DE10065590A1

DE10065590A1 - Anordnung und Verfahren zum Vermeiden von Überschlägen

Info

Publication number: DE10065590A1
Application number: DE10065590A
Authority: DE
Inventors: Ian Faye
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2000-12-28
Filing date: 2000-12-28
Publication date: 2002-07-04
Also published as: GB2372300A; US20020145333A1; FR2818945A1; JP2002220038A; JP4319799B2; FR2818945B1; GB0131006D0; GB2372300B

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum Vermeiden von Überschlägen bei Bremsvorgängen von Kraftfahrzeugen (10) mit Mitteln (12, 14, 30) zum Herabsetzen der Bremskraft an mindestens einem Rad, wobei Mittel (16, 30) zum Bestimmen eines Neigungswinkels THETA des Fahrzeugs vorgesehen sind und die Mittel (12, 14, 30) zum Herabsetzen der Bremskraft in Abhängigkeit des Neigungswinkels THETA aktivierbar sind. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Vermeidung von Überschlägen.

Description

Anordnung und Verfahren zum Vermeiden von Überschlägen

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum Vermeiden von Überschlägen bei Bremsvorgängen von Kraftfahrzeugen mit Mitteln zum Herabsetzen der Bremskraft an mindestens ei nem Rad. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Vermeiden von Überschlägen bei Bremsvorgängen, bei dem die Bremskraft an mindestens einem Rad herabgesetzt wird.

Stand der Technik

Bei herkömmlichen Kraftfahrzeugen mit einem vergleichs weise großen Radstand und einem eher niedrigen Schwer punkt besteht bei normalen Beladungszuständen in der Re gel keine Gefahr eines Rückwärtsüberschlages im Falle ei ner abrupten Bremsung während einer Rückwärtsbewegung. Zunehmend kommen jedoch Kraftfahrzeuge auf den Markt, welche einen erheblich höheren Schwerpunkt als normale Kraftfahrzeuge des Standes der Technik aufweisen, wobei dies häufig mit einem ebenfalls stark verringerten Radstand einhergeht. Bei derartigen Kraftfahrzeugen kann es im Falle einer plötzlichen Bremsung während einer Rückwärtsbewegung zu Rückwärtsüberschlägen kommen. Ein solches Umkippen tritt dann auf, wenn die Hangneigung sehr steil ist, beispielsweise im Falle einer Tiefgara genausfahrt oder einer Rampe, und wenn die Kombination der Bremskraft an der Hinterachse mit der Fliehkraft am Schwerpunkt ein Drehmoment erzeugt, welches die Anzie hungskraft der Erde überwindet.

Es wurde bereits vorgeschlagen, die Problematik der Ge fahr eines Rückwärtsüberschlages dadurch zu verringern, dass man die Rückrollgeschwindigkeit eines Fahrzeugs be grenzt. Dies erfolgt gemäß dem Stand der Technik durch ein Erfassen der Rückrollgeschwindigkeit und durch ein Beaufschlagen einer Bremse des Kraftfahrzeugs beim Errei chen oder Überschreiten einer voreinstellbaren Grenzge schwindigkeit in Rückwärtsrichtung.

Ebenfalls gibt es Ansätze, bei denen die Raddrehzahlen von Vorderrädern und Hinterrädern überwacht werden und bei denen beim Überschreiten von Grenzwerten der Fahr zeugantrieb, zum Beispiel zur Veränderung des Motor schleppmomentes, angesteuert wird, um einem drohenden Überschlag entgegenzuwirken.

Weiterhin gibt, es auch andere Systeme, welche für den Einsatz in vergleichbaren Problemkreisen ausgelegt sind. Beispielsweise kann das Kippen eines Fahrzeugs bei Kur venfahrt mit überhöhter Geschwindigkeit dadurch vermieden werden, dass die Geschwindigkeit des Fahrzeugs durch au tomatisches Bremsen reduziert wird und zum anderen ein Schlupfzustand am Raä eingestellt wird, damit die Quer kräfte, die zum Kippen führen, unterdrückt werden. Auch ist es bekannt, vergleichbare Maßnahmen durch eine Ge schwindigkeitsreduzierung zunächst über die Motorsteue rung und dann erst über einen Eingriff in das Bremssystem herbeizuführen.

Den bekannten Systemen des Standes der Technik zur Ver meidung eines Überschlages eines Kraftfahrzeugs ist ge meinsam, dass die Systeme erst relativ spät reagieren, nämlich beispielsweise dann, wenn die Bodenhaftung der Räder einer Achse bereits deutlich herabgesetzt ist, das heißt mit anderen Worten, wenn der Umkippvorgang bereits eingeleitet ist.

Ein weitere erwähnenswerte Maßnahme zur Vermeidung von Rückwärtsüberschlägen besteht in der Erhöhung der Masse der Vorderachse. Dies widerstrebt aber den grundsätzli chen Bemühungen zur Verringerung der Fahrzeugmasse.

Vorteile der Erfindung

Die Erfindung baut auf der gattungsgemäßen Anordnung da durch auf, dass Mittel zum Bestimmen eines Neigungswin kels θ des Fahrzeugs vorgesehen sind und dass die Mittel zum Herabsetzen der Bremskraft in Abhängigkeit des Nei gungswinkels θ aktivierbar sind. Durch die Messung des Neigungswinkels θ lässt sich ermitteln, wie hoch die grundsätzliche Kippgefahr in der aktuellen Situation des Fahrzeugs ist. Die Auswertung eines, solchen Neigungswin kels ist daher sinnvoll, wenn man eine Kippgefahr früh zeitig erkennen will, das heißt vorteilhafterweise nicht erst, wenn der Kippvorgang bereits eingeleitet ist. Auf diese Weise ist man in der Lage effiziente Gegenmaßnahmen gegen das Umkippen frühzeitig zu ergreifen. Der Neigungs winkel kann beispielsweise bereits bei einer Vorwärts fahrt des Fahrzeugs bestimmt werden, so dass bei einer nachfolgenden Rückwärtsfahrt die Bremskraft an den Hin terrädern von vornherein herabgesetzt werden kann. In solchen Situationen ist es möglich, dass die Bremsung des Fahrzeugs hauptsächlich über die Vorderräder erfolgt, so dass die Umkippgefahr minimiert ist.

Vorzugsweise sind die Mittel zum Herabsetzen der Brems kraft in Abhängigkeit mindestens eines der Parameter Mas se des Kraftfahrzeugs, Schwerpunktshöhe des Kraftfahr zeugs, Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs, Beschleunigung des Kraftfahrzeugs und Fahrtrichtung des Kraftfahrzeugs aktivierbar. Neben dem Neigungswinkel θ, welcher im Rah men der vorliegenden Erfindung für das Herabsetzen der Bremskraft besonders wichtig ist, ist es ebenfalls sinn voll, andere der genannten Parameter in die Entscheidung, ob die Bremskraft herabgesetzt werden soll, einwirken zu lassen.

Bevorzugt sind die Mittel zum Herabsetzen der Bremskraft in Abhängigkeit eines Schlupfes aktivierbar. Die vorlie gende Erfindung ist zwar besonders nützlich, da ein früh zeitiges Erkennen einer Umkippgefahr ermöglicht wird. Al lerdings kann die Umkippgefahr besonders stark reduziert werden, wenn zusätzlich ein Schlupf von Rädern zu einer Aktivierung der Herabsetzung der Bremskraft führen kann. Stellt die Anordnung beim Rückwärtsfahren und beim gleichzeitigen Bremsen beispielsweise fest, dass die Vor derräder einen Schlupf aufweisen, so ist dies mit großer Wahrscheinlichkeit damit verbunden, dass die Auflagekraft der Vorderräder im Vergleich zum normalen Fahrbetrieb stark herabgesetzt ist. Dem kann dann durch ein Unter bremsen der Hinterräder, das heißt durch ein Herabsetzen der Bremskraft, entgegengewirkt werden.

Von besonderem Vorteil ist es, wenn die Mittel zum Herab setzen der Bremskraft Mittel zum Betätigen mindestens ei nes- Eingangsventils und/oder eines Auslassventils eines Radbremszylinders aufweisen. Dies ist eine besonders wir kungsvolle und direkte Art, den Bremsdruck eines Rades herabzusetzen, wobei die Voraussetzungen hierfür, zum Beispiel die Ansteuerbarkeit eines Eingangsventils eines Radbremszylinders, bei den meisten modernen Kraftfahrzeu gen von vornherein gegeben sind, beispielsweise im Rahmen von ABS (Antiblockiersystem), ASR (Antriebsschlupfrege lung) oder ESP (Elektronisches Stabilitätsprogramm). Das Betätigen eines Eingangsventils führt dabei im Wesentli chen zu einem Halten des Drucks, während ein Betätigen eines Auslassventils zu einer direkten Reduzierung des Drucks führt.

Bevorzugt weisen die Mittel zum Bestimmen eines Neigungs winkels θ ein Inklinometer auf. Mit einem Inklinometer kann der Neigungswinkel θ direkt und zuverlässig gemessen werden, so dass beste Voraussetzungen für eine wirksame Reduzierung der Umkippgefahr bestehen.

Es kann aber auch sinnvoll sein, dass die Mittel zum Be stimmen eines Neigungswinkels θ Mittel zum Schätzen des Neigungswinkels θ auf der Grundlage einer Massenschätzung aufweisen. Es können Massenschätzungen vorgenommen wer den, die auf dem Drehmoment, dem im Kraftfahrzeug einge legten Gang und der Fahrzeugbeschleunigung basieren. Eine solche kurzfristige oder lokale Schätzung kann dann mit einer langfristigen Schätzung während der Fahrt vergli chen werden. Tritt eine starke Abweichung auf, so hat dies wahrscheinlich den Grund, dass sich das Fahrzeug in einer Position mit einem großen Neigungswinkel befindet. Eine Massenschätzung ist auch möglich, wenn das Fahrzeug direkt nach dem Anlassen an einem Berg anfährt. In diesem Fall wird mit der letzten Schätzung für volle Zuladung verglichen. Alternativ können beispielsweise Türschalter oder Airbagsensoren berücksichtigt werden. Mit derartigen Mitteln erhält man Indizien für eine Änderung der Fahr zeugmasse, die beim Öffnen und nachfolgenden Schließen einer Tür durch das Zusteigen oder Aussteigen eines Pas sagiers erfolgt sein kann. Airbagsensoren geben Auf schluss über die Größe beziehungsweise das Gewicht eines Passagiers. Eine andere Möglichkeit besteht darin, direkt die Gaspedalstellung und eine entsprechende Beschleuni gung des Fahrzeugs zu messen.

Es ist vorteilhaft, wenn die Mittel zum Bestimmen eines Neigungswinkels θ Mittel zum Bestimmen der Motordrehzahl, der Getriebedrehzahl und/oder der Raddrehzahl aufweisen. Diese Parameter können ebenfalls zusätzlichen Aufschluss über den Neigungswinkel θ liefern, insbesondere wenn die ser nicht direkt gemessen wird. Die Berückilchtigung mög lichst vieler Parameter erhöht so die Genauigkeit der Be stimmung des Neigungswinkels θ.

Die Erfindung ist besonders dadurch vorteilhaft, dass Mittel zum Berechnen einer maximalen Bremskraft unter Verwendung des Neigungswinkels θ vorgesehen sind, dass Mittel zum Messen der aktuellen Bremskraft vorgesehen sind, dass Mittel zum Vergleich der maximalen Bremskraft mit der aktuellen Bremskraft vorgesehen sind und dass die Mittel zum Herabsetzen der Bremskraft in Abhängigkeit des Vergleichs der maximalen Bremskraft mit der aktuellen Bremskraft aktivierbar sind. Die maximale Bremskraft kann in Abhängigkeit des Neigungswinkels und sonstiger Fahr zeugparameter, beispielsweise des Radstandes und der Schwerpunktshöhe berechnet werden. Misst man nun die ak tuelle Bremskraft, so kann entschieden werden, ob eine Unterbremsung der Hinterradbremsen, beispielsweise beim Rückwärtsfahren eines Fahrzeugs, erforderlich ist.

Es kann aber auch vorteilhaft sein, dass Mittel zum Be rechnen einer maximalen Bremskraft unter Verwendung des Neigungswinkels θ vorgesehen sind, dass Mittel zum Schät zen der aktuellen Bremskraft vorgesehen sind, dass Mittel zum Vergleich der maximalen Bremskraft mit der aktuellen Bremskraft vorgesehen sind und dass die Mittel zum Herab setzen der Bremskraft in Abhängigkeit des Vergleichs der maximalen Bremskraft mit der aktuellen Bremskraft akti vierbar sind. Auch wenn eine Messung der Bremskraft bei spielsweise mit einem Radsensor unter den meisten Bedin gungen die besten Ergebnisse liefert, kann auch eine Schätzung der Bremskraft im Rahmen der vorliegenden Er findung eingesetzt werden.

Vorzugsweise sind die Mittel zum Herabsetzen der Brems kraft einem Hinterrad beziehungsweise der Hinterachse zu geordnet. Diese Ausführungsform ist aus dem Grunde vor teilhaft, da die vorliegende Erfindung besonders nützlich im Zusammenhang mit einer Umkippverhinderung bei Rück wärtsfahrt geeignet ist.

Aus demselben Grund kann es vorteilhaft sein, dass die Mittel zum Herabsetzen der Bremskraft in Abhängigkeit ei nes Schlupfes der Vorderräder aktivierbar ist.

Die Erfindung baut auf dem gattungsgemäßen Verfahren da durch auf, dass ein Neigungswinkel θ des Fahrzeugs be stimmt wird und dass das Herabsetzen der Bremskraft in Abhängigkeit des Neigungswinkels θ aktiviert wird. Durch die Messung des Neigungswinkels θ lässt sich ermitteln, wie hoch die grundsätzliche Kippgefahr in der aktuellen Situation des Fahrzeugs ist. Die Auswertung eines solchen Neigungswinkels ist dahet sinnvoll, wenn man eine Kippge fahr frühzeitig erkennen will, das heißt vorteilhafter weise nicht erst, wenn der Kippvorgang bereits eingelei tet ist. Auf diese Weise ist man in der Lage effiziente Gegenmaßnahmen gegen das Umkippen frühzeitig zu ergrei fen. Der Neigungswinkel kann beispielsweise bereits bei einer Vorwärtsfahrt des Fahrzeugs bestimmt werden, so dass bei einer nachfolgenden. Rückwärtsfahrt die Brems kraft an den Hinterrädern von vornherein herabgesetzt werden kann. In solchen Situationen ist es möglich, dass die Bremsung des Fahrzeugs hauptsächlich über die Vorder räder erfolgt, so dass die Umkippgefahr minimiert ist.

Vorzugsweise wird das Herabsetzen der Bremskraft in Ab hängigkeit mindestens eines der Parameter Masse des Kraftfahrzeugs, Schwerpunktshöhe des Kraftfahrzeugs, Ge schwindigkeit des Kraftfahrzeugs, Beschleunigung des Kraftfahrzeugs und Fahrtrichtung des Kraftfahrzeugs akti viert. Neben dem Neigungswinkel θ, welcher im Rahmen der vorliegenden Erfindung für das Herabsetzen der Bremskraft besonders wichtig ist, ist es ebenfalls sinnvoll, andere der genannten Parameter in die Entscheidung, ob die Bremskraft herabgesetzt werden soll, einwirken zu lassen.

Bevorzugt wird das Herabsetzen der Bremskraft in Abhän gigkeit eines Schlupfes aktiviert. Die vorliegende Erfin dung ist zwar besonders nützlich, da ein frühzeitiges Er kennen einer Umkippgefahr ermöglicht wird. Allerdings kann die Umkippgefahr besonders stark reduziert werden, wenn zusätzlich ein Schlupf von Rädern zu einer Aktivie rung der Herabsetzung der Bremskraft führen kann. Stellt die Anofdnung beim Rückwärtsfahren und beim gleichzeiti gen Bremsen beispielsweise fest, dass die Vorderräder ei nen Schlupf aufweisen, so ist dies mit großer Wahrschein lichkeit damit verbunden, dass die Auflagekraft der Vor derräder stark herabgesetzt ist. Dem kann dann durch ein Unterbremsen der Hinterräder, das heißt durch ein Herab setzen der Bremskraft, entgegengewirkt werden.

Es ist von besonderem Vorteil, wenn das Herabsetzen der Bremskraft durch Betätigen mindestens eines Eingangsven tils und/oder eines Auslassventils eines Radbremszylin ders erfolgt. Dies, ist eine besonders wirkungsvolle und direkte Art, den Bremsdruck eines Rades herabzusetzen, wobei die Voraussetzungen hierfür, zum Beispiel die An steuerbarkeit eines Eingangsventils eines Radbremszylin ders, bei den meisten modernen Kraftfahrzeugen von vorn herein gegeben sind, beispielsweise im Rahmen von ABS (Antiblockiersystem), ASR (Antriebsschlupfregelung) oder ESP (Elektronisches Stabilitätsprogramm). Das Betätigen eines Eingangsventils führt dabei im Wesentlichen zu ei nem Halten des Drucks, während ein Betätigen eines Aus lassventils zu einer direkten Reduzierung des Drucks führt.

Vorzugsweise wird der Neigungswinkel θ durch ein Inklino meter bestimmt. Mit einem Inklinometer kann der Neigungs winkel θ direkt und zuverlässig gemessen werden, so dass beste Voraussetzungen für eine wirksame Reduzierung der Umkippgefahr bestehen.

Ebenfalls kann es vorteilhaft sein, dass das Bestimmen eines Neigungswinkels θ durch Schätzen des Neigungswin kels θ auf der Grundlage einer Massenschätzung erfolgt. Es können Massenschätzungen vorgenommen werden, die auf dem Drehmoment, dem im Kraftfahrzeug eingelegten Gang und der Fahrzeugbeschleunigung basieren. Eine solche kurz fristige oder lokale Schätzung kann dann mit einer lang fristigen Schätzung während der Fahrt verglichen werden. Tritt eine starke Abweichung auf, so hat dies wahrschein lich den Grund, dass sich das Fahrzeug in einer Position mit einem großen Neigungswinkel befindet. Eine Massen schätzung ist auch möglich, wenn das Fahrzeug direkt nach dem Anlassen an einem Berg anfährt. In diesem Fall wird mit der letzten Schätzung für volle Zuladung verglichen. Eine andere Möglichkeit besteht darin, direkt die Gaspe dalstellung und eine entsprechende Beschleunigung des Fahrzeugs zu messen.

Ebenfalls kann es nützlich sein, wenn das Bestimmen eines Neigungswinkels θ durch Bestimmen der Motordrehzahl, der Getriebedrehzahl und/oder der Raddrehzahl erfolgt. Diese Parameter können ebenfalls zusätzlichen Aufschluss über den Neigungswinkel θ liefern, insbesondere wenn dieser nicht direkt gemessen wird. Die Berücksichtigung mög lichst vieler Parameter erhöht so die Genauigkeit der Be stimmung des Neigungswinkels θ.

Es ist von Vorteil, dass eine maximale Bremskraft unter Verwendung des Neigungswinkels θ berechnet wird, dass die aktuelle Bremskraft gemessen wird, dass die maximale Bremskraft mit der aktuellen Bremskraft verglichen wird und dass das Herabsetzen der Bremskraft in Abhängigkeit des Vergleichs der maximalen Bremskraft mit der aktuellen Bremskraft aktiviert wird. Die maximale Bremskraft kann in Abhängigkeit des Neigungswinkels und sonstiger Fahr zeugparameter, beispielsweise des Radstandes und der Schwerpunktshöhe berechnet werden. Misst man nun die äk tuelle Bremskraft, so kann entschieden werden, ob eine Unterbremsung der Hinterradbremsen, beispielsweise beim Rückwärtsfahren eines Fahrzeugs, erforderlich ist.

Ebenso kann jedoch vorteilhaft sein, dass eine maximale Bremskraft unter Verwendung des Neigungswinkels θ berech net wird, dass die aktuelle Bremskraft geschätzt wird, dass die maximale Bremskraft mit der aktuellen Bremskraft verglichen wird und dass das Herabsetzen der Bremskraft in Abhängigkeit des Vergleiches der maximalen Bremskraft mit der aktuellen Bremskraft aktiviert wird. Auch wenn eine Messung der Bremskraft unter den meisten Umständen die besten Ergebnisse liefert, kann auch eine Schätzung der Bremskraft im Rahmen der vorliegenden Erfindung ein gesetzt werden.

Die Erfindung ist besonders dadurch vorteilhaft, dass das Herabsetzen der Bremskraft an einem Hinterrad beziehungs Weise der Hinterachse erfolgt. Diese Ausführungsform ist aus dem Grunde vorteilhaft, da die vorliegende Erfindung besonders nützlich im Zusammenhang mit einer Umkippver hinderung bei Rückwärtsfahrt geeignet ist.

Aus demselben Grund ist es vorteilhaft, dass das Herab setzen der Bremskraft in Abhängigkeit eines Schlupfes der Vorderräder aktiviert wird.

Der Erfindung liegt die überraschende Erkenntnis zugrun de, dass durch eine quantitative Beschreibung der Kippge fahr in Abhängigkeit der Fahrzeugeigenschaften, wie Schwerpunkthöhe, Fahrzeugmasse und Fahrzeuggeometrie, und der Hangneigung allgemein erfolgen kann. Für das Aktivie ren des Schutzmittels, das heißt im vorliegenden Fall des Herabsetzens der Bremskraft, wird diese quantitativ be stimmte Kippgefahr ausgewertet. Dies ist besonders vor teilhaft, da eine frühzeitige Erkennung einer Kippgefahr und somit eine rechtzeitige Unterbremsung ermöglicht wird.

Zeichnungen

Die Erfindung wird nun mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen anhand bevorzugter Ausführungsformen bei spielhaft erläutert.

Dabei zeigt:

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines geneigten Kraftfahrzeugs;

Fig. 2 ein Systemdiagramm zur Erläuterung der Erfin dung; und

Fig. 3 ein Flussdiagramm zur Erläuterung der Erfin dung.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Kraft fahrzeugs 10, welches sich auf einer geneigten Ebene 20 befindet. Ferner sind ein mit A gekennzeichnetes Vorder rad und mit B gekennzeichnetes Hinterrad zu erkennen. Weiterhin ist der Schwerpunkt G des Kraftfahrzeugs 10 eingezeichnet. Dieser Schwerpunkt G liegt im Vergleich zum Radstand l_B + l_A des Kraftfahrzeugs 10 relativ hoch. Die Höhe des Schwerpunkts G ist mit h gekennzeichnet. Es ist ein Kräftedreieck im Hinblick auf die Gewichtskraft eingezeichnet, welche bei einem Neigungswinkel θ auf den Schwerpunkt G wirkt. Die Gewichtskraft Mg ist dabei in die Komponenten Mgcosθ und Mgsinθ zerlegt, wobei Mgcosθ die senkrechte Komponente bezüglich des Kraftfahrzeugs 10 ist und wobei Mgsinθ die waagrechte Komponente bezüglich des Kraftfahrzeugs 10 ist.

In die schematische Darstellung gemäß Fig. 1 sind ferner Kräfte eingezeichnet, welche sich auf eine Situation be ziehen, bei dem das sich in Rückwärtsrichtung bewegende Kraftfahrzeug 10 abgebremst wird. Die Normalkraft N₁ ist die Kraft, welche von dem Vorderrad A senkrecht auf die geneigte Ebene 20 aufgebracht wird. Die Normalkraft N₂ ist die Kraft, welche von dem Hinterrad B senkrecht auf die geneigte Ebene 20 aufgebracht wird. Die Kraft F_A ist die auf das Vorderrad A wirkende Bremskraft. Die Kraft F_B ist die auf das Hinterrad B wirkende Bremskraft. Die Kraft Ma ist die auf den Schwerpunkt des Fahrzeugs wir kende Trägheitskraft, welche aufgrund der Abbremsung des Kraftfahrzeugs 10 entsteht.

Aus fundamentalen mechanischen Überlegungen unter Berück sichtigung des Gleichgewichtes der Kräfte und der Drehmo mente ergeben sich die folgenden Beziehungen:

N₁ + N₂ = Mgcosθ (1)

F_A + F_B - Mgsinθ = Ma (2)

h (F_A + F_B) - l_BN₂ + l_AN₁ = 0 (3)

Setzt man nach Umformung die Gleichung (1) in Gleichung (3) ein so ergibt sich

N₁ (l_A + l_B) = l_BMgcosθ - h (F_A + F_B) (4)

Eine Kippgefahr besteht, wenn die von dem Vorderrad A auf die geneigte Ebene 20 aufgebrachte Normalkraft N1 gegen Null geht. In diesem Fall geht auch die auf das Vorderrad wirkende Bremskraft F_A gegen Null. In diesem Fall einer Kippgefahr ergibt sich demnach aus Gleichung (4):

0 = l_BMgcosθ - hF_B (5)

Aus Gleichung (5) lässt sich die maximal zulässige Brems kraft F_Bmax an der Hinterachse in Abhängigkeit des Radstandes, der Schwerpunktshöhe, der Masse des Fahrzeugs und des Neigungswinkels der geneigten Ebene 20 ermitteln.

Durch Einsetzen von Gleichung (6) in Gleichung (2), wobei berücksichtigt wird, dass FA im Falle des Kippens des Kraftfahrzeugs gegen Null geht, ergibt sich ein Wert für die maximale Verzögerung a_max

Eine vorteilhafte Variante der Erfindung besteht darin, die Bremskraft, welche auf das Hinterrad B beziehungswei se die Hinterräder wirkt zu messen und die Bremskraft so lange zu reduzieren bis die gemessene Bremskraft F_Bmess kleiner ist als die maximale Bremskraft F_Bmax. Vorzugswei se wird dabei noch ein Sicherheitsparameter δ berücksich tigt, so dass in jedem Fall eine sichere Situation vor liegt, wenn gilt

F_Bmess < F_Bmax + δ (8)

δ berücksichtigt dabei beispielsweise Ungenauigkeiten bei der Schätzung beziehungsweise der Messung des Neigungs winkels θ, Ungenauigkeiten im Hinblick auf Variationen der Kraftfahrzeugmasse sowie der Schwerpunktshöhe.

Die Reduktion der Bremskraft kann neben der oben be schriebenen Möglichkeit anhand von Ungleichung (8) eben falls nach dem Kriterium erfolgen, dass das Verhalten der Vorderräder beobachtet wird. Fängt beispielsweise die Vorderachse an abzuheben, so erfahren die Vorderräder ei nen Schlupf. Sobald dies registriert wird, kann die Bremskraft reduziert werden, beispielsweise durch Schlie ßen der Einlassventile. Das Herabsetzen der Bremskraft kann dann davon abhängig gemacht werden, dass kein Schlupf mehr an den Vorderrädern registriert wird.

In Fig. 2 ist ein Systemschaltbild zur Erläuterung der vorliegenden Erfindung dargestellt. Ein Steuergerät 30 erhält als Eingaben die Raddrehzahlen der vier Kraftfahr zeugräder 32, 34, 36, 38. Weitere Eingabedaten kommen beispielsweise von einer Motorsteuerung 40 und vom Ge triebe 42. Diese Eingabedaten können verwendet werden, um die für die Entscheidung zum Herabsetzen einer Bremskraft erforderlichen Berechnungen oder Schätzungen durchzufüh ren. Zusätzlich ist es sinnvoll, dass dem Steuergerät Eingangswerte von einer Neigungssensierung 16 zugeführt werden. Hierdurch ist es möglich, dass anstelle der ge schätzten Werte für den Neigungswinkel θ gemessene Werte in dem Steuergerät 30 verwendet werden. Die Messung des Neigungswinkels θ kann auch zusätzlich zur Schätzung er folgen.

In Fig. 3 ist ein Flussdiagramm zur Erläuterung der Er findung dargestellt.

Die Schritte des Flussdiagramms gemäß Fig. 3 beinhalten die folgenden Maßnahmen:

S1: Erfassung der Motordrehzahl, der Getriebedreh zahl und der Raddrehzahlen
S2: Berechnung der Kraftfahrzeuggeschwindigkeit, der Beschleunigung und der Richtung
S3: Rückwärts?
S4: Vorderantriebsschlupf beim Bremsen?
S5: Druckaufbau nicht einschränken
S6: F_B durch Schließung eines oder mehrerer Ein lassventile halten beziehungsweise durch Öffnen eines oder mehrerer Auslassventile reduzieren
S7: Berechnen von F_Bmax und a_max
S8: F_B < F_Bmax? oder a < a_max? S9: Schätzung F_B S10: Messung F_B

Die jeweils mit unterbrochenen Linien gekennzeichneten Elemente des Flussdiagramms können alternativ oder zu sätzlich zu den mit durchgezogenen Linien gekennzeichne ten Elementen eingesetzt werden.

In einem Schritt S1 werden bestimmte Parameter erfasst, wie die Drehzahlen des Motors, des Getriebes und der Rä der. Hieraus ergeben sich die Masse, die Schwerpunktshöhe und die Hangneigung θ, wobei die Hangneigung θ zusätzlich gemessen werden kann.

In Schritt S2 werden die Kraftfahrzeuggeschwindigkeit, die Kraftfahrzeugbeschleunigung und die Fortbewegungs richtung des Kraftfahrzeugs berechnet.

In dem Schritt S3 wird entschieden, ob das Fahrzeug vor wärts oder rückwärts fährt. Falls das Fahrzeug vorwärts fährt besteht keine Veranlassung, ein Umkippen des Fahr zeugs nach hinten zu verhindern, und der Ablauf geht zu Schritt S1 über. Falls das Fahrzeug rückwärts fährt wird in einem Schritt S4 entschieden, ob beim Bremsen ein Schlupf des Vorderradantriebs vorliegt. Falls kein Schlupf des Vorderradantriebs vorliegt wird in einem Schritt S5 veranlasst, dass der Druckaufbau in den Hin terrädern nicht eingeschränkt wird, und der Ablauf geht zu Schritt S1 über. Falls in Schritt S4 entschieden wird, dass ein Schlupf der Vorderräder vorliegt, so wird die Bremskraft auf die Hinterräder in Schritt S6 durch eine Schließung der Einlassventile im Wesentlichen gehalten und/oder durch Öffnen der Auslassventile reduziert. Da nach geht der Ablauf zu Schritt S1 über.

Aus den in Schritt S1 erfassten Werten kann ebenfalls in einem Schritt S7 gemäß den obigen Gleichungen (6) und (7) die maximale Bremskraft F_Bmax beziehungsweise die maximale Verzögerung a_max berechnet werden. In einem Schritt S8 wird entschieden, ob eine tatsächlich vorliegende, bei spielsweise gemessene Bremskraft F_B größer ist als die maximale Bremskraft F_Bmax. Der für den Vergleich in Schritt S8 verwendete Wert F_B wird in Schritt S9 ge schätzt beziehungsweise in Schritt S10 gemessen. Wenn dies der Fall ist, wird zu Schritt S6 übergegangen, und die Bremskraft F_B wird durch Schließung eines oder mehre rer Einlassventile reduziert. Ist die Bremskraft F_B nicht größer als F_Bmax beziehungsweise als die Summe von F_Bmax und einem Sicherheitsparameter δ, so wird zu Schritt S1 übergegangen.

Die vorhergehende Beschreibung der Ausführungsbeispiele gemäß der vorliegenden Erfindung dient nur zu illustrati ven Zwecken und nicht zum Zwecke der Beschränkung der Er findung. Im Rahmen der Erfindung sind verschiedene Ände rungen und Modifikationen möglich, ohne den Umfang der Erfindung sowie ihre Äquivalente zu verlassen.

Claims

1. Anordnung zum Vermeiden von Überschlägen bei Brems vorgängen von Kraftfahrzeugen (10) mit Mitteln (12, 14, 30) zum Herabsetzen der Bremskraft an mindestens einem Rad, dadurch gekennzeichnet,
dass Mittel (16, 30) zum Bestimmen eines Neigungswin kels θ des Fahrzeugs vorgesehen sind und
dass die Mittel (12, 14, 30) zum Herabsetzen der Bremskraft in Abhängigkeit des Neigungswinkels θ ak tivierbar sind.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel (12, 14, 30) zum Herabsetzen der Brems kraft in Abhängigkeit mindestens eines der Parameter Mas se des Kraftfahrzeugs, Schwerpunktshöhe des Kraftfahr zeugs, Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs, Beschleunigung des Kraftfahrzeugs und Fahrtrichtung des Kraftfahrzeugs aktivierbar sind.

3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn zeichnet, dass die Mittel (12, 14, 30) zum Herabsetzen der Bremskraft in Abhängigkeit eines Schlupfes aktivier bar sind.

4. Anordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, da durch gekennzeichnet, dass die Mittel (12, 14, 30) zum Herabsetzen der Bremskraft Mittel zum Betätigen mindes tens eines Eingangsventils (12, 14) und/oder eines Aus lassventils eines Radbremszylinders aufweisen.

5. Anordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, da durch gekennzeichnet, dass die Mittel (16) zum Bestimmen eines Neigungswinkels A ein Inklinometer aufweisen.

6. Anordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, da durch gekennzeichnet, dass die Mittel zum Bestimmen eines Neigungswinkels θ Mittel zum Schätzen des Neigungswinkels θ auf der Grundlage einer Massenschätzung aufweisen.

7. Anordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, da durch gekennzeichnet, dass die Mittel zum Bestimmen eines Neigungswinkels θ Mittel zum Bestimmen der Motordrehzahl, der Getriebedrehzahl und/oder der Raddrehzahl aufweisen.

8. Anordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, da durch gekennzeichnet,
dass Mittel zum Berechnen einer maximalen Bremskraft F_Bmaxunter Verwendung des Neigungswinkels θ vorgese hen sind,
dass Mittel zum Messen der aktuellen Bremskraft F_B vorgesehen sind,
dass Mittel zum Vergleich der maximalen Bremskraft F_Bmax mit der aktuellen Bremskraft F_B vorgesehen sind und
dass die Mittel (12, 14, 30) zum Herabsetzen der Bremskraft in Abhängigkeit des Vergleiches der maxi malen Bremskraft F_Bmax mit der aktuellen Bremskraft F_B aktivierbar sind.

9. Anordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, da durch gekennzeichnet,
dass Mittel zum Berechnen einer maximalen Bremskraft F_Bmax unter Verwendung des Neigungswinkels θ vorgese hen sind,
dass Mittel zum Schätzen der aktuellen Bremskraft K_B vorgesehen sind, dass Mittel zum Vergleich der maximalen Bremskraft K_Bmax mit der aktuellen Bremskraft K_B vorgesehen sind und dass die Mittel (12, 14, 30) zum Herabsetzen der Bremskraft in Abhängigkeit des Vergleiches der maxi malen Bremskraft F_Bmax mit der aktuellen Bremskraft F_B aktivierbar sind.

10. Anordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, da durch gekennzeichnet, dass die Mittel (12, 14, 30) zum Herabsetzen der Bremskraft einem Hinterrad beziehungswei se der Hinterachse zugeordnet sind.

11. Anordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, da durch gekennzeichnet, dass die Mittel (12, 14, 30) zum Herabsetzen der Bremskraft in Abhängigkeit eines Schlup fes der Vorderräder aktivierbar sind.

12. Verfahren zum Vermeiden von Überschlägen bei Brems vorgängen von Kraftfahrzeugen, bei dem die Bremskraft an mindestens einem Rad herabgesetzt wird (S6), dadurch ge kennzeichnet,
dass ein Neigungswinkel θ des Fahrzeugs bestimmt wird (S1) und
dass das Herabsetzen der Bremskraft in Abhängigkeit des Neigungswinkels θ aktiviert wird.

13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Herabsetzen der Bremskraft in Abhängigkeit min destens eines der Parameter Masse des Kraftfahrzeugs, Schwerpunktshöhe des Kraftfahrzeugs, Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs, Beschleunigung des Kraftfahrzeugs und Fahrtrichtung des Kraftfahrzeugs aktiviert wird.

14. Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekenn zeichnet, dass das Herabsetzen der Bremskraft in Abhän gigkeit eines Schlupfes aktiviert wird.

15. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Herabsetzen der Bremskraft durch Betätigen mindestens eines Eingangsventils (12, 14) und/oder eines Auslassventils eines Radbremszylinders er folgt.

16. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Neigungswinkel θ durch ein In klinometer (16) bestimmt wird.

17. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Bestimmen eines Neigungswinkels θ durch Schätzen des Neigungswinkels θ auf der Grundlage einer Massenschätzung erfolgt.

18. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Bestimmen eines Neigungswinkels θ durch Bestimmen der Motordrehzahl, der Getriebedrehzahl und/oder der Raddrehzahl erfolgt.

19. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 18, dadurch gekennzeichnet,
dass eine maximale Bremskraft F_Bmax unter Verwendung des Neigungswinkels θ berechnet wird (S7),
dass die aktuelle Bremskraft F_B gemessen wird (S9),
dass die maximale Bremskraft F_Bmax mit der aktuellen Bremskraft F_B verglichen wird (S8) und
dass das Herabsetzen der Bremskraft in Abhängigkeit des Vergleiches der maximalen Bremskraft mit der ak tuellen Bremskraft erfolgt.

20. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 19, dadurch gekennzeichnet,
dass eine maximale Bremskraft F_Bmax unter Verwendung des Neigungswinkels θ berechnet wird (S7), dass die aktuelle Bremskraft F_B geschätzt wird (S10), dass die maximale Bremskraft F_Bmax mit der aktuellen Bremskraft F_B verglichen wird (S8) und
dass das Herabsetzen der Bremskraft in Abhängigkeit des Vergleiches der maximalen Bremskraft mit der ak tuellen Bremskraft erfolgt.

21. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass das Herabsetzen der Bremskraft an einem Hinterrad beziehungsweise der Hinterachse erfolgt.

22. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass das Herabsetzen der Bremskraft in Abhängigkeit eines Schlupfes der Vorderräder aktiviert wird.