DE3903833A1 - Antiblockierbremsregelverfahren fuer kraftfahrzeuge - Google Patents
Antiblockierbremsregelverfahren fuer kraftfahrzeugeInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Antiblockierbremsregel
verfahren für Kraftfahrzeuge mit den Merkmalen
des Oberbegriffs des Anspruchs 1.
Für hydraulische Bremssysteme von Kraftfahrzeugen
nach dem Stand der Technik wurden verschiedene
Arten von Antiblockierbremsregelverfahren vorge
schlagen und demonstriert, bei denen der hydraulische
Druck an den Bremsen auf einen Abfall der Radge
schwindigkeit bei angelegten Bremsen an jedem Rad
vermindert wurde und anschließend wieder erhöht
wurde, wenn die Radgeschwindigkeit sich infolge
der Verminderung des Bremsdruckes wieder aufgebaut
hatte, und das gleiche Regelmuster wurde wiederholt,
wodurch ein wirkungsvolles Bremsen bewerkstelligt
werden konnte. Ein derartiges Antiblockierbremsregel
system ist in der JP-OS 60-61 354 mit Veröffentlichungs
datum 9. April 1985 beschrieben.
Bei konventionellen Antiblockierbremsregelsystemen
der beschriebenen Art wird die Regelung zum Ver
mindern und Wiedererhöhen des hydraulischen Brems
druckes ausgehend von Radgeschwindigkeitssignalen
durchgeführt, die von jedem einzelnen Rad zugeordneten
Radgeschwindigkeitssensoren abgegeben werden. In
der Praxis ist das hydraulische Bremssystem als
Zweikreissystem ausgeführt, bei dem zwei diagonal
gegenüberliegende Räder jeweils in unabhängige
Bremskreise eingeschaltet sind, so daß selbst im
Falle des Versagens des einen Bremskreises eine
Notbremsung mittels des anderen Bremskreises gemacht
werden kann. Gewöhnlich wird in diesem Fall die
kleinere Radgeschwindigkeit der beiden in einen
Bremskreis eingeschalteten Räder ausgewählt, und
ausgehend von dieser kleineren Radgeschwindigkeit
wird der hydraulische Bremsdruck im Bremskreis
so gesteuert, daß alle Räder an einem Blockieren
gehindert werden.
Jedoch wird im Falle einer scharfen Richtungsänderung
("J-turn", dies ist ein Zustand, bei welchem ein
Fahrzeug in eine Kurve mit einer Geschwindigkeit
oberhalb eines bestimmten Wertes einfährt und der
Fahrer einen scharfen Lenkeinschlag macht) bei
Betrieb des Antiblockierbremsregelsystems der oben
beschriebenen Art die Differenz der Radgeschwindig
keiten zwischen den kurveninneren und den kurven
äußeren Rädern groß, und eine Querbeschleunigung
wird erzeugt, so daß die kurveninneren Räder zu
einem Aufstellen tendieren und infolgedessen die
von der Straßenoberfläche auf die kurveninneren
Räder übertragenen Reaktionskräfte vermindert werden.
Infolgedessen nehmen die Radgeschwindigkeiten der
kurveninneren Räder beträchtlich ab, so daß die
Regelung zum Vermindern und Erhöhen des hydraulischen
Bremsdruckes hauptsächlich unter Berücksichtigung
der Radgeschwindigkeit der kurveninneren Räder
durchgeführt wird. Da die von der Straßenoberfläche
auf die kurveninneren Räder ausgeübten Reaktionskräfte
wie oben beschrieben klein sind, nehmen die Radge
schwindigkeiten bei einem Erhöhen des hydraulischen
Bremsdruckes abrupt ab, so daß die Räder unvermeidlich
in die Nähe eines Blockierzustandes gebracht
werden. Selbst bei Vermindern des hydraulischen
Bremsdruckes unter derartigen Bedingungen dauert
es lange Zeit, bis sich die Radgeschwindigkeiten
wieder erholen, und die "Nichtbrems"-Phasen (bei
denen der Bremsdruck vermindert ist) werden länger.
Folglich wird die Bremswirkung insgesamt unzureichend,
so daß die Schwierigkeit entsteht, daß die Distanz,
welche das Fahrzeug nach Beginn der Bremsung durch
fährt, in einem extrem gefährlichen Fahrzustand,
bei welchem die Bremsen abrupt bei scharfer Richtungs
änderung betätigt sind, länger als erwartet wird.
Dies vermindert die Fahrsicherheit wesentlich.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Anti
blockiebremsregelverfahren zu schaffen, mit dem
die oben beschriebenen Probleme, die bei der konventio
nellen Antiblockierbremsregelung auftreten, im
wesentlichen behoben werden können.
Bei einem Antiblockierbremsregelverfahren der oben
beschriebenen Art ist erfindungsgemäß vorgesehen,
daß mindestens ein bei scharfer Richtungsänderung
("J-turn") auftretendes Phänomen gemessen wird
und daß die Antiblockierbremsregelung des hydrau
lischen Bremsdruckes bei veränderten Bedingungen
für die scharfe Richtungsänderung ausgeführt wird,
wenn das Phänomen den vorbestimmten Wert quantitativ
überschreitet.
