DE19955511B4

DE19955511B4 - Verfahren und Vorrichtung zur Einstellung der Bremswirkung bei einem Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE19955511B4
Application number: DE1999155511
Authority: DE
Inventors: Falk Dr. Hecker; Herbert Dr. Schramm; Dieter Woerner
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1999-11-18
Filing date: 1999-11-18
Publication date: 2005-12-22
Anticipated expiration: 2019-11-19
Also published as: DE19955511A1

Abstract

Verfahren zur Einstellung der Bremswirkung an den Rädern (11a-d) eines Kraftfahrzeugs mit wenigstens zwei Rädern und den Rädern zugeordnete Bremseinrichtungen (13a-d), die zur Aufbringung einer Bremswirkung durch Ansteuersignale (Aij) angesteuert werden können, wobei
– Radgrößen (Nij) erfaßt werden, die wenigstens eine Bewegungsgröße eines Rades repräsentieren,
– eine die Dynamik eines Rades repräsentierende Stabilitätsgröße (ISij, λij) wenigstens abhängig von der Radgröße (Nij) gebildet wird,
– eine den Verzögerungswunsch des Fahrers repräsentierende Bremsgröße (Pvor, Fbr) ermittelt wird, und
– die Ansteuersignale (Aij) im Sinne einer Regelung der Stabilitätsgröße (ISij, λij) auf einen vorgebbaren Wert ermittelt werden, wobei als Stabilitätsgröße der Radschlupf (λij) und/oder ein vom Radschlupf (λij) und Radverzögerung abhängiger Instabilitätswert (IS) gebildet wird, und das Regelverhalten modifizierbar ausgelegt ist,
dadurch gekennzeichnet, dass
– eine die Beladung des Fahrzeugs repräsentierende Lastgröße (L) erfaßt wird, und
– das Regelverhalten derart modifiziert wird, dass der vorgebbare Wert...

Description

Die Erfindung geht aus von einem Verfahren bzw. einer Vorrichtung zur Einstellung der Bremswirkung bei einem Kraftfahrzeug mit den Merkmalen der Oberbegriffe der unabhängigen Ansprüche.

Die Einstellung der Bremswirkung bei einem Kraftfahrzeug zur Erhöhung der Fahrstabilität ist aus dem Stand der Technik in einer Vielzahl von Varianten bekannt. So sind beispielsweise Antiblockierregelsysteme bekannt, die durch die Modifizierung der Bremswirkung ein Radblockieren vermeiden. Solch ein System ist beispielsweise aus der EP 0 495 796 B1 bekannt. Zur Vermeidung des Blockierens der Räder wird beispielsweise der Radschlupf mit entsprechenden Schlupfschwellen oder die Radverzögerung mit entsprechenden Verzögerungsschwellen verglichen. Überschreitet der Radschlupf bzw. die Radverzögerung die entsprechenden Schwellenwerte, so wird die Bremswirkung an dem jeweiligen Rad konstant gehalten bzw. abgesenkt. Als Instabilitätsregelung ist in diesem Zusammenhang auch bekannt, eine Instabilitätsgröße im wesentlichen abhängig von dem Radschlupf und der Radverzögerung zu bilden und diese Größe mit entsprechenden Schwellenwerten zu verglei chen. In der EP 0 495 796 B1 wird bei einer Bergabfahrt die Antiblockierregelung in Richtung einer unempfindlichen Regelung verändert.

Das Verhalten eines Fahrzeugs bei Antiblockierbremsungen stellt immer einen Kompromiß zwischen Bremsweg und Stabilität bzw. Lenkfähigkeit dar, der im wesentlichen durch die Abstimmung während der Applikation des Systems bestimmt wird. Eine fahrerindividuelle Veränderung dieses Kompromisses ist nicht bekannt.

Die den Oberbegriff der unabhängigen Ansprüche bildende DE 44 10 299 A1 zeigt ein Verfahren zur Erhöhung der Fahrstabilität in Fahrsituationen mit niedrigem Reibbeiwert. Beim Einsetzen der Blockierschutzregelung in einer Fahrsituation mit niedrigem Reibbeiwert und bei niedrigem Vordruck läuft die Blockierschutzregelung nach einem Regelschema oder Regelprogramm mit "Stabilitäts-Vorrang" ab. Hierbei wird dem Erhalt der Seitenführungskräfte der Vorderräder oder aller Räder und damit dem Erhalt der Lenkbarkeit und der Fahrstabilität des Fahrzeugs Vorrang vor dem Erreichen eines kurzen Bremsweges eingeräumt. Nach dem Anstieg des Vordrucks, der Bremspedalbetätigungskraft, des Pedal- oder Kolbenweges über einen vorgegebenen Grenzwert oder bei einem Indiz auf einen höheren Vordruck wird die Blockierschutzregelung auf "Normalbetrieb" umgeschaltet. Hierbei liegt zugunsten eines kürzeren Bremswegs das Bremsdruckniveau in den Radbremsen der geregelten Räder höher als bei dem Regelprogramm „Stabilitäts-Vorrang".

Die DE 198 22 481 A1 zeigt eine Fahrstabilitätssteuerung, bei dem durch radindividuelles Abbremsen das Verhältnis einer Längskraft zu einer Vertikallast an einem Rad eines jeden der vorderen rechten, vorderen linken, hinteren rechten und hinteren linken Räder im wesentlichen gleich zueinander sind.

Die DE 44 15 613 C1 offenbart eine hydraulische Zweikreis-Bremsanlage mit einer selbsttätigen Auslösung einer Vollbremsung abhängig von der Bremspedalbetätigung.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, den erwähnten Kompromiß zwischen Bremsweg und Stabilität bzw. Lenkfähigkeit in bestimmten Grenzen abhängig vom Fahrerwunsch und der Beladung zu verändern.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst.

Vorteile der Erfindung

Die Erfindung geht aus von einem Verfahren bzw. einer Vorrichtung zur Einstellung der Bremswirkung an den Rädern eines Kraftfahrzeugs mit wenigstens zwei Rädern. Den Rädern sind Bremseinrichtungen zugeordnet, die zur Aufbringung einer Bremswirkung durch Ansteuersignale angesteuert werden können. In bekannter Weise werden Radgrößen erfaßt, die wenigstens eine Bewegungsgröße eines Rades, beispielsweise die Raddrehzahl, repräsentieren. Weiterhin wird eine die Dynamik eines Rades repräsentierende Stabilitätsgröße wenigstens abhängig von der Radgröße gebildet. Die Ansteuersignale werden dann im Sinne einer Regelung der Stabilitätsgröße auf einen vorgebbaren Wert ermittelt, wobei das Regelverhalten modifizierbar ausgelegt ist.

Der Kern der Erfindung besteht darin, daß eine den Brems- bzw. Verzögerungswunsch des Fahrers repräsentierende Bremsgröße ermittelt wird. Erfindungsgemäß wird das Regelverhalten abhängig von der Bremsgröße modifiziert.

Weiterhin ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß weiterhin eine die Beladung des Fahrzeugs, insbesondere die Verteilung der Ladung und/oder die Achslast repräsentierende Lastgröße erfaßt wird. Das Regelverhalten wird dann abhängig von der Lastgröße modifiziert. Dies ist insbesondere für Nutzfahrzeuge interessant.

Das Regelverhalten wird erfindungsgemäß derart modifiziert, dass der vorgebbare Wert abhängig von der Bremsgröße und der Lastgröße modifiziert wird.

Als Stabilitätsgröße wird der Radschlupf und/oder ein vom Radschlupf und Radverzögerung abhängiger Instabilitätswert gebildet werden.

Wie schon erwähnt, ist insbesondere vorgesehen, daß die Regelung im Sinne eines kurzen Bremsweges oder im Sinne einer großen Seitenführung der Räder modifizierbar ist.

Wie erwähnt ist bei konventionellen Systemen eine durch den Fahrer beeinflußbare Veränderung des Kompromisses zwischen kurzem Bremsweg einerseits und guter Seitenführung andererseits nicht möglich. So kann beispielsweise bei sehr niedrigem Reibbeiwert der Fahrbahn zugunsten einer besseren Fahrzeugstabilität bzw. einer besseren Lenkfähigkeit geregelt werden. Die vorliegende Erfindung hat den Vorteil, daß diese Veränderung durch den Fahrer möglich ist, ohne daß dabei das Bremsverhalten für ungeübte Fahrer, beispielsweise bei einer Panikbremsung, verändert wird. Mit der vorliegenden Erfindung wird das Regelverhalten des Antiblockierregelsystems abhängig von der Höhe des Fahrerbremswunsches und ggf. weiterer Größen wie z.B. der Achslast, dahingehend verändert, daß im Bereich von Teilbremsungen eine höhere Stabilität, beispielsweise durch einen geringeren mittleren Schlupf an den Rädern, und damit eine bessere Lenkfähigkeit erreicht wird. Erkauft wird dies durch einen längeren Bremsweg. Bei Vollbremsungen, beispielsweise bei Panikbremsungen, wird das Antiblockierregelsystemverhalten, das im allgemeinen einen möglichst kurzen Bremsweg beinhaltet, nicht verändert. Hierdurch wird eine Veränderung des Antiblockierregelverhaltens abhängig vom Fahrerbremswunsch und ggf. anderer Größen realisiert. Der Fahrer kann somit das Verhalten des Antiblockierregelsystems durch mehr oder weniger starke Betätigung des Bremspedals in gewissen Grenzen verändern. Damit hat der Fahrer, beispielsweise bei sehr glattem Untergrund, die Möglichkeit, die Lenkfähigkeit des Fahrzeugs durch Aufbringen einer nur geringen Bremskraft, zu verbessern.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß mit der erfindungsgemäßen Abhängigkeit des Regelverhaltens von der Bremsgröße auch eine achslastabhängige Bremsfunktion dargestellt wird, ohne die Achslast messen zu müssen. Bei herkömmlichen Bremssystemen ohne achslastabhängige Bremsfunktion neigen die Räder der Hinterachse, insbesondere bei nicht oder wenig beladenem Fahrzeug, im allgemeinen frühzeitig, das heißt schon bei geringem Bremsmoment, zum Blockieren. Durch die erfindungsgemäße Abhängigkeit des Regelverhaltens von der Bremsgröße wird im Teilbremsbereich, alos bei geringerem Bremswunsch, der Blockierneigung der Hinterräder sehr wirksam durch die Regelung entgegengewirkt. Dies ist insbesondere für Nutzkraftfahrzeuge interessant.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß bei Vorliegen einer Bremsgröße, die einen Fahrerwunsch bezüglich einer großen Brems- bzw. Verzögerungswirkung repräsentiert, die Regelung im Sinne eines kurzen Bremswegs modifiziert wird. Liegt eine Bremsgröße vor, die einen Fahrerwunsch bezüglich einer geringeren Brems- bzw. Verzögerungswirkung repräsentiert, so wird die Regelung im Sinne einer großen Seitenführung der Räder modifiziert.

Insbesondere ist vorgesehen, daß die Modifikation der Regelung abhängig vom Ausmaß der Bremsgröße in diskreten oder kontinuierlichen Schritten modifiziert wird.

Als Bremsgröße kann bei hydraulisch oder pneumatisch wirkenden Bremseinrichtungen der vom Fahrer durch Betätigung des Bremspedals einstellbare Vordruck dienen. Es kann aber auch direkt die Betätigungskraft des vom Fahrer des Fahrzeugs betätigbaren Fahrpedals als Bremsgröße ermittelt werden.

Alternativ oder ergänzend hierzu kann vorgesehen sein, daß der durch den Fahrer bedingte vom Bremspedal zurückgelegte Betätigungsweg des Bremspedals zur Ermittlung der Bremsgröße herangezogen wird. Es kann auch die Betätigungsgeschwindigkeit des Bremspedals berücksichtigt werden.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

Zeichnung
Die 1 zeigt schematisch ein Bremssystem eines Kraftfahrzeugs als Blockschaltbild. Die 2 stellt ein Ablaufdiagramm eines Ausführungsbeispiels der Erfindung dar.
Ausführungsbeispiel
Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels dargestellt.
Die 1 zeigt mit den Bezugszeichen 11a bis d vier Räder eines zweiachsigen Fahrzeugs, wobei jedes Rad eines mit dem Bezugszeichen 12a bis d gekennzeichneten Raddrehzahlsensor aufweist. Die Raddrehzahlsensoren übermitteln die Raddreh zahlgrößen Nij zur Auswerteeinheit 16. Der Index i bezeichnet dabei die Zugehörigkeit der entsprechenden Größe zur vorderen (i = v) bzw. zur hinteren (i = h) Achse. Der Index j zeigt die Zugehörigkeit der entsprechenden Größe zur linken Fahrzeugseite (j = 1) bzw. zur rechten Fahrzeugseite (j = r) an.
Jedem Rad 11a bis d sind Radbremsen 13a bis d zugeordnet, deren Bremskraft durch die Leitungen 15a bis d mittels der Ansteuersignale Aij durch die Auswerteeinheit 16 gesteuert wird. Mit dem Bezugszeichen 17 ist das vom Fahrer betätigbare Bremspedal 17 gekennzeichnet, dessen Betätigungskraft Fbr mit einem entsprechenden Sensor der Auswerteeinheit 16 zugeführt wird. Wie schon erwähnt kann alternativ oder ergänzend zur Betätigungskraft Fbr

– der vom Fahrer durch Betätigung des Bremspedals einstellbare Vordruck und/oder
– der durch den Fahrer bedingte vom Bremspedal zurückgelegte Betätigungsweg des Bremspedals und/oder
– die Betätigungsgeschwindigkeit des Bremspedals dem Auswerteeinheit 16 zugeführt werden.

Optional kann ein Lastsensor 18 vorgesehen sein, der die Achslast L an die Auswerteeinheit 16 liefert.
Durch den in der 2 dargestellten Ablauf wird die Funktion der Auswerteeinheit 16 dargestellt. Hierbei wird davon ausgegangen, daß es sich bei dem Bremsregelsystem um einen Antiblockierregler handelt, der hier im speziellen Fall als Schlupfregler ausgebildet ist.
Nach dem Startschritt 21 werden im weiteren Schritt 22 die Raddrehzahlen Nij, die Betätigungskraft Fbr sowie, falls ein Achslastsensor vorgesehen ist, die Achslast L eingelesen. Im folgenden Schritt 23 wird zunächst die sogenannte Fahrzeug referenzgeschwindigkeit aus den Raddrehzahlen (funktionaler Zusammenhang F) gebildet. Die Fahrzeugreferenzgeschwindigkeit repräsentiert die zur Schlupfbildung notwendige Fahrzeuglängsgeschwindigkeit.
Der Bremsschlupf an dem Rad ij ist im allgemeinen definiert als λij = (Vref – Nij)/Vref,wobei Vref die Fahrzeugreferenzgeschwindigkeit ist, die die Fahrzeuglängsgeschwindigkeit repräsentiert.
Im Schritt 23 wird der Radschlupf λij aus den Raddrehzahlen und der Fahrzeugreferenzgeschwindigkeit gebildet. Darüber hinaus wird ein Wert Δ als Funktion (Funktion H) der Bremskraft Fbr sowie optional abhängig von der Achslast L ermittelt. In einem letzten Schritt wird zu jedem Rad ein Schwellenwert SWij als Summe eines konstanten Wertes C und des Wertes Δ erzeugt.
In Schritt 24 wird der Radschlupf mit den im Schritt 23 gebildeten Schwellenwert SWij verglichen. Der Radschlupf λij soll als Bremsschlupf ermittelt werden. Unterschreitet der Bremsschlupf λij den Schwellenwert SWij, so läuft das Rad stabil, woraufhin im Schritt 25 kein Regelungseingriff, also keine Herabsetzung der Bremswirkung in den Radbremsen, erforderlich ist.
Wird jedoch im Schritt 24 festgestellt, daß der Bremsschlupf λij den Schwellenwert SWij überschreitet, so droht das Rad instabil zu werden, woraufhin im Schritt 26 ein Regelungseingriff vorgenommen wird. Dieser Regelungseingriff besteht im allgemeinen darin, daß die Bremswirkung in der Radbremse abgesenkt wird, zumindest aber konstant gehalten wird. Nach dem Endschritt 27 wird der in der 2 gezeigte Ablauf erneut gestartet.
Wie schon erwähnt, ist die Erfindung nicht auf den anhand der in der 2 gezeigten Schlupfregler begrenzt, sondern kann für beliebige Bremsregelsysteme eingesetzt werden.

Claims

Verfahren zur Einstellung der Bremswirkung an den Rädern (11a-d) eines Kraftfahrzeugs mit wenigstens zwei Rädern und den Rädern zugeordnete Bremseinrichtungen (13a-d), die zur Aufbringung einer Bremswirkung durch Ansteuersignale (Aij) angesteuert werden können, wobei – Radgrößen (Nij) erfaßt werden, die wenigstens eine Bewegungsgröße eines Rades repräsentieren, – eine die Dynamik eines Rades repräsentierende Stabilitätsgröße (ISij, λij) wenigstens abhängig von der Radgröße (Nij) gebildet wird, – eine den Verzögerungswunsch des Fahrers repräsentierende Bremsgröße (Pvor, Fbr) ermittelt wird, und – die Ansteuersignale (Aij) im Sinne einer Regelung der Stabilitätsgröße (ISij, λij) auf einen vorgebbaren Wert ermittelt werden, wobei als Stabilitätsgröße der Radschlupf (λij) und/oder ein vom Radschlupf (λij) und Radverzögerung abhängiger Instabilitätswert (IS) gebildet wird, und das Regelverhalten modifizierbar ausgelegt ist, dadurch gekennzeichnet, dass – eine die Beladung des Fahrzeugs repräsentierende Lastgröße (L) erfaßt wird, und – das Regelverhalten derart modifiziert wird, dass der vorgebbare Wert abhängig von der Bremsgröße und abhängig von der Lastgröße (L) modifiziert wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelung im Sinne eines kurzen Bremsweges oder im Sinne einer großen Seitenführung der Räder modifizierbar ist.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß – bei Vorliegen einer Bremsgröße, die einen Fahrerwunsch bzgl. einer großen Verzögerungswirkung repräsentiert, die Regelung im Sinne eines kurzen Bremsweges modifiziert wird und – bei Vorliegen einer Bremsgröße, die einen Fahrerwunsch bzgl. einer geringeren Verzögerungswirkung repräsentiert, die Regelung im Sinne einer großen Seitenführung der Räder modifiziert wird.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß – bei Vorliegen einer Bremsgröße, die einen Fahrerwunsch bzgl. einer großen Verzögerungswirkung repräsentiert, die Regelung abhängig von dem Ausmaß der Bremsgröße im Sinne eines kurzen Bremsweges modifiziert wird und – bei Vorliegen einer Bremsgröße, die einen Fahrerwunsch bzgl. einer geringeren Verzögerungswirkung repräsentiert, die Regelung abhängig von dem Ausmaß der Bremsgröße im Sinne einer großen Seitenführung der Räder modifiziert wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als die die Beladung des Fahrzeugs repräsentierende Lastgröße (L) die Verteilung der Beladung und/oder die Achslast erfaßt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß. als Bremsgröße – bei hydraulisch oder pneumatisch wirkenden Bremseinrichtungen der vom Fairer durch Betätigung des Bremspedals (17) einstellbare Vordruck (Pvor, Fbr) und/oder – die Betätigungskraft des vom Fahrer des Fahrzeugs betätigbaren Bremspedals (17) und/oder – der Weg des vom Fahrer des Fahrzeugs betätigbaren Bremspedals (17) ermittelt wird
Vorrichtung zur Einstellung der Bremswirkung an den Rädern (11a-d) eines Kraftfahrzeugs mit wenigstens zwei Rädern und den Rädern zugeordnete Bremseinrichtungen (13a-d), die zur Aufbringung einer Bremswirkung durch Ansteuersignale (Aij) angesteuert werden können, wobei – erste Sensormittel (12a-d) zur Erfassung von Radgrößen (Nij), die wenigstens eine Bewegungsgröße eines Rades repräsentieren, weiterhin Mittel (16) vorgesehen sind, mittels der – eine die Dynamik eines Rades repräsentierende Stabilitätsgröße (ISij, λij) wenigstens abhängig von der Radgröße (Nij) gebildet wird, – eine den Verzögerungswunsch des Fahrers repräsentierende Bremsgröße (Pvor, Fbr) ermittelt wird, – die Ansteuersignale (Aij) im Sinne einer Regelung der Stabilitätsgröße (ISij, λij) auf einen vorgebbaren Wert ermittelt werden, wobei als Stabilitätsgröße der Radschlupf (λij) und/oder ein vom Radschlupf (λij) und Radverzögerung abhängiger Instabilitätswert (IS) gebildet wird, und das Regelverhalten modifizierbar ausgelegt ist, dadurch gekennzeichnet, daß – zweite Sensormittel (18) zur Erfassung einer die Beladung des Fahrzeugs repräsentierenden Lastgröße (L) vorgesehen sind, und – das Regelverhalten derart modifiziert wird, dass der vorgebbare Wert abhängig von der Bremsgröße und abhängig von der Lastgröße (L) modifiziert wird.
Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelung im Sinne eines kurzen Bremsweges oder im Sinne einer großen Seitenführung der Räder modifizierbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß – bei Vorliegen einer Bremsgröße, die einen Fahrerwunsch bzgl. einer großen verzögerungswirkung repräsentiert, die Regelung im Sinne eines kurzen Bremsweges modifiziert wird und – bei Vorliegen einer Bremsgröße, die einen Fahrerwunsch bzgl. einer geringeren Verzögerungswirkung repräsentiert, die Regelung im Sinne einer großen Seitenführung der Räder modifiziert wird.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als die die Beladung des Fahrzeugs repräsentierende Lastgröße (L) die Verteilung der Beladung und/oder die Achslast erfaßt wird.