WO2009146826A1

WO2009146826A1 - TECHNIK ZUM BETREIBEN EINER BREMSANLAGE IN EINER μ-SPLIT-SITUATION

Info

Publication number: WO2009146826A1
Application number: PCT/EP2009/003782
Authority: WO
Inventors: Andreas Passmann; Scott Floyd
Original assignee: Lucas Automotive Gmbh
Priority date: 2008-06-06
Filing date: 2009-05-27
Publication date: 2009-12-10
Also published as: DE102008027093A1; DE102008027093B4

Abstract

Es wird eine Technik zum Betreiben einer Kraftfahrzeug-Bremsanlage in einer Bremssituation mit auf gegenüberliegenden Fahrzeugseiten unterschiedlichem Fahrbahn- Reibwert („μ-Split-Situation") beschrieben. Dabei wird in einer μ-Split-Situation eine Bremskraftregelung mit der Maßgabe der Einstellung eines von Null verschiedenen Schwimmwinkels durchgeführt.

Description

Technik zum Betreiben einer Bremsanlage in einer μ-Split-Situation

Technisches Gebiet

Die Erfindung betrifft allgemein das Gebiet der Bremsanlagen. Genauer gesagt betrifft die Erfindung den Betrieb einer Kraftfahrzeug-Bremsanlage in einer Bremssituation, in der auf gegenüberliegenden Fahrzeugseiten unterschiedliche Fahrbahn- Reibwerte vorherrschen („μ-Split-Situation").

Hintergrund

Es ist allgemein bekannt, dass bei einem Anbremsen eines Kraftfahrzeugs in einer μ-Split-Situation das Fahrzeug zum Drehen um die Fahrzeughochachse (auch Gieren genannt) neigt. Fig. 1 veranschaulicht dieses Gieren im Zusammenhang mit einem Kraftfahrzeug 10, dessen linke Räder 12, 14 auf Eis und dessen rechte Räder 16, 18 auf trockenem Asphalt laufen.

Der Haftreibungswert von Eis beträgt ungefähr μ_HF = 0,1, während der entsprechende Wert von trockenem Asphalt bei ungefähr μ_HF = 0,8 liegt. Aufgrund dieser stark unterschiedlichen Reibwerte gelangen die Räder 12, 14 auf der Niederreibwert- seite schneller als die Räder 16, 18 auf der Hochreibwerteseite in einen Zustand, der eine Schlupfregelung seitens eines Antiblockiersystems (ABS) erfordert. Aufgrund dieser asymmetrischen Schlupfregelung wirken bei einem Anbremsen des Kraftfahrzeugs 10 an den beiden Vorderrädern 12, 16 sehr unterschiedliche Bremskräfte. Diese unterschiedlichen Bremskräfte an den Vorderrädern 12, 16 führen wiederum zu einem Drehmoment um die Fahrzeughochachse 20 (dem so genannten Giermoment) und damit unter Umständen zu einem Gieren des Kraftfahrzeugs 10.

Bei schweren Kraftfahrzeugen erfolgt das in Fig. 1 veranschaulichte Gieren so lang- sam, dass es von einem Fahrer bei aktivierter Schlupfregelung durch Gegenlenken hinreichend schnell ausgeglichen werden kann. Vor allem bei leichteren Kraftfahr- zeugen müssen jedoch zusätzlich Maßnahmen ergriffen werden, um den Fahrer beim Bremsen in μ-Split-Situationen zu unterstützen.

Eine Möglichkeit, dem Aufbau eines Giermoments in μ-Split-Situationen entgegenzu- wirken, ist die Implementierung einer so genannten „Select-Low"-Regelung in der ABS-Steuersoftware. Bei einer solchen Regelung wird im Fall einer erkannten μ-Split- Situation die Bremskraft an den Radbremsen der Hinterachse gemäß der ABS-gere- gelten Bremskraft auf der Niederreibwertseite eingestellt. Während bei der „Select- Low"-Regelung ein Gieren weitestgehend vermieden werden kann und die Steuer- barkeit des Fahrzeugs daher gut erhalten bleibt, kommt es zu einem starken Unterbremsen der Räder auf der Hochreibwertseite. Dieses Unterbremsen führt zu einer unakzeptablen Verlängerung des Bremswegs.

Aus diesem Grund wird in L. M. Ho et al., The Electronic Wedge Brake - EWB, XXVIth International μ Symposium 2006, Seiten 248f, beschrieben, eine geringe Bremskraftdifferenz an den gegenüberliegenden Radbremsen jeder Achse (also zwischen den hochreibwertseitigen Radbremsen und den niederreibwertseitigen Radbremsen) zuzulassen. Die Bremskraftdifferenz wird dann achsindividuell allmählich bis zu einem bestimmten Wert erhöht. Die allmähliche achsweise Erhöhung der Bremskraftdiffe- renz führt zu einem nur langsamen Giermomentaufbau. In jedem Fall ist der Giermomentaufbau deutlich verzögert gegenüber einer „reinen" ABS-Regelung. Der Fahrer hat damit ausreichend Zeit, ein möglicherweise resultierendes Gieren des Fahrzeugs durch Lenkbewegungen zu kompensieren.

In Fig. 2 ist die rampenartige Erhöhung der Bremskraftdifferenzen in Kombination mit einer „Select-Low"-Regelung in einem Bremskraft/Zeit-Diagramm veranschaulicht. Es wird in Fig. 2 davon ausgegangen, dass (wie in Fig. 1 dargestellt) die linke Fahrzeugseite die Niederreibwertseite und die rechte Fahrzeugseite die Hochreibwertseite ist. Demgemäß lassen sich an den linken Vorder- und Hinterrädern (VL/HL bzw. Bezugs- zeichen 12 und 14 in Fig. 1) nur geringe Bremskräfte aufbauen, während sich an den rechten Vorder- und Hinterrädern (VR/HR bzw. Bezugszeichen 16 und 18 in Fig. 1) deutlich höhere Bremskräfte aufbauen lassen. Insgesamt kann der Bremsweg dabei gegenüber einer „reinen" „Select-Low"-Regelung deutlich reduziert werden. Gleichzeitig wird dem Fahrer genug Zeit gegeben, auf ein möglicherweise einsetzendes Gieren durch Gegenlenken zu reagieren. Es hat sich nun herausgestellt, dass bei der in Fig. 2 veranschaulichten, adaptierten „Select-Low"-Regelung noch immer ein Unterbremsen der hochreibwertseitigen Räder erfolgt. Mit anderen Worten ist in μ-Split-Situationen der Bremsweg häufig noch unnötig lang. Der Erfindung liegt die Aufgabe einer Bremswegverringerung in μ-Split- Situationen zugrunde.

Kurzer Abriss

Gemäß einem ersten Aspekt wird ein Verfahren zum Betreiben einer Kraftfahrzeug- Bremsanlage in einer Bremssituation mit auf gegenüberliegenden Fahrzeugseiten unterschiedlichem Fahrbahn-Reibwert („μ-Split-Situation") bereitgestellt, bei dem eine Bremskraftregelung mit der Maßgabe der Einstellung eines von Null verschiedenen Schwimmwinkels erfolgt.

Der Schwimmwinkel kann ungefähr im Bereich zwischen 0,5° und 8° liegen. Beispielsweise kann der Schwimmwinkel ungefähr 1° bis ungefähr 4° betragen. Der Schwimmwinkel kann innerhalb eines gewissen Schwimmwinkelbereichs um einen von Null verschiedenen Winkel liegen. Dieser Schwimmwinkelbereich beinhaltet zweckmäßigerweise nicht den Winkelwert Null.

Als Schwimmwinkel Ψ (auch Eindrehwinkel genannt) wird allgemein der Winkel bezeichnet, den die Fahrzeuglängsachse zur Fahrtrichtung (also zur Richtung des Längsgeschwindigkeitsvektors) einnimmt. Ein herkömmliches Fahrzeugstabilitäts- System (auch als Elektronisches Stabilitätsprogramm, ESP, oder Vehicle Stability System, VSC, bekannt) begrenzt den Absolutwert des Schwimmwinkels Ψ üblicherweise auf einen Winkelbereich ±x um 0° (d.h. |Ψ| < x). Im vorliegenden Fall kann bei einer μ-Split-Situation eine Bremskraftregelung hingegen beispielsweise derart erfolgen, dass gezielt ein Schwimmwinkel Ψ von mehr oder weniger als 0° (d.h. Ψ = x, mit x ≠ 0°) eingeregelt wird. Auch kann ein Schwimmwinkel innerhalb eines vor- gegebenen Bereichs ±y um einen Winkel x von mehr oder weniger als 0° (d.h. Ψ = x±y, mit x, y ≠ 0°) eingeregelt werden. Optional kann y < x sein, und im Spezialfall y = 0° erhält man wiederum das zuvor genannte Szenario.

Von der Bremskraftregelung zur Einstellung eines von Null verschiedenen Schwimm- winkeis kann eine einzelne Radbremse oder können mehrere Radbremsen umfasst sein. Gemäß einer Variante ist von der Bremskraftregelung wenigstens eine Radbremse auf einer Hochreibwertseite des Fahrzeugs betroffen. Die Bremskraftregelung kann dabei auf eine oder mehrere Radbremsen auf der Hochreibwertseite beschränkt sein oder aber zusätzlich eine oder mehrere Radbremsen auf einer Niederreibwertsei- te umfassen.

Gemäß einer ersten Realisierung ist von der Bremskraftregelung eine Hinterradbremse auf der Hochreibwertseite betroffen. Gemäß einer weiteren Realisierung sind sowohl eine Hinterradbremse als auch eine Vorderradbremse auf der Hochreibwertseite von der Bremskraftregelung umfasst. Hierbei ist denkbar, dass die Bremskraftregelung an einer Hinterradbremse auf der Hochreibwertseite beginnt und die Vorderradbremse auf der Hochreibwertseite erst zu einem späteren Zeitpunkt mit in die Bremskraftregelung einbezogen wird.

Das Verfahren kann ferner den Schritt des Ermitteins des Schwimmwinkels umfassen. Der Schwimmwinkel lässt sich etwa aus einem gierratenbezogenen Parameter (wie als zeitliches Integral der Gierrate) ermitteln. Der ermittelte Schwimmwinkel kann dann in einem weiteren Schritt als Regelgröße bei der Bremskraftregelung herangezogen werden. Auf diese Weise kann ein bestimmter (fest oder dynamisch) vorgegebener Schwimmwinkel eingestellt werden.

Die Bremskraftregelung kann ferner gemäß einer untergeordneten Maßgabe auf ein Vermeiden eines Überschreitens einer Reibwertgrenze an einem, mehreren oder allen Rädern gerichtet sein. Zu diesem Zweck kann der Radschlupf an einem, mehreren oder allen Rädern und/oder eine ermittelte Fahrzeugverzögerung berücksichtigt werden. Das Vermeiden eines Überschreitens der Reibwertgrenze lässt sich beispiels- weise durch Implementierung eines erforderlichenfalls modifizierten ABS-Regel- mechanismus realisieren.

Gemäß einer weiteren Variante umfasst das Verfahren den Schritt des Erfassens einer Bremssituation mit auf beiden Fahrzeugseiten unterschiedlichem Fahrbahn- Reibwert. Das Erfassen einer solchen μ-Split-Situation kann auf unterschiedliche Art und Weise erfolgen. So lässt sich beispielsweise mittels eines Drehzahlvergleichs von Rädern auf gegenüberliegenden Fahrzeugseiten auf unterschiedliche Fahrbahn- Reibwerte schließen.

Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Computerprogrammprodukt mit Programmcodemitteln zum Durchführen des hier erläuterten Verfahrens, wenn das Computerprogrammprodukt in einem Steuergerät ausgeführt wird, bereitgestellt. Das Com- puterprogrammprodukt kann in einem Festspeicher des Steuergeräts oder aber auf einem separat handhabbaren Datenträger gespeichert sein. Bei dem Steuergerät kann es sich um eine ECU („Electronic Control Unit") handeln.

Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft eine Kraftfahrzeug-Bremsanlage mit einem Bremskraftregelmechanismus, der ausgelegt ist, in einer Bremssituation mit auf gegenüberliegenden Fahrzeugseiten unterschiedlichem Fahrbahn-Reibwert eine Bremskraftregelung derart durchzuführen, dass ein von Null verschiedener Schwimmwinkel eingestellt wird.

Die Bremsanlage kann ferner eine Einrichtung zum Ermitteln des Schwimmwinkels umfassen. Zweckmäßigerweise ist diese Einrichtung mit dem Bremskraftregelmechanismus gekoppelt, um den ermittelten Schwimmwinkel dem Bremskraftregelmechanismus als Regelgröße bei der Bremskraftregelung bereitzustellen.

Außerdem ist es denkbar, eine Einrichtung zum Erfassen einer Bremssituation von beidseits des Fahrzeugs unterschiedlichem Fahrbahn-Reibwert vorzusehen. Auch diese Einrichtung kann mit dem Bremskraftregelmechanismus gekoppelt sein, um im Fall einer μ-Split-Situation eine Bremskraftregelung mit der Maßgabe der Einstellung eines von Null verschiedenen Schwimmwinkels zu initiieren.

Beschreibung der Zeichnungen

Weitere Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nach- folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie aus den Figuren. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Veranschaulichung eines Kraftfahrzeugs in einer μ-Split- Situation;

Fig. 2 ein schematisches Diagramm einer „Select-Lowⁿ-Regelung mit rampenartiger Druckdifferenz-Erhöhung gemäß dem Stand der Technik;

Fig. 3 eine schematische Veranschaulichung des Schwimmwinkels im Zusammen- hang mit einer μ-Split-Situation; Fig. 4 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform einer Kraftfahrzeug- Bremsanlage;

Hg. 5 ein schematisches Flussdiagramm, welches eine Ausführungsform eines Be- triebsverfahrens für die Bremsanlage gemäß Fig. 4 in einer μ-Split-Situation veranschaulicht; und

Fig. 6 ein schematisches Diagramm, welches eine Ausführungsform einer Bremsdruckregelung mit der Maßgabe der Einstellung eines von Null verschiedenen Schwimmwinkels zeigt.

Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele

Bevor einige Ausführungsbeispiele nachfolgend konkret beschrieben werden, wird unter Bezugnahme auf Fig. 3 die Definition des Schwimmwinkels Ψ, der manchmal auch als Eindrehwinkel bezeichnet wird, erläutert. Die Darstellung gemäß Fig. 3 basiert auf der beispielhaften Darstellung gemäß Fig. 1 (Geradeausfahrt), wobei zusätzlich die Fahrzeuglängsachse 22 sowie die Fahrtrichtung 24 in Gestalt des Längsgeschwindigkeitsvektors bezeichnet sind. Der Schwimmwinkel Ψ ist als der Winkel zwischen der Fahrzeuglängsachse 22 und der Fahrtrichtung 24 definiert. Obwohl sich die Fig. 3 (wie die Fig. 1) auf den Sonderfall der Geradeausfahrt bezieht, gilt die Definition des Schwimmwinkels Ψ auch für den Fall einer Kurvenfahrt. Die nachfolgenden, im Hinblick auf Fig. 3 erläuterten Ausführungsbeispiele lassen sich daher auch bei Kurvenfahrt anwenden.

In den folgenden Ausführungsbeispielen erfolgt eine Bremskraftregelung mit der Maßgabe der Einstellung eines von Null verschiedenen Schwimmwinkels. Eine solche Winkeleinstellung beinhaltet auch die Möglichkeit, anstelle eines vorgegebenen, von Null verschiedenen Schwimmwinkelwerts einen vorgegebenen Schwimmwinkelbe- reich um einen vorgegebenen, von Null verschiedenen Schwimmwinkel einzustellen.

Die folgenden Ausführungsbeispiele beziehen sich auf eine hydraulische Kraftfahrzeug-Bremsanlage. Aus diesem Grund erfolgt die Bremskraftregelung durch eine Regelung des Hydraulikdrucks in den einzelnen Radbremszylindern. Es versteht sich, dass die hier vorgestellten Bremskraftregelmechanismen auch bei einer pneumatischen Bremsanlage oder bei einer mechanischen Bremsanlage (beispielsweise einer Keilbremse) implementiert werden können. Fig. 4 veranschaulicht schematisch in Gestalt eines Blockdiagramms ein Ausführungsbeispiel einer hydraulischen Kraftfahrzeug-Bremsanlage 100. Die Kraftfahrzeug- Bremsanlage 100 ist in dem in Fig. 3 dargestellten Fahrzeug 10 installiert. Es ist darauf hinzuweisen, dass die Bremsanlage 100 auch in Fahrzeugen mit drei oder mehr Achsen implementiert werden kann.

Zentraler Bestandteil der hydraulischen Bremsanlage 100 ist ein Bremsdruckregelmechanismus 110, der als ABS- oder ESP-Steuergerät ausgebildet sein kann. Eine Be- Sonderheit des Bremsdruckregelmechanismus 110 besteht darin, dass dieser Mechanismus in einer μ-Split-Situation eine Bremsdruckregelung mit der Maßgabe der Einstellung eines von Null verschiedenen Schwimmwinkels durchführt. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel regelt der Bremsdruckregelmechanismus 110 gemäß einer zusätzlichen, untergeordneten Maßgabe (d.h. beispielsweise erst dann, wenn ein vorgegebener Schwimmwinkel eingestellt wurde) den Bremsdruck weitergehend derart, dass an einem Rad, mehreren Rädern oder jedem Rad eine Reibwertgrenze nicht überschritten wird. Dieser untergeordnete Regelaspekt kann beispielsweise eine ABS-Schlupfregelung beinhalten.

Wie Fig. 4 entnommen werden kann, umfasst die Bremsanlage 100 außerdem eine Einrichtung 120 zum Ermitteln des Schwimmwinkels sowie eine Einrichtung 130 zum Erfassen einer μ-Split-Situation. Beide Einrichtungen 120, 130 sind mit dem Bremsdruckregelmechanismus 110 gekoppelt, um dem Bremsdruckregelmechanismus 110 Informationen über den vorherrschenden Schwimmwinkel und über die vorherr- sehende Bremssituation zur Verfügung zu stellen.

Die Einrichtung 120 zum Ermitteln des Schwimmwinkels umfasst einen Gierratensensor, der gleichzeitig zu einem ESP-System gehören kann. Ferner beinhaltet die Einrichtung 120 einen Prozessor, der den Schwimmwinkel durch zeitliches Integrieren der Gierrate ermittelt. Ein solcher Prozessor kann alternativ hierzu auch im Bremsdruckregelmechanismus 110 implementiert sein.

Die Einrichtung 130 zum Erfassen einer μ-Split-Situation beinhaltet mehrere Raddrehzahl-Sensoren, die gleichzeitig zu einem ABS- oder ESP-System gehören können. Genauer gesagt ist jedem der vier Räder 12, 14, 16, 18 des Kraftfahrzeugs 10 gemäß Fig. 3 ein separater Raddrehzahl-Sensor (nicht gezeigt) zugeordnet. Die Einrichtung 130 besitzt ferner einen Prozessor, der durch Auswerten der für die vier Räder 12, 14, 16, 18 gelieferten Raddrehzahl-Signale eine μ-Split-Situation erkennt. Alternativ hierzu kann ein solcher Prozessor auch im Bremsdruckregelmechanismus 110 implementiert sein. Charakteristisch für eine vom Prozessor erkannte μ-Split-Situation ist ein Abfall der von den Raddrehzahlsensoren auf der Niederreibwertseite erfassten 5 Raddrehzahlverläufe im Vergleich zur Hochreibwertseite.

Im Folgenden wird die Funktionsweise der Kraftfahrzeug-Bremsanlage 100 unter Bezugnahme auf das Flussdiagramm 500 der Fig. 5 sowie das schematische Diagramm der Bremsdruck-, Raddrehzahl- und Schwimmwinkelverläufe der Fig. 6 näher lo erläutert.

Fig. 6 zeigt ganz unten die zeitlichen Hydraulikdruckverläufe in den Radbremsen des rechten und linken Vorderrads (PVR und PVL) sowie in den Radbremsen des rechten und linken Hinterrads (PHR und PHL)- Der Deutlichkeit halber sind die Druckverläufe i5 für die beiden Vorderräder sowie die Druckverläufe für die beiden Hinterräder in der Darstellung auseinandergezogen. Im mittleren Abschnitt der Fig. 6 sind die zeitlichen Raddrehzahl-Geschwindigkeitsverläufe für alle vier Räder (der Deutlichkeit halber ebenfalls wieder auseinandergezogen) veranschaulicht. Im oberen Abschnitt der Fig. 6 sind schließlich die zeitlichen Verläufe des Schwimmwinkels Ψ_ist und der zeitlicheno Änderung des Schwimmwinkels Ψ dargestellt. Eine waagerechte Gerade bezeichnet einen vorgegebenen Sollwert Ψ soii des Schwimmwinkels.

Bezug nehmend auf das Flussdiagramm 500 der Fig. 5 geht der hier erläuterten schwimmwinkelbasierten Bremsdruckregelung in Schritt 502 das Einleiten eines5 Bremsvorgangs sowie ein daraus resultierender Bremsdruckaufbau in allen vier Radbremsen voraus. Dieser Bremsdruckaufbau kann beispielsweise auf das Betätigen des Bremspedals seitens eines Fahrers zurückgehen. Im unteren Abschnitt der Fig. 6 ist dieser Bremsdruckaufbau in einem starken, linearen Druckanstieg ab dem Zeitpunkt tl gezeigt. 0

In einem nächsten Schritt 504 wird von der in Fig. 4 veranschaulichten Einrichtung 130 zur μ-Split-Erkennung eine Bremssituation mit auf gegenüberliegenden Fahrzeugseiten unterschiedlichem Reibwert erkannt. Zu diesem Zweck wertet die Einrichtung 130 die im mittleren Abschnitt der Fig. 6 veranschaulichten Verläufe der 5 Raddrehzahl-Geschwindigkeiten aus. In Fig. 6 ist deutlich zu erkennen, dass die Raddrehzahl-Geschwindigkeiten des linken Vorderrads sowie des linken Hinterrads zum Zeitpunkt t2 deutlich stärker abnehmen als die Raddrehzahl-Geschwindigkeiten des rechten Vorderrads und des rechten Hinterrads.

Dieser fahrzeugseitig asymmetrische Verlauf der Raddrehzahl-Geschwindigkeiten ist 5 gemäß Hg. 3 darauf zurückzuführen, dass das linke Vorder- und Hinterrad 12, 14 auf Eis laufen (Niederradwertseite), während das rechte Vorder- und Hinterrad 16, 18 auf Asphalt laufen (Hochreibwertseite). Die in Fig. 6 veranschaulichten und für eine μ-Split-Situation charakteristischen Verläufe der Raddrehzahl-Geschwindigkeiten zum Zeitpunkt t2 werden von der Einrichtung 130 erkannt. Als Reaktion auf die Erken- lo nung der μ-Split-Situation gibt die Einrichtung 130 ein auf die μ-Split-Situation hinweisendes Signal an den Bremsdruckregelmechanismus 110 aus. Das Signal kann beispielsweise in dem Setzen eines Flags oder in einer über einen Fahrzeug-Bus gesendeten Nachricht bestehen.

i5 Als Reaktion auf die erkannte μ-Split-Situation reduziert der Bremsdruckregelmechanismus 110, wie in Fig. 6 veranschaulicht, zu einem Zeitpunkt t3 drastisch die Bremsdrücke an allen vier Radbremsen, um das Auftreten eines übermäßigen Radschlupfes an den Rädern zu vermeiden. Während die Radbremsdrücke auf der Nie- derreibwertseite praktisch ganz abgebaut werden, werden zur Bremswegverringe-o rung die Radbremsdrücke auf der Hochreibwertseite weniger stark zurückgenommen. Es kommt, mit anderen Worten, zu einem fahrzeugseitig asymmetrischen Bremsdruckabbau. Dieser asymmetrische Bremsdruckabbau wiederum hat, wie oben erläutert, den Aufbau eines Giermoments zur Folge, und das Fahrzeug fängt allmählich an zu gieren. Als Folge dieser Gierbewegung wird, wie im oberen Abschnitt der Fig. 65 dargestellt, der Schwimmwinkel Ψ ausgehend von 0° allmählich größer.

Ab dem Zeitpunkt des Erkennens einer μ-Split-Situation durch die Einrichtung 130 in Schritt 504 wird auch die Einrichtung 120 zur Schwimmwinkelermittlung aktiv. Wie durch Schritt 506 veranschaulicht, ermittelt die Einrichtung 120 dabei fortlaufend deno aktuellen Schwimmwinkel durch zeitliche Integration der Gierrate. Zur Plausibilitäts- kontrolle des solchermaßen ermittelten Schwimmwinkels kann ergänzend ein Fahrzeugmodell herangezogen werden, das fahrzeugspezifische Parameter wie Gewicht, Geschwindigkeit, usw. berücksichtigt. 5 Der von der Einrichtung 120 solchermaßen ermittelte und plausibilisierte Schwimmwinkel wird fortlaufend dem Bremsdruckregelmechanismus 110 zugeführt. Der Bremsdruckregelmechanismus 110 überprüft ebenfalls fortlaufend, ob der von der Einrichtung 120 übermittelte Schwimmwinkel-Istwert einem Schwimmwinkel-Sollwert (von beispielsweise 2°) entspricht. In Abhängigkeit von dem Ergebnis der in Schritt 508 veranschaulichten Überprüfung unternimmt der Bremsdruckregelmechanismus 110 entweder keinen Bremsdruck-Regeleingriff (Zweig „JA"), oder der Bremsdruck- regelmechanismus 110 verändert in Schritt 510 den Bremsdruck an einer oder mehreren Radbremsen in Abhängigkeit des aktuellen Schwimmwinkelwerts (Zweig „Nein"). Bei der Bestimmung einer erforderlichen Bremsdruckänderung in Schritt 510 können zusätzlich zum aktuellen Schwimmwinkelwert noch weitere Parameter wie die Gierrate oder die zeitliche Ableitung der Gierrate berücksichtigt werden.

Insgesamt ist die in Schritt 510 veranlasste Bremsdruckänderung darauf gerichtet, den in Fig. 6 oben in Gestalt einer horizontalen Geraden dargestellten Schwimmwinkel-Sollwert Ψ soii einzuregeln. Wie aus Fig. 6 ersichtlich, ist der tatsächliche Schwimmwinkel Ψjs_t zwischen den Zeitpunkten t3 und t4 kleiner als der Sollwert. Dies deutet darauf hin, dass ohne wesentliche Stabilitätseinbußen ein höheres

Bremsmoment aufgebracht und der Bremsweg damit verkürzt werden könnte. Diese Situation wird vom Bremsdruckregelmechanismus 110 erkannt, und entsprechend wird der Radbremsdruck der Radbremsen auf der Hochreibwertseite zur Bremswegverkürzung erhöht.

Wieder Bezug nehmend auf Fig. 6 stellt der Bremsdruckregelmechanismus 110 ab dem Zeitpunkt t4 fest, dass der Schwimmwinkel-Istwert den Schwimmwinkel-Sollwert überschreitet. Dies bedeutet, dass das Bremsmoment auf der Hochreibwertseite zu hoch ist und die Gefahr eines weitergehenden Gierens besteht. Aus diesem Grund wird kurz nach dem Zeitpunkt t4 seitens des Bremsdruckregelmechanismus 110 der Bremsdruck beider Radbremsen auf der Hochwertreibseite wieder reduziert. Diese Bremsdruckreduzierung führt ab dem Zeitpunkt t5 wieder dazu, dass der Schwimmwinkel-Istwert kleiner als der Schwimmwinkel-Sollwert ist. Entsprechend wird der Bremsdruck wieder erniedrigt, bis zum Zeitpunkt t6 der Schwimmwinkel-Istwert den Schwimmwinkel-Sollwert erneut überschreitet und der Bremsdruckregelmechanismus 110 eine Bremsdruckverringerung auf der Hochreibwertseite durchführt. Diese aus der Regelschleife der Schritte 506, 508 und 510 resultierenden zyklischen Bremsdruckänderungen auf der Hochreibwertseite sind in Fig. 6 gut in den zeitlichen Verläufen der Radbremsdrücke am rechten Vorderrad und am rechten Hinterrad (PVR bzw. PHR) erkennbar. Zur Einstellung eines gewünschten Schwimmwinkels (d. h. zur gezielten "Querstellung" des Fahrzeugs) sind verschiedene Druckregelstrategien möglich. Bei der in Fig. 6 veranschaulichten Druckregelstrategie wird in einem ersten Schritt das Bremsmoment des Hochreibwerthinterrads beeinflusst, um den Schwimmwinkel gemäß dem Schwimmwinkel-Sollwert einzustellen. Diese Einstellung erfolgt durch eine Modellierung des Bremsmoments am Hochreibwerthinterrad, wobei der jeweils erforderliche Radbremsdruckgradient entsprechend dem Regelfehler (also der Differenz zwischen Schwimmwinkel-Sollwert und Schwimmwinkel-Istwert) gewählt wird.

Zusätzlich kann bei Bedarf auch das Hochreibwertvorderrad, wie in Fig. 6 veranschaulicht, in den momentgeregelten Modus gebracht werden. Diese schwimmwin- kelbasierte Bremsdruckregelung am Hochreibwertvorderrad setzt zweckmäßigerweise zeitlich versetzt bezüglich des Hochreibwerthinterrads ein. So kann mit der Bremsdruckregelung am Hochreibwertvorderrad begonnen werden, nachdem das aus dem Stand der Technik gemäß Fig. 2 bekannte Einstellen einer gewünschten Bremsdruckdifferenz an den Radbremsen der Vorderachse abgeschlossen ist. Mit anderen Worten kann die in Fig. 6 veranschaulichte, schwimmwinkelbasierte Bremsdruckregelung zusätzlich zu der in Fig. 2 veranschaulichten, adaptierten „Select-Low^{^}-Regelung implementiert werden.

Mittels der in den Ausführungsbeispielen veranschaulichten Bremsdruckregelstrategie lässt sich der Bremsweg in μ-Split-Situationen um bis zu 30 % verkürzen. Diese Bremswegverkürzung ist in erster Linie auf die im Vergleich zum Stand der Technik höheren Radbremsdrücke auf der Hochreibwertseite zurückzuführen. Diese höheren Bremsdrücke gehen damit einher, dass ein von Null verschiedener Schwimmwinkel eingeregelt wird. Vor allem das Hochreibwerthinterrad erfährt einen erheblicher höheren Bremsdruck, als bei der konventionellen, in Fig. 2 veranschaulichten Bremsdruckregelung. Da sich zudem die hochreibwertseitigen Radbremsen das aufzubringende Bremsmoment teilen, kann der gewünschte Schwimmwinkel des Fahr- zeugs oftmals ohne ein Überschreiten der Reibwertgrenze zwischen Reifen und

Fahrbahn erreicht werden. Die Bremsdruckregelung wird, mit anderen Worten, vorzugsweise derart durchgeführt, dass sich ein konstantes Bremsmoment an den Hoch- reibwerträdern einstellt, welches idealerweise das Fahrzeug an der Stabilitätsgrenze hält, so dass ein maximales Bremsmoment abgesetzt werden kann. Der jeweilige „Abstand" zur Stabilitätsgrenze kann fest vorgegeben sein oder aber fahrzeugindividuell eingestellt werden. Um ein Überschreiten der Reibwertgrenze zwischen Reifen und Fahrbahn möglichst zu vermeiden und eine Unterbremsung des Fahrzeugs zu verhindern, kann dem in Fig. 5 veranschaulichten Regelkreis der Schritte 504, 506 und 508 ein weiterer Regelkreis untergelagert werden. Dieser weitere Regelkreis kann eine ABS-basierte Regelung auf der Grundlage des Radschlupfes eines oder mehrerer Räder und der Fahrzeugverzögerung beinhalten.

Die vorstehend erläuterten Ausführungsbeispiele können im Rahmen des fachüblichen Handelns in verschiedenster Weise modifiziert, ergänzt und erweitert werden. So ist die hier vorgestellte Bremsdruckregelung nicht auf Fahrzeuge mit zwei Achsen beschränkt. Ferner lässt sich die hier vorgestellte Bremsdruckregelung anstatt auf der Grundlage eines Schwimmwinkel-Sollwerts auch auf der Grundlage eines Schwimmwinkel-Sollbereichs mit vorgegebenen Ober- und Untergrenzen implementieren.

Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zum Betreiben einer Kraftfahrzeug-Bremsanlage (100) in einer Bremssituation mit auf gegenüberliegenden Fahrzeugseiten unterschiedlichem Fahrbahn-Reibwert, dadurch gekennzeichnet, dass eine Bremskraftregelung mit der Maßgabe der Einstellung eines von Null verschiedenen Schwimmwin- lo kels erfolgt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwimmwinkel ungefähr im Bereich zwischen 0,5° und 8° liegt.

i5 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass von der

Bremskraftregelung wenigstens eine Radbremse auf einer Hochreibwertseite des Fahrzeugs (10) betroffen ist.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass von der Brems-0 kraftregelung eine Hinterradbremse auf der Hochreibwertseite betroffen ist.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner umfassend das Ermitteln des Schwimmwinkels und das Heranziehen des ermittelten Schwimmwinkels als Regelgröße bei der Bremskraftregelung. 5

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwimmwinkel aus einem gierratenbezogenen Parameter ermittelt wird.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich-0 net, dass die Bremskraftregelung gemäß einer untergeordneten Maßgabe auf ein Vermeiden einer Überschreitung einer Reibwertgrenze an einem, mehreren oder allen Rädern gerichtet ist.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Vermeiden ei-5 ner Überschreitung der Reibwertgrenze unter Berücksichtung eines Radschlupfes und/oder einer Fahrzeugverzögerung erfolgt.

9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner umfassend das Erfassen einer Bremssituation mit auf beiden Fahrzeugseiten unterschiedlichem Fahrbahn-Reibwert.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Erfassen der

Bremssituation einen Drehzahlvergleich von Rädern auf gegenüberliegenden Fahrzeugseiten umfasst.

11. Computerprogrammprodukt mit Programmcodemitteln zum Durchführen des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wenn das Computerprogrammprodukt in einem Steuergerät ausgeführt wird.

12. Steuergerät (110) für eine Kraftfahrzeug-Bremsanlage, gekennzeichnet durch ein Computerprogrammprodukt gemäß Anspruch 11.

13. Kraftfahrzeug-Bremsanlage (100), gekennzeichnet durch einen Bremskraftregelmechanismus (110), der ausgelegt ist, in einer Bremssituation mit auf gegenüberliegenden Fahrzeugseiten unterschiedlichem Fahrbahn-Reibwert eine Bremskraftregelung mit der Maßgabe der Einstellung eines von Null verschie- denen Schwimmwinkels durchzuführen.

14. Bremsanlage nach Anspruch 13, ferner umfassend eine Einrichtung (120) zum Ermitteln des Schwimmwinkels, wobei die Einrichtung (120) mit dem Bremskraftregelmechanismus (110) gekoppelt ist, um den ermittelten Schwimmwin- kel als Regelgröße bei der Bremskraftregelung bereit zu stellen.

15. Bremsanlage nach Anspruch 13 oder 14, ferner umfassend eine Einrichtung (130) zum Erfassen einer Bremssituation mit auf beiden Fahrzeugseiten unterschiedlichem Fahrbahn-Reibwert.