Als "Phänomen" mißt das System die Geschwindigkeits
differenz zwischen den kurveninneren und kurvenäußeren
Rädern.
Als eine Alternative mißt das System die Querbe
schleunigung des Fahrzeuges und die Fahrzeuggeschwin
digkeit.
Als eine andere Alternative ermittelt das System
in Kombination den Lenkeinschlagwinkel, den Reib
koeffizienten zwischen Straße und Rädern und die
Fahrzeuggeschwindigkeit.
Die Erfindung ist im folgenden anhand schematischer
Zeichnungen an Ausführungsbeispielen mit weiteren
Einzelheiten näher erläutert. Es zeigt
Fig. 1 ein Regelschema des Antiblockierbremsregel
systems nach der Erfindung;
Fig. 2 ein Diagramm zur Erläuterung der Betriebs
weise der hydraulischen Bremsdrucksteuerung
bei Antiblockierbremsregelung in normalem
Fahrzustand;
Fig. 3 eine Ansicht, in welcher die Bahnen der
Räder bei einem Fahrzustand mit scharfer
Richtungsänderung dargestellt sind;
Fig. 4 eine Ansicht zur Erläuterung des Fahrzustandes
mit scharfer Richtungsänderung ("J-turn");
Fig. 5 ein Flußdiagramm zur Illustrierung einer
bevorzugten Ausführung der Erfindung;
Fig. 6 ein Diagramm zur Erläuterung eines Beispieles
für den Schwellwert der Radgeschwindigkeit
differenz, der zur Bestimmung benutzt wird,
ob oder ob nicht ein Kraftfahrzeug sich
im Fahrzustand mit scharfer Richtungsänderung
befindet;
Fig. 7 ein Regelschema ähnlich Fig. 1 zur Erläuterung
eines Antiblockierbremsregelsystems gemäß
einer zweiten Ausführung der Erfindung;
Fig. 8 ein Flußdiagramm zur Erläuterung der zweiten
Ausführung;
Fig. 9 einen Schnitt durch ein Beispiel eines
Querbeschleunigungs-G-Sensors, der bei
dem System nach Fig. 7 angewendet ist;
Fig. 10 ein Regelschema ähnlich Fig. 1 zur Erläuterung
eines Antiblockierbremsregelsystems einer
dritten Ausführung der Erfindung;
Fig. 11 ein Flußdiagramm zur Erläuterung der dritten
Ausführung und
Fig. 12 ein Schaltschema des Antiblockierbremsregel
systems.
Fig. 1 zeigt ein Antiblockierbremsregelsystem,
bei dem die Erfindung angewendet ist. Ein Brems
pedal 1 ist betriebsmäßig mit einem Hauptzylinder 2
verbunden. Wenn das Bremspedal 1 herabgedrückt
wird, wird der Hauptzylinder 2 in bekannter Weise
betätigt. Jedes Rad 4 weist einen Radzylinder 3
auf. Eine hydraulische Steuereinheit 5 (im folgenden
als "HU" bezeichnet) ist in die Bremsleitung zwischen
dem Hauptzylinder 2 und dem Radzylinder 3 einge
schaltet. Die HU 5 umfaßt ein hydraulisches Druck
halteventil 11 (in Fig. 12 dargestellt) zum Unter
brechen der Speisung von hydraulischem Druck aus
dem Hauptzylinder 2 zum Radzylinder 3, ein Druckre
duzierventil 12 (in Fig. 12 dargestellt) zum rück
strömenlassen von Bremsflüssigkeit aus dem Radzy
linder 3 in ein Reservoir und eine Pumpe (nicht
dargestellt) zum Speisen der Bremsflüssigkeit aus
dem Reservoir über einen Speicher in den stromauf
wärtigen Teil der Bremsleitung bzw. des betreffenden
Bremskreises. Auf ein Ausgangssignal hin, das mittels
eines Radgeschwindigkeitssensors 7 gemessen wurde
und für die Radgeschwindigkeit des Rades 4 repräsen
tativ ist, erzeugt eine elektronische Regeleinheit 6
(im folgenden als "ECU" bezeichnet), welche eine
mit dem Sensor 7 verbundene Impulseingangsschaltung
6 a, eine zentrale Verarbeitungseinheit 6 b und eine
Ventil-Betätigungsschaltung 6 c umfaßt, Signale
zum Regeln der oben beschriebenen Ventile und der
Pumpe, so daß die hydraulische Bremsdruckregelung
in einer im folgenden detailliert beschriebenen
Weise durchgeführt wird.
Wie in Fig. 2 gezeigt ist, steht das Druckhalte
ventil 11 normalerweise offen, während das Druckre
duzierventil 12 normalerweise geschlossen ist.
Wenn das Bremspedal 1 herabgedrückt ist, so daß
der Hauptzylinder 2 betätigt ist, wird hydraulischer
Druck über das Druckhalteventil 11 zum Radzylinder 3
gespeist, so daß der Druck in dem Radzylinder 3
ansteigt. Wenn der Druck im Radzylinder angestiegen
ist, wird eine Bremskraft erzeugt, so daß die Rad
geschwindigkeit V W des Rades 4 vermindert wird.
Wenn die vom Sensor 7 erfaßte Radgeschwindigkeit
unter einen vorbestimmten Wert V W 1 fällt, erzeugt
die ECU 6 ein Haltesignal, so daß das Druckhalte
ventil 11 geschlossen wird, um die Speisung von
hydraulischem Druck aus dem Hauptzylinder 2 zum
Radzylinder 3 zu unterbrechen, und der Druck im
Radzylinder 3 wird auf dem bestehenden Wert gehalten,
wenn die Speisung von Bremsflüssigkeit unterbrochen
ist.
Wenn während des oben beschriebenen Druckhaltens
die Radgeschwindigkeit V W unter einen vorbestimmten
Wert V W 1 wie oben beschrieben abfällt, erzeugt
die ECU 6 ein Öffnungssignal, woraufhin das Druck
reduzierventil geöffnet wird, so daß die Bremsflüssig
keit aus dem Radzylinder 3 in das Reservoir strömt,
wodurch der Druck im Radzylinder 3 vermindert wird.
Die in das Reservoir eingeströmte Bremsflüssigkeit
wird im Speicher von der Pumpe angesammelt.
Wenn der Druck im Radzylinder 3 in der oben beschrie
benen Weise vermindert ist, erholt sich die Radge
schwindigkeit V W des Rades wieder zur Annäherung
an einen der Fahrzeuggeschwindigkeit V V entsprechenden
Wert. Wenn die Radgeschwindigkeit V W einen vorbe
stimmten Wert V W 3 wieder erreicht hat, erzeugt
die ECU 6 ein Öffnungssignal, auf welches das Druck
halteventil geöffnet wird. Infolgedessen wird die
Bremsflüssigkeit, die von der Pumpe gefördert und
im Speicher angesammelt wurde, über das hydraulische
Druckhalteventil 11 zum Radzylinder 3 gespeist,
so daß der Druck wieder zur Verminderung der Radge
schwindigkeit angehoben wird. Daraufhin wird der
oben beschriebene Vorgang zum Vermindern des Druckes
und zum erneuten Erhöhen des Druckes wiederholt,
so daß die Bremsen mit einer vorbestimmten Abnahmerate
der Fahrzeuggeschwindigkeit ohne Erzeugen eines
Blockierens der Räder sehr wirksam betätigt werden
können.
Unter Auswahl der größten Geschwindigkeit der Rad
geschwindigkeiten der vier Räder (d. h. der rechten
und linken Vorderräder und der rechten und linken
Hinterräder) ermittelt die ECU 6 die Fahrzeugge
schwindigkeit V V und bestimmt dann eine Referenz-Rad
geschwindigkeit V T 1, die um einen vorbestimmten
Wert Δ V oder ein vorbestimmtes Verhältnis niedriger
als die berechnete Fahrzeuggeschwindigkeit V V ist.
Die Referenz-Radgeschwindigkeit V T 1 wird als Referenz
wert verwendet, unterhalb dessen das Druckreduzier
ventil 12 geöffnet ist. Die ECU 6 bestimmt auch
einen Startpunkt V W 2 bei welchem die Abnahme der
Radgeschwindigkeit V W in eine Zunahme auf das Öffnen
des Druckreduzierventiles 12 hin verändert wird;
z. B. liegt der Startpunkt V W 2, ab welchem die Radge
schwindigkeit V W wieder zunimmt, bei einem vorbe
stimmten Verhältnis der Differenz zwischen Fahrzeugge
schwindigkeit und Radgeschwindigkeit als niedrigstem
Punkt. An diesem Punkt wird das Druckreduzierventil 12
geschlossen, während das Druckhalteventil 11 öffnet,
so daß der Druck vermindert wird. Wie oben beschrieben
werden die Steuerzeiten zum Vermindern und Wieder
erhöhen des hydraulischen Druckes simultan in Abhängig
keit von der Fahrzeuggeschwindigkeit V V bestimmt,
die aus der größten Radgeschwindigkeit und der
Referenzradgeschwindigkeit V T 1 berechnet wurde.
Das in Fig. 1 gezeigte Antiblockierbremsregelsystem
bezieht sich nur auf ein Rad; in der Praxis sind
jedoch die vom Hauptzylinder 2 zu den Radzylindern 3
der Räder 4 führenden Bremsleitungen in zwei unab
hängige Bremskreise A und B gemäß Fig. 3 aufgeteilt.
Dabei sind das linke Vorderrad und das rechte Hinterrad
in einen Bremskreis A eingeschaltet, während das
rechte Vorderrad und das linke Hinterrad in den
anderen Bremskreis B eingeschaltet sind, der von
dem erstgenannten Bremskreis A unabhängig ist.
Eine HU 5 ist in jede Bremsleitung so eingeschaltet,
daß die Regelung des hydraulischen Druckes für
die beiden in den gleichen Bremskreis gehörenden
Räder von der zugehörigen HU 5 ausgeführt wird.
Die ECU 6 wählt die niedrigere Radgeschwindigkeit
der beiden in dem gleichen Bremskreis befindlichen
Räder aus und bestimmt auf diese niedrigere Radge
schwindigkeit und die Fahrzeuggeschwindigkeit V V
hin die Steuerzeiten zum Vermindern und Erhöhen
des hydraulischen Bremsdruckes in den beiden Rad
zylindern 3 der beiden zu diesem Bremskreis gehörenden
Räder und erzeugt dann Befehlssignale. Somit gewähr
leistet die ECU eine Antiblockierbremsbetätigung,
die niemals zu einem Blockieren der Räder führt.
Wenn jedoch die Antiblockierbremsregelung, die
oben für den Normalbetrieb erläutert ist, bei scharfer
Richtungsänderung ("J-turn state") ausgeführt wird,
ergeben sich verschiedene Nachteile.
Wenn gemäß Fig. 4 der Fahrer am Punkt SP bei einem
Fahrzustand mit scharfer Richtungsänderung abrupt
die Bremsen anlegt, wobei das Fahrzeug mit einer
Geschwindigkeit oberhalb einer vorbestimmten Geschwin
digkeit in eine Kurve einfährt und das Fahrzeug
eine scharfe Richtungsänderung am Punkt SP macht,
erhöht sich nicht nur ein Fehler bei der Berechnung
der Fahrzeuggeschwindigkeit aus der aktuellen Radge
schwindigkeit aufgrund des Wegunterschiedes der
Bahnen der kurveninneren und kurvenäußeren Räder,
sondern es nehmen auch die Geschwindigkeiten der
kurveninneren Räder im frühen Stadium des Bremsvor
ganges aufgrund der Verminderung der auf die kurven
inneren Räder von der Straße her wirkenden Reaktions
kräfte schneller als die Geschwindigkeiten der
kurvenäußeren Räder ab. Folglich vermindert sich
der Druck im hydraulischen Bremskreis auf einen
relativ niedrigen Bremsdruck in einer solchen Weise,
daß es lange Zeit zu einer Wiedererholung der Radge
schwindigkeiten auf den voreingestellten Wert V W 3
wegen der Verminderung der von der Straße ausgeübten
Reaktionskräfte dauert derart, daß die Periode
niedrigen Bremsdruckes verlängert und die Wirksamkeit
des Bremsens gegenüber den Normalbetrieb vermindert
wird.
Die Erfindung sieht daher ein Verfahren vor, bei
dem einfach und verläßlich erfaßt wird, ob sich
das Fahrzeug in einem Fahrzustand mit scharfer
Richtungsänderung befindet oder nicht. Gemäß dem
Regelverfahren nach der Erfindung wird beim Erfassen
eines Fahrzustandes mit scharfer Richtungsänderung
mittels der ECU 6 die Referenz-Radgeschwindigkeit,
bei welchem der hydraulische Druck vermindert und
dann wieder erhöht wird, von einem normalen Wert
auf eine andere Referenz-Radgeschwindigkeit für
Fahren bei scharfer Richtungsänderung umgeschaltet,
wodurch eine wirksame Bremsung ausgeführt werden
kann.
Mit anderen Worten wird im Falle einer scharfen
Richtungsänderung deshalb, weil die geometrischen
Orte der Bahnen der rechten und linken Vorderräder
und der rechten und linken Hinterräder gemäß Fig. 3
voneinander unterschiedlich sind, die Differenz
der Radgeschwindigkeit zwischen den kurveninneren
und kurvenäußeren Rädern erhöht. Daher werden gemäß
Fig. 5 die Radgeschwindigkeiten der vier Räder
gemessen, und die ECU berechnet Differenzen der
Radgeschwindigkeiten zwischen den diagonal gegenüber
liegenden Rädern, d. h. zwischen dem linken Vorderrad
und dem rechten Hinterrad sowie zwischen dem rechten
Vorderrad und dem linken Hinterrad. Wenn die
Differenzen der Radgeschwindigkeiten, welche zu
den beiden Bremskreisen A und B gehören, größer
als ein Schwellwert werden, bevor die Bremsen angelegt
sind, wird entschieden, daß das Fahrzeug sich in
einem ersten Zustand einer scharfen Richtungsänderung
befindet. Wenn die Differenzen den Schwellwert
nicht überschreiten, wird das Antiblockierbrems
regelsystem mit normaler Antiblockierregelung
betrieben.
Es sei nun angenommen, daß das Fahrzeug geradeaus
fährt und der Fahrer die Bremse anlegt. Wenn zu
diesem Zeitpunkt der Reibkoeffizient zwischen der
Straße und den rechten Rädern von dem Reibkoeffizient
zwischen den linken Rädern und der Straße stark
abweicht, tendiert die Differenz der Radgeschwindig
keiten zwischen den linken und den rechten Rädern
dazu, größer zu werden. In diesem Fall ist es unmöglich
festzustellen, ob das Fahrzeug sich in einem Fahrzu
stand mit scharfer Richtungsänderung befindet oder
ob es auf einer Straße geradeaus fährt, auf der
links und rechts die Reibung unterschiedlich ist.
Wenn daher eine scharfe Richtungsänderung nach
dem Anlegen der Bremse erfolgt, wird festgestellt,
ob oder ob nicht die Bedingung für eine vorbestimmte
Zeitdauer (z. B. 200 ms) fortbesteht, daß die Rad
geschwindigkeit einen Schwellwert überschreitet,
und es wird entschieden, daß sich das Fahrzeug
in einem Fahrzustand mit scharfer Richtungsänderung
befindet, wenn die oben erwähnte Bedingung für
eine vorbestimmte Zeit fortdauert. Wenn die Bremse
auf einer Straße mit linksseitig und rechtsseitig
unterschiedlicher Reibung angelegt werden, wiederholen
sich das Druckerhöhen und Druckvermindern mittels
der Antiblockierbremsregelung derart, daß die Radge
schwindigkeit entsprechend erhöht und vermindert
wird. Daher wird die Radgeschwindigkeitsdifferenz
zwischen den linken und den rechten Rädern stark
vergrößert oder verkleinert, und eine den Schwellwert
übersteigende Radgeschwindigkeitsdifferenz dauert
niemals für eine längere Zeit an. Es kann folglich
korrekt bestimmt werden, ob sich das Fahrzeug bei
angelegten Bremsen in einem Fahrzustand mit scharfer
Richtungsänderung befindet.
Wenn die Bremsen vor einem Einlenken des Fahrzeugs
in Kurvenfahrt angelegt werden, kann die Bremswirkung
schon vor dem Einlenken des Fahrzeugs erzielt werden,
so daß die Fahrzeuggeschwindigkeit schon beträchtlich
vermindert ist und daher festgestellt wird, daß
das Fahrzeug sich nicht in einem Fahrzustand mit
scharfer Richtungsänderung befindet.
Wie in Fig. 6 gezeigt ist, sind die Schwellwerte
als eine Funktion dargestellt, welche mit dem An
steigen der Referenz-Fahrzeuggeschwindigkeit (der
Quasi-Karosseriegeschwindigkeit V V , welche durch
Berechnung ausgehend von der Ist-Radgeschwindig
keit in der oben beschriebenen Weise ermittelt
wurde) abnimmt. Es ist bevorzugt, daß der Schwellwert
der Radgeschwindigkeitsdifferenz 7 bis 8 km/h beträgt,
wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit niedrig ist, und
2 bis 3 km/h, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit groß
ist.
Wenn die ECU 6 feststellt, daß das Fahrzeug sich
in einem Zustand mit scharfer Richtungsänderung
befindet, besteht eine Möglichkeit die Blockierbrems
regelung bei diesem Fahrzustand darin, daß nicht
nur eine vorbestimmte Referenz-Radgeschwindigkeit V T 1
sondern auch eine vorbestimmte Radgeschwindigkeit V W 2
auf niedrigere Werte der Radgeschwindigkeit eingestellt
werden als in normalem Fahrzustand. Die Geschwindig
keit V T 1 ist die Geschwindigkeit, bei welcher das
Druckreduzierventil geöffnet wird, während die
Geschwindigkeit V W 2 diejenige Geschwindigkeit ist,
bei welcher das Druckreduzierventil geschlossen
wird, während das Druckhalteventil wieder geöffnet
wird, um den hydraulischen Bremsdruck erneut ansteigen
zu lassen. Eine andere Möglichkeit zum Betätigen
der Antiblockierbremsregelung besteht darin, auf
eine Betriebsweise umzuschalten, bei welcher die
Berechnung zum Erhalten der Referenz-Fahrzeuggeschwin
digkeit für die Antiblockierbremsregelung dahingehend
geändert wird, daß die Referenz-Fahrzeuggeschwindig
keit V V vermindert wird. Dadurch wird die Phase
verminderten Bremsdruckes abgekürzt, die Bremswirkung
wird verstärkt und der Bremsweg wird verkürzt.
Wie oben beschrieben kann bei Anwendung des Verfahrens
der Erfindung in dieser Ausführung der Fahrzustand
mit scharfer Richtungsänderung des Fahrzeuges korrekt
auf einfache Weise erfaßt werden, und die Antibloc
kierbremsregelung für das Kraftfahrzeug kann auf
eine auf scharfe Richtungsänderung bestgeeignete
Betriebsweise umgeschaltet werden, so daß die Fahr
sicherheit bei diesem Fahrzustand wesentlich erhöht
werden kann.
In den Fig. 7, 8 und 9 ist eine andere Ausführung
der Erfindung dargestellt. Bei dieser Ausführung
wird der Fahrzustand mit scharfer Richtungsänderung
mittels eines Querbeschleunigungs-G-Sensors 8 gemäß
Fig. 7 bewerkstelligt, wobei dieser Sensor eine
Querbeschleunigung des Fahrzeuges mißt und ein
Signal zur ECU 6 abgibt, wenn die Querbeschleunigung
größer als ein vorbestimmter Wert (z. B. in der
Größenordnung von 0,6 g) wird. Wie im Flußdiagramm
nach Fig. 8 dargestellt ist, wird das Fahrzeug
als in einem Fahrzustand mit scharfer Richtungs
änderung befindlich definiert, wenn die Querbeschleu
nigung größer als der vorbestimmte Wert ist, und
die Regelung schaltet auf eine Betriebsweise für
diesen Fahrzustand gemäß Fig. 8 um. Zu diesem Zeit
punkt wird auch erfaßt, ob oder ob nicht die aus
der Radgeschwindigkeit errechnete Fahrzeuggeschwindig
keit V V (siehe Fig. 2) den vorbestimmten Wert (der
z. B. in der Größenordnung von 30 km/h liegt) über
schreitet. Mit anderen Worten ermittelt die ECU 6,
daß die Querbeschleunigung den vorbestimmten Wert
überschreitet und daß ferner die Fahrzeuggeschwindig
keit größer als die vorbestimmte Geschwindigkeit
ist.
Der Querbeschleunigungs-G-Sensor 8 ist wie in Fig. 9
gezeigt, aufgebaut. Ein kugelförmiger, beweglicher
Kontakt 82 einer Masse M ist lose in einem Gehäuse
81 untergebracht, das am Kraftfahrzeug so angebracht
ist, daß der bewegliche Kontakt 82 quer zur Längs
ausrichtung des Fahrzeuges beweglich ist. Eine
vorgespannte Schraubenfeder 83 drückt den beweglichen
Kontakt 82 in eine Richtung (nach links in Fig. 9),
so daß der Kontakt 82 normalerweise unter der Kraft
der Feder 83 in Anlage an einem stationären elek
trischen Kontakt 84 gehalten ist, welcher im Gehäuse
81 befestigt ist. Zwei Sensoren dieser Bauart sind
fest an beiden Seiten des Fahrzeuges symmetrisch
zueinander bezüglich der Fahrzeugmittelachse ange
ordnet.
Die den beweglichen Kontakt 82 über die Feder 83
nach links beaufschlagende Kraft ist mit F und
die anfängliche Vorspannkraft mit Fo bezeichnet.
Wenn eine auf das Fahrzeug nach rechts wirkende
Querbeschleunigung -dv / dt erzeugt wird und die
Kraft -dv / dt · M, welche den beweglichen Kontakt 82
aufgrund der oben erwähnten Querbeschleunigung
nach rechts beaufschlagt, kleiner als die Vorspann
kraft Fo der Feder 83 ist (d. h., -dv / dt · M + Fo < 0),
verbleibt der bewegliche Kontakt 82 in Anlage an
dem stationären Kontakt 84. Der Sensor 8 bleibt
also im Einschalt-Zustand.
Wenn jedoch -dv / dt · M größer als die Vorspannkraft Fo
( -dv / dt · M + Fo < 0) wird, drückt der bewegliche
Kontakt 82 die Feder 83 zusammen und bewegt sich
bis zum Erreichen eines Gleichgewichtszustands
unter der Kraft F nach rechts. Der bewegliche
Kontakt 82 kommt dabei vom stationären Kontakt 83
frei, so daß der Sensor 8 in den Ausschaltzustand
gebracht wird und ein Ausschaltsignal erzeugt,
aufgrund dessen festgestellt wird, daß die Querbe
schleunigung größer als ein vorbestimmter Wert
ist.
Ob gemäß Fig. 8 die Fahrzeuggeschwindigkeit einen
vorbestimmten Wert erreicht hat oder nicht, wird
abhängig von Fahrzeuggeschwindigkeitsdaten ermittelt,
die von dem normalerweise im Fahrzeug vorhandenen
Fahrgeschwindigkeitsmesser abgeleitet werden. Da
jedoch wie oben beschrieben die ECU 6 stets die
Referenz-Fahrzeuggeschwindigkeit V V aus dem vom
Geschwindigkeitssensor 7 abgegebenen Radgeschwindig
keitssignal berechnet, ist es einfach, diese Referenz-
Fahrgeschwindigkeit V V dazu zu benutzen, ob
oder ob nicht die Fahrzeuggeschwindigkeit einen
vorbestimmten Wert überschreitet.
Wenn die ECU 6 in der oben beschriebenen Weise
festgestellt hat, ob sich das Fahrzeug in einem
Zustand mit scharfer Richtungsänderung befindet,
wird die Antiblockierbremsregelung auf eine Betriebs
weise für diesen besonderen Fahrzustand umgeschaltet.
Mit anderen Worten werden die voreingestellte oder
Soll-Fahrzeuggeschwindigkeit und die voreingestellte
Radgeschwindigkeit niedriger gewählt als bei normalem
Fahrzustand. Zu diesem Zeitpunkt werden das Druckhalte
ventil 11 geöffnet und das Druckreduzierventil 12
geschlossen, so daß der hydraulische Druck wieder
erhöht wird. Alternativ wird das Berechnungsverfahren
zum Erhalten der Referenz-Fahrzeuggeschwindigkeit
so abgeändert, daß die Fahrzeuggeschwindigkeit V V ,
welche als Referenzgeschwindigkeit für die Anti
blockierbremsregelung beim Fahrzustand mit scharfer
Richtungsänderung verwendet ist, vermindert wird.
Daher wird die Zeit, während welcher der hydraulische
Bremsdruck vermindert ist, abgekürzt, die Bremse
wird wirkungsvoll betätigt, und der Bremsweg, den
das Fahrzeug nach Betätigen der Bremse zurücklegt,
wird verkürzt.
Selbstverständlich kann auch ein konventioneller
G-Sensor anderer Bauart als in Fig. 9 gezeigt einge
setzt werden.
Fig. 12 zeigt im einzelnen ein Beispiel für die
ECU 6. Das vom Radgeschwindigkeitssensor 7 abgegebene
Radgeschwindigkeitssignal wird in eine Radgeschwindig
keits-Bestimmungsschaltung 15 gespeist. Die Schaltung 15
gibt ihren Ausgang zu einer Verzögerungs-Einstell
schaltung 16 ab, in welcher die Radgeschwindigkeit
mit einer Referenz-Verzögerungsrate-Tabelle 17
verglichen und die Verzögerungsrate eingestellt
werden. Ein G-Sensor 18, welcher die Beschleunigung
in Längsrichtung des Fahrzeuges mißt, liefert sein
Ausgangssignal zu der Verzögerungs-Einstellschal
tung 16. Der Ausgang der Verzögerungs-Einstellschal
tung 16 wird in eine Bremsdruck-Vergleichsschaltung
19 eingegeben. Der Querbeschleunigungs-G-Sensor
8 ist an eine Bestimmungsschaltung 20 zum Bestimmen
scharfer Richtungsänderung angeschlossen. Wenn
festgestellt wird, daß ein Zustand mit scharfer
Richtungsänderung vorliegt, gibt die Bestimmungsschal
tung 20 ein Signal zur Bremsdruck-Vergleichsschaltung
19 ab, wodurch die Betriebsweise für normalen Fahrzu
stand auf eine Betriebsweise für Fahrzustand mit
scharfer Richtungsänderung umgeschaltet wird. Das
Eingangssignal der Vergleichsschaltung 19 aus der
Verzögerungs-Einstellschaltung 16 wird mit einer
Referenz-Bremsdruck-Tabelle 21 verglichen, und
das resultierende Signal wird in die Bremsdruck-
Steuerschaltung 6 c eingegeben. Daraufhin steuert
die Schaltung 6 c den hydraulischen Druck über die
Betätiger 22 und 23.
Die Fig. 10 und 11 zeigen eine andere Ausführung
der Erfindung, bei der ein Sensor 9 zum Erfassen
des Einschlagwinkels des Lenkrades 10 verwendet
wird und Lenkeinschlag-Winkelsignale vom Sensor
9 zur ECU 6 gemäß Fig. 10 abgegeben werden.
Wenn gemessen wird, daß die Fahrzeuggeschwindigkeit
V V eine vorbestimmte Größe (z. B. 30 km/h) überschrei
tet, wenn ferner der vom Sensor 9 erfaßte Lenkein
schlagwinkel einen vorbestimmten Wert überschreitet
(z. B. in der Größenordnung von 90°) und wenn schließ
lich der Reibkoeffizient zwischen den Rädern und
der Straßenoberfläche, der wie im folgenden beschrie
ben erfaßt wird, einen vorbestimmten Wert (z. B.
in der Größenordnung von 0,6) überschreitet, bestimmt
die ECU 6 gemäß Fig. 11, daß das Fahrzeug sich
in einem Zustand mit scharfer Richtungsänderung
befindet, und die Betriebsweise wird von Normalzustand
in eine Betriebsweise für scharfe Richtungsänderung
umgeschaltet, so daß die Antiblockierbremsregelung
in dieser Betriebsweise durchgeführt wird.
Die Feststellung des Betriebszustandes mit scharfer
Richtungsänderung wird allein ausgehend von einer
aus der Fahrzeuggeschwindigkeit und dem Lenkeinschlag
winkel errechneten Querbeschleunigung getroffen,
derart, daß das Fahrzeug als in einem Fahrzustand
mit scharfer Richtungsänderung befindlich beurteilt
wird, wenn die errechnete Querbeschleunigung einen
vorbestimmten Wert überschreitet. Wenn jedoch das
Fahrzeug auf der Straße mit niedrigem Reibungs
koeffizienten fährt und ein großer Lenkeinschlag
gemacht wird, rutschen die Räder in einem solchen
Ausmaß, daß der Kurvenradius, der dem eingestellten
Lenkeinschlag entspricht, nicht beibehalten werden
kann und daher die tatsächlich herrschende Querbe
schleunigung beträchtlich kleiner als die wie oben
beschrieben geschätzte Querbeschleunigung wird,
so daß das Fahrzeug sich nicht in einem Zustand
mit scharfer Richtungsänderung befindet, bei welcher
die Radgeschwindigkeitsdifferenz zwischen den kurven
inneren und kurvenäußeren Rädern größer und die
auf die kurveninneren Räder wirkenden Reaktionskräfte
der Straße beträchtlich kleiner werden. Demgemäß
wird wie oben beschrieben dann, wenn die Fahrzeugge
schwindigkeit und der Lenkeinschlag beide vorbestimmte
Werte überschreiten und zusätzlich die Straße,
auf welcher das Fahrzeug fährt, einen hohen Reibkoeffi
zienten aufweist, der höher als ein vorbestimmter
Wert ist, das Fahrzeug als in einem Fahrzustand
mit scharfer Richtungsänderung befindlich in dieser
Ausführung beurteilt.
Wie oben beschrieben, berechnet die ECU 6 stets
eine Referenzfahrzeugeschwindigkeit V V abhängig
von einem Radgeschwindigkeitssignal des Radgeschwindig
keitssensors 7, so daß leicht erfaßt werden kann,
ob oder ob nicht die Fahrzeuggeschwindigkeit größer
als ein vorbestimmter Wert ist.
Der Reibkoeffizient zwischen Rad und Straße kann
leicht durch folgende Rechnung ermittelt werden.
Wie oben beschrieben berechnet die ECU 6 stets
eine Referenz-Fahrzeuggeschwindigkeit V V ausgehend
von dem größten Radgeschwindigkeitssignal, das
von einem der verschiedenen Radgeschwindigkeitssenso
ren 7 abgegeben wird. Wenn nun die Bremsen angelegt
sind, wirken die von der Straßenoberfläche übertrage
nen Reaktionskräfte im Sinne eines Weiterdrehens
der Räder gegen die Bremskraft, so daß die Abnahme
der Radgeschwindigkeit bei angelegten Bremsen umso
größer wird, je kleiner der Reibkoeffizient zwischen
Straßenoberfläche und Rad ist, und folglich der
Abfall der durch die Berechnung ermittelten Referenz-
Fahrzeuggeschwindigkeit V V entsprechend größer
wird. Daher ermöglicht die Berechnung der Abnahmerate
der Fahrzeuggeschwindigkeit V V je Zeiteinheit beim
Bremsen der Bestimmung, ob oder ob nicht der Reibkoef
fizient zwischen Rad und Straße einen vorbestimmten
Wert überschreitet, ohne daß hierzu gesonderte
Sensoren oder dgl. erforderlich sind.
Wenn die ECU 6 ermittelt hat, daß das Fahrzeug
sich in einem Fahrzustand mit scharfer Richtungsände
rung wie oben beschrieben befindet, wird die Anti
blockierbremsregelung aus dem normalen Betriebszustand
auf einen Betriebszustand für gebremstes Fahren
bei scharfer Richtungsänderung umgeschaltet.
Claims (6)
1. Antiblockierbremsregelverfahren für Kraftfahrzeu
ge, bei dem folgende Verfahrensschritte durchge
führt werden:
Erfassen einer aktuellen Radgeschwindigkeit (V W ) jedes Rades (4) eines Kraftfahrzeuges mittels eines Radgeschwindigkeitssensors;
Einstellen einer Referenz-Fahrzeuggeschwindigkeit (V V ) durch Berechnen der Radgeschwindigkeit;
Bestimmen einer Referenz-Radgeschwindigkeit (V T 1), die kleiner als die Referenz-Fahrzeugge schwindigkeit (V V ) ist;
Ermitteln, daß das Rad blockiert, wenn die aktuelle Radgeschwindigkeit einen vorbestimmten Wert unterhalb der Referenz-Radgeschwindigkeit als Ergebnis einer Bremsung erreicht;
Vermindern des an einem Rad ausgeübten hydrauli schen Bremsdruckes, wenn die Ist-Radgeschwindigkeit einen vorbestimmten Wert unterhalb der Referenz-Rad geschwindigkeit (V T 1) erreicht, um eine Vergröße rung der Ist-Radgeschwindigkeit aufgrund der Reaktionskraft der Straße zuzulassen;
erneutes Vergrößern des hydraulischen Bremsdruckes, wenn die aktuelle Radgeschwindigkeit (V W ) die Referenz-Radgeschwindigkeit (V T 1) überschreitet, um anzuzeigen, daß die Ist-Radgeschwindigkeit auf eine hinreichende Geschwindigkeit wieder angestiegen ist; und
Regeln des hydraulischen Bremsdruckes durch Vermindern und Vergrößern dieses Druckes abhängig von der Referenz-Radgeschwindigkeit, gekenn zeichnet durch
Messen mindestens eines bei scharfer Richtungsände rung des Kraftfahrzeuges auