DE10223847A1

DE10223847A1 - Method for improving steering capability and/or driving stability by applying different levels of slip between curve outer and inner wheels

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

When traversing a curve it is proposed that different levels of slip are applied to the inner and outer wheels relative to the curve. This is achieved in that the curve outer wheel is under braked as a function either of a comparison of wheel speeds, of the yaw rate or transverse acceleration.

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. The present invention relates to a method for increasing the steerability and / or driving stability of a regulated brake system equipped motor vehicle, in which the Distribution of the braking force between at least one outside of the curve and at least one inside wheel of at least one axle is varied.

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. It is in conventional hydraulic vehicle brake systems known a brake force distribution (EBV) with electronic Means, the braking pressure on the rear axle - the same for both bikes - lowered or held. It it is understood that this is more competitive in the borders Driving safety systems or driving stability systems such as ABS or ESP, which have different priority levels for may have a regulatory intervention.

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. DE 44 38 222 A1 describes a method for regulating the Brake system of a vehicle known, the signals at least one axle load sensor can be used to a Distribution of braking forces.

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). With brake by wire driver assistance systems such as an electro-hydraulic brake (EMS) is the driver of the Brake system decoupled. A delay request is on electronically sensed and based on this, manipulated variables calculates which is electronically controlled by the braking system be implemented (brake by wire).

Der Radbremsdruck wird völlig unabhängig von der Fahrerfußkraft erzeugt. Eine Simulatorvorrichtung mit geeigneter Kraft-Weg- Kennlinie ersetzt Bremsreaktionskräfte. The wheel brake pressure becomes completely independent of the driver's foot force generated. A simulator device with a suitable force-displacement Characteristic replaces braking reaction forces.

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. The invention is based on the object of a method for improved braking force control of brake-by-wire braking systems to provide, which with little hardware can be implemented. When driving on a curve, when changing lanes or similar maneuvers in addition to a short stopping distance driving stability in particular.

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. The object is achieved in that between one on the outside wheel and one on the inside wheel Slip difference is set so that the outer wheel is braked, and that the braking of the outside of the curve Wheel depending on a comparison of detected Wheel speeds or depending on a detected Yaw rate or depending on a detected Lateral acceleration is made. The embodiment using the Wheel speed comparison represents one particular the cheapest alternative because slip-controlled braking systems (ABS) always with wheel (rotary) speed sensors are equipped. Brake systems with ESP always have Yaw or lateral acceleration sensors, so that The method according to the invention also in this respect without additional sensors can be carried out. According to these alternatives of the invention the braking force distribution across an axis is dependent from the detected lateral acceleration or the detected Modified yaw rate. The invention brings about an at least easy Braking of the outside wheel, which as a result can transfer more cornering power. Therefore, enjoy Driving stability takes priority over a short stopping distance. The The braking forces are distributed over the respective axis adaptive, that is, it becomes the respective driving state customized.

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. According to a preferred embodiment of the invention, the outside wheel a braking force portion provided, which in Comparison with a mathematically determinable, ideal Braking force share is reduced. In other words, the top one Limit of the braking force share on the outside wheel simple way to be calculated.

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. In a further preferred embodiment of the invention the reduced braking force component is only provided if a certain transverse acceleration threshold is exceeded. On the other hand, the braking force remains for the outside of the curve Wheel constant above a maximum lateral acceleration value below the arithmetically ascertainable, ideal Brake force component. This will depend on the lateral acceleration a clearly defined area in which the brake force distribution modification according to the invention is initiated.

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. The invention is explained in more detail below. Fig. 1 illustrates the simplified process of the invention. Fig. 2 shows characteristic curves relating (i.e., a vehicle axis) in dependence on the prevailing lateral acceleration, a braking force distribution in the transverse direction.

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. A vehicle operator actuates a brake request a setpoint device of a brakeby-wire brake system. The driver is basically decoupled from the braking system. at electrohydraulic brake systems (EMS) do this through Electrically actuated, hydraulic isolation valves. By the isolation valve is a hydraulic connection between Wheel brakes and an actuation simulator can be interrupted. The In addition to the simulation function in the Normal operation still a hydraulic fallback level for one Emergency brake actuation (master cylinder function) when de-energized. at Electromechanical brake systems (EMB) generally do not exist mechanical / hydraulic connection between wheel brake and Setpoint generator that has to be interrupted.

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. 1 will be referred to Fig. Received. A delay request is sensed electronically in each of the cases described and on the basis of this, manipulated variables are calculated, which are implemented electronically by the brake system (brakeby-wire). A hydraulic wheel brake pressure (P ' ₁ to P' _N ) or an application force (F) are generated completely independently of the driver's foot force. A simulator device with a suitable force-displacement characteristic curve replaces hydraulic braking reaction forces.

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. The processes described are expediently processed as follows using a data processing program for a computer C. Depending on the sensors provided, in a first step 1 measured quantities M such as in particular wheel (rotational) speeds, wheel brake pressures (all wheels) or application forces, as well as a quantity characterizing a brake actuation (for example pedal travel) S are recorded, processed, and the computer C fed as signals. In addition, a steering movement for recording a desired steering, a lateral acceleration or a yaw rate of the vehicle can be recorded and supplied to the computer C in a processed form. The driving stability of the vehicle can be evaluated on this basis and valve control commands (P ₁ to P _N ) are determined on the basis of the measured values M, S. In a second step 2 , modified control commands (P ' ₁ to P' _N ) are formed for paired, electromagnetically actuated inlet and outlet valves of wheel brakes. Pressure reduction pulses or pulse trains can be provided to reduce the braking force on the wheel on the outside of the curve (V _u ). At the same time or at different times, a braking force adjustment can also be carried out on the inside wheel (V _in ). It goes without saying that the braking potential of a wheel on the inside of the curve is many times lower than the braking potential of a wheel on the outside of the curve because of the axle load shift.

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. In the lower part of FIG. 1, a vehicle is shown schematically when cornering. In this connection it is clear that the value P _'1 determined in step 2 is less for the braking force or the braking pressure on the curve-outward front wheel (V _gs / H _gs) by a predetermined amount, than the determined in the first step 1, a value P ₁ , As a result, the front wheel on the outside of the curve is braked.

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. As shown in FIG. 2 in the negative part of the abscissa, the braking force component φ on a wheel on the outside of the curve is reduced according to a line K ₁ in relation to an ideal characteristic curve K _R that can be calculated. The outside wheel is braked. The characteristic curve K ₁ is shifted essentially linearly and parallel to the ideal characteristic curve K _R , which can be determined by calculation. The reduction in braking force results from the vertical distance between the characteristic curves K ₁ and K _R. The braking force portion is reduced in a range above a certain lateral acceleration threshold value A ₁ up to a maximum lateral acceleration value A ₂ . A constant braking force component φ is present above the maximum lateral acceleration value A ₂ . The conditions on the inside wheel are illustrated by the positive part of the abscissa.

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. To determine the required values and to form the The required acceleration can be used for lateral acceleration a lateral acceleration sensor can be detected. In principle can also a yaw rate sensor can be used, which a Yaw rate recorded. The course of the yaw rate is observed. at Another embodiment uses the lateral acceleration Help of wheel rotation sensors based on a speed or Difference in rotational speed calculated. This variant is inexpensive because in addition to the essential Wheel (rotary) speed sensors no other sensors required are.

Claims

1. A method for increasing the steerability and / or driving stability of a motor vehicle equipped with a controlled braking system, in which the distribution of the braking force between at least one outside wheel and at least one inside wheel of an axle is varied, characterized in that between the outside wheel and the inside of the curve Wheel a slip difference is set such that the outer wheel is braked, and that the outer wheel is braked depending on a comparison of detected wheel speeds or depending on a detected yaw rate or depending on a detected lateral acceleration.

2. The method according to claim 1, characterized in that on braking force is provided to the outside wheel, which in comparison with a calculable one Braking force component (ideal braking force component) is reduced.

3. The method according to claim 2, characterized in that the reduced braking force is only provided if a certain transverse acceleration threshold value exceeded is.

4. The method according to claim 3, characterized in that the Braking force share above one Transverse acceleration maximum value is constant, and below the arithmetic determinable braking force share.