weitere Signale zugeführt bekommen bzw. interne Signale (z.B. Radschlupf) auswerten. Auch die Kurvenfahrt und -richtung kann so erkannt werden. Wenn die Erkennungseinrichtung eine übersteuerte, gebremste Kurvenfahrt erkennt, erzeugt sie ein Erkennungssignal 107, 108, das einer Erzeugungseinrichtung 102 und ggf. auch einer Ermittlungseinrichtung 103 zugeführt wird. Das Erkennungssignal 107, 108 kann ein komplexes Signal sein, das qualitative Angaben enthält. Es kann eine Angabe über die Kurvenrichtung (links/rechts) und/oder den Radius sowie Angaben über das Ausmaß der Übersteuer- bzw. Untersteuertendenz enthalten.
Fig. 2 zeigt die Erkennungseinrichtung aus Fig. 1 schematisch. Sie empfängt insbesondere die Radsignale 105. Zusammen mit dem Fahrzeugreferenzgeschwindigkeitssignal 106 können in den Subtrahierern 201 radindividuell Radschlupfwerte gebildet werden. Zur Vermeidung von Fehlerkennungen können weiterhin Filter/Tiefpässe 204 vorgesehen sein, die Signalspitzen herausfiltern. Eine Einrichtung 202 empfängt die so gefilterten Radschlupfwerte, ggf. weitere nicht dargestellte Signale, um den übersteuerten bzw. untersteuerten, gebremsten Fahrzustand zu erkennen. Ihr können Schwellenwerte vorgegeben werden, die beispielsweise geschwindigkeitsabhängig sind. In Fig. 2 ist dies durch die Einrichtung 203 symbolisiert, die fahrzeugreferenzgeschwindigkeitsabhängig SchlupfSchwellenwerte und/oder Schlupfdifferenzschwellenwerte vorgibt. In der Einrichtung 202 können komplexe Erkennungsvorgänge vorgenommen werden. Als Ergebnis werden die Signale 107, 108 ausgegeben (die gleichartig gestaltet sein können), die das Nicht-Vorhandensein bzw. Vorliegen einer gebremsten, über- oder untersteuerten Kurvenfahrt anzeigen. In der gezeigten Ausführungsform wird das Signal 107 einer Geschwindigkeitsermittlungseinrichtung 103 zugeführt, das Signal 108 einer Erzeugungseinrichtung 102, die in Fig. 3 ausführlicher dargestellt ist. Darüber hinaus kann die Einrichtung 202 besondere Fahrbahnzustände erkennen, beispielsweise eine Fahrbahn mit geteilten Reibwerten. Wenn geteilte Reibwerte vorliegen, läßt sich dies prinzipiell daran erkennen, daß am Rad, das auf niedrigem Reibwert fährt, nur ein geringerer Druck einsteuern läßt, bis das Rad in den Schlupf gerät, als für das Rad, das auf hohem Reibwert fährt. Gegebenenfalls können somit die Ausgangssignale 107, 108 auch Informationen hinsichtlich geteilten Reibwerts enthalten.
Die Erzeugungseinrichtung 102 in Fig. 3 weist zum einen eine Sollwerterzeugungseinrichtung 303 für Bremsdrücke und/ oder Bremsdruckgradienten auf sowie eine Steuersignalerzeugungseinrichtung 304, die für die Ventile der regelbaren Radbremsen die geeigneten Ansteuersignale 106 erzeugt. In den Figuren 1 und 3 sind nur zwei solche Signale gezeigt. Üblicherweise sind pro Bremse jedoch mindestens zwei Ventile vorgesehen (ein Einlaßventil und ein Auslaßventil), so daß für zwei Radbremsen mindestens vier Signale zu erzeugen wären. Darüber hinaus können Signale für Hydraulikpumpen erzeugt werden. Insofern ist die gezeigte Anzahl von zwei Leitungen beispielhaft zu verstehen. Die Sollwerterzeugungsvorrichtung 303 kann ihrerseits abermals die Radsignale 105 sowie das Fahrzeugreferenzgeschwindig- keitssignal 108 empfangen. Auch sie kann weitere, nicht gezeigte Signale empfangen. Die Signale können je nach Auslegung des Fahrzeugtyps einem Fahrzeug-Datenbus oder einer Sensorik oder anderen Steuerungs- bzw. Regelungskomponenten entnommen werden.
Um die gegenhaltenden Momente zu erzeugen, können bei untersteuerter Kurvenfahrt der Sollbremsdruck am kurveninneren, regelbaren Rad angehoben und/oder am kurvenäußeren, regelbaren Rad abgesenkt werden, wobei die Anhebung in der Regel nur bis zum Druck des Tandem- Hauptzylinders erfolgen kann. Dadurch entsteht am kurveninneren Rad eine höhere Bremskraft als am kurvenäußeren Rad, so daß ein kurveneinwärtsdrehendes Moment um die Fahrzeughochachse herum entsteht. Zusätzlich oder anstelle von absoluten Sollbremsdrücken können auch Sollbremsdruckgradienten vorgegeben werden, bei untersteuerter Kurvenfahrt beispielsweise dahingehend, daß für kurveninnen ein positiver Gradient (Druckzunahme) und/oder für kurvenaußen ein negativer Gradient (Druckabnahme) vorgegeben wird.
Sinngemäß umgekehrte Verhältnisse wie oben beschrieben gelten bei übersteuerter Kurvenfahrt: Kurvenaußen kann am regelbaren Rad der Sollbremsdruck angehoben, kurveninnen am regelbaren Rad abgesenkt werden. Vorzugsweise geschieht dies so, daß der Seitenkraftanteil allenfalls nur geringfügig sinkt. Zusätzlich oder stattdessen können für kurvenaußen ein positiver Solldruckgradient, für kurveninnen ein negativer Solldruckgradient vorgegeben werden.
In Fig. 3 ist durch 305 eine Solldruckvorgabe, durch 306 eine Solldruckgradientenvorgabe symbolisiert.
Die Ansteuersignalerzeugungseinrichtung 304 erzeugt nach Maßgabe der von ihr empfangenen Sollwerte Ansteuersignale 106 für die der Bremsdruckregelung dienenden Ventile und/ oder Pumpen. Beispielsweise kann es sich um pulsbreiten- modulierte Signale handeln, die nach Maßgabe der empfangenen Sollwerte erzeugt werden.
Wenn die Erkennungseinrichtung 101 eine Situation mit geteiltem Reibwert erkannt hat, kann auf eine Regelstrategie übergegangen werden, wonach das Rad auf hohem Reibwert (abhängiges Rad) nach Maßgabe der Verhältnisse am Rad auf niedrigem Reibwert (führendes Rad) geregelt wird. Das Rad auf hohem Reibwert wird dann nicht mit dem gleichen Bremsmoment wie das Niedrigreibwertrad beaufschlagt ("select low" ) , sondern in Abhängigkeit von den Verhältnissen am Niedrigreibwertrad mit einem geringeren Bremsdruck beaufschlagt, so daß das Giermoment verringert und insofern ein gegenhaltendes Moment erzeugt wird. In Fig. 3 ist durch 302 eine Einrichtung zur Bestimmung des führenden Rades symbolisiert. Als führendes Rad wird das Rad angesehen, das auf niedrigem Reibwert fährt. Dies ist in der Regel dasjenige Rad mit dem höheren Schlupf. Da nur zwei regelbare Räder vorliegen und somit die genannten Regelstrategien nur für zwei Räder ausgeführt werden können, empfängt die Bestimmungseinrichtung 302 beispielsweise auch nur die Radsignale dieser zwei Räder. Die Sollwerte des regelbaren abhängigen Rades werden dann nach Maßgabe der Sollwerte des regelbaren führenden Rades erzeugt. In der Regel fährt dies zu einer Absenkung der Bremsdrhcke des abhängigen Rades und somit zu einem Verlust von Verzögerung. Die Gesamtregelung arbeitet dann stabilitätsoptimiert . Bei dieser Regelstrategie können Bremsdrucksollwerte und/oder Gradientensollwerte und/oder Ventilansteuerimpulse für das abhängige Rad proportional zu entsprechenden Werten des führenden Rades erzeugt werden. Beispielsweise können sie identisch vorgegeben werden. Je nach Fahrsituation können auch Proportionalitätskonstanten eingeführt werden.
Es können volumensparende Regelstrategien implementiert werden. Dies bedeutet, daß ein möglichst geringer Volumendurchsatz von Hydraulikflhssigkeit pro Zeit angestrebt wird. In der Regel werden solche Strategien angewendet, wenn die sonstigen Regelungsziele (verzögerungsoptimiert, stabilit-tsoptimiert ) diese Variation zulassen oder fordern, also etwa dann, wenn keine grenzwertkritischen Fahrzustände vorliegen, wenn volumenkritische Befüllungszustände der Niederdruckspeicher erreicht werden oder wenn sich eine Erschöpfung des THZ ankündigt.
Zur Verringerung des Volumendurchsatzes können beispielsweise die anderweitig vorgegebenen Druckgradienten ihrem Betrag nach verkleinert werden (hin auf 0). Insbesondere können negative Druckgradienten (Druckabbau) verringert werden, so daß der Bremsdruckabbau langsamer stattfindet. Man erhält dann eine insgesamt bessere Verzögerung bei noch rechtzeitigem Einstellen des stabilitätsoptimierten Zustands. Bei der oben beschriebenen Regelung eines abhängigen Rads nach Maßgabe eines fhhrenden Rads kann beispielsweise der Gradient des abhängigen Rads zu 50 % des fhhrenden Rads vorgegeben werden.
Das dargestellte Volumensparkonzept ist angesichts der Tatsache vorteilhaft, daß die Bremssysteme, in denen die Erfindung zum Einsatz kommt, in der Regel geschlossene Systeme ohne die Möglichkeit, die Niederdruckspeicher leer zu fördern, sind. Durch Volumensparkonzepte insbesondere beim Bremsdruckabbau verlängert sich dadurch die verfügbare Regelzeit.
Bei starken Bremsungen werden die nicht-regelbaren Räder früher in den Schlupf bzw. in den blockierenden Zustand geraten als die regelbaren Räder. In Figur 1 ist dies durch die unterschiedlich langen Kräfte Vektoren 411, 412, 413 und 414 angedeutet. Ein blockierendes Rad überträgt eine geringere Bremskraft auf das Fahrzeug als ein ggf. mit mäßigem Schlupf abrollendes Rad. Räder mit starkem Schlupf oder blockierende Räder (in Fig. 4 die Vorderräder 401, 402) können nicht zur Bestimmung der Fahrzeugreferenzgeschwindigkeit herangezogen werden, da ihr Abrollen kein Maß mehr für die Fahrzeugreferenzgeschwindigkeit ist. üblicherweise wird aber die Fahrzeugreferenzgeschwindigkeit anhand der Radgeschwindigkeiten aller Räder ermittelt. Demzufolge ist es wünschenswert, bei den eingangs beschriebenen Bremsanlagen (mit nur zwei regelbaren Rudern) den Einfluß derjenigen Räder auf die Referenzgeschwindigkeitsbestimmung auszuschalten, die nicht regelbar sind, wenn stark schlupfbehaftete Fahrzust@nde insbesondere am Radverhalten erkannt werden. Insofern ist es vorteilhaft, eine herkömmliche Bestimmungseinrichtung für die Fahrzeugreferenzgeschwindigkeit dahingehend fortzubilden, daß sie dann, wenn die Erkennungseinrichtung einen übersteuerten oder untersteuerten Fahrzustand bei gebremster Kurvenfahrt erkannt hat, die Signale der Radsensoren der nicht regelbaren Räder geeignet, z.B. nicht mehr berücksichtigt, da diese wahrscheinlicher hohe Schlupfwerte aufweisen oder möglicherweise sogar blockieren.
Darüber hinaus kann es zur Bestimmung der
Fahrzeugreferenzgeschwindigkeit wünschenswert sein, eines der regelbaren Räder so anzusteuern, daß es möglichst geringe Schlupfwerte aufweist und dieses Rad bzw. dessen Radsensorsignale dann bevorzugt bzw. ausschließlich zur FahrzeugreferenzgescnwindigkeitsbeStimmung heranzuziehen. Wenn ein solcher Eingriff vorgesehen ist, kann dies seinerseits zu einem Moment um die Hochachse führen. Um gegebenenfalls negative Auswirkungen auf die Fahrzeugstabilität zu vermeiden, kann abwechselnd das eine und das andere Rad so angesteuert werden, daß es möglichst wenig Schlupf aufweist, so daß die Fahrstabilität nicht beeinträchtigt wird. Die dargestellten Maßnahmen können in der Ermittlungseinrichtung 103 vorgenommen und ausgelöst werden. Das Gesamtsystem kann beispielsweise so ausgelegt sein, daß alle Komponenten die Referenzgeschwindigkeit einem Datenbus entnehmen und die Ermittlungseinrichtung 103 ihr Ergebnis an den Datenbus übergibt.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Fahrstabilisierung in einem Fahrzeug, bei dem nur der Bremsdruck der Räder der Hinterachse regelbar ist,
gekennzeichnet durch die Schritte
Erkennen eines übersteuerten oder untersteuerten
Fahrzustands während einer gebremsten Kurvenfahrt, und
auf die Erkennung hin Erzeugen eines gegenhaltenden Momentes durch Beeinflussen zumindest eines Bremsdrucks eines Rades an der Hinterachse.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Erkennung bezugnehmend auf das Laufverhalten mehrerer oder aller Räder des Fahrzeugs erfolgt.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlupf der Räder ausgewertet wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlupf eines Rades mit einem Schwellenwert und/ oder mit dem Schlupf des anderen Rades verglichen wird.
5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine zeitliche Auswertung des Schlupfes erfolgt.
5. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei übersteuertem Fahrzustand der Bremsdruck am kurvenäußeren Rad angehoben und/oder am kurveninneren Rad abgesenkt wird.
7. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei untersteuertem Fahrzustand der Bremsdruck am kurveninneren Rad angehoben und/oder am kurvenäußeren Rad abgesenkt wird.
8. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß auf die Erkennung hin ein Solldruckveränderungsgradient verändert wird.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß ein Solldruckaufbaugradient erhöht wird.
10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß ein Solldruckabbaugradient verringert wird.
11. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Bremsdruck und/oder der Bremsdruckgradient und/oder Ventilansteuerimpulse eines abhängigen Rades nach Maßgabe des Bremsdrucks und/oder des Bremsdruckgradienten und/oder von Ventilansteuerimpulsen eines fhhrenden Rades vorgegeben wird.
12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Rad mit dem höheren Schlupf das führende Rad ist.
13. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Bremsdruck und/oder der Bremsdruckgradient und/oder Ventilansteuerimpulse des abhängigen Rades proportional zu einem entsprechenden Wert des fhhrenden Rades vorgegeben wird.
14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß üblicherweise der Gradient und/oder die Länge von Druckabbauimpulsen des abhängigen Rades bei höchstens 100%, vorzugsweise höchstens 70% eines entsprechenden Wertes des fhhrenden Rades liegt.
15. Verfahren nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß beim Fahren auf einer Fahrbahn mit geteiltem Reibwert der Gradient und/oder die Länge von Druckabbauimpulsen des abhängigen Rades größer, insbesondere mindestens 1,3 mal höher, ist als ein entsprechender Wert des fhhrenden Rades.
16. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß auf die Erkennung hin die Fahrzeugrefernezgeschwindigkeit ohne Berücksichtigung der Radgeschwindigkeitswerte der Räder der Vorderachse ermittelt wird, wenn die nicht regelbaren Räder ein stark schlupfbehaftetes Laufverhalten zeigen.
17. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Bremsdruck eines einzelnen Rades der Hinterachse dahingehend beeinflußt wird, daß ein Schlupfeinlauf dieses Rades möglichst klein bleibt und/oder kleiner wird, wobei die Fahrzeugrefernezge- schwindigkeit bezugnehmend bevorzugt auf den Radgeschwindigkeitswert dieses Rades ermittelt wird.
18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremsdruckbeeinflussung und die Fahrzeug- referenzgeschwindigkeitsbestimmung alternierend am einen und am anderen Rad der Hinterachse erfolgen.
19. Vorrichtung zur Fahrstabilisierung in einem Fahrzeug, das eine Bremsdruckregelung nur für die Räder der Hinterachse hat, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorherigen Ansprüche,
gekennzeichnet durch
eine Erkennungseinrichtung (101) zum Erkennen eines übersteuerten oder untersteuerten Fahrzustands während einer gebremsten Kurvenfahrt, und
eine Erzeugungseinrichtung (102), die auf die Erkennung hin ein gegenhaltendes Moment durch Beeinflussen zumindest eines Bremsdrucks eines Rades an der Hinterachse erzeugt.
20. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Erkennungseinrichtung (101) Signale von Radsensoren (104) mehrerer oder aller Räder des Fahrzeugs empfangt.
21. Vorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Erkennungseinrichtung (101) eine Schlupfermittlungseinrichtung (201) zum Ermitteln der Schlupfe der Räder des Fahrzeugs aufweist.
22. Vorrichtung nach Anspruch 21, gekennzeichnet durch eine Vergleichseinrichtung (203), die den Schlupf eines Rades mit einem Schwellenwert und/oder mit dem Schlupf des anderen Rades vergleicht.
23. Vorrichtung nach Anspruch 21 oder 22, gekennzeichnet durch eine Zeitauswerteinrichtung für den Schlupf.
24. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 19 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß bei übersteuertem Fahrzustand der Bremsdruck am kurvenäußeren Rad angehoben und/oder am kurveninneren Rad abgesenkt wird.
25. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 19 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß bei untersteuertem Fahrzustand der Bremsdruck am kurveninneren Rad angehoben und/oder am kurvenäußeren Rad abgesenkt wird.
26. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 19 bis 25, dadurch gekennzeichnet, daß die Erzeugungseinrichtung (102) eine Veränderungseinrichtung (301) aufweist, die auf die Erkennung hin einen Solldruckgradienten verändert .
27. Vorrichtung nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß die Ver@nderungseinrichtung (301) einen positiven Solldruckgradienten erhöht.
28. Vorrichtung nach Anspruch 26 oder 27, dadurch gekennzeichnet, daß die Ver-nderungseinrichtung (301) einen negativen Solldruckgradienten verringert.
29. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 19 bis 28, dadurch gekennzeichnet, daß die Erzeugungseinrichtung (102) den Bremsdruck und/oder den Bremsdruckgradienten und/oder die Ventilansteuerimpulse eines abhängigen Rades nach Maßgabe des Bremsdrucks und/oder des Bremsdruckgradienten und/oder von Ventilansteuerimpulsen eines fhhrenden Rades vorgibt.
30. Vorrichtung nach Anspruch 29, gekennzeichnet durch eine Bestimmungseinrichtung (302), die das Rad mit dem höheren Schlupf als das führende Rad bestimmt.
31. Vorrichtung nach Anspruch 29 oder 30, dadurch gekennzeichnet, daß die Erzeugungseinrichtung (102) den Bremsdruck und/oder den Bremsdruckgradienten und/oder die Ventilansteuerimpulse des abhängigen Rades proportional zu einem entsprechenden Wert des fhhrenden Rades vorgibt.
32. Vorrichtung nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, daß üblicherweise der Gradient und/oder die Länge von Druckabbauimpulsen des abhängigen Rades bei höchstens 100%, vorzugsweise höchstens 70% eines entsprechenden Wertes des fhhrenden Rades liegt.
33. Vorrichtung nach Anspruch 31 oder 32, dadurch gekennzeichnet, daß beim Fahren auf einer Fahrbahn mit geteiltem Reibwert der Gradient und/oder die Länge von Druckabbauimpulsen des abhängigen Rades größer, insbesondere mindestens 1,3 mal höher, ist als ein entsprechender Wert des führenden Rades.
34. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 19 bis 33, gekennzeichnet durch eine Bestimmungseinrichtung (103) für die Fahrzeugreferenzgeschwindigkeit, die auf die Erkennung hin die Fahrzeugrefernezgeschwindigkeit ohne Berücksichtigung der Radgeschwindigkeitswerte der Räder der Vorderachse ermittelt, wenn die nicht regelbaren Räder ein stark schlupfbehaftetes Laufverhalten zeigen.
35. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 19 bis 34, dadurch gekennzeichnet, daß die Erzeugungseinrichtung (102) den Bremsdruck eines einzelnen Rades der Hinterachse dahingehend beeinflußt, daß ein Schlupfeinlauf dieses Rades möglichst klein bleibt und/oder kleiner wird, und wobei eine Ermittlungseinrichtung (103) für die Fahrzeugreferenzgeschwindigkeit vorgesehen ist, die die Fahrzeugrefernezgeschwindigkeit bezugnehmend bevorzugt auf den Radgeschwindigkeitswert dieses Rades ermittelt.
36. Vorrichtung nach Anspruch 35, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremsdruckbeeinflussung und die Fahrzeug- referenzgeschwindigkeitsbestimmung alternierend am einen und am anderen Rad der Hinterachse erfolgen.
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