DE19743383A1 - Bremskraft-Steuerungssystem für ein Straßenfahrzeug - Google Patents
Bremskraft-Steuerungssystem für ein StraßenfahrzeugInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Bremskraft-Steuerungssystem
für ein Straßenfahrzeug mit elektrisch steuerbarer Vier
kreis-Bremsanlage, bei der die über die einzelnen Rad
bremsen entfaltbaren Bremskräfte radindividuell einstell
bar sind und mit einem Fahrwerk, das mit Stelleinrichtun
gen zur Variation der an den Fahrzeugrädern wirksamen
Normalkräfte ausgerüstet ist, wobei pro Fahrzeugrad minde
stens eine Normalkraft-Stelleinrichtung vorgesehen ist,
die Bremsanlage dahingehend ausgelegt ist, daß die
mittels einer Vorderradbremse und der dieser entlang
der Fahrzeugdiagonalen gesehen gegenüberliegend angeord
neten Hinterradbremse entfaltbare Bremskraft insgesamt
dem mit einem maximalen zwischen der Fahrbahn und den
gebremsten Rädern wirksamen Kraftschlußbeiwert multipli
zierten Fahrzeuggewicht entspricht, und die Stelleinrich
tungen für die Normalkraftverteilung dahingehend ausge
legt sind, daß das Fahrzeuggewicht, im wesentlichen,
d. h. abgesehen von kleinen, im Bereich weniger Prozent
(z. B. 5%) der im statischen Fall symmetrisch und etwa
gleich verteilten Radlasten liegender Bruchteile dersel
ben, auf einem der Vorderräder und dem diesem diagonal
gegenüberliegend angeordneten Hinterrad des Fahrzeuges
abstützbar ist.
Das erfindungsgemäße Bremskraft-Steuerungssystem ver
mittelt zumindest die folgenden Vorteile:
Mit Hilfe der Normalkraft-Stelleinrichtungen ist schon alleine eine wirksame Fahrdynamik-Regelung im Sinne ei ner Kompensation über- oder untersteuernden Lenkverhal tens des Fahrzeuges möglich, ohne daß hierzu von vorn herein eine mit Bremsschlupf-Aufbau arbeitende Fahrdyna mik-Regelung notwendig ist, die vielmehr erst dann akti viert zu werden braucht, wenn die Normalkraft-Vertei lungs-Steuerung zur Erzielung eines erwünschten Kurven fahrt-Verhaltens nicht mehr ausreicht. Dadurch wird Bremsenverschleiß reduziert. Es ist auch möglich, über die beiden Radbremsen einer Fahrzeugdiagonalen praktisch dieselbe Fahrzeugverzögerung zu erzielen, die ansonsten nur durch Aktivierung sämtlicher Radbremsen erzielbar wäre. Demgemäß kann bei einem Ausfall einer Radbremse oder beider entlang einer Fahrzeugdiagonalen einander gegenüberliegender Radbremsen immer noch die nahezu höchstmögliche Fahrzeugverzögerung erreicht werden, was als erheblicher Sicherheitsgewinn anzusehen ist.
Mit Hilfe der Normalkraft-Stelleinrichtungen ist schon alleine eine wirksame Fahrdynamik-Regelung im Sinne ei ner Kompensation über- oder untersteuernden Lenkverhal tens des Fahrzeuges möglich, ohne daß hierzu von vorn herein eine mit Bremsschlupf-Aufbau arbeitende Fahrdyna mik-Regelung notwendig ist, die vielmehr erst dann akti viert zu werden braucht, wenn die Normalkraft-Vertei lungs-Steuerung zur Erzielung eines erwünschten Kurven fahrt-Verhaltens nicht mehr ausreicht. Dadurch wird Bremsenverschleiß reduziert. Es ist auch möglich, über die beiden Radbremsen einer Fahrzeugdiagonalen praktisch dieselbe Fahrzeugverzögerung zu erzielen, die ansonsten nur durch Aktivierung sämtlicher Radbremsen erzielbar wäre. Demgemäß kann bei einem Ausfall einer Radbremse oder beider entlang einer Fahrzeugdiagonalen einander gegenüberliegender Radbremsen immer noch die nahezu höchstmögliche Fahrzeugverzögerung erreicht werden, was als erheblicher Sicherheitsgewinn anzusehen ist.
Zwar ist es durch die DE 42 01 496 A1 zur Erzielung ei
nes erhöhten Fahrkomforts sowie eines neutralen Lenk
verhaltens eines Fahrzeuges für sich bekannt, durch An
steuerung von hydraulischen Fahrwerks-Stelleinrichtun
gen die aus den bei Kurvenfahrt auftretenden Wankmomen
ten resultierenden Radlast-Änderungen so zu verteilen,
daß sich das angestrebte neutrale Lenkverhalten annä
hernd einstellt.
Im Unterschied zu der bekannten Steuerungseinrichtung,
bei der die Radlastverteilung nur innerhalb relativ en
ger Grenzen möglich ist, d. h. dem Betrage nach in Höhe
des auftretenden Wankmoments, ist bei dem erfindungsge
mäßen Bremskraft-Steuerungssystem eine höchstmögliche
Variation der Radlastverteilung vorgesehen, um eine
entsprechend effektive Erweiterung des fahrdynamischen
Regelbereiches zu erzielen, der für eine weitestmögli
che Ausnutzung eines fahrdynamischen Bremseneingriffs
erforderlich ist.
In vorteilhafter Gestaltung des Bremskraft-Steuerungs
systems wird die für eine "Zweirad-Bremsung" mittels nur
einer Vorderradbremse und der diagonal gegenüberliegen
den Hinterradbremse erforderliche Bremskrafterhöhung
durch druckerhöhende Ansteuerung der Bremsdruck-Stell
einrichtungen erzielt, was, da diese Art der Bremsung
gleichsam nur für den Notfall gedacht ist, ohne weiteres
möglich ist und nicht zu einem nennenswerten Mehrver
schleiß führt.
Gleichwohl kann es zweckmäßig sein, wenn die Bremsen
z. B. 4-Kolben-Bremssattel haben, wobei im normalen
Bremsbetrieb nur ein Kolbenpaar und im Diagonalbremsbe
trieb die weiteren Kolbenpaare zur Bremskraftentfaltung
ausgenutzt werden.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn das Bremskraft-Steu
erungssystem dahingehend ausgelegt ist, daß für Rück
wärtsfahrt eine Bremskraft-Aufteilung mit relativ höhe
rem Hinterachs-Bremskraftanteil als dem Vorderachs-Bremskraftanteil
nutzbar ist, damit auch bei Rückwärts
fahrt unter schlechten Straßenverhältnissen noch best
mögliche Fahrzeugverzögerungen erreichbar sind.
Wenn, wie gemäß Anspruch 5 vorgesehen, am Beginn einer
Bremsung lediglich eine der Radbremsen zur Bremskraft
entfaltung herangezogen wird, so kann aus einem Ver
gleich eines gemessenen Wertes der Fahrzeugverzögerung
mit einem aufgrund der geometrischen Bremsendaten und
des gemessenen Bremsdruckes berechneten Wertes der Soll
verzögerung auf den Zustand der Bremsbeläge geschlossen
und eine diesbezügliche Diagnose auf einfache Weise
durchgeführt werden.
Analog kann, wie gemäß den Merkmalen des Anspruchs 6
vorgesehen, durch eine zeitweise Aktivierung lediglich
einer der Radbremsen der aktuell gegebene Wert des
Fahrbahn-Reibbeiwertes (µ) ermittelt werden; derartige
Aktivierungen nur einer Radbremse erfolgen zweckmäßi
gerweise in regelmäßigen Zeitabständen und in Fahrsi
tuationen, in denen der Fahrer die Bremsanlage nicht
betätigt und das Fahrzeug mit einer im wesentlichen
konstanten Geschwindigkeit rollt. Bei solchen zur Reib
beiwerterkennung erfolgenden Bremszyklen wird das ge
bremste Rad durch Aktivierung seiner Normalkraft-Stell
einrichtung so weit entlastet, daß die Radlast des ge
bremsten Rades auf einen kleinen Bruchteil von z. B. nur
10% bis 30% seiner bei ungebremster Fahrt wirksamen Rad
last reduziert ist, so daß durch die Bremsung dieses
Rades nur eine vom Fahrer nicht spürbare Fahrzeugverzö
gerung auftritt, wobei eine solche Verzögerung auch da
durch kompensiert werden kann, daß während des Reibbei
wert-Meßzyklus eine Kompensatorische Erhöhung des vom
Fahrzeugmotor entfalteten Vortriebsmoments selbsttätig
eingesteuert wird, so daß die durch die Einzelradbrem
sung entstehende Rückwirkung auf das Fahrzeug praktisch
ausgeglichen wird. Während einer solchen Bremsung wird
die eingesteuerte Rad-Bremskraft so weit gesteigert,
bis der an diesem Rad auftretende Bremsschlupf einen
für eine höchstmögliche Kraftschluß-Ausnutzung charak
teristischen Wert von z. B. 30% bis 40% erreicht.
In bevorzugter Ausgestaltung des Bremskraft-Steuerungs
systems ist vorgesehen, daß auch bei einer vom Fahrer
initiierten, auf eine signifikante Fahrzeugverzögerung
gerichteten Teil- oder Vollbremsung, ggf. auch eine zu
mindest in ihrer einleitenden Phase als automatisch ge
steuerte Vollbremsung (Bremsassistent-Funktion) gerich
tete Bremsung eine Ermittlung des nutzbaren Fahrbahn-Reibwertes
µ erfolgt. Hierzu ist eine Ansteuerung des
Bremskraft- und des Normalkraft-Steuerungssystems da
hingehend vorgesehen, daß am Beginn der Bremsung ein
überwiegender Anteil des Fahrzeuggewichts über nur zwei
einander diagonal gegenüberliegende Fahrzeugräder, die
dann entsprechend stärker gebremst werden, abgestützt
wird und die Räder der anderen Fahrzeugdiagonalen ent
sprechend entlastet werden. An den entlasteten Fahr
zeugrädern wird eine Ansteuerung der Radbremsen mit
schrittweiser oder monoton-kontinuierlicher Erhöhung
des Bremsdruckes vorgenommen und fortlaufend die Ände
rungsrate dω/dt der Raddrehzahl ermittelt. Für den
Bremsdruck pB, für den sich die maximale Änderungsrate
der Raddrehzahl ergibt, wird gemäß der Beziehung
in der mit Θ das Trägheitsmoment des gebremsten ent
lasteten Rades, mit FN die an diesem wirksame Radlast,
mit rdyn sein dynamischer Rollradius und mit MB das
durch die Bremsdruckeinstellung bei maximaler Drehzahl-Änderungsrate
gegebene Bremsmoment bezeichnet sind, der
maximal nutzbare Fahrbahn-Reibbeiwert µ ermittelt, wo
bei das Bremsmoment MB seinerseits durch die Beziehung
MB = pB · CB
gegeben ist, in der mit pB der eingesteuerte Bremsdruck
und mit CB ein die Bremsenauslegung berücksichtigender
Proportionalitätsfaktor bezeichnet sind.
Diese Ermittelung des nutzbaren Fahrbahn-Reibbeiwertes
sowohl für die linke als auch für die rechte Fahrzeug
seite läßt gleichsam in einem Meßzyklus auch erkennen,
ob diese Reibbeiwerte voneinander verschieden sind,
d. h. "µ-Split-Verhältnisse" vorliegen, die z. B. bei
einer Bremsschlupf-Regelung besonders kritisch sind, so
daß deren Kenntnis gleichsam für die Vorwahl von Rege
lungsparametern besonders wichtig ist.
Die den Merkmalen des Anspruchs 8 entsprechende Varian
te eines erfindungsgemäßen Bremskraft-Steuerungssystems
hat den Vorteil, daß, unabhängig vom Beladungszustand
des Fahrzeuges und der Fahrbahn-Topographie mit einer
definierten Pedalstellung eines Bremskraft-Sollwertge
bers stets auch derselbe - definierte - Wert der Fahr
zeugverzögerung verknüpft ist, wodurch der Bremskomfort
erheblich verbessert wird.
Bei einem Fahrzeug, das mindestens einen Elektroantrieb
oder einen elektrischen Hilfsantrieb hat, der zur Ent
faltung von Bremskraft in einen zur Aufladung der Fahr
zeugbatterie geeigneten Rekuperations-Betrieb umschalt
bar ist, ist eine Auslegung des Bremskraft-Steuerungs
systems dahingehend besonders vorteilhaft, daß bei per
manenter Überwachung des Betriebs- und Funktionszustan
des der Fahrzeugbatterie zwar die Rekuperationsfähig
keit möglichst weitgehend zur Bremskraftentfaltung heran
gezogen wird, jedoch rechtzeitig, bevor ein Schnelladen
der Fahrzeugbatterie nicht mehr möglich ist und ein Ab
fall der durch die Minderung des Rekuperations-Bremsmo
ments bedingten Fahrzeugverzögerung eintreten könnte,
auch die Aktivierung der hydraulischen Radbremsen er
folgt, so daß eine sollwertgesteuerte Fahrzeugverzöge
rung zuverlässig eingehalten werden kann. Diese bedarfs
gerechte Nutzung der elektrisch rekuperationsfähigen
Energie zur Bremskraftentfaltung ermöglicht sowohl ei
nen schonenden Betrieb der hydraulischen Bremsen als
auch eine optimale Nutzung der Batteriekapazität, ohne
die Batterie zu überlasten.
Unter Ausnutzung des erfindungsgemäßen Bremskraft-Steu
erungssystems ist gemäß den Merkmalen der Ansprüche 10
und 11 ein wirksames Regelungssystem zur Erzielung ei
nes fahrdynamisch stabilen Verhaltens eines Straßen
fahrzeuges implementierbar, das in der einleitenden
Phase einer Fahrdynamik-Regelung durch Verspannen des
Fahrwerks mittels der Normalkraft-Stelleinrichtungen
die fahrdynamisch jeweils günstigste Radlastverteilung
vermittelt und, falls hierdurch allein fahrdynamische
Stabilität noch nicht in ausreichendem Maße erreichbar
ist, durch zusätzlichen Bremseneingriff und daraus re
sultierenden Bremsschlupf-Aufbau die fahrdynamisch gün
stigste Seitenführungskraft-Verteilung auf die Vorder- und
die Hinterräder des Fahrzeuges bewirkt.
Weitere Einzelheiten des erfindungsgemäßen Bremskraft-Steuerungssystems
und des fahrdynamischen Regelungssy
stems ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung
eines speziellen Ausführungsbeispiels sowie von Varian
ten desselben anhand der Zeichnung. Es zeigen:
Fig. 1 ein schematisch vereinfachtes Blockschaltbild
eines erfindungsgemäßen Bremskraft-Steuerungs
systems und
Fig. 2 Einzelheiten einer Normalkraft-Stelleinrichtung
des Bremskraft-Steuerungssystems gemäß Fig. 1,
in ebenfalls stark vereinfachter, schematischer
Darstellung.
Das in der Fig. 1 insgesamt mit 10 bezeichnete Brems
kraft-Steuerungssystem ist für ein Straßenfahrzeug mit
vier Fahrzeugrädern gedacht, das zum einen mit einer
elektrohydraulischen Bremsanlage ausgestattet ist, die
es ermöglicht, rad-individuell verschiedene Bremsdrücke
in die Radbremsen 11 bis 14 seiner Bremsanlage einzu
koppeln und, zum anderen, mit einem sogenannten aktiven
Fahrwerk ausgerüstet ist, das die Fähigkeit vermittelt,
die über die Fahrzeugräder auf der Fahrbahn abstützbaren
Radlasten, selbstverständlich bei gleichbleibender Summe
derselben, situationsgerecht derart zu verändern, daß
ein Höchstmaß an dynamischer Stabilität des Fahrzeuges
erhalten bleibt.
Zu diesem Zweck sind den Fahrzeugrädern einzeln zuge
ordnete, elektrisch ansteuerbare Spanneinrichtungen 16
vorgesehen, mittels derer die Vorspannung "passiv"
elastischer Federelemente, z. B. von Schraubenfedern,
einstellbar ist, mittels derer ein dem jeweiligen Fahr
zeugrad zugeordneter Achs-Lenker 18 der Vorder- oder
der Hinterachse des Fahrzeuges, an dem das jeweilige
Fahrzeugrad drehbar gelagert ist, auf- und abschwenkbar
nachgiebig abgestützt ist. In der Fig. 1 ist lediglich
eine dieser Spanneinrichtungen schematisch dargestellt.
Diese Spann-Einrichtungen 16 haben beim dargestellten,
speziellen Ausführungsbeispiel, karosseriefest angeord
nete, doppelt wirkende, über nicht dargestellte Magnet
ventile elektrisch ansteuerbare lineare Hydrozylinder
21, mittels derer der - vertikale - Abstand karosserie
seitig angeordneter Federteller 22 von lenkerseitig an
geordneten Federtellern 23, zwischen denen die passiven
elastischen Federelemente 17 der Fahrzeugfederung - ein
gespannt - angeordnet sind, gesteuert veränderbar ist,
wodurch im Ergebnis die angesprochene Radlast-Einstel
lung erzielbar ist. Die Spanneinrichtungen 16 sind mit
nicht dargestellten Weg-Gebern ausgerüstet, mittels
derer die Position der Kolben der Hydrozylinder inner
halb deren Gehäuse erfaßbar ist. Beispielsweise können
diese Spanneinrichtungen 16 so eingestellt werden, daß
bei stehendem Fahrzeug ein weitaus überwiegender Teil
des Fahrzeuggewichts auf einem der Vorderräder und dem
diesem diagonal gegenüberliegenden Hinterrad abgestützt
ist, wobei, Gleichheit der Vorderachs- und der Hinter
achs-Last vorausgesetzt, das belastete Vorderrad und
das belastete Hinterrad jeweils annähernd die Hälfte
des Fahrzeuggewichts abstützen, während die beiden an
deren Fahrzeugräder nahezu unbelastet sind und in die
ser - fiktiven - Situation die Fahrzeugkarosserie ge
genüber der Fahrbahn keinerlei Neigung aufweist.
Diese Art der Abstützung des Fahrzeuges über zwei die
Fahrzeugdiagonale repräsentierende Fahrzeugräder ist
auch im dynamischen Betrieb des Fahrzeuges von Bedeu
tung, wie nachfolgend noch erläutert werden wird.
Das Bremskraft-Steuerungssystem 10 gemäß Fig. 1 umfaßt
den Radbremsen 11 bis 14 je einzeln zugeordnete Brems
druck-Stelleinrichtungen 26, 27, 28 und 29, die in der
Reihenfolge ihrer Numerierung der linken Vorderradbrem
se 11, der rechten Vorderradbremse 12, der linken Hin
terradbremse 13 und der rechten Hinterradbremse 14 zu
geordnet sind.
Diese Bremsdruck-Stelleinrichtungen sind so ausgebil
det, daß sie den Bremsdruck in der jeweiligen Radbremse
11 bis 14 erhöhen, halten oder erniedrigen, wenn und
solange an diesbezüglichen Sollwert-Ausgängen 31 bis 34
einer elektronischen Steuereinheit 24 des Bremskraft-Steuerungssystems
die diesbezügliche Information ent
haltende Sollwert-Ausgangssignale anstehen.
Die elektronische Steuereinheit 24 ist, ihrerseits, über
mindestens einen elektromechanischen oder elektronischen
Positionsgeber 35 oder 35′ ansteuerbar, der ein elektri
sches Ausgangssignal erzeugt, das ein Maß für den Betrag
der Fahrzeugverzögerung (-ax) ist, die der Fahrer durch
Betätigung der Bremsanlage erzielen möchte.
Um das dynamische Verhalten der Fahrzeugräder und damit
auch - indirekt - des Fahrzeuges erfassen zu können,
sind den Fahrzeugrädern einzeln zugeordnete Raddrehzahl
sensoren 36 bis 39 vorgesehen, die für die Radumfangsge
schwindigkeiten charakteristische elektrische Ausgangs
signale erzeugen, die der elektronischen Steuereinheit
24 an diesbezüglichen Informations-Eingängen 41 bis 44
zugeleitet sind.
Des weiteren sind den Radbremsen 11 bis 14 einzeln zuge
ordnete, elektromechanische oder elektronische Druckge
ber 46 bis 49 vorgesehen, die elektrische Ausgangssigna
le erzeugen, die ein Maß für den in die jeweilige Rad
bremse 11 bis 14 eingekoppelten Bremsdruck sind und der
elektronischen Steuereinheit 24 an diesbezüglichen Brems
druck-Informationseingängen 46′ bis 49′ zugeleitet sind.
Des weiteren ist das Fahrzeug mit einem Giergeschwindig
keitssensor 51 versehen, der elektrische Ausgangssigna
le erzeugt, die ein Maß für die Giergeschwindigkeit
sind, mit der Dreh-Bewegungen des Fahrzeugs um seine
Hochachse erfolgen, sei es dadurch, daß das Fahrzeug - dynamisch
stabil - eine Kurve durchfährt, oder dadurch,
daß das Fahrzeug dynamisch instabil wird, weil, z. B.,
die Seitenführungskraft der Hinterräder nicht mehr aus
reicht, um das Fahrzeug in der Spur zu halten.
Anhand einer durch die elektronische Steuereinheit 24
nach gängigen Kriterien erfolgenden Auswertung und Ver
arbeitung der Ausgangssignale des Pedalstellungsgebers
35 bzw. 35′, die den Fahrerwunsch nach Fahrzeugverzöge
rung repräsentieren, sowie der Ausgangssignale der Rad
drehzahlsensoren 36 bis 39 sowie der Bremsdruckgeber 46
bis 49 als Istwert-Geber zu Ansteuersignalen für die
Bremsdruck-Stelleinrichtungen 26 bis 29 sind mittels des
insoweit nach Aufbau und Funktion erläuterten Brems
kraft-Steuerungssystems 10 mindestens die folgenden
Funktionen implementierbar:
- a) Steuerung des Zielbremsbetriebs nach Maßgabe vom Fahrer durch Betätigung des Bremspedals eingesteuerter Sollwert-Signale;
- b) Steuerung der Vorderachs/Hinterachs-Bremskraftver teilung, z. B. im Sinne der Einhaltung einer idealen Bremskraftverteilung unter Berücksichtigung von durch differenzierende Verarbeitung der Drehzahlsen sor-Ausgangssignale ermittelten Werten der Fahrzeug verzögerung;
- c) ggf. selbsttätige Auslösung einer Vollbremsung, wenn das aus einer zeitlich differenzierenden Verarbeitung der Ausgangssignale des Pedalstellungsgebers 35 er kennbare Betätigungsverhalten des Fahrers erkennen läßt, daß dieser eine hohe Fahrzeugverzögerung wünscht;
- d) Antiblockierregelung durch selbsttätige Bremsdruck-Modulation mittels der radindividuell ansteuerbaren Bremsdruck-Stelleinrichtungen 26 bis 29;
- e) Antriebs-Schlupf-Regelung durch selbsttätige Aktivie rung derjenigen Bremsdruck-Stelleinrichtungen, die den angetriebenen Fahrzeugrädern zugeordnet sind, z. B. der Bremsdruck-Stelleinrichtungen 28 und 29 der Hinterräder und
- f) Fahrdynamik-Regelung durch selbsttätig gesteuerten Aufbau von Bremschlupf an einem oder mehreren der Fahrzeugräder, um dadurch Seitenführungskraft, z. B. an der Vorderachse abzubauen und insoweit einer Über steuerungstendenz des Fahrzeuges entgegenzuwirken.
Darüber hinaus sind mit dem Bremskraft-Steuerungssystem
10 auch die Funktion einer Abstandsregelung bei Kolon
nenfahrt durch selbsttätige Aktivierung der Bremsanlage
in Abhängigkeit von Ausgangssignalen einer Sensorik, die
den Abstand zu einem vorausfahrenden Fahrzeug erfaßt,
sowie die Funktion eines selbsttätigen Feststell-Brems
betriebs auf ansteigender bzw. abschüssiger Fahrbahn
nach gängigen Plausibilitätskriterien durch selbsttätige
Aktivierung der Bremsdruck-Stelleinrichtungen 26 bis 29
implementierbar.
Im Sinne der letztgenannten "Hillholder"-Funktion ist es
vorteilhaft, wenn das Fahrzeug auch mit einem Neigungs
sensor 52 ausgerüstet ist, der ein elektrisches Ausgangs
signal erzeugt, das die Information über die Fahrbahn-Steigung
ε enthält und in Kombination mit dem Fahrzeug
gewicht auch in Einheiten einer auf das Fahrzeug wirken
den Abtriebskraft auswertbar ist, die bei einer bergab
erfolgenden Bremsung des Fahrzeuges mit "weg"-gebremst
werden muß und bei einer in Bergauffahrt erfolgenden
Bremsung die Fahrzeugverzögerung unterstützt.
Um hinsichtlich der Ermittlung der bei einer Bremsung
auftretenden Fahrzeuglängsverzögerung (ax) nicht auf ei
ne Auswertung der Ausgangssignale der Raddrehzahlsenso
ren 36 bis 39 angewiesen zu sein, die mit zunehmendem
Bremsschlupf mit zunehmender Ungenauigkeit behaftet wä
re, ist das Fahrzeug auch mit einem Längsbeschleunigungs- bzw.
Verzögerungs-Sensor 53 ausgerüstet, der für die am
Fahrzeug wirksame Längs-Beschleunigung bzw. -Verzögerung
charakteristische Ausgangssignale erzeugt, die der elek
tronischen Steuereinheit 24 ebenfalls als Informations-Eingabesignale
zugeleitet sind und von dieser im Sinne
eines Soll-Ist-Wert-Vergleichs verarbeitbar sind.
Des weiteren ist der elektronischen Steuereinheit 24
auch das - elektrische - Ausgangssignal eines Lenkwin
kel(α)-Sensors zugeleitet, anhand dessen die elektro
nische Steuereinheit 24 erkennt, welchen Bahnradius der
Fahrer bei Kurvenfahrt einstellen will. Unter Mitverar
beitung der Ausgangssignale der Raddrehzahlsensoren 36-39
ermittelt die elektronische Steuereinheit 24 die
hierbei zu erwartende Querbeschleunigung, zu deren
"direkter" Erfassung auch ein elektronischer oder elek
tromechanischer Querbeschleunigungs-(ay)-Sensor 56 vor
gesehen ist, dessen elektrisches Ausgangssignal ein di
rektes Maß für den jeweils erreichten Wert der Querbe
schleunigung ay ist. Aus einem Vergleich des errechne
ten Querbeschleunigungs-Wertes mit dem gemessenen und/oder
anhand der Ausgangssignale des Giergeschwindig
keits-Sensors 51, sowie auch aus der vergleichenden
Verarbeitung der Ausgangssignale der Raddrehzahlsenso
ren 36 bis 39 erkennt die elektronische Steuereinheit
24, ob das Fahrzeug in der beabsichtigten Bahn ver
bleibt oder nicht und trifft im zweitgenannten Fall
selbsttätig die Entscheidung über fahrdynamische Rege
lungs-Maßnahmen, die geeignet sind, einer Über- oder
Unter-Steuerungstendenz des Fahrzeuges entgegenzuwirken.
Um hierbei, d. h. zum Zweck der Fahrdynamik-Regelung,
die Spann-Einrichtungen 16 des "aktiven" Fahrwerks wir
kungsvoll mit ausnutzen zu können, sind diese dahinge
hend ausgelegt, daß die passiven - elastischen - Federele
mente 17, deren Vorspannung im eingefederten Zustand
bei stehendem Fahrzeug, symmetrische Lastverteilung bezüg
lich der vertikalen Längsmittelebene des Fahrzeuges
vorausgesetzt, jeweils der halben Achslast entspricht,
mittels der Hydrozylinder 21 der Spanneinrichtungen 16
soweit zusammendrückbar sind, daß ihre Federvorspannung
wesentlich höher ist als der halbe Wert der Achslast
einschließlich einer z. B. beim Bremsen des Fahrzeuges
in Längsrichtung auftretenden dynamischen Achslast-Ver
größerung und vorzugsweise dem jeweils maximal erreich
baren Wert der Achslast entspricht; des weiteren sind
die Spanneinrichtungen 16 dahingehend ausgelegt, daß
die Federelemente 17, durch "Einfahren" der Hydrozylin
der im Sinne einer Vergrößerung der Federlänge so weit
entspannbar sind, daß ihre Rest-Vorspannung nur noch
einem geringen Bruchteil von z. B. einigen Prozent der
in einem stationären Betriebszustand des Fahrzeuges,
in dem auf dieses weder Längs- noch Querbeschleunigun
gen wirken, gegebenen Radlast entspricht. Durch diese
mittels der elektronischen Steuereinheit 24 steuerbare
Einstellbarkeit der Feder-Vorspannungen besteht die
Möglichkeit, den überwiegenden Teil des Fahrzeug-Ge
samtgewichtes auf zwei Fahrzeugräder zu verteilen, näm
lich jeweils auf ein Vorderrad und das diesem diagonal
gegenüberliegend angeordnete Hinterrad und das andere
Vorderrad und das diesem diagonal gegenüberliegende
Hinterrad praktisch vollständig zu entlasten.
In Anpassung an diese Auslegung der Spann-Einrichtungen
16 sind die Bremsdruck-Stelleinrichtungen 26 bis 29 so
ausgelegt, daß mittels je einer der Vorderradbremsen 11
und 12 allein eine Bremskraft aufbaubar ist, die dem
gesamten Vorderachs-Lastanteil des Fahrzeuges, multi
pliziert mit einem Maximalwert des Kraftflußbeiwertes µ
(µ = ca. 1), der bei trockener griffiger Straße zwi
schen der Fahrbahn und den Fahrzeugrädern ausnutzbar
ist, entspricht; desgleichen sind die Bremsdruck-Stell
einrichtungen 28 und 29 der Hinterradbremsen 13 und 14
jeweils so ausgelegt, daß mittels einer der beiden Rad
bremsen eine Bremskraftentfaltung möglich ist, die dem
mit dem Maximalwert des Kraftschlußbeiwertes multipli
zierten Hinterachs-Lastanteil entspricht.
Bei dieser Auslegung der Bremsdruck-Stelleinrichtungen
26 bis 29 und erforderlichenfalls auch der Radbremsen 11
bis 14 kann allein durch Aktivierung z. B. der linken
Vorderradbremse 11 und der rechten Hinterradbremse 14
eine Fahrzeugverzögerung des Wertes µ · Gg (Gg = Fahr
zeuggesamtgewicht) entfaltet werden, d. h. eine Fahrzeug
verzögerung, die ansonsten nur unter Ausnutzung sämtli
cher Radbremsen 11 bis 14 des Fahrzeuges erzielbar
wäre.
Das Fahrzeug ist daher bei Ausfall einer Vorderradbrem
se 11 oder 12 oder einer Hinterradbremse 13 oder 14,
aber auch bei Ausfall einer Vorderradbremse und der die
ser diagonal gegenüberliegend angeordneten Hinterrad
bremse noch mit mindestens annähernd derselben maximalen
Verzögerung bremsbar wie bei völlig intakter Bremsanla
ge.
Dasselbe gilt sinngemäß, wenn ein Reifen beschädigt ist,
worauf die elektronische Steuereinheit 44 in der Weise
reagieren kann, daß das schadhafte Fahrzeugrad entlastet
wird, desgleichen das diesem diagonal gegenüberliegende
Hinterrad und das Fahrzeuggewicht gleichsam auf die Rä
der der anderen Fahrzeug-Diagonalen verlagert wird.
Darüber hinaus ist das Bremskraft-Steuerungssystem 10
auch auf die Implementierung der folgenden Funktionen
ausgelegt:
Davon ausgehend, daß das Fahrzeug von sich aus ein un tersteuerndes Lenkverhalten zeigt, kann in einer Kur venfahrt, in der normalerweise das kurveninnere Vorder rad entlastet ist, z. B. in einer Rechtskurve das rechte Vorderrad, dieses durch Aktivierung seiner Spann-Ein richtung 16 im Sinne eines Zusammendrückens seiner Radfeder so kräftig auf die Fahrbahn gedrückt werden, daß praktisch gleiche Radlasten an den Vorderrädern wirksam sind. Zweckmäßigerweise wird bei einer solchen Radlast-Einstellung gleichzeitig auch die Spann-Ein richtung 16 des kurvenäußeren Vorderrades im Sinne ei ner Verlängerung - Entlastung - ihrer Radfeder ange steuert und zur Radlast-Angleichung an den beiden Vor derrädern mit ausgenutzt. Dies hat, gleichen Kraft schlußbeiwert an den Vorderrädern vorausgesetzt, auch gleiche Kraftschlußausnutzung an denselben zur Folge. Es versteht sich, daß mittels der Spanneinrichtungen 16 auch andere Radlastverteilungen einsteuerbar sind.
Davon ausgehend, daß das Fahrzeug von sich aus ein un tersteuerndes Lenkverhalten zeigt, kann in einer Kur venfahrt, in der normalerweise das kurveninnere Vorder rad entlastet ist, z. B. in einer Rechtskurve das rechte Vorderrad, dieses durch Aktivierung seiner Spann-Ein richtung 16 im Sinne eines Zusammendrückens seiner Radfeder so kräftig auf die Fahrbahn gedrückt werden, daß praktisch gleiche Radlasten an den Vorderrädern wirksam sind. Zweckmäßigerweise wird bei einer solchen Radlast-Einstellung gleichzeitig auch die Spann-Ein richtung 16 des kurvenäußeren Vorderrades im Sinne ei ner Verlängerung - Entlastung - ihrer Radfeder ange steuert und zur Radlast-Angleichung an den beiden Vor derrädern mit ausgenutzt. Dies hat, gleichen Kraft schlußbeiwert an den Vorderrädern vorausgesetzt, auch gleiche Kraftschlußausnutzung an denselben zur Folge. Es versteht sich, daß mittels der Spanneinrichtungen 16 auch andere Radlastverteilungen einsteuerbar sind.
Durch das Verspannen des Fahrzeuges, das durch Nieder
drücken des rechten Vorderrades und Einziehen des Kol
bens der Spanneinrichtung 16 des linken Vorderrades er
folgt, wird gleichzeitig das kurveninnere Hinterrad des
Fahrzeuges weiter entlastet bzw. das kurvenäußere Hin
terrad zusätzlich belastet, mit der Folge, daß unglei
che Kraftschluß-Ausnutzung an den Hinterrädern ent
steht, und mit der weiteren Folge, daß die Summe der
Seitenführungskräfte der Hinterräder insgesamt abnimmt
und das Fahrzeug in die Kurve eindreht, wobei der zuvor
bestehenden Untersteuerungstendenz gleichsam durch eine
Übersteuerungstendenz entgegengewirkt wird, die durch
die Radlast-Einstellung erzielt wird.
Hat das Fahrzeug, andererseits, ein übersteuerndes Lenk
verhalten, so kann die Übersteuerungstendenz dadurch
reduziert oder kompensiert werden, daß die Spanneinrich
tung des in der Kurvenfahrt schon stärker belasteten
kurvenäußeren Vorderrades zusätzlich im Sinne einer Ver
größerung der Feder-Vorspannung dieses Vorderrades an
gesteuert wird, womit auch eine Vergrößerung der Normal
kraft am kurveninneren Hinterrad einhergeht, mit der
Folge, daß das Fahrzeug an der Hinterachse gleichsam
stabilisiert wird, und die Seitenführungskraft an der
Vorderachse abnimmt, weil die Radlastdifferenz an der
Vorderachse zunimmt. Zweckmäßigerweise wird auch in die
sem Fall die Spanneinrichtung des kurveninneren Vorder
rades gegensinnig, d. h. im Sinne einer Spannungsvermin
derung seiner Radfeder, aktiviert.
Für den Fall, daß diese allein mit Hilfe der Spann-Ein
richtungen 16 erzielte "Fahrdynamik-Regelung" zur dyna
mischen Stabilisierung des Fahrzeuges nicht ausreicht
und zusätzlich die Fahrdynamik-Regelung durch Bremsen-Eingriff
am stärker belasteten kurvenäußeren Vorderrad
wirksam werden muß, so kann an diesem ein umso höheres
rückdrehendes, stabilisierendes Moment aufgebracht wer
den. Im Ergebnis wird der einer fahrdynamischen Rege
lung zugängliche Bereich erweitert, da sich die Radlast
einstellung gleichsam als Erhöhung des Fahrbahn-Reib
wertes auswirkt.
Es wird davon ausgegangen, daß die Erläuterung elektro
nisch-schaltungstechnischer Einzelheiten der elektroni
schen Steuereinheit 24 nicht erforderlich ist, da ein
Fachmann diese bei Kenntnis ihres Zweckes mit gängigen
Mitteln der elektronischen Steuerungs- und Regelungs
technik realisieren kann. Dies gilt auch mit Bezug auf
die weiteren, nachfolgend zu erläuternden Funktionen,
die, dank der "kräftigen" Auslegung der Bremsdruck- bzw.
Bremskraft-Stelleinrichtungen 26 bis 29, insbesondere
der Bremskraft-Stelleinrichtungen 28 und 29 der Hinter
radbremsen 13 und 14 des Bremskraft-Steuerungssystems
möglich sind. Demgemäß ist vorgesehen, daß dieses bei
Rückwärtsfahren auf eine Bremskraftverteilung mit rela
tiv höherem Hinterachs-Bremskraft-Anteil als an der Vor
derachse umgeschaltet wird, so daß sich insbesondere im
Winter auf schneeglatter, abschüssiger Straße ein erheb
lich besseres Verzögerungsverhalten erzielen läßt.
Des weiteren ist eine Bremskraft-Steuerung implemen
tiert, die eine Erkennung des Zustandes der Bremsbeläge
ermöglicht. Hierzu wird zeitweise, z. B. am Beginn einer
Bremsung, nur mit einem Rad gebremst und die aus dem ge
messenen Radbremsdruck und den geometrischen Daten der
Bremse errechnete theoretische Fahrzeugverzögerung mit
der mittels des Verzögerungssensors 53 gemessenen oder
anhand der Ausgangssignale der Raddrehzahlfühler 36 bis
39 ermittelten Verzögerung verglichen. Ergibt sich hier
bei eine außerhalb eines hinnehmbaren Toleranzbereiches
liegende Verzögerungs-Differenz, so wird eine Zustands-Anzeige
angesteuert, die dem Fahrer signalisiert, wel
cher Bremsbelag nur noch einen unzulänglichen Reibbei
wert hat.
Einzelradbremsungen bei geringer Radlast, die z. B. in
regelmäßigen kurzen Zeitabständen wiederholt werden,
können auch zur Bestimmung des Fahrbahn-Reibwertes (µ)
genutzt werden. Solche Bremsungen lassen sich ohne wei
teres so steuern, daß sie nicht zu einer nennenswerten
Fahrzeugverzögerung führen, die den Fahrer stören könn
te, da der gemäß der Beziehung µ=FB/FN als das Verhält
nis der Bremskraft FB zur Normalkraft FN (Radlast) ge
gebene Reibbeiwert µ sich bei einstellbar niedrigen
Werten der Radlast ermitteln läßt.
Die hierbei wirksame Bremskraft FB ist bei bekannter
Bremsenauslegung z. B. durch Messung des Bremsdruckes
ermittelbar, der bei einer solchen Bremsung so lange
erhöht wird, bis das gebremste Fahrzeugrad in einen de
finierten hohen Schlupf einläuft, der durch Auswertung
der Raddrehzahlsensor-Ausgangssignale ermittelbar ist.
Die Kenntnis des Fahrbahn-Reibbeiwertes ermöglicht es,
die elektronische Steureinheit 24 gleichsam auf den bei
vorgegebenem Reibbeiwert günstigsten Regelalgorithmus
einzustellen.
Auch bei einer vom Fahrer initiierten, auf eine signi
fikante Fahrzeugverzögerung gerichteten Teil- oder Voll
bremsung, ggf. auch bei einer zumindest in ihrer ein
leitenden Phase als automatisch gesteuerte Vollbremsung
(Bremsassistent-Funktion) ausgeführten Bremsung erfolgt
eine Ermittlung des nutzbaren Fahrbahn-Reibwertes u.
Hierzu ist eine Ansteuerung des Bremskraft- und des
Normalkraft-Steuerungssystems dahingehend vorgesehen,
daß am Beginn der Bremsung ein überwiegender Anteil des
Fahrzeuggewichts über nur zwei einander diagonal gegen
überliegende Fahrzeugräder, die dann entsprechend stär
ker gebremst werden, abgestützt wird und die Räder der
anderen Fahrzeugdiagonalen entsprechend entlastet wer
den. An den entlasteten Fahrzeugrädern wird eine An
steuerung der Radbremsen mit schrittweiser oder mono
ton-kontinuierlicher Erhöhung des Bremsdruckes vorge
nommen und fortlaufend die Änderungsrate dω/dt der
Raddrehzahl ermittelt. Für den Bremsdruck pB, für den
sich die maximale Änderungsrate der Raddrehzahl ergibt,
wird gemäß der Beziehung
in der mit Θ das Trägheitsmoment des gebremsten ent
lasteten Rades, mit FN die an diesem wirksame Radlast,
mit rdyn sein dynamischer Rollradius und mit MB das
durch die Bremsdruckeinstellung bei maximaler Drehzahl-Änderungsrate
gegebene Bremsmoment bezeichnet sind, der
maximal nutzbare Fahrbahn-Reibbeiwert µ ermittelt, wo
bei das Bremsmoment MB seinerseits durch die Beziehung
MB = pB · CB
gegeben ist, in der mit pB der eingesteuerte Bremsdruck
und mit CB ein die Bremsenauslegung berücksichtigender
Proportionalitätsfaktor bezeichnet sind.
Diese Ermittelung des nutzbaren Fahrbahn-Reibbeiwertes
sowohl für die linke als auch für die rechte Fahrzeug
seite läßt gleichsam in einem Meßzyklus auch erkennen,
ob diese Reibbeiwerte voneinander verschieden sind,
d. h. "µ-Split-Verhältnisse" vorliegen, die z. B. bei
einer Bremsschlupf-Regelung besonders kritisch sind, so
daß deren Kenntnis gleichsam für die Vorwahl von Rege
lungsparametern besonders wichtig ist.
Des weiteren kann eine Art der Bremskraft-Steuerung
vorgesehen sein, die bei einer vorgegebenen Stellung
des Bremspedals 30 stets dieselbe Fahrzeugverzögerung
bewirkt, unabhängig davon, ob das Fahrzeug in Bergauf- oder
Bergab-Fahrt gebremst wird und auch unabhängig da
von, wie das Fahrzeug beladen ist und/oder ob es im Ge
spann-Betrieb mit einem Anhänger gefahren wird. Im Fal
le einer Bergab-Fahrt, die anhand der Ausgangssignale
des Neigungssensors 52 erkennbar ist, wird, verglichen
mit dem Fall, daß auf horizontaler Fahrbahn gebremst
wird, eine höhere Bremskraft eingesteuert, im Falle ei
ner Bremsung bei Bergauf-Fahrt eine niedrigere, so daß
der Fahrer stets mit derselben Pedalkraft, die er gegen
die Rückstellkraft einer nicht dargestellten Wegsimu
lationsfeder aufbringen muß, einen definierten Betrag
der Fahrzeugverzögerung einstellen kann.
Für den Fall, daß das Fahrzeug einen elektromotorischen
Antrieb oder Hilfsantrieb hat, der ein Bremsen auch
durch Rekuperation kinetischer Energie durch Umschalten
des elektromotorischen Antriebs in den Generatorbetrieb
ermöglicht, wird der Beitrag der Radbremsen 11 bis 14
zur Fahrzeugverzögerung so gesteuert, daß das durch Re
kuperation gewinnbare Bremsmoment zwar weitestmöglich
ausgenutzt wird, jedoch, falls die Bremswirkung nicht
ausreicht, früh genug auf Bremsbetrieb mittels der Rad
bremsen 11 bis 14 umgeschaltet wird, wodurch auch ein
gleichsam stetiger "sanfter" Übergang von Rekupera
tions-Bremsung auf hydraulisch unterstützte Bremsung
erzielt wird, den der Fahrer nicht spürt.
Davon ausgehend, daß sich durch Rekuperations-Bremsung,
z. B. eines front-getriebenen Fahrzeuges Fahrzeugverzö
gerungen von bis zu 0,3 g (g = 9,81 ms-2) erzielen lassen,
kann im statistisch weitaus bedeutendsten Bereich der
Teilbremsung eine Schonung der mechanischen oder hydro
mechanischen Bremsen erzielt werden, indem bis zu der
genannten Fahrzeug-Verzögerungsgrenze von ca. 0,3 g die
Fahrzeugverzögerung weitestmöglich, d. h. solange bei
vorgegebener Fahrzeuggeschwindigkeit und Ladezustand
der Batterie eine Rekuperations-Bremsung möglich ist,
diese Art der Bremsung zur Fahrzeugverzögerung genutzt
wird.
Für den Fall, daß das Fahrzeug den Vorderrädern einzeln
zugeordnete elektrische Antriebsmotore hat, oder als
allradgetriebenes Fahrzeug mit den Rädern einzeln zuge
ordneten Antriebsmotoren ausgebildet ist, sind diese
auch im Fahrdynamik-Regelungsbetrieb als Rekuperations-Bremsen
nutzbar, so daß auch insoweit eine wirksame
Schonung der Radbremsen im übrigen erzielt werden kann.
Claims (11)
1. Bremskraft-Steuerungssystem (10) für ein Straßenfahr
zeug mit elektrisch steuerbarer Vierkreis-Bremsanla
ge, bei der die über die einzelnen Radbremsen (11 bis
14) entfaltbaren Bremskräfte radindividuell einstellbar
sind, und mit einem Fahrwerk, das mit Stelleinrichtun
gen (16) zur Variation der an den Fahrzeugrädern wirk
samen Normalkräfte ausgerüstet ist, wobei pro Fahr
zeugrad mindestens eine Normalkraft-Stelleinrichtung
(16, 17) vorgesehen ist, weiter die Bremsanlage dahin
gehend ausgelegt ist, daß die mittels einer Vorderrad
bremse (11 oder 12) und der zu dieser entlang der Fahr
zeugdiagonalen gesehen, gegenüberliegend angeordneten
Hinterradbremse (14 oder 13) entfaltbare Bremskraft
insgesamt dem mit einem maximalen Betrag des zwischen
der Fahrbahn und den gebremsten Rädern ausnutzbaren
Kraftschlußbeiwertes µ (µ = 1) multiplizierten Fahr
zeuggewicht entspricht und die Stelleinrichtungen
(16, 17) für die Normalkraftverteilung dahingehend
ausgelegt sind, daß das Fahrzeuggewicht, im wesentli
chen, d. h. abgesehen von einem kleinen, nur wenige
Prozent der im statischen Fall symmetrisch etwa
gleich verteilten Radlasten betragenden Bruchteil
derselben, auf einem der Vorderräder und dem diesem
diagonal gegenüberliegend angeordneten Hinterrad des
Fahrzeuges abstützbar ist.
2. Bremskraft-Steuerungssystem nach Anspruch 1, da
durch gekennzeichnet, daß die Erhöhung der Brems
kräfte im Bremsbetrieb, in dem nur eine Vorderrad
bremse (11 oder 12) und die dieser diagonal gegen
überliegend angeordnete Hinterrad-Bremse (14 oder
13) zur Bremskrafterzeugung ausgenutzt wird, durch
Erhöhung des in diese Radbremsen eingekoppelten
Bremsdruckes erfolgt.
3. Bremskraft-Steuerungssystem nach Anspruch 1, da
durch gekennzeichnet, daß die Radbremsen (11 bis
14) Vier-Kolben-Bremssättel haben, wobei im norma
len Bremsbetrieb, dem die Ausnutzung sämtlicher
Radbremsen (11 bis 14) entspricht, jeweils nur ein
Kolbenpaar mit Druck beaufschlagbar ist und im
Diagonalbremsbetrieb, in dem nur eine Vorderrad
bremse und eine Hinterradbremse mit Bremsdruck be
aufschlagt werden, beide Kolbenpaare der Radbremsen
mit Druck beaufschlagt werden.
4. Bremskraft-Steuerungssystem für ein Straßenfahrzeug
mit elektrisch steuerbarer Vierkreis-Bremsanlage,
bei der die mittels der die einzelnen Radbremsen
entfaltbaren Bremskräfte radindividuell einstellbar
sind und die Hinterradbremsen hinsichtlich der mög
lichen Bremskraft-Entfaltung dieselbe Auslegung
haben wie die Vorderrad-Bremsen, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Bremsanlage für Rückwärtsfahrt
auf eine Bremskraft-Verteilung mit höherem Hinter
achs-Bremskraftanteil als dem Vorderachs-Bremskraft
anteil umschaltbar ist.
5. Bremskraft-Steuerungssystem nach einem der Ansprü
che 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zeitweise,
vorzugsweise am Beginn einer Bremsung lediglich ei
ne der Radbremsen (11 bis 14) zur Bremskraftentfal
tung ausgenutzt wird und aus einem Vergleich eines
gemessenen Wertes der Fahrzeugverzögerung mit einem
aufgrund der geometrischen Bremsendaten und des ge
messenen Bremsdruckes berechneten Wertes der Soll-Verzögerung
ein Zustands-Signal für den Reibwert
der Bremsbeläge gewonnen wird.
6. Bremskraft-Steuerungssystem nach einem der Ansprü
che 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zeitwei
se, vorzugsweise in regelmäßiger Folge, lediglich
eine der Radbremsen (11 bis 14) zur Bremskraftent
faltung ausgenutzt wird, wobei während dieser Brem
sung die Normalkraft-Stelleinrichtung des gebrem
sten Rades im Sinne einer Reduzierung der Radlast
des gebremsten Rades angesteuert ist, derart, daß
die Radlast auf einen kleinen Bruchteil (z. B. 10%
bis 30%) der halben Achslast reduziert ist, und
bei Erreichen eines für höchstmögliche Kraft
schluß-Ausnutzung charakteristischen Schlupfwertes
aus dem Verhältnis Bremskraft/Normalkraft der
wirksame Fahrbahn-Reibwert ermittelt wird.
7. Bremskraft-Steuerungssystem, insbesondere nach ei
nem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet,
daß bei einer vom Fahrer initiierten, auf eine
signifikante Fahrzeugverzögerung gerichteten Teil- oder
Vollbremsung eine Ansteuerung des Bremskraft- und
Normalkraft- Steuerungssystems dahingehend er
folgt, daß am Beginn der Bremsung ein überwiegen
der Anteil (z. B. 80% bis 90%) des Fahrzeuggewichts
über nur zwei einander diagonal gegenüberliegende
Fahrzeugräder (z. B. das linke Vorderrad und das
rechte Hinterrad) abgestützt wird und die Räder
der anderen Fahrzeugdiagonalen entsprechend ent
lastet werden, und daß an mindestens einem, vor
zugsweise beiden, der entlasteten Fahrzeugräder
eine Ansteuerung der Radbremse(n) mit schrittwei
ser oder monoton-kontinuierlicher Erhöhung des
Bremsdruckes erfolgt und fortlaufend die Änderungs
rate dω/dt der Raddrehzahl ermittelt und anhand
des Maximalwertes (dω/dt)max der Drehzahlände
rungsrate der maximal zur Fahrzeugverzögerung
nutzbare Reibbeiwert µ der Fahrbahn gemäß der Be
ziehung
ermittelt wird, in der mit Θ das Trägheitsmoment
des gebremsten entlasteten Rades, mit FN die an
diesem wirksame Radlast, mit rdyn sein dynamischer
Rollradius und mit MB das durch die Bremsdruckent
faltung bei maximaler Drehzahl-Änderungsrate gege
bene Bremsmoment bezeichnet sind, das seinerseits
durch die BeziehungMB = pB · CBgegeben ist, in der mit pB der eingesteuerte Brems
druck und mit CB ein die Bremsenauslegung berück
sichtigender Proportionalitätsfaktor bezeichnet
sind.
8. Bremskraft-Steuerungssystem nach einem der Ansprü
che 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Brems
kraft-Regelung verzögerungsabhängig erfolgt, der
art, daß das Sollwert-Vorgabe-Signal, das der Fah
rer durch Betätigung eines Bremspedals (30) ein
steuert, einer definierten Änderung der momentanen
Fahrzeugverzögerung entspricht.
9. Bremskraft-Steuerungssystem nach einem der Ansprü
che 1 bis 8, wobei das Fahrzeug mit mindestens ei
nem batteriegespeisten elektrischen Antrieb oder
Hilfsantrieb ausgerüstet ist, der zur Entfaltung
von Bremskraft in einen zur Aufladung der Fahr
zeugbatterie geeigneten Rekuperations-Betrieb um
schaltbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß unter
permanenter Überwachung des Betriebs- und Funk
tionszustandes der Fahrzeugbatterie zwar die Re
kuperationsfähigkeit möglichst weitgehend zur
Bremskraftentfaltung ausgenutzt wird, jedoch
rechtzeitig, bevor ein Schnelladen der Fahrzeug
batterie nicht mehr möglich ist, die Aktivierung
der hydraulischen Radbremsen (11 bis 14) im Sinne
der Einhaltung der sollwertgesteuerten Fahrzeug
verzögerung erfolgt.
10. Regelungssystem zur Erzielung eines fahrdynamisch
stabilen Verhaltens eines Straßenfahrzeugs mit ei
nem Bremskraft-Steuerungssystem, das als elektrisch
steuerbare Vierkreis-Bremsanlage ausgebildet ist,
bei der die mittels der einzelnen Radbremsen (11
bis 14) entfaltbaren Bremskräfte radindividuell
einstellbar sind, und mit einem Fahrwerk, das als
Normalkraft-Steuerungssystem den Fahrzeugrädern
einzeln zugeordnete Stelleinrichtungen (16) um
faßt, mittels derer die an den Fahrzeugrädern
wirksamen Normalkräfte bei Erhaltung der Summe der
Achslasten variierbar sind, wobei diese Stellein
richtungen (16, 17) dahingehend ausgelegt sind,
daß das Fahrzeuggewicht überwiegend und annähernd
auf einem der Vorderräder und einem der Hinterrä
der des Fahrzeuges abstützbar ist, wobei weiter
das Bremskraft-Steuerungssystem dahingehend ausge
legt ist, daß die mittels einer Vorderradbremse
(11 oder 12) zusammen mit einer Hinterradbremse
(13 oder 14) insgesamt dem mit einem maximalen Be
trag des zwischen der Fahrbahn und den gebremsten
Rädern ausnutzbaren Kraftschlußbeiwertes µ (µ≈1)
multiplizierten Fahrzeuggesamtgewicht entspricht,
und wobei eine elektronische Steuereinheit (24)
vorgesehen ist, die im Bedarfsfall einer Kurven
fahrt stabilisierenden fahrdynamischen Regelung
zunächst die Normalkraft-Stelleinrichtung im Sinne
einer Kompensation eines über- oder untersteuern
den Verhaltens des Fahrzeuges aktiviert, und,
falls hierdurch eine hinreichende Stabilisierung
des Fahrzeuges noch nicht erreichbar ist, zusätz
lich das Bremskraft-Steuerungssystem im Sinne des
eingeleiteten fahrdynamischen Regelungsmodus akti
viert.
11. Regelungssystem nach Anspruch 10, gekennzeichnet
durch eine Ausbildung seines Bremskraft-Steue
rungssystems gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19743383A DE19743383A1 (de) | 1996-09-30 | 1997-09-30 | Bremskraft-Steuerungssystem für ein Straßenfahrzeug |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19640467 | 1996-09-30 | ||
DE19743383A DE19743383A1 (de) | 1996-09-30 | 1997-09-30 | Bremskraft-Steuerungssystem für ein Straßenfahrzeug |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE19743383A1 true DE19743383A1 (de) | 1998-04-09 |
Family
ID=7807554
Family Applications (2)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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Owner name: DAIMLERCHRYSLER AG, 70567 STUTTGART, DE |
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8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |