DE4018495C2 - Schaltungsanordnung zur Verbesserung des Fahrverhaltens eines zur Übersteuerung neigenden Kraftfahrzeuges - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung zur Verbesserung des Fahrverhaltens eines bei Kurvenfahrt zur Übersteuerung neigenden Kraftfahrzeugs, das mit einer Bloc­ kierschutzregelung ausgerüstet ist, die auf das Überschrei­ ten von Schlupf- und/oder Verzögerungsschwellen anspricht und die Schaltkreise zur Kurvenfahrterkennung enthält.

Eine Schaltungsanordnung dieser Art ist aus der DE 38 40 ­ 456 A1 bekannt. Beschrieben wird ein Verfahren, mit dem die Fahrstabilität eines Fahrzeugs beim Bremsen in der Kurve mit Hilfe einer blockiergeschützten Bremsanlage aufrecht­ erhalten werden soll. Für übersteuerndes Fahrverhalten wird vorgeschlagen, den Schlupfsollwert für das kurveninnere Hinterrad abzusenken sowie für das kurvenäußere Vorderrad zu erhöhen.

Die ältere Anmeldung DE 39 05 045 A1, die sich auf eine Schaltungsanordnung für eine blockiergeschützte Bremsanlage bezieht, bei der aus den Differenzen der Radgeschwindig­ keiten ein Kurvenerkennungssignal abgeleitet wird, enthält den Vorschlag, in Abhängigkeit von dem Kurvenerkennungs­ signal die Schlupfschwellen der Blockierschutzregelung und/oder die Verzögerungs-/Beschleunigungsschwellen zu ver­ ändern. Es ist auch vorgesehen, die Empfindlichkeit der Regelung dahingehend zu variieren, dass bei Kurvenfahrt in die Radbremse des Rades mit relativ hohem Straßenkontakt ausreichend hoher Bremsdruck eingesteuert werden kann. Da­ durch wird die das Einsetzen der Regelung bestimmende Schlupfschwelle angehoben, solange das Kurvenerkennungs­ signal ansteht.

Es gibt Situationen, in denen bei Fahrzeugen, die bei rela­ tiv hoher Geschwindigkeit und relativ geringem Kurvenradius zum Übersteuern neigen, durch eine Blockierschutzregelung die Übersteuertendenz noch erhöht wird. Dies gilt insbeson­ dere unter dem Einfluß einer sogen. Giermomentenbeschrän­ kung. Im folgenden wird dies noch näher erläutert werden.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die­ sen Nachteil hochwertiger elektronischer Blockierschutz­ regelungssysteme zu überwinden.

Es hat sich herausgestellt, daß dies mit einer Schaltungs­ anordnung der eingangs genannten Art gelingt, deren Besonderheit darin besteht, daß beim Anstehen eines Kurvenfahrterkennungssignals die Schlupf- und/oder die Verzögerungsschwellen, die für das Einsetzen der Blockier­ schutzregelung an dem kurvenäußeren Vorderrad bestimmend sind, um einen vorgegebenen Wert und für eine vorgegebene Dauer erhöhbar sind.

Nach einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei der die Schaltungsanordnung Schaltkreise zur Giermomen­ tenbegrenzung aufweist, führt das Kurvenfahrterkennungssi­ gnal zur Abschaltung dieser Giermomentenbegrenzung.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung besteht da­ rin, daß die Erhöhung der Schlupf- und/oder der Verzöge­ rungsschwellen in einem vorgegebenen Zeitraum von 400- 2000 ms, insbesondere von 500-800 ms, linear abklingt.

Da bekanntlich bei einer Kurvenfahrt das kurveninnere Rad infolge von Fliehkraftmomenten entlastet und das kurvenäußere belastet wird, ist das kurveninnere Rad daran zu erkennen, daß an diesem - abgesehen von extrem unter­ schiedlichem Reibbeiwert auf der kurveninneren und kurven­ äußeren Seite - die Blockierschutzregelung zuerst einsetzt. Natürlich ließe sich auch durch Fliehkraftsensoren oder auf andere Weise ein Signal gewinnen, das Kurvenfahrt und Rich­ tung der Kurve angibt.

Erfindungsgemäß wird also auf sehr einfache Weise, d. h. ohne Mehraufwand an Bauteilen, lediglich durch entsprechen­ de Auslegung der Blockierschutzregelung, eine vollständige oder zumindest teilweise Kompensation einer Übersteuerten­ denz bei Kurvenfahrt erreicht und dadurch das Fahrverhalten eines solchen Fahrzeugs erheblich verbessert.

Weitere Einzelheiten und Anwendungsmöglichkeiten der Erfin­ dung gehen aus der folgenden Beschreibung von Ausführungs­ beispielen anhand der beigefügten Abbildungen hervor.

Es zeigen

Fig. 1 in Diagrammen zur Erläuterung der Erfindung die Seitenkraft in Abhängigkeit vom Bremsmoment und das Bremsmoment in Abhängigkeit vom Bremsschlupf für das kurvenäußere Vorderrad und

Fig. 2 in Funktionsblöcken eine Schaltungsanordnung nach der Erfindung.

Das hier geschilderte Beispiel bezieht sich auf eine elek­ tronische Blockierschutzregelung mit Giermomentenbegrenzung für ein zur Übersteuerung in der Kurve neigendes Fahrzeug. Solche Übersteuertendenzen führen bekanntlich bei höherer Geschwindigkeit und relativ enger Kurve zu gefährlichen Si­ tuationen. Dies veranschaulichen die Diagramme in Fig. 1.

Maßnahmen oder Schaltungen zur Giermomentenbegrenzung erwei­ sen sich in erster Linie in Situationen mit verschiedenem Reibbeiwert auf der rechten und linken Fahrzeugseite als vorteilhaft oder gar notwendig. Die Auslegung des jeweiligen Fahrzeugs spielt hierbei eine große Rolle. Zur Verbesserung des Fahrverhaltens in einer Kurve sind Giermomentenbegren­ zungen nicht gedacht.

In der hier betrachteten Situation setzt bei einer Kurven­ fahrt die Blockierschutzregelung an dem kurveninneren Vor­ derrad, das infolge der Kurvenfahrt entlastet wird, relativ früh ein. Ohne Giermomentenbegrenzung würde der Bremsdruck an dem kurvenäußeren Vorderrad, so lange ansteigen, bis des­ sen Stabilitätsgrenze erreicht wäre. Durch die Giermomenten­ begrenzung wird jedoch der Anstieg des Bremsdruckes und da­ mit des Bremsmomentes an dem kurvenäußeren Rad gemindert - damit auf Fahrbahnen mit unterschiedlichem Reibbeiwert rechts/links durch zu hohe Bremskraftunterschiede an den Rä­ dern der rechten und linken Fahrzeugseite kein zu hohes Giermoment entsteht. Bezogen auf die Darstellung in Fig. 1 stellt sich an dem kurvenäußeren Vorderrad nicht der Brems­ schlupf λ₀ ein, der ohne Giermomentenbegrenzung gelten würde, sondern der Bremsschlupf wird durch die Giermomenten­ begrenzung auf den Wert λ₁ begrenzt. Für die bekanntlich mit steigendem Schlupf bzw. steigendem Bremsmoment M abneh­ mende Seitenkraft bzw. Seitenführungskraft S gilt daher an dem betrachteten Rad, hier an dem kurvenäußeren Vorderrad, anstelle des Seitenkraftwertes S₀ der wesentlich höhere Wert S₁. Es hat sich gezeigt, daß dieses Ansteigen der Seitenkraft auf den Wert S₁ in Verbindung mit der Flieh­ kraft die Übersteuertendenz wesentlich erhöht. Durch Ab­ schalten der Giermomentenbegrenzung und Erhöhen der Schlupf­ schwellen für das kurvenäußere Vorderrad auf den Wert λ₂ wird nun jedoch erfindungsgemäß das Bremsmoment auf den Wert M₂ erhöht und die Seitenkraft auf S₂ herabgesetzt. Ein Heraufsetzen der für das Einsetzen der Regelung bestimmenden Verzögerungsschwellen wirkt in der gleichen Richtung.

Durch die erfindungsgemäße Verschiebung der Regelungsschwel­ len an dem kurvenäußeren Vorderrad nach dem Beenden der Giermomentenbegrenzung bei Erkennen der Kurvenfahrt und der damit verbundenen Erhöhung des Bremsmomentes an diesem Rad wird die Übersteuertendenz des Kraftfahrzeugs reduziert.

Es ist zweckmäßig, beim Erkennen der Kriterien, d. h. beim Erkennen der Kurvenfahrt und der dadurch ausgelösten Ab­ schaltung der Giermomentenbegrenzung die Schlupf- und/oder Verzögerungsschwellen um einen bestimmten Betrag zu erhöhen und diese Erhöhung z. B. in einem Zeitraum von 500-700 ms linear abklingen zu lassen. Die Übersteuertendenz wird damit praktisch in eine zeitliche, vom Radverhalten abhängige Un­ tersteuerung überführt, wodurch sich in der Summe ein nahezu neutrales Fahrverhalten ergibt.

Fig. 2 zeigt die wichtigsten Funktionsgruppen einer Schal­ tungsanordnung nach der Erfindung.

In einem Schaltungs- oder Funktionsblock 1 werden zunächst in bekannter Weise die mit Hilfe von Radsensoren gewonnenen Signale V₁ bis V₄, die das Drehverhalten der einzelnen Fahrzeugräder wiedergeben, aufbereitet und logisch ver­ knüpft. Durch Vergleich mit einer Fahrzeugreferenzgeschwin­ digkeit (nicht dargestellt) werden in einer Stufe 2 Rege­ lungsschwellen, das sind Schlupf- sowie Verzögerungs-/Be­ schleunigungsschwellen, abgeleitet. In einem Schaltkreis 3 wird die Kurvenerkennung (KE) durchgeführt. Über die Ausgän­ ge A des Funktionsblockes 1 wird signalisiert, ob die Vor­ derräder stabil laufen oder ob eine Blockierschutzregelung stattfindet. Ein UND-Gatter 4 in Verbindung mit einem Inver­ ter 4a stellt fest, wenn ein Vorderrad stabil läuft und an den anderen die Blockierschutzregelung eingesetzt hat und gibt in diesem Fall ein Ausgangssignal ab. Über ein weiteres UND-Gatter 5, an dessen zweiten Eingang der Ausgang der Kur­ venerkennung 3 über einen Inverter 6 angeschlossen ist, wird eine Giermomentenbegrenzung 7 angesteuert. Nach Kurvenerken­ nung wird folglich, auch wenn ein Vorderrad stabil läuft und das andere in die Regelung eingetreten ist, die Giermomen­ tenbegrenzung 7 abgeschaltet.

In einem Zeitglied 8, dem u. a. die in der Stufe 2 errechne­ ten Schlupf- und Beschleunigungsschwellen signalisiert wer­ den und dem direkt aus dem Funktionsblock 1 Informationen über das Drehverhalten der Vorderräder zufließen, werden schließlich bei Kurvenerkennung (3) mit Hilfe der Kippstufen 12 die Schlupf- und/oder Verzögerungsschwellen in der be­ schriebenen, erfindungswesentlichen Weise angehoben. Wird Kurvenfahrt (3) erkannt, führt dies über eine Stufe 13 in jedem Regelvorgang zu einem Puls, auf den zwei flankenge­ steuerte Flip-Flop 14, 15 ansprechen. Ein sogenannter "Schwellenoffset", nämlich ein vorgegebener Wert K₁, und K₂, ein "Beschleunigungsoffset", nämlich ein konstanter Wert werden über die Ausgangsleitungen 14A und 15A zu dem Zeitglied oder Integrator 8 übertragen. Die Schwellen werden dadurch um die vorgegebenen Werte K₁, K₂ verschoben. Über ein Verzögerungsglied 16 werden die Flip-Flop 14, 15 nach ei­ ner vorgegebenen Zeitspanne wieder in die Ausgangslage zu­ rückgesetzt.

Das Zeitglied 8 gibt über seine Ausgangs-Signalleitungen 9, 10 Informationen über die erfindungsgemäß geänderten Schlupf- und Verzögerungsschwellen an eine Regellogik 11 weiter, in der in üblicher Weise aus allen über die Eingänge E₁, E₂ und E₃ zugeführten Signalen, vor allem aus den Radsensorsignalen v₁-v₄ (E₁), aus dem Ausgangssignal der Giermomentenbegrenzung 7 (E₂) und aus den über die Leitungen 9, 10 (E₃) übertragenen Schwellwertsignalen, die Signale zur Bremsdrucksteuerung, d. h. zur Ansteuerung der Bremsdruck-Steuerventile, ermittelt werden. Die Ventilsteu­ ersignale stehen am Ausgang A der Logik 11 zur Verfügung.

Ein an das Zeitglied 8 angeschaltetes RC-Glied symbolisiert die zeitliche Abhängigkeit der Erhöhung der Schlupf- und Verzögerungsschwellen; vorzugsweise klingt die Erhöhung die­ ser Schwellwerte in einem bestimmten Zeitraum, der bei­ spielsweise 700 ms betragen kann, linear ab.

Claims (5)

1. Schaltungsanordnung zur Verbesserung des Fahrverhaltens eines bei Kurvenfahrt zur Übersteuerung neigenden Kraft­ fahrzeugs, das mit einer Blockierschutzregelung ausgerü­ stet ist, die auf das Überschreiten von Schlupf- und/oder Verzögerungsschwellen anspricht und die Schaltkreise zur Kurvenfahrterkennung enthält, dadurch gekenn­ zeichnet, daß beim Anstehen eines Kurvenfahrter­ kennungssignals (3) die Schlupf- und/oder die Verzöge­ rungsschwellen, die für das Einsetzen der Blockier­ schutzregelung an dem kurvenäußeren Vorderrad bestimmend sind, um einen vorgegebenen Wert und für eine vorgegebe­ ne Dauer erhöhbar sind.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß diese Schaltkreise zur Giermomentenbegrenzung (7) aufweist und daß das Kurven­ fahrterkennungssignal (3) zur Abschaltung der Giermomen­ tenbegrenzung (7) führt.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Erhöhung der Schlupf- und/oder der Verzögerungsschwellen in einem vorgegebenen Zeitraum von 400-2000 ms linear abklingt.

4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Erhöhung der Schlupf- und/oder der Verzögerungsschwellen in einem Zeitraum von 500-800 ms linear abklingt.

5. Schaltungsanordnung nach einem oder mehreren der Ansprü­ che 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß das Vorderrad, an dem während einer Kurvenfahrt die Blockierschutzregelung zuerst einsetzt, als kurveninne­ res Rad erkannt wird.