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WO1998035865A1 - Verfahren zum dämpfen von antriebsstrangschwingungen - Google Patents

Verfahren zum dämpfen von antriebsstrangschwingungen Download PDF

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Publication number
WO1998035865A1
WO1998035865A1 PCT/EP1998/000590 EP9800590W WO9835865A1 WO 1998035865 A1 WO1998035865 A1 WO 1998035865A1 EP 9800590 W EP9800590 W EP 9800590W WO 9835865 A1 WO9835865 A1 WO 9835865A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
vibrations
wheel
drive
drive train
brake pressure
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/EP1998/000590
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Gunnar Janssen
Dieter Burkhard
Robert Schmidt
Thomas Bauer
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Continental Teves AG and Co OHG
ITT Manufacturing Enterprises LLC
Original Assignee
Continental Teves AG and Co OHG
ITT Manufacturing Enterprises LLC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Continental Teves AG and Co OHG, ITT Manufacturing Enterprises LLC filed Critical Continental Teves AG and Co OHG
Publication of WO1998035865A1 publication Critical patent/WO1998035865A1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • 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
    • B60T8/173—Eliminating or reducing the effect of unwanted signals, e.g. due to vibrations or electrical noise

Definitions

  • the invention relates to a method for damping wheel vibrations or drive train vibrations that are called during a controlled braking maneuver, in particular during an ABS-controlled braking operation.
  • An anti-lock control system is already known from WO 90/06250, which contains switching means for detecting wheel and axle vibrations and influencing means for initiating measures for damping such vibrations.
  • the turning behavior of the wheels is measured with wheel sensors. According to this document, it is evaluated as a criterion for vibration detection that the cycle times are approximately the same in the presence of a vibration.
  • GB 2 289 097 A describes an anti-lock braking system in which the rotational speed at the differential is determined from the speeds of the driven wheels and by filtering this signal it is determined whether this rotational speed is an oscillation component which lies in the frequency range of the drive train vibrations. is superimposed. If two conditions are met, namely if the oscillation frequency is in the range between 5 and 12 Hz and if the filtered signal exceeds a threshold value, there are drive train vibrations. A correction of the brake pressure modulation damping the vibrations is carried out.
  • the object of the invention is to effectively dampen wheel vibrations or drive train vibrations which impair driving comfort and control comfort and also, if the vibrations build up, which can endanger driving safety.
  • a brake pressure reduction on this wheel is prevented and a control-related brake pressure build-up is at most delayed and / or only permitted with a flat, flattened gradient. It can also be expedient to keep the brake pressure at least approximately constant during the special control.
  • the special regulation is only ended when the brake slip of the wheel reaches a predetermined, high limit value in the range between 40% and 60%, e.g. of 50%.
  • Vibration damping is primarily required in the low coefficient of friction range, which is why as a limit value for vehicle acceleration that is exceeded it must, expediently, be given a value between -0.6 g and - 0.3 g, for example -0.5 g.
  • a minimum number of 5 consecutive half vibrations is evaluated as a criterion for switching over to the special control or for initiating damping measures.
  • FIG. 3 shows diagrams to illustrate the course of the wheel speeds and the brake pressures during an ABS-controlled braking process when drive train vibrations occur and the triggering of damping measures.
  • a program step 1 or filter 1 which is incremented by the value "1" for each half-wave of the oscillation, in particular each "peak” (see FIG. 3) of the drive train oscillation, and which reacts (step 3) when the count value " 4 "is exceeded.
  • a detection signal is shown in the flow chart according to FIG.
  • BY_DRIVE_REC 1 set, so to speak a preliminary stage of a vibration detection. This is done in program step 4.
  • step 5 is to determine whether the vehicle acceleration is above a predetermined minimum value of e.g. -0.5 g, i.e.
  • a relatively high vehicle acceleration (> - 0.5g) or, in other words, less than -0.5g Deceleration includes a statement about the current road condition or coefficient of friction; with high vehicle deceleration, which is only possible under favorable road conditions for physical reasons, the damping measure according to the invention should not be carried out.
  • the damping measure is only ever applied to one of the two driven wheels - only vehicles with a driven axle are considered here.
  • the pressure reduction on the controlled wheel after switching to the special control, the pressure reduction on the controlled wheel only begins when a relative slip of 50% is exceeded.
  • vibration detection i.e. the detection of drive train vibrations signals. Applies to the drive wheel in question
  • the special control is triggered for a predetermined period of time, which effectively dampens the drive train vibrations.
  • the standard brake pressure control of the wheel is modified for a certain period of time; this is explained in more detail below with reference to FIG. 3. 1 is thus in the flow chart
  • BY_ DRIVE the actual vibration detection signal or detection bit
  • BY_ DRIVE can be interpreted as a control signal or control bit.
  • the BY_DRIVE control signal is therefore only set when braking on roads with a low to medium coefficient of friction and only for one of the two drive wheels.
  • the predetermined limit value in the present example greater than -0.5 g, when the vibrations have subsided or the frequency range> f M ⁇ n ; ⁇ f Max have left, so that "BY_DRIVE_REC" changes from 1 to 0, the vibration detection ends and thus the damping measure triggered by the vibration detection on the wheel in question.
  • BY_DRIVE is used, for example, as a control bit for switching or modifying the pressure modulation on the drive wheels.
  • FIG. 2a illustrates the speed curve of a wheel during a normal controlled braking operation. If one differentiates the control process and the control reaction, as indicated in FIG. 2a, into successive phases Ph2, Ph4, Ph3, the pressure reduction takes place in the phase Ph2, the pressure build-up in the phase Ph3 and essentially a pressure maintenance in the phase Ph4, if necessary an early build-up of pressure instead.
  • the speed curve of the two wheels and the brake pressure pl, p2 are shown in the associated wheel brakes.
  • the drive wheels with the wheel speeds v x , v 2 start to oscillate at the time t 0 after the anti-lock control has been activated.
  • the oscillation frequency f (cf. FIG. 1) lies in the range typical for drive train vibrations and in the frequency range specified by the filter 1.
  • the oscillation half-waves are counted by counter 2.
  • the counter reading reached at the time t x the value "5", that exceeds at that time t x the limit value "4", and thereby triggers a detection signal BY_DRIVE_REC 1 (see top curve in Fig. 3).
  • the vehicle acceleration is above -0.5 g (this is not shown in FIG. 3); in addition, the signal BY_DRIVE 2, that is to say the control bit of the “other” wheel, has not yet been set at the time t x , so that a detection or control signal is now provided for this drive wheel 1
  • BY DRIVE 1 1 given and a damping measure is triggered on this wheel.
  • the brake pressure is kept constant after ti, although with "normal" brake pressure control the strong deceleration or the increasing slip on the wheel 1 should result in a decrease in pressure.
  • the slip on the drive wheel 1 finally reaches a certain limit value at the time t 3 , for example a relative slip value of 50%, so that a control-related reduction in the brake pressure pl now takes place independently of the vibration detection signals.
  • This decrease in pressure then, as can be seen from the speed curve Vi, very soon results in a recovery of the wheel 1 and an approximation of the wheel speed v x to the vehicle speed (not shown).
  • the second drive wheel with the speed v 2 also starts to oscillate from about the time t 0 .
  • this is not “recognized” in the example shown and does not lead to damping measures on wheel 2, because first, namely at time t x , vibration detection takes place on wheel 1.
  • This is illustrated by the small time difference between t x and t 2 , which affects a corresponding delay in the BY_DRIVE_REC 2 signal compared to the BY_DRIVE_REC 1 signal.
  • the reduction of the brake pressure p2 on the wheel 2 begins as a result of the wheel profile v 2 before the time t 2 .
  • the detection signals following t 4 do not lead to any further damping measures in the example of a braking process shown in FIG. 3, because obviously the brake pressure has already largely been reduced or the controlled braking process has largely ended.
  • the amplitudes of the superimposed vibrations after t 4 are relatively low.
  • Powertrain vibration detection which also includes the selection or detection of one of the two wheels according to predetermined criteria and thus the preparation for the damping measures according to the invention; Since the wheel vibrations are caused by drive train vibrations, such vibrations naturally occur on both drive wheels, even if with different intensities and phases.
  • drive train vibrations are recognized after 250 ms at the latest and can be effectively damped in a subsequent period of 400 ms - 600 ms.
  • Powertrain vibrations occur particularly when braking is controlled when engaged Low friction roads on. They are particularly strong on so-called "peak ice", namely in road conditions in which the coefficient of friction is maximum only within a relatively narrow slip range and rapidly decreases outside this range.
  • the countermeasures are generally intended to prevent vibration and, if vibration is detected, pressure reduction, pressure build-up and constant pressure control are controlled in such a way that a vibrating wheel is actively damped.
  • a pressure reduction stop has proven to be the most effective measure, in which the pressure level in the wheel brake cylinder of one of the two oscillating wheels is maintained until a maximum of 50% relative wheel slip is reached. This leads to a deep slip run-in of the wheel, whereby the vibration decays strongly. Vibration damping is also transmitted via the differential to the second drive wheel of the axle, for which there is no pressure stop.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Regulating Braking Force (AREA)

Abstract

Bei einem Verfahren zum Dämpfen von kritischen, Gegenmassnahmen erfordernden Rad- bzw. Antriebsstrangschwingungen während eines ABS-geregelten Bremsmanövers wird der Geschwindigkeitsverlauf der angetriebenen Räder analysiert und beim Erkennen von kritischen Radschwingungen für eine bestimmte Zeitspanne auf eine Sonderregelung umgeschaltet. Durch das Einsetzen der Sonderregelung wird ein Bremsdruckabbau verhindert, der Druck konstant gehalten oder höchstens ein verzögerter Druckaufbau zugelassen. Beim Auftreten von Schwingungen mit für Radschwingungen typischer Frequenzlage wird radindividuell die Anzahl der aufeinanderfolgenden Schwingungen oder Halbschwingungen gezählt. Beim Erreichen eines vorgegebenen Zählerstandes wird eine Schwingungserkennung (BY_DRIVE_REC=1) signalisiert, wenn zu diesem Zeitpunkt die Fahrzeugbeschleunigung über einem vorgegebenen Grenzwert liegt und wenn an dem anderen angetriebenen Rad noch keine Schwingungserkennung erfolgt ist.

Description

Verfahren zum Dämpfen von Antriebsstrangschwingungen
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Dämpfen von Radschwingungen oder Antriebsstrangschwingungen, die während eines geregelten Bremsmanövers, inbesondere während eines ABS-geregelten Bremsvorgangs, vorgerufen werden.
Aus der WO 90/06250 ist bereits ein Antiblockierregelsystem bekannt, das Schaltmittel zur Erkennung von Rad- und Achsschwingungen und Beeinflussungsmittel zum Einleiten von Maßnahmen zur Dämpfung solcher Schwingungen enthält. Das Drehverhalten der Räder wird mit Radsensoren gemessen. Nach dieser Schrift wird als Kriterium zur Schwingungserkennung ausgewertet, daß bei Vorliegen einer Schwingung die Zykluszeiten etwa gleich groß sind.
Des weiteren ist in der GB 2 289 097 A ein Antiblockiersy- stem beschrieben, bei dem aus den Geschwindigkeiten der angetriebenen Räder die Drehgeschwindigkeit am Differential ermittelt und durch Filterung dieses Signals festgestellt wird, ob dieser Drehgeschwindigkeit eine Schwingungskomponente, die im Frequenzbereich der Antriebsstrangschwingungen liegt, überlagert ist . Wenn zwei Bedingungen erfüllt sind, nämlich wenn die Schwingungsfrequenz im Bereich zwischen 5 und 12 Hz liegt und wenn das gefilterte Signal einen Schwellwert überschreitet, liegen Antriebsstrangschwingungen vor. Es wird eine die Schwingungen dämpfende Korrektur der Bremsdruckmodulation vorgenommen. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Radschwingungen oder Antriebsstrangschwingungen, die den Fahrkomfort und Regelungskomfort beeinträchtigen und auch, wenn sich die Schwingungen aufschaukeln, die Fahrsicherheit gefährden können, wirkungsvoll zu dämpfen.
Es hat sich gezeigt, daß diese Aufgabe durch das in Anspruch 1 beschriebene Verfahren gelöst wird, dessen Besonderheit darin besteht, daß beim Erkennen von kritischen Schwingungen an einem nach vorgegebenen Kriterien ausgewählten Antriebsrad die Bremsdruckregelung dieses Rades für eine bestimmte Zeitspanne auf eine Sonderregelung, die die Schwingungsdämpfung bewirkt, umgeschaltet wird.
Nach einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel der Erfindung ist vorgesehen, daß nach dem Einsetzen der Sonderregelung ein Bremsdruckabbau an diesem Rad verhindert wird und ein regelungsbedingter Bremsdruckaufbau höchstens verzögert und/oder nur mit flachem, abgeflachtem Gradienten zugelassen wird. Es kann auch zweckmäßig sein, während der Sonderregelung den Bremsdruck zumindest annähernd kostantzuhalten.
Die Sonderregelung wird erst beendet, wenn der Bremsschlupf des Rades einen vorgegebenen, hohen Grenzwert in der Größenordnung zwischen 40% und 60%, z.B. von 50%, überschreitet.
Ferner ist es erfindungsgemäß vorgesehen, Radschwingungen, die in einem vorgegebenen, für Antriebsstrangschwingungen typischen Frequenzbereich von z.B. 5 Hz und 23 Hz liegen, die bei einer über einem Grenzwert liegenden Fahrzeugbeschleunigung auftreten und die über eine vorgegebene Zeitspanne oder Schwingungszahl hinaus andauern, als kritisch zu bewerten. Die Schwingungsdämpfung ist vornehmlich im Niedrigreibwertbereich erforderlich, weshalb als Grenzwert für die Fahrzeugbeschleunigung, der überschritten wer- den muß, zweckmäßiger Weise ein Wert zwischen -0,6 g und - 0,3 g, z.B. -0,5 g, vorgegeben wird.
Auf Radschwingungen bzw. Antriebsstrangschwingungen soll sehr schnell reagiert werden, doch ist ein nicht gerechtfertigter Eingriff zu vermeiden. Daher wird erfindungsgemäß nach einen Ausführungsbeispiel eine Mindestzahl von 5 aufeinanderfolgenden Halbschwingungen als Kriterium für das Umschalten auf die Sonderregelung bzw. auf das Einleiten von Dämpfungsmaßnahmen bewertet.
Weitere Einzelheiten der Erfindung gehen aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der beigefügten Abbildungen hervor.
Es zeigen:
Fig. 1 ein Flußdiagramm zur Veranschaulichung der Schwingungserkennung,
Fig. 2a im Diagramm einen typischen Radgeschwindigkeitsverlauf während eines ABS-geregelten Bremsmanövers,
Fig. 2b in gleicher Darstellungsweise wie Fig. 2a den Radgeschwindigkeitsverlauf beim Auftreten von Antriebsstrangschwingungen und
Fig. 3 Diagramme zur Veranschaulichung des Verlauf der Radgeschwindigkeiten und der Bremsdrücke während eines ABS-geregelten Bremsvorgangs beim Auftreten von Antriebsstrangschwingungen und das Auslösen von Dämpfungsmaßnahmen.
Das Flußdiagramm nach Fig. 1, das die einzelnen Schritte und den prinzipiellen Entscheidungsablauf in vereinfachter Form wiedergibt, veranschaulicht das erfindungsgemäße Verfahren. Zum Erkennen von Radschwingungen bzw. Antriebsstrangschwingungen wird zunächst in einem Programmschritt 1 oder Filter 1 festgestellt, ob die Schwingungsfrequenz f in einem für Antriebsschwingungen typischen Frequenzbereich liegt. Als zweckmäßig hat sich ein Frequenzbereich von ftiin = 5 Hz bis fMax = 23 Hz erwiesen. Liegen die Schwingungen in diesem Bereich ("ja") und wird eine bestimmte Mindestdauer des Schwingens bzw. eine bestimmte Mindestzahl von Schwingungen festgestellt, folgt der nächste Schritt im Flußdiagramm in Richtung auf eine Dämpfungsmaßnahme. Im dargestellten Beispiel ist ein Zähler 2 vorgesehen, der bei jeder Halbwelle der Schwingung, insbesondere bei jedem "peak" (siehe Fig. 3) der Antriebsstrangschwingung um den Wert "1" inkrementiert wird und der reagiert (Schritt 3), wenn der Zählwert "4" überschritten wird. Beim Überschreiten des Zählerstandes "4" wird in dem Flußdiagramm nach Fig. 1 ein Erkennungssignal
BY_DRIVE_REC = 1 gesetzt, also gewissermaßen eine Vorstufe einer Schwingungserkennung. Dies geschieht in dem Programmschritt 4.
Als nächstes gilt es im Schritt 5 festzustellen, ob die Fahrzeugbeschleunigung über einem vorgegebenen Mindestwert von z.B. -0,5 g liegt, d.h.
VehAcc > -0,5g ,
und ob auch die zweite Bedingung
BY_ DRIVE (anderes Rad) = 0 ?
erfüllt ist. Eine relativ hohe Fahrzeugbeschleunigung (>- 0,5g) bzw., in anderen Worten, eine unter -0,5g liegende Verzögerung beinhaltet eine Aussage über den momentanen Straßenzustand bzw. Reibbeiwert; bei hoher Fahrzeugverzögerung, die aus physikalischen Gründen nur bei günstigen Straßenbedingungen möglich ist, soll die erfindungsgemäße Dämpfungsmaßnahme nicht durchgeführt werden.
Die zweite Bedingung
BY_DRIVE( anderes Rad) = 0
bzw. die von dieser Bedingung abhängige Entscheidung hat zur Folge, daß die Dämpfungsmaßnahme stets nur auf eines der beiden angetriebenen Räder - es werden hier nur Fahrzeuge mit einer angetriebenen Achse betrachtet - angewendet wird. Dadurch wird es möglich, relativ "drastische" Dämpfungsmaßnahmen zu verwirklichen, bei denen z.B. kurzzeitig ein sehr hoher Bremsschlupf in Kauf genommen wird. In einem Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens Dämpfungsmaßnahme setztnach Umschaltung auf die Sonderregelung der Druckabbau an dem geregelten Rad erst ein, wenn ein relativer Schlupf von 50 % überschritten wird.
Sind die im Entscheidungsschritt 5 überprüften Bedingungen erfüllt ("ja"), wird, wie Programmschritt 6 symbolisiert, Schwingungserkennung, d.h. das Erkennen Antriebsstrangschwingungen signalisiert. Für das betreffende Antriebsrad gilt
BY_DRIVE - 1 .
Für dieses Rad wird für eine vorgegebene Zeitspanne die Sonderregelung ausgelöst, die die Antriebsstrangschwingungen wirkungsvoll dämpft. Die Standard-Bremsdruckregelung des Rades wird für eine bestimmte Zeitspanne modifiziert; dies wird nachfolgend anhand der Figur 3 näher erläutert. In dem Flußdiagramm nach Fig. 1 ist somit
BY_DRIVE_REC
das eigentliche Schwingungs-Erkennungssignal oder Erkennungs-Bit; "BY_ DRIVE" läßt sich dagegen als Steuersignal oder Steuer-Bit interpretieren. BY_DRIVE wird nur dann gesetzt (d.h. BY_)RIVE = 1), wenn, wie bereits zuvor beschrieben, die berechnete Fahrzeugverzögerung kleiner ist als -0,5 g ist und wenn das Steuer-Bit (BY_DRIVE) für das andere Antriebsrad nicht oder noch nicht gesetzt ist, d.h.
BY_DRIVE anderes Rad = 0.
Das Steuersignal BY_DRIVE wird folglich nur bei Bremsvorgängen auf Fahrbahnen mit niedrigem bis mittlerem Reibbeiwert und immer nur für eines der beiden Antriebsräder gesetzt. Sobald die Fahrzeugverzögerung größer wird als der vorgegebene Grenzwert, im vorliegenden Beispiel größer als -0,5 g, wenn die Schwingungen abgeklungen sind oder den Frequenzbereich > fMιn ; < fMax verlassen haben, so daß "BY_DRIVE_REC" von 1 auf 0 wechselt, endet die Schwingungserkennung und damit die durch die Schwingserkennung an dem betreffenden Rad ausgelöste Dämpfungsmaßnahme.
"BY_DRIVE" dient beispielsweise als Steuer-Bit für die Umschaltung oder Modifizierung der Druckmodulation an den Antriebsrädern.
Das Zurücksetzen des Zählers, wenn die Frequenz außerhalb des vorgegebenen, kritschen Bereichs liegt, der Status des Erkennungssignals (BY_DRIVE_REC=0 ) bei zu niedrigem Zählerstand und die Nicht-Erfüllung der UND-Bedingung 5 werden in Fig. 1 durch die Programmschritte 7, 8 und 9 symbolisiert. Fahrversuche haben gezeigt, daß durch die beschriebene Schwingungserkennung und durch die Dämpfungsmaßnahmen nach der Erfindung die störenden Antriebsstrangschwingungen wirksam und schnell unterdrückt werden können. Bei einer Erkennungsbandbreite von 5 Hz bis 23 Hz und bei einer Reaktion nach fünf Halbschwingungen (Zählerstand > 4 gemäß Programmschritt 3 in Fig. 1) werden in der Praxis die Antriebsstrangschwingungen nach etwa 250 ms erkannt. Durch die vorgenannten drastischen Dämpfungsmaßnahmen vergehen in der Praxis vom Zeitpunkt des Schwingungsbeginns bis zum Ausklingen der Schwingungen ca. 700 bis 800 ms.
Fig. 2a veranschaulicht den Geschwindigkeitsverlauf eines Rades während eines normalen geregelten Bremsvorgangs. Wenn man den Regelungsvorgang und die Regelungsreaktion, wie in Fig. 2a angedeutet, in aufeinanderfolgende Phasen Ph2, Ph4, Ph3 unterscheidet, findet in der Phase Ph2 der Druckabbau, in der Phase Ph3 der Druckaufbau und in der Phase Ph4 im wesentlichen ein Druckhalten, ggf. ein vorzeitiger Druckaufbau, statt.
Treten bei dem ABS-geregelten Bremsmanöver
Antriebsstrangschwingungen auf, führt dies zu dem in Fig. 2b dargestellten Verlauf der Radgeschwindigkeit. Ohne Dämpfungsmaßnahmen stellt sich ein schneller Wechsel zwischen Druckabbau- und Druckaufbauphasen ein, die Regelfrequenz wird hoch. Dies hat die zuvor genannten Komforteinbußen und störenden Geräusche, erhöhten Verschleiß und auch sicherheitskritische Regelvorgänge zur Folge.
In dem Meßschrieb nach Fig. 3 ist als Ausschnitt aus einem ABS-geregelten Bremsmanöver der Geschwindigkeitsverlauf
Vi, v2 der beiden Antriebsräder eines Fahrzeugs in einer durch Antriebsstrangschwingungen belasteten Bremsphase wiederge- geben. Außerdem sind die Erkennungs- und Steuerungssignale
BY_DRIVE_REC 1,2
(d.h. am Rad "1", Rad "2") und
BY_DRIVE 1,2
dargestellt. Die durchgehenden Kennlinien gelten für das Antriebsrad 1, die gestrichelten Linien für das Antriebsrad 2.
Es sind der Geschwindigkeitsverlauf der beiden Räder und der Bremsdruck pl, p2 in den zugehörigen Radbremsen dargestellt.
Die Antriebsräder mit den Radgeschwindigkeiten vx, v2 geraten nach dem Einsetzen der Blockierschutzregelung zum Zeitpunkt t0 in Schwingungen. Die Schwingungsfrequenz f (vgl. Fig. 1) liegt in dem für Antriebsstrangschwingungen typischen Bereich und in dem durch das Filter 1 vorgegebenen Frequenzbereichs. Die Schwingungshalbwellen werden durch den Zähler 2 gezählt. Der Zählerstand erreicht zum Zeitpunkt tx den Wert "5", überschreitet also zu diesem Zeitpunkt tx den Grenzwert "4" und löst dadurch ein Erkennungssignal BY_DRIVE_REC 1 aus (siehe oberste Kennlinie in Fig. 3). Zu diesem Zeitpunkt tj liegt die Fahrzeugbeschleunigung über -0,5 g (dies ist in Fig. 3 nicht dargestellt); außerdem ist zum Zeitpunkt tx das Signal BY_DRIVE 2 , also der Steuer-Bit des "anderen" Rades, noch nicht gesetzt, so daß nunmehr für dieses Antriebsrad 1 ein Erkennungs- oder Steuersignal
BY DRIVE 1 = 1 abgegeben und dadurch an diesem Rad eine Dämpfungsmaßnahme ausgelöst wird. Wie dem Verlauf des Bremsdruckes pl am Antriebsrad 1 zu entnehmen ist, wird der Bremsdruck im Anschluß an ti konstantgehalten, obwohl bei "normaler" Bremsdruckregelung die starke Verzögerung oder der ansteigende Schlupf am Rad 1 einen Druckabbau zur Folge haben müßte.
Der Schlupf am Antriebsrad 1 erreicht schließlich zum Zeitpunkt t3 einen bestimmten Grenzwert, z.B. einen relativen Schlupfwert von 50 %, so daß nun unabhängig von den Schwingungs-Erkennungssignalen ein regelungsbedingter Abbau des Bremsdruckes pl erfolgt. Dieser Druckabbau hat dann, wie die Geschwindigkeitskurve Vi erkennen läßt, sehr bald eine Erholung des Rades 1 und Annäherung der Radgeschwindigkeit vx an die (nicht dargestellte) Fahrzeuggeschwindigkeit zur Folge.
Das zweite Antriebsrad mit der Geschwindigkeit v2 gerät ebenfalls etwa ab dem Zeitpunkt t0 ins Schwingen. Dies wird jedoch im dargestellten Beispiel nicht "erkannt" bzw. führt nicht zu Dämpfungsmaßnahmen am Rad 2, weil als erstes, nämlich zum Zeitpunkt tx, eine Schwingungserkennung am Rad 1 stattfindet. Die geringe zeitliche Differenz zwischen tx und t2, die sich auf eine entsprechende Verzögerung des Signales BY_DRIVE_REC 2 gegenüber dem Signal BY_DRIVE_REC 1 auswirkt, veranschaulicht dies. Durch die Beschränkung der Dämpfungsmaßnahmen auf ein bestimmtes Antriebsrad wird es möglich, eine radikale, "drastische" Dämpfungsmaßnahme vorzusehen, die in sehr kurzer Zeit zum Abklingen der Antriebsstrangschwingungen führt. Ein Vergleich des Bremsdruckverlaufs pl am Rad 1, das der Sonderregelung unterliegt, mit dem Druck p2 am Antriebsrad 2, das normal geregelt wird, veranschaulicht die Unterschiede. Durch die beschriebene Konstanthaltung des Bremsdruckes in der Zeitspanne von tx bis t3 und die Inkaufnahme eines sehr hohen Bremsschlupfes wird die wirkungsvolle Dämpfung erreicht. Der Abbau des Bremsdrucks p2 am Rad 2 setzt dagegen als Folge des Radverlaufs v2 bereits vor dem Zeitpunkt t2 ein.
Die Erkennungssignale im Anschluß an t4 führen in dem in Fig. 3 dargestellten Beispiel eines Bremsvorgangs zu keinen weiteren Dämpfungsmaßnahmen, weil offensichtlich der Bremsdruck bereits weitgehend abgebaut ist oder der geregelte Bremsvorgang weitgehend beendet ist. Die Amplituden der überlagerten Schwingungen nach t4 sind relativ gering.
Fig. 3 zeigt also ein Beispiel einer wirkungsvollen Maßnahme zur Schwingungsdämpfung als Folge der
Antriebsstrangschwingungserkennung, die auch die Auswahl oder Erkennung eines der beiden Räder nach vorgegebenen Kriterien und damit die Vorbereitung für die erfindungsgemäßen Dämpfungsmaßnahmen umfaßt; da die Radschwingungen durch Antriebsstrangschwingungen hervorgerufen werden, treten solche Schwingungen natürlich an beiden Antriebsrädern auf, wenn auch ggf. mit unterschiedlicher Intensität und Phasenlage.
Die Wahl der Erkennungsbandbreite von 5 Hz bis 23 Hz, realisiert durch das Filter 1 gemäß Fig. 1, und das Zählen von mindestens fünf aufeinanderfolgenden Halbschwingungen als eine Voraussetzung für die Schwingungserkennung, haben einerseits eine sichere Reaktion auf Schwingungen und andererseits eine schnelle Erkennung und damit Auslösung von Gegenmaßnahmen bzw. Dämpfungsmaßnahemen zur Folge. In der Praxis werden auf diese Weise Antriebsstrangschwingungen nach spätestens 250 ms erkannt und können in einem daran anschließenden Zeitraum von 400 ms - 600 ms wirksam gedämpft werden.
Antriebsstrangschwingungen treten vor allem bei geregelten Bremsvorgängen im eingekuppelten Zustand auf bestimmten Niedrigreibwertfahrbahnen auf. Besonders stark sind sie auf sogenanntem "Peak-Eis", nämlich bei Straßenbedingungen, bei denen der Reibwert nur innerhalb eines relativ schmalen Schlupfbereichs maximal ist und außerhalb dieses Bereichs schnell abnimmt.
Eine Analyse ergab, daß die Druckmodulation, die ein geregelter Bremsvorgang zur Folge hat, im ungünstigsten Fall die Schwingungsneigung der Antriebsräder verstärkt, indem genau dann Druckabbau erfolgt, wenn das Rad in der Wiederbeschleunigungsphase ist und, umgekehrt, genau dann Druck aufgebaut wird, wenn das Rad in den Schlupf läuft. Um diesem Verhalten entgegenzuwirken, wurde das beschriebene Verfahren entwickelt, das das frühzeitige Erkennen von Antriebsstrangsschwingungen, die Bestimmung eines Antriebrades, an dem die Dämpfungsmaßnahme ansetzt, und das Umschalten auf die Sonderregelung, die die Schwingungsdämpfung bewirkt, zum Gegenstand hat.
Durch die Gegenmaßnahmen soll generell eine Schwingungsanregung verhindert werden und bei erkannter Schwingung Druckabbau, Druckaufbau und Druckkonstanthalten derart gesteuert werden, daß ein schwingendes Rad aktiv gedämpft wird.
Zur Vermeidung der Schwingungsanregung wird ein frühzeitiger Druckaufbau, der bei bestimmten Bedingungen schon in der eigentlichen Druck-Konstanthaltephase sinnvoll ist, ausgeschlossen, wenn Druck-Abbauvorgänge und - aufbauvorgänge direkt hintereinander erfolgen.
Gerät der Antriebsstrang trotzdem ins Schwingen oder setzen sich die Schwingungen fort, werden weitere Maßnahmen wirksam. Als wirkungsvollste Maßnahme hat sich ein Druckabbaustop erwiesen, bei dem das Druckniveau im Radbremszylinder eines der beiden schwingenden Räder bis zum Erreichen von maximal 50 % relativem Radschlupf aufrechterhalten wird. Dies führt zu einem tiefen Schlupfeinlauf des Rades, wobei die Schwingung stark abklingt. Die Schwingungsdämpfung wird über das Differential auch auf das zweite Antriebsrad der Achse übertragen, für das kein Druckstop gilt.
Ist ein relativer Radschlupf von mehr als 50 % erreicht, wird dem Rad durch gepulsten Druckabbau die Möglichkeit der Wiederbeschleunigung gegeben. Hierdurch und durch die Tatsache, daß diese Maßnahme nur für ein Rad angewendet wird, wird erreicht, daß der Motor nicht ausgeht.

Claims

Patentansprüche:
1. Verfahren zum Dämpfen von Radschwingungen oder Antriebsstrangschwingungen während eines geregelten Bremsmanövers, dadurch gekennzeichnet, daß beim Erkennen von kritischen Schwingungen an einem nach vorgegebenen Kriterien ausgewählten Antriebsrad die Bremsdruckregelung dieses Rades für eine bestimmte Zeitspanne auf eine Sonderregelung umgeschaltet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Einsetzen der Sonderregelung ein Bremsdruckabbau verhindert und ein regelungsbedingter Bremsdruckaufbau verzögert und/oder nur mit flachem Gradienten zugelassen wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß während der Sonderregelung der Bremsdruck zumindest annähernd kostantgehalten wird.
4. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis
3, dadurch gekennzeichnet, daß die Sonderregelung beendet wird, sobald der Bremsschlupf des Rades einen vorgegebenen Grenzwert, insbesondere einen relativen Schlupfwert in der Größenordnung zwischen 40 und 60 %, z.B. 50 %, überschreitet.
5. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis
4, dadurch gekennzeichnet, daß Radschwingungen, die in einem vorgegebenen, für Antriebsstrangschwingungen typischen Frequenzbereich liegen, die bei einer über einem Grenzwert liegenden Fahrzeugbeschleunigung auftreten und die über eine vorgegebene Zeitspanne oder Schwingungszahl hinaus andauern, als kritisch bewertet werden.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß als typischer Frequenzbereich ein Schwingungsbereich zwischen 5 Hz und 23 Hz vorgegeben wird.
7. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß als Grenzwert eine Fahrzeugbeschleunigung, die größer ist als -0,6 g bis -0,3 g, insbesondere größer als -0,5 g , vorgegeben wird.
8. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß nur Radschwingungen, die über eine vorgegebene Mindestzahl von aufeinanderfolgenden Schwingungen oder Halbschwingungen hinaus andauern, als kritisch bewertet werden.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß als Mindestzahl 4 bis 8, z.B. 5, aufeinanderfolgende Halbschwingungen vorgegeben werden
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