DE19707106A1 - System zur Ansteuerung von Bremssystemen - Google Patents
System zur Ansteuerung von BremssystemenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein System zur Ansteuerung der
Bremssysteme wenigstens zweier Räder eines Fahrzeugs.
Aus dem Stand der Technik sind vielerlei Möglichkeiten
bekannt, durch einen Bremseingriff an den Radbremssystemen
ein Blockieren der Räder zu verhindern. Hierzu wird im
allgemeinen aus der Radverzögerung und dem Radschlupf ein
Instabilitätskriterium abgeleitet. Steuert man nun den
Bremsdruck an den einzelnen Rädern derart, daß jedes Rad
unabhängig von den anderen die optimale Verzögerung
realisiert, so kann es bei sogenannten µ-Split-Bedingungen
zu einem Schleudern des Fahrzeugs kommen. Eine solche µ-
Split-Bedingung liegt dann vor, wenn sich das Fahrzeug auf
einer Fahrbahn bewegt, deren Reibwerte auf der rechten und
linken Fahrzeughälfte sehr unterschiedlich sind. In diesem
Fall übertragen die Räder, die sich auf dem Fahrbahnteil mit
dem höheren Reibwert bewegen eine höhere Bremskraft als die
Räder, die sich auf der Fahrbahn mit dem niedrigeren
Reibwert befinden. Um ein Schleudern des Fahrzeuges in
diesem Fall zu verhindern, wird eine sogenannte
Giermomentenaufbauverzögerung vorgenommen, damit bei solchen
asymmetrischen Reibbeiwerten der Fahrbahn der
Bremskraftunterschied an den Rädern einer Fahrzeugachse
nicht zu groß wird. Im Grundsatz wird bei der
Giermomentenaufbauverzögerung der Druckanstieg am zuletzt
Blockierneigung zeigenden Rad, dem sogenannten High-Rad,
begrenzt, wenn an dem anderen Rad, dem sogenannten Low-Rad,
eine Blockierneigung auftritt. Es sind verschiedene Lösungen
für solche Giermomentenaufbauverzögerungen bekannt, so kann
beispielsweise der Druckaufbau an dem High-Rad bei Vorliegen
einer Blockierneigung am Low-Rad nur noch mit verminderter
Steigung stattfinden. Weiterhin ist bekannt, daß bei einer
Blockierneigung am Low-Rad der Bremsdruck am High-Rad so
lange konstant gehalten wird, bis am Low-Rad wieder
Bremsdruck aufgebaut wird.
Aus der EP,B1,0 235 515 ist bekannt, daß bei einer
Kurvenfahrt eine Verminderung des Bremsdruckanstiegs an den
Hinterrädern mit dem Auftreten einer Instabilität an dem
zuerst Blockierneigung zeigenden Vorderrad eingeleitet wird.
Der verminderte Druckanstieg wird dabei von der Größe der
vorliegenden Querbeschleunigung abhängig gewählt. Auf diese
Weise gelangt man zu einer verbesserten Funktion der
Giermomentenaufbauverzögerung bei Kurvenfahrten. Darüber
hinaus ist aus der DE-OS 39 25 828 bekannt, daß die
Differenz des Bremsdrucks zwischen dem High- und dem Low-Rad
an einer Achse beobachtet wird, um bei Überschreiten einer
vorgegebenen Solldruckdifferenz den Bremsdruck am High-Rad
konstant zu halten bzw. abzusenken. Diese vorgegebene
Solldruckdifferenz wird dabei abhängig von dem Reibwert am
Low-Rad variiert.
In dem Artikel ATZ Automobiltechnische Zeitschrift ′96
(1994) "FDR-Fahrdynamikregelung von Bosch" wird ein System
vorgestellt, bei dem im wesentlichen die
Gierwinkelgeschwindigkeit des Fahrzeugs gemessen wird und
mit einem aus der Fahrzeuglängsgeschwindigkeit und dem
Lenkwinkel des Fahrzeugs abgeleiteten Sollwert verglichen
wird. Überschreitet die gemessene Gierwinkelgeschwindigkeit
den entsprechenden Sollwert, so kann durch radindividuelles
über- bzw. Unterbremsen das Gierverhalten des Fahrzeugs
bezüglich einer Erhöhung der Fahrstabilität beeinflußt
werden.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, das
Bremsverhalten bei µ-Split-Bedingungen zu optimieren.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1
gelöst.
Das erfindungsgemäße System dient zur Ansteuerung der
Bremssysteme wenigstens zweier, vorzugsweise an einer
Fahrzeugachse angebrachten, Räder eines Fahrzeugs. Wie schon
eingangs erwähnt, sind bei der Erfindung Mittel vorgesehen,
mittels der der Bremsdruck an dem sogenannten Low-Rad in
Reaktion auf eine erkannte Blockierneigung dieses Rades im
Sinne einer Blockiervermeidung gesteuert wird. Weiterhin
sind bei der Erfindung Erfassungsmittel vorgesehen, mittels
der eine Größe ermittelt wird, die die Fahrdynamik des
Fahrzeugs beeinflußt und/oder repräsentiert. Zu dieser Größe
wird weiterhin ein entsprechender Schwellwert abgeleitet.
Mittels Vergleichsmitteln wird die ermittelte Größe mit dem
ermittelten Schwellwert verglichen und ein
Vergleichsergebnis erzeugt. Der Kern des erfindungsgemäßen
Systems besteht darin, daß Ansteuermittel zur Ansteuerung
des Bremssystems des High-Rades vorgesehen sind, die in
Reaktion auf die erkannte Blockierneigung des Low-Rades den
Bremsdruckverlauf am High-Rad abhängig von dem ermittelten
Vergleichsergebnis tätigen.
Die Erfindung hat den Vorteil, daß eine optimale
Reibwertausnutzung an allen Rädern, d. h. eine Minimierung
des Bremsweges, stattfindet, ohne die Fahrstabilität in
nennenswertem Umfang zu gefährden. Weiterhin ist durch die
Erfindung eine einfache Anpassung an unterschiedliche
Fahrzeuge möglich, da beispielsweise durch die Vorgabe des
oben erwähnten Schwellwertes in einfacher Weise die
Fahrstabilität beeinflußt werden kann. Ein weiterer Vorteil
der Erfindung besteht darin, daß auf eine eingangs erwähnte
Giermomentenaufbauverzögerung, beispielsweise an der
Vorderachse, verzichtet werden kann. Darüber hinaus wird
durch die Erfindung eine unterstützende Wirkung bei
Kurvenbremsungen in Verbindung mit kürzeren Bremswegen
erreicht.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist
vorgesehen, daß zur Ermittlung der die Fahrdynamik des
Fahrzeugs beeinflussenden und/oder repräsentierenden Größe
wenigstens die Gierbewegung des Fahrzeugs, vorzugsweise die
Gierwinkelgeschwindigkeit, erfaßt wird. Auf diese Weise
erhält man als Fahrdynamikgröße direkt einen momentanen Wert
für die Fahrzeugbewegung, die durch ein Bremsen unter µ-
Split-Bedingungen bevorzugt induziert wird.
Besonders vorteilhaft ist es, die Ermittlung des
Schwellwertes für die Fahrdynamikgröße wenigstens abhängig
von der ermittelten Fahrzeuglängsgeschwindigkeit zu tätigen.
Hierdurch wird in vorteilhafter Weise erreicht, daß bei
niedrigeren Fahrzeuggeschwindigkeiten die Fahrstabilität
gegenüber dem Bremsweg weniger im Vordergrund steht als bei
höheren Fahrzeuggeschwindigkeiten. Hierzu ist vorgesehen,
daß die Ermittlung dieses Schwellwerts derart geschieht, daß
der Schwellwert mit steigender Fahrzeuglängsgeschwindigkeit
abnimmt.
Zur Ermittlung der die Fahrdynamik des Fahrzeugs
beeinflussenden und/oder repräsentierenden Größe kann über
die schon erwähnte Gierwinkelgeschwindigkeit hinaus auch der
Lenkwinkel des Fahrzeugs erfaßt werden. Insbesondere ist
dabei vorgesehen, daß aus der erfaßten
Fahzeuglängsgeschwindigkeit und dem erfaßten Lenkwinkel des
Fahrzeugs, vorzugsweise mittels eines Fahrzeugmodells, ein
Wert abgeleitet wird, woraufhin dieser Wert mit der
tatsächlich vorliegenden Gierwinkelgeschwindigkeit des
Fahrzeugs verglichen wird. Aus diesem Vergleich wird dann
die erwähnte Fahrdynamikgröße abgeleitet.
Die Ansteuermittel des Bremssystems des High-Rades sind
derart ausgelegt, daß auf eine Blockierneigung des Low-Rades
hin eine Bremsdruckabsenkung am High-Rad dann stattfindet,
wenn die ermittelte Fahrdynamikgröße den ermittelten
Schwellwert überschreitet. Ein Bremsdruckaufbau am High-Rad
findet dann statt, wenn die ermittelte Fahrdynamikgröße den
ermittelten Schwellwert unterschreitet.
Besonders vorteilhaft ist es, daß das Ausmaß der
Bremsdruckabsenkung und/oder des Bremsdruckaufbaus am High-
Rad, z. B. der Bremsdruckabbau- und/oder
Bremsdruckaufbaugradient, abhängig von dem ermittelten
Vergleichsergebnis getätigt wird. Übersteigt also die
Fahrdynamikgröße in erheblichem Umfang den zugehörigen
Schwellwert, so wird eine Bremsdruckabsenkung, z. B. der
Bremsdruckabbaugradient, am High-Rad weitaus stärker
ausfallen als in dem Falle, in dem die Abweichung geringer
ist. Ebenso kann der Bremsdruckaufbau, z. B. der
Bremsdruckabbaugradient, am High-Rad weitaus stärker
getätigt werden, wenn die Fahrdynamikgröße weit unterhalb
ihres Schwellwertes liegt.
Neben der im vorigen Abschnitt erwähnten Abhängigkeit des
Bremsdruckauf- und/oder -abbaus von dem ermittelten
Vergleichsergebnis ist es besonders vorteilhaft, den
Bremsdruckaufbau und/oder den Bremsdruckabbau, z. B. den
Bremsdruckaufbau- und/oder Bremsdruckabbaugradienten,
abhängig von der zeitlichen Änderung des ermittelten
Vergleichsergebnisses zu wählen.
Die Bremsdruckabsenkung und/oder der Bremsdruckaufbau
geschieht vorteilhafter Weise stufenweise mittels
vorgebbarer Druckaufbau- und/oder Druckabbaupulsen mit
vorgebbaren Druckhaltephasen. Die Druckhaltephasen können
dabei abhängig von dem Ausmaß des ermittelten
Vergleichsergebnisses vorgegeben werden.
Hierbei kann vorgesehen sein, daß insbesondere die Dauer der
Druckhaltephasen abhängig von dem ermittelten
Vergleichsergebnis und/oder abhängig von der zeitlichen
Änderung des ermittelten Vergleichsergebnisses vorgegeben
wird.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind den
Unteransprüchen zu entnehmen.
Die Fig. 1a zeigt ein Übersichtsblockschaltbild eines
Bremssystems, während die Fig. 1b und 1c
Blockschaltbilder zweier Ausführungsbeispiele der Erfindung
darstellen. Die Fig. 2 und 4 zeigen zeitliche
Bremsdruckverläufe bzw. das zeitliche Verhalten der
Fahrdynamikgröße. Die Fig. 3 offenbart die Wahl des
erfindungsgemäßen Schwellwertes, während die Fig. 5a und
5b einen Ablauf gemäß eines Ausführungsbeispiels zeigen. Die
Fig. 6 zeigt die Berechnung der Bremsdruckhaltezeit.
Im folgenden soll anhand von Ausführungsbeispielen die
Erfindung detailliert erläutert werden.
Die Fig. 1a zeigt als Übersichtsblockschaltbild ein
bekanntes Bremssystem. Hierzu sind vier Räder eingezeichnet,
deren Raddrehgeschwindigkeiten Nÿ durch die
Raddrehzahlsensoren 101ÿ detektiert werden. Der Index i
gibt dabei die Zugehörigkeit zur vorderen (i=v)
beziehungsweise hinteren (i=h) Achse des Fahrzeugs an,
während der Index j die Zugehörigkeit zur rechten (j=r)
beziehungsweise linken (j=l) Fahrzeugseite anzeigt. Die
Raddrehzahlsignale Nÿ werden der Steuereinheit 1 zugeführt.
Abhängig von den Raddrehzahlsignalen Nÿ werden dabei in der
Steuereinheit 1 Ansteuersignal pÿ für die Radbremssysteme
2ÿ gebildet. Dies geschieht im allgemeinen dadurch, daß
abhängig von der Radverzögerung und dem Radschlupf für jedes
Rad ein Instabilitätskriterium gebildet wird. Aus diesen
Instabilitätskriterium wird dann erkannt, ob ein Rad eine
Blockierneigung aufweist. Ist dies der Fall, so kann durch
ein Konstanthalten beziehungsweise durch eine Absenkung des
Bremsdruckes an diesem Rad dieser Blockierneigung
entgegengetreten werden. Zusätzlich zu den
Raddrehzahlsignalen Nÿ werden dem Steuergerät 1 die
Ausgangssignale eines Lenkwinkelsensors 3, der Lenkwinkel δ,
eines Gierwinkelgeschwindigkeitssensors 4, die momentane
Gierwinkelgeschwindigkeit ωist, und das Ausgangssignal eines
Fahrzeuglängsgeschwindigkeitssensors 5
(Fahrzeuglängsgeschwindigkeit V₁) zugeführt. Die
Fahrzeuglängsgeschwindigkeit V₁ kann dabei durch an sich
bekannte Verfahren aus den Raddrehzahlen Nÿ ermittelt
werden.
Wie schon eingangs erwähnt wird bei bekannten
Antiblockierregelsystemen aus fahrdynamischen Gründen,
insbesondere zum Stabilisierung des Fahrzeugs bei µ-Split-
Bremsungen, an der Hinterachse nach dem sogenannten Select-
Low-Prinzip der Bremsdruck gesteuert. Dies bedeutet, daß der
Radbremsdruck an dem High-Rad abhängig von dem Radbremsdruck
am Low-Rad gewählt wird. Dieser stabilisierende Effekt hat
aber aufgrund des schlecht ausgenutzten Reibwertes am High-
Rad eine Bremswegverlängerung zum Nachteil. Stehen nun, wie
in der Fig. 1a mit den Sensoren 3 und 4 zu sehen ist, dem
Antiblockierregelsystem Zusatzinformationen zur Erfassung
der Fahrzeugdrehbewegung, beispielsweise der
Giergeschwindigkeit, zur Verfügung, so kann, beispielsweise
in Verbindung mit einem Fahrzeugmodell, von dem Select-Low-
Prinzip auf die sogenannte Individualregelung der
Hinterräder übergegangen werden.
Anhand der Fig. 2 soll dies kurz erläutert werden. Bei
Bremsungen auf Fahrbahnen mit asymmetrischer
Reibwertverteilung (µ-Split-Bremsungen) liegen die
Blockierbremsdrücke pBlock,H und pBlock,L von der High- und
Lowseite auf unterschiedlich hohem Niveau. Während das Low-
Rad bei Bremsbeginn relativ frühzeitig das Antiblockier-
Anregelkriterium (Instabilitätskriterium) erfüllt, wird auf
der High-Seite erst zu einem späteren Zeitpunkt der
entsprechende Blockierdruck erreicht. Dies ist in der
Fig. 2 mit dem Verlauf "Low-Rad" und dem Verlauf a des
High-Rades gekennzeichnet. Aus Stabilitätsgründen wird zum
Zeitpunkt des Blockierregelbeginns auf der Low-Seite
(Zeitpunkt t₁) der Bremsdruck an dem High-Rad gepulst in
Form von festen Puls-Pause-Sequenzen aufgebaut, wie in dem
Verlauf b der Fig. 2 zu sehen ist. Auf diese Weise gelangt
das High-Rad erst zum Zeitpunkt t₂ an seine Blockiergrenze.
Die Fig. 1b zeigt die für die vorliegende Erfindung
relevanten Teile bzw. Funktionsweise der in der Fig. 1a mit
dem Bezugszeichen 1 dargestellten Steuereinheit. Hierzu ist
mit dem Bezugszeichen 104 das System Fahrer bzw. Fahrzeug
symbolisiert, an dem mittels der schon beschriebenen
Sensoren 3, 4 und 5 der Lenkwinkel δ, der Istwert der
Giergeschwindigkeit ωist und die
Fahrzeuglängsgeschwindigkeit V₁ detektiert wird. Aus der
Fahrzeuglängsgeschwindigkeit V₁ und dem Lenkwinkel δ des
Fahrzeugs wird mittels des im Block 105 abgelegten
Fahrzeugmodells die Sollgiergeschwindigkeit ωsoll gebildet.
Diese Sollgiergeschwindigkeit repräsentiert einen Wert für
die Gierwinkelgeschwindigkeit, der insbesondere durch eine
vom Fahrer gewollte Kurvenfahrt bei einer bestimmten
Fahrzeuggeschwindigkeit aufgebracht werden muß, um die vom
Fahrer gewünschte Fahrzeugrichtung einzuschlagen. In dem
Fahrzeugmodell 105 ist dabei in an sich bekannter Weise im
wesentlichen das Fahrzeugverhalten, d. h. die Reaktion des
Fahrzeugs auf einen vom Fahrer induzierten Lenkwinkel bei
einer bestimmten Fahrzeuglängsgeschwindigkeit abgespeichert.
In dem Verknüpfungspunkt 106 wird der Istwert ωist der
Gierwinkelgeschwindigkeit mit dem
Sollgierwinkelgeschwindigkeitswert ωsoll verglichen,
woraufhin das Vergleichsergebnis Δω der
Situationserkennung 107 zugeleitet wird. Weiterhin werden in
der Situationserkennung 107 die einzelnen Radbremsdrücke
verarbeitet, um einen Stabilitätswert fzstabist abzuleiten.
Je nachdem, in wieweit die Istgiergeschwindigkeit von der
Sollgiergeschwindigkeit abweicht kann unter Berücksichtigung
der Bremsvorgänge an den einzelnen Rädern ein gutes Maß für
die Stabilität des Fahrzeugs ermittelt werden. Dieser
Stabilitätswert wird in der Verknüpfung 108 mit einem
entsprechenden Sollwert fzstabsoll verglichen. Dieser
Stabilitätssollwert wird in der Einheit 109 abhängig von der
Fahrzeuglängsgeschwindigkeit gebildet. Abhängig von diesem
Vergleichsergebnis Δfzstab wird in der Einheit 103 der
Bremsdruck an dem High-Rad gesteuert. Diese
Bremsdrucksteuerung am High-Rad geschieht allerdings nur
dann, wenn der Schalter S geschlossen ist. Ein Schließen des
Schalters S geschieht nur dann, wenn an dem Low-Rad der
Achse ein ABS-Regelvorgang eingeleitet worden ist und
gleichzeitig das High-Rad stabil läuft. Dies geschieht in
bekannter Weise abhängig von den Raddrehzahlsignalen Nÿ in
der Einheit 102.
Ist der Schalter S geschlossen, so wird abhängig von dem
Vorzeichen des Vergleichsergebnisses Δfzstab der Bremsdruck
am High-Rad erhöht, erniedrigt oder konstant gehalten. Dies
geschieht, wie in dem Block 103 zu sehen ist, insbesondere
dadurch, daß die Bremsdruckänderung pHR′ am High-Rad als
Funktion des Vergleichsergebnisses Δfzstab gewählt wird.
Hierzu soll auf die noch zu beschreibende Fig. 5 verwiesen
werden. Der im Block 103 ermittelte Bremsdruck für das High-
Rad wird entsprechend eingestellt, was durch die
Einspeisung 110 symbolisiert sein soll. Der Radbremsdruck am
Low-Rad oder, falls der Schalter S geöffnet ist, an beiden
Rädern wird durch die Einheit 102 in bekannter Weise mittels
der Einspeisung 111 gesteuert. Durch die Steuerung des
Bremsdrucks an den einzelnen Rädern wird die Fahrdynamik des
Fahrzeugs 104 geändert.
Die Fig. 1c zeigt eine weitere Variante der Erfindung,
wobei die mit der Fig. 1b übereinstimmenden Blöcke und
Signale mit den selben Bezugszeichen versehen sind. Der
einzige Unterschied zwischen dem in der Fig. 1b gezeigten
Ausführungsbeispiel besteht darin, daß die Abweichung
zwischen der Sollgiergeschwindigkeit und der
Istgiergeschwindigkeit dem Verknüpfungspunkt 108 direkt
zugeführt wird. Das in der Fig. 1c gezeigte Beispiel
benötigt somit keine Situationserkennung 107 und ändert den
Bremsdruck am High-Rad direkt abhängig von dem Soll-
Istwertvergleich der Giergeschwindigkeit.
Zur Darstellung der Funktionsweise der Ausführungsbeispiele
soll zunächst auf die Fig. 5 mit den Teilen a und b im
Zusammenhang mit der Fig. 4 eingegangen werden. Nach dem
Startschritt 501 wird im Schritt 502 überprüft, ob eine ABS-
Regelung am Low-Rad und gleichzeitig keine ABS-Regelung am
High-Rad vorliegt. Hierzu wird, wie in den Fig. 1b und 1c
zu sehen ist, der Schalter S durch die Signale ABSHR bzw.
ABSLR angesteuert. Ist die in dem Schritt 502 abgefragte
Bedingung nicht erfüllt, so wird im Schritt 507 ein
Bremsdruckaufbaupuls bzw. eine Zeit Thalt für den Bremsdruck
ermittelt. Dieser Fall ist in der Fig. 4 vor Erreichen des
Zeitpunktes t₁ dargestellt.
Die Fig. 4 zeigt im oberen Teil den zeitlichen Verlauf des
Stabilitätssollwertes fzstabsoll (Variante Fig. 1b) bzw. den
Verlauf des Schwellwertes SW (Variante Fig. 1c). Weiterhin
ist im oberen Teil der Fig. 4 der zeitliche Verlauf des
Stabilitätswertes fzstabist (Variante Fig. 1b) bzw. der
zeitliche Verlauf der Giergeschwindigkeitsabweichung Δω
(Variante Fig. 1c) dargestellt. Im unteren Teil der Fig. 4
sind die Druckverläufe des High-Rades und des Low-Rades
dargestellt, wobei hier von einer Pulsstufenregelung
ausgegangen wird, d. h. daß der Bremsdruck in den Rädern
pulsförmig aufgebaut bzw. abgebaut wird.
Im schon beschriebenen Schritt 507 der Fig. 5a wird also in
dem Fall, daß keine ABS-Regelung am Low-Rad vorliegt der
Bremsdruck am High-Rad unabhängig von dem am Low-Rad
aufgebaut bzw. gehalten (Zeitraum vor dem Zeitpunkt t₁).
Zum Zeitpunkt t₁ (Fig. 4) gelangt das Low-Rad an seine
Blockiergrenze, woraufhin der Bremsdruck, wie in der Fig. 4
zu sehen ist, abgesenkt wird. Das High-Rad befindet sich zum
Zeitpunkt t₁ noch unterhalb seiner Blockierschwelle,
woraufhin vom Schritt 502 auf den Schritt 503 übergegangen
wird. Im Schritt 503 wird die Differenz zwischen dem Soll-
und Iststabilitätswert gebildet (Variante Fig. 1b) bzw. die
Differenz zwischen dem Schwellwert und der
Gierwinkelgeschwindigkeitsabweichung (Variante Fig. 1c).
Der zeitliche Verlauf dieser Werte ist im oberen Teil der
Fig. 4 zu sehen. Im Schritt 504 wird festgestellt, ob ein
Vorzeichenwechsel der im Schritt 503 ermittelten Werte im
Vergleich zu den im letzten Zyklus ermittelten Werten
stattgefunden hat. Ein solcher Vorzeichenwechsel hat
beispielsweise zum Zeitpunkt t₂ (Fig. 4) stattgefunden.
Darauf hin wird im Schritt 505 die Haltezeit Thalt des
Bremsdrucks auf den Wert Null gesetzt. Dies hat, wie in der
Fig. 4 nach dem Zeitpunkt t₂ zu sehen ist, eine
unmittelbare Absenkung des Bremsdrucks am High-Rad zur
Folge. Findet kein Vorzeichenwechsel der im Schritt 503
ermittelten Werte statt (Zeitraum zwischen t₁ und t₂), so
wird der Schritt 505 umgangen, woraufhin für die restliche
Haltezeit Thalt der Bremsdruck am High-Rad konstant gehalten
wird (Bremsdruckverlauf am High-Rad zwischen den Zeitpunkten
t₁ und t₂). Im Schritt 506 wird abgefragt, ob die Haltezeit
Thalt größer als Null ist. Hat, wie im Schritt 504
festgestellt wurde, ein Vorzeichenwechsel stattgefunden, so
ist die Haltezeit im Schritt 505 auf Null gesetzt worden,
woraufhin durch die Abfrage 506 direkt die Abfrage 509
(Fig. 5b) vorgenommen wird. In der Abfrage 509 wird das
Vorzeichen der im Schritt 503 ermittelten Werte abgefragt,
d. h. es wird abgefragt, ob der Sollwert den Istwert über-
oder unterschreitet.
Überschreitet der Istwert den Sollwert, wie beispielsweise
bei den in der Fig. 4 gezeigten Zeitpunkten t₂, t₅ und t₈,
so wird im Schritt 512 ein erneuter Bremsdruckabbaupuls am
High-Rad induziert. Nach diesem Abbaupuls wird im
Schritt 513 erneut eine Haltezeit Thalt in Abhängigkeit
(Funktion F2 ) von der im Schritt 503 ermittelten Abweichung
(Δfzstab bzw. Δ) beziehungsweise von deren zeitlichen
Änderung d/dt(Δfzstab bzw. Δ) berechnet.
Unterschreitet der Istwert den zugehörigen Sollwert, wie zu
den Zeitpunkten t₃, t₆ und t₉, so wird im Schritt 510 ein
Bremsdruckaufbaupuls am High-Rad induziert. Danach wird im
Schritt 511 eine Bremsdruckhaltezeit Thalt in Abhängigkeit
(Funktion F1) von dem im Schritt 503 ermittelten Wert
berechnet. Alternativ oder ergänzend kann vorgesehen sein,
daß im Schritt 511 die Bremsdruckhaltezeit Thalt in
Abhängigkeit von der zeitlichen Änderung d/dt(Δfzstab bzw.
Δ) berechnet wird. Bei dem funktionalen Zusammenhang
(Funktion F1) zwischen der Haltezeit Thalt und der Differenz
Δfzstab zwischen dem Soll- und Iststabilitätswert (Variante
Fig. 1b) bzw. der Differenz Δ zwischen dem Schwellwert und
der Gierwinkelgeschwindigkeitsabweichung (Variante Fig. 1c)
ist an einen proportionalen und besonders an einen
differentiellen Anteil gedacht. Durch den proportionalen
Anteil wird erreicht, daß im fahrstabilen Bereich (Δfzstab
bzw. Δ 0) die Haltezeit Thalt beim Druckaufbau bei
größeren Abweichungen Δfzstab bzw. Δ kürzer ist als bei
kleineren Abweichungen Δfzstab bzw. Δ. Der Bremdruckanstieg,
der Druckaufbaugradient, ist damit bei größeren Abweichungen
Δfzstab bzw. Δ größer als bei kleineren Abweichungen Δfzstab
bzw. Δ.
Wie erwähnt ist es besonders vorteilhaft, einen
differentiellen Anteil der Funktion F1 vorzusehen. Hierdurch
wird erreicht, daß im fahrstabilen Bereich (Δfzstab bzw.
Δ 0) die Haltezeit Thalt beim Druckaufbau bei einer
größeren Änderung der Abweichungen Δfzstab bzw. Δ kürzer ist
als bei kleineren Änderungen der Abweichungen Δfzstab bzw.
Δ. Der Bremdruckanstieg, der Druckaufbaugradient, ist damit
bei einer größeren Änderungen der Abweichung Δfzstab bzw. Δ
größer als bei einer kleineren Abweichung Δfzstab bzw. Δ.
Der in der Fig. 4 in den stabilen Bereichen a bzw. d
(Zeiträume zwischen t₃ und t₅ bzw. t₆ und t₈) dargestellte
Verlauf der Druckaufbaugradienten zeigt besonders deutlich
den erwähnten differentiellen Anteil der Funktion F1. So
sind kurz nach den Zeitpunkten t₃ und t₆ größere Änderungen
der Abweichungen Δfzstab bzw. Δ zu sehen, woraufhin relativ
kurze Haltezeiten und damit steilere Druckaufbaugradienten
gewählt werden. Ab den Zeitpunkten t₄ bzw. t₇ werden die
Haltezeiten Thalt mit den geringeren Änderungen der
Abweichungen Δfzstab bzw. Δ verlängert, was zu einem
flacheren Druckaufbaugradienten führt.
In der Fig. 6 ist beispielhaft die Berechnung der Haltezeit
Thalt im Bereich a (Fig. 4) dargestellt. Dabei sind die
einzelnen Anteile, der Proportionalanteil TP und der
Differentialanteil TD der Haltezeit Thalt, stark
linearisiert dargestellt. Der mit Kreisen markierte Verlauf
stellt dabei den differentiellen Anteil TD der Haltezeit
Thalt dar mit:
TD = (KD1 bzw. KD2) * d/dt(Δfzstab bzw. Δ)
Dieser differentielle Anteil TD gibt mit dem
Proportionalanteil TP (gestrichelter Verlauf) gemäß
Thalt = Thaltmax - [|TD|+TP]
die Bremsdruckhaltezeit Thalt. Der Wert Thaltmax stellt
dabei eine maximale Haltezeit dar.
Wird im Schritt 506 festgestellt, daß die
Bremsdruckhaltezeit Thalt am High-Rad größer als Null ist, so
wird im Schritt 508 weder der Bremsdruck auf- noch abgebaut.
Es wird dann gemäß des Schritts 508 der Wert für die
Haltezeit Thalt um einen Zählerwert herabgesetzt
(inkrementiert). Nach dem Endschritt 514 wird der in der
Fig. 5 gezeigte Ablauf erneut gestartet.
Die Fig. 3 zeigt das Übertragungsverhalten des Blocks 109
(Fig. 1b) bzw. 109′ (Fig. 1c). Hier wird der
Stabilitätssollwert fzstabsoll bzw. der Grenzwert SW zwischen
zwei Extremwerten Sollmax und Sollmin abhängig von der
Fahrzeuglängsgeschwindigkeit V₁ ermittelt.
Zusammenfassend kann gesagt werden, daß in Verbindung mit
einer Fahrdynamikregelung, insbesondere mit einer zu einer
solchen Regelung erweiterten Sensorik, sich der
Druckgradient am High-Rad sehr genau an die momentan
herrschende Fahrsituation anpassen läßt. Unter der
erweiterten Sensorik einer Fahrdynamikregelung ist
insbesondere ein Gierwinkelgeschwindigkeitsgeber und ein
Lenkwinkelgeber zu verstehen. Solange der Fahrdynamikregler
einen stabilen Fahrzustand erkennt, wird der Bremsdruck im
High-Rad aufgebaut. Dabei ist der Druckgradient abhängig von
der aktuellen Fahrzeuggierbewegung, d. h. proportional zur
Differenz Δfzstab bzw. Δ zwischen dem Stabilitätssoll- und
-istwert und proportional zur Änderung Differenz zwischen
Stabilitätssoll- und -istwert. Größere Abweichungen
beziehungsweise größere Änderungen im stabilen Bereich
führen zu höheren, geringere Abweichungen beziehungsweise
Änderungen zu entsprechend flachen Druckaufbaugradienten.
Dies ist in der Fig. 4 beispielhaft in den schon
beschriebenen Teilen a und d gezeigt.
Überschreitet der fahrdynamische Istwert die Sollwertvorgabe
(Bereiche b und c, Zeiträume zwischen t₂ und t₃ bzw. t₅ und
t₆), so wird proportional zu dieser Abweichung
beziehungsweise proportional zur Änderung dieser Abweichung
der Druck im High-Rad reduziert. Im Anschluß an diese
Druckabsenkung folgt im instabilen Bereich je nach Verlauf
der Fahrzeugbewegung eine Druckhalte- bzw. Druckaufbauphase.
Besondere Vorteile ergeben sich, wenn der
Stabilitätssollwert fzstabsoll bzw. der Grenzwert SW in
Abhängigkeit von der Fahrzeuglängsgeschwindigkeit gebildet
wird (Fig. 3). Dadurch wird erreicht, daß bei hohen
Anbremsgeschwindigkeiten geringere Anforderungen an den
Fahrer gestellt werden, während im unteren
Geschwindigkeitsbereich durchaus höhere
Giergeschwindigkeiten des Fahrzeugs zugelassen werden
können. Beispielhaft können folgende Werte angegeben werden:
maximal zulässiger Sollwert SW
bei Vgrenz,O < 200km/h: 0.05 rad/sec.
maximal zulässiger Sollwert SW
bei Vgrenz,u < 25km/h: 0.20 rad/sec.
Claims (10)
1. System zur Ansteuerung der Bremssysteme (2ÿ) wenigstens
zweier, vorzugsweise an einer Fahrzeugachse angebrachten,
Räder eines Fahrzeugs, bei dem vorgesehen sind:
- - Mittel (1, 102), mittels der der Bremsdruck (pLow-Rad) des einen Rades (Low-Rad) in Reaktion auf eine erkannte Blockierneigung (ABSL) dieses Rades im Sinne einer Blockiervermeidung gesteuert wird,
- - Ermittlungsmittel (4, 104, 105, 107, 109, 109′) zur Ermittlung einer die Fahrdynamik des Fahrzeugs beeinflussenden und/oder repräsentierenden Größe (Δω, fzstabist) und wenigstens eines Schwellwertes (SW, fzstabsoll),
- - Vergleichsmittel (106, 108) zum Vergleich der ermittelten Größe (Δω, fzstabist) mit wenigstens dem ermittelten Schwellwert (SW, fzstabsoll) und Ermittlung eines Vergleichsergebnisses (Δ, Δfzstab) und
- - Ansteuermittel (103) zur Ansteuerung des Bremssystems (2ÿ) des anderen Rades (High-Rad) in Reaktion auf die erkannte Blockierneigung (ABSL) des einen Rades (Low- Rades) derart, daß der Bremsdruckverlauf (pHigh-Rad) abhängig von dem ermittelten Vergleichsergebnis (Δ, Δfzstab) getätigt wird.
2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur
Ermittlung der die Fahrdynamik des Fahrzeugs beeinflussenden
und/oder repräsentierenden Größe (Δω, fzstabist) wenigstens
die Gierbewegung des Fahrzeugs, vorzugsweise die
Gierwinkelgeschwindigkeit (ωist), erfaßt wird.
3. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
Ermittlung des Schwellwertes (SW, fzstabsoll) wenigstens
abhängig von der ermittelten Fahrzeuglängsgeschwindigkeit
(V₁) geschieht.
4. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
Ermittlung des Schwellwertes (SW, fzstabsoll) derart
geschieht, daß dieser Schwellwert mit steigender
Fahrzeuglängsgeschwindigkeit (V₁) abnimmt.
5. System nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur
Ermittlung der die Fahrdynamik des Fahrzeugs beeinflussenden
und/oder repräsentierenden Größe (Δω) weiterhin der
Lenkwinkel (δ) des Fahrzeugs erfaßt wird.
6. System nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß zur
Ermittlung der die Fahrdynamik des Fahrzeugs beeinflussenden
und/oder repräsentierenden Größe (Δω) ein aus der erfaßten
Fahrzeuglängsgeschwindigkeit (V₁) und dem erfaßten
Lenkwinkel (δ), vorzugsweise mittels eines Fahrzeugmodells,
abgeleiteter Wert (ωsoll) mit dem die
Gierwinkelgeschwindigkeit des Fahrzeugs, repräsentierenden
Wert (ωist) verglichen wird.
7. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
Ansteuermittel (103) das Bremssystem (2ÿ) des anderen Rades
(High-Rad) in Reaktion auf die erkannte Blockierneigung
(ABSL) des einen Rades (Low-Rades) derart ansteuern, daß ein
Bremsdruckabsenkung an dem Bremssystem (2ÿ) des anderen
Rades (High-Rad) dann stattfindet, wenn die ermittelte Größe
(Δω, fzstabist) den ermittelten Schwellwert (SW, fzstabsoll)
überschreitet, und/oder ein Bremsdruckaufbau an dem
Bremssystem (2ÿ) des anderen Rades (High-Rad) dann
stattfindet, wenn die ermittelte Größe (Δω, fzstabist) den
ermittelten Schwellwert (SW, fzstabsoll) unterschreitet.
8. System nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das
Ausmaß der Bremsdruckabsenkung und/oder des
Bremsdruckaufbaus an dem Bremssystem (2ÿ) des anderen Rades
(High-Rad) abhängig von dem ermittelten Vergleichsergebnis
(Δω, Δfzstab) getätigt wird, wobei insbesondere der
Gradient der Bremsdruckabsenkung und/oder des
Bremsdruckaufbaus abhängig von dem ermittelten
Vergleichsergebnis (Δω, Δfzstab) und/oder abhängig von der
zeitlichen Änderung des ermittelten Vergleichsergebnisses
(Δω, Δfzstab) gewählt wird.
9. System nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die
Bremsdruckabsenkung und/oder der Bremsdruckaufbau
stufenweise mittels vorgebbaren Druckaufbau- und/oder
Druckabbaupulsen mit vorgebbaren Druckhaltephasen (Thalt)
getätigt wird.
10. System nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die
Druckhaltephasen (Thalt) abhängig von dem Ausmaß des
ermittelten Vergleichsergebnisses (Δω, Δfzstab) vorgegeben
werden, wobei insbesondere die Dauer der Druckhaltephasen
(Thalt) abhängig von dem ermittelten Vergleichsergebnis (Δω,
Δfzstab) und/oder abhängig von der zeitlichen Änderung des
ermittelten Vergleichsergebnisses (Δω, Δfzstab) vorgegeben
werden.
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