DE10223847A1

DE10223847A1 - Verfahren zur Erhöhung der Lenkbarkeit und/oder der Fahrstabilität

Info

Publication number: DE10223847A1
Application number: DE10223847A
Authority: DE
Inventors: Andreas Kohl; Gerald Kunz; Timo Gurzawski
Original assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Current assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Priority date: 2001-05-30
Filing date: 2002-05-28
Publication date: 2003-01-09

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erhöhung der Lenkbarkeit und/oder der Fahrstabilität eines mit geregelter Bremsanlage ausgerüsteten Kraftfahrzeugs, bei dem die Verteilung der Bremskraft zwischen wenigstens einem kurvenäußeren und wenigstens einem kurveninneren Rad wenigstens einer Achse variiert wird. DOLLAR A Der Kern der Erfindung liegt darin begründet, daß zwischen dem kurvenäußeren Rad und dem kurveninneren Rad eine Schlupfdifferenz derart eingestellt wird, daß das kurvenäußere Rad unterbremst wird, und daß die Unterbremsung des kurvenäußeren Rades in Abhängigkeit von einem Vergleich von erfassten Radgeschwindigkeiten oder in Abhängigkeit von einer erfassten Gierrate oder in Abhängigkeit von einer erfassten Querbeschleunigung vorgenommen wird.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erhöhung der Lenkbarkeit und/oder der Fahrstabilität eines mit geregelter Bremanlage ausgerüsteten Kraftfahrzeugs, bei dem die Verteilung der Bremskraft zwischen wenigstens einem kurvenäußeren und wenigstens einem kurveninneren Rad wenigstens einer Achse variiert wird.
Es ist bei konventionellen hydraulischen Fahrzeugbremsanlagen bekannt, eine Bremskraftverteilung (EBV) mit elektronischen Mitteln vorzunehmen, wobei der Bremsdruck an der Hinterachse - für beide Räder gleich - abgesenkt oder gehalten wird. Es versteht sich, daß dies in den Grenzen konkurrierender Fahrsicherheitssysteme oder Fahrstabilitätssysteme wie beispielsweise ABS oder ESP erfolgt, welche unterschiedliche Prioritätsgrade für einen Regelungseingriff aufweisen können.
Aus der DE 44 38 222 A1 ist ein Verfahren zur Regelung der Bremsanlage eines Fahrzeugs bekannt, wobei die Signale wenigstens eines Achslastsensors herangezogen werden, um eine Verteilung von Bremskräften vorzunehmen.
Bei brake by wire Fahrerassistenzsystemen wie beispielsweise einer elektrohydraulischen Bremse (EHB) ist der Fahrer von dem Bremssystem entkoppelt. Ein Verzögerungswunsch wird auf elektronische Weise sensiert und ausgehend davon werden Stellgrößen errechnet, welche elektronisch geregelt von dem Bremssystem umgesetzt werden (brake by wire).
Der Radbremsdruck wird völlig unabhängig von der Fahrerfußkraft erzeugt. Eine Simulatorvorrichtung mit geeigneter Kraft-Weg- Kennlinie ersetzt Bremsreaktionskräfte.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren zur verbesserten Bremskraftregelung von Brake-by-wire-Bremsanlagen bereitszustellen, welches mit geringem Hardwareaufwand umgesetzt werden kann. Beim Befahren einer Kurve, bei Spurwechsel oder ähnlichen Manövern soll neben einem kurzen Anhalteweg insbesondere die Fahrstabilität gewährleistet sein.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zwischen dem kurvenäußeren Rad und dem kurveninneren Rad eine Schlupfdifferenz derart eingestellt wird, daß das kurvenäußere Rad unterbremst wird, und daß die Unterbremsung des kurvenäußeren Rades in Abhängigkeit von einem Vergleich von erfassten Radgeschwindigkeiten oder in Abhängigkeit von einer erfassten Gierrate oder in Abhängigkeit von einer erfassten Querbeschleunigung vorgenommen wird. Die Ausführungsform unter Ausnutzung des Radgeschwindigkeitsvergleichs stellt eine besonders kostengünstigste Alternative dar, weil schlupfgeregelte Bremsanlagen (ABS) grundsätzlich mit Rad(dreh)geschwindigkeitssensoren ausgerüstet sind. Bremsanlagen mit ESP Verfügen grundsätzlich über Gier- oder Querbeschleunigungssensoren, so daß das erfindungsgemäße Verfahren auch insoweit ohne zusätzliche Sensoren durchgeführt werden kann. Gemäß diesen Alternativen der Erfindung wird die Bremskraftverteilung über eine Achse in Abhängigkeit von der erfassten Querbeschleunigung oder der erfassten Gierrate modifiziert. Die Erfindung bewirkt eine zumindest leichte Unterbremsung des kurvenäußeren Rades, welches infolgedessen mehr Seitenführungskraft übertragen kann. Folglich genießt die Fahrstabilität Vorrang vor einem kurzen Anhalteweg. Die Aufteilung der Bremskräfte über die jeweilige Achse erfolgt adaptiv, das heißt sie wird dem jeweiligen Fahrzustand angepasst.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird an dem kurvenäußeren Rad ein Bremskraftanteil vorgesehen, welcher im Vergleich mit einem rechnerisch ermittelbaren, idealen Bremskraftanteil reduziert ist. Mit anderen Worten ist die obere Grenze des Bremskraftanteils an dem kurvenäußeren Rad auf einfache Art und Weise rechnerisch vorgebbar.
Bei einer weiterhin bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird der reduzierte Bremskraftanteil nur vorgesehen, wenn ein bestimmter Querbeschleunigungsschwellwert überschritten ist. Andererseits bleibt der Bremskraftanteil für das kurvenäußere Rad oberhalb eines Querbeschleunigungsmaximalwertes konstant unterhalb des rechnerisch ermittelbaren, idealen Bremskraftanteils. Dadurch wird in Abhängigkeit von der Querbeschleunigung ein klar definierter Bereich vorgegeben, in dem die erfindungsgemäße Bremskraftverteilungsmodifikation veranlasst wird.
Im folgenden wird die Erfindung näher erläutert. Die Fig. 1 verdeutlicht stark vereinfacht des erfindungsgemäße Verfahren. Die Fig. 2 zeigt Kennlinien betreffend eine Bremskraftverteilung in Querrichtung (das heißt über eine Fahrzeugachse) in Abhängigkeit von der herrschenden Querbeschleunigung.
Um einen Bremswunsch zu äußern, betätigt ein Fahrzeugführer einen Sollwertgeber einer brakeby-wire Bremsanlage. Der Fahrer ist grundsätzlich von dem Bremssystem entkoppelt. Bei elektrohydraulischen Bremsanlagen (EHB) geschieht dies durch elektromagnetisch betätigbare, hydraulische Trennventile. Durch die Trennventile ist eine hydraulische Verbindung zwischen Radbremsen und einem Betätigungssimulator unterbrechbar. Der Sollwertgeber erlaubt neben der Simulationsfunktion im Normalbetrieb noch eine hydraulische Rückfallebene für eine Notbremsbetätigung (Hauptzylinderfunktion) im stromlosen Zustand. Bei elektromechanischen Bremsanlagen (EMB) besteht generell keine mechanisch/hydraulische Verbindung zwischen Radbremse und Sollwertgeber, die es zu unterbrechen gilt.
Nachstehend wird auf Fig. 1 eingegangen. Ein Verzögerungswunsch wird in jedem der geschilderten Fälle auf elektronische Weise sensiert und ausgehend davon werden Stellgrößen errechnet, welche elektronisch von dem Bremssystem umgesetzt werden (brakeby-wire). Ein hydraulischer Radbremsdruck (P'₁ bis P'_N) oder eine Zuspannkraft (F) werden völlig unabhängig von der Fahrerfußkraft erzeugt. Eine Simulatorvorrichtung mit geeigneter Kraft- Weg-Kennlinie ersetzt hydraulische Bremsreaktionskräfte.
Die geschilderten Prozesse werden zweckmäßigerweise anhand eines Datenverarbeitungsprogramms für einen Computer C wie folgt abgearbeitet. In Abhängigkeit von den vorgesehenen Sensoren werden in einem ersten Schritt 1 Meßgrößen M wie insbesondere Rad(dreh)geschwindigkeiten, Radbremsdrücke (aller Räder) oder Zuspannkräfte, sowie eine, eine Bremsbetätigung charakterisierende Größe (beispielsweise Pedalweg) S erfasst, aufbereitet, und dem Computer C als Signale zugeführt. Zusätzlich kann eine Lenkbewegung zur Erfassung eines Lenkwunschs, eine Querbeschleunigung oder eine Gierrate des Fahrzeugs erfasst und in aufbereiteter Form dem Computer C zugeführt werden. Auf dieser Grundlage ist die Fahrstabilität des Fahrzeugs bewertbar, und auf Grundlage der Meßwerte M,S werden Ventilsteuerbefehle (P₁ bis P_N) ermittelt. Für jeweils paarweise vorgesehene, elektromagnetisch betätigbare Einlaß- sowie Auslaßventile von Radbremsen werden in einem zweiten Schritt 2, abgewandelte Steuerbefehle (P'₁ bis P'_N) gebildet. Zur Reduktion der Bremskraft an dem kurvenäußeren Rad (V_äu) können Druckänderungspulse oder Pulsfolgen vorgesehen werden. Gleichzeitig oder zeitlich versetzt hierzu kann ergänzend auch an dem kurveninneren Rad (V_in) eine Bremskraftanpassung vorgenommen werden. Es versteht sich, daß das Bremspotential eines kurveninneren Rades wegen der Achslastverlagerung jedoch um ein vielfaches geringer ist, als das Bremspotential eines kurvenäußeren Rades.
In dem unteren Teil der Fig. 1 ist schematisch ein Fahrzeug bei Kurvenfahrt dargestellt. In diesem Zusammenhang wird verdeutlicht, daß der in dem Schritt 2 ermittelte Wert P'₁ für die Bremskraft oder den Bremsdruck am kurvenäußeren Vorderrad (V_äu/H_äu) um einen bestimmten Betrag geringer ist, als der im ersten Schritt 1 ermittelte Wert P₁. In der Folge wird das kurvenäußere Vorderrad unterbremst.
Wie die Fig. 2 im negativen Teil der Abszisse zeigt, wird in Relation zu einer rechnerisch ermittelbaren, idealen Kennlinie K_R eine Reduktion des Bremskraftanteils φ an einem kurvenäußeren Rad entsprechend einer Linie K₁ vorgenommen. Das kurvenäußere Rad wird unterbremst. Die Kennlinie K₁ ist im wesentlichen linear sowie parallel zu der idealen, sowie rechnerisch ermittelbaren Kennlinie K_R verschoben. Die Reduktion der Bremskraft ergibt sich aus dem vertikalen Abstand zwischen den Kennlinien K₁ und K_R. Die Reduktion des Bremskraftanteils wird in einem Bereich oberhalb eines bestimmten Querbeschleunigungsschwellwertes A₁ bis hin zu einem Querbeschleunigungsmaximalwert A₂ vorgenommen. Oberhalb des Querbeschleunigungsmaximalwertes A₂ liegt ein konstanter Bremskraftanteil φ vor. Die Verhältnisse am kurveninneren Rad werden durch den positiven Teil der Abszisse verdeutlicht.
Zur Ermittlung der erforderlichen Werte und zur Bildung der erforderlichen Signale kann die Querbeschleunigung mit Hilfe eines Querbeschleunigungssensors erfasst werden. Prinzipiell kann auch ein Gierratensensor eingesetzt werden, welcher eine Gierrate erfasst. Der Verlauf der Gierrate wird beobachtet. Bei einer anderen Ausführungsform wird die Querbeschleunigung mit Hilfe von Raddrehsensoren auf Grundlage eines Drehzahl- oder Drehgeschwindigkeitsunterschieds errechnet. Diese Variante ist kostengünstig, weil neben den unerläßlichen Rad(dreh)geschwindigkeitssensoren keine weiteren Sensoren erforderlich sind.

Claims

1. Verfahren zur Erhöhung der Lenkbarkeit und/oder der Fahrstabilität eines mit geregelter Bremanlage ausgerüsteten Kraftfahrzeugs, bei dem die Verteilung der Bremskraft zwischen wenigstens einem kurvenäußeren und wenigstens einem kurveninneren Rad einer Achse variiert wird, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem kurvenäußeren Rad und dem kurveninneren Rad eine Schlupfdifferenz derart eingestellt wird, daß das kurvenäußere Rad unterbremst wird, und daß die Unterbremsung des kurvenäußeren Rades in Abhängigkeit von einem Vergleich von erfassten Radgeschwindigkeiten oder in Abhängigkeit von einer erfassten Gierrate oder in Abhängigkeit von einer erfassten Querbeschleunigung vorgenommen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an dem kurvenäußeren Rad eine Bremskraft vorgesehen wird, welche im Vergleich mit einem rechnerisch ermittelbaren Bremskraftanteil (idealer Bremskraftanteil) reduziert ist.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der reduzierte Bremskraftanteil nur vorgesehen wird, wenn ein bestimmter Querbeschleunigungsschwellwert überschritten ist.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Bremskraftanteil oberhalb eines Querbeschleunigungsmaximalwertes konstant ist, und unterhalb des rechnerisch ermittelbaren Bremskraftanteils liegt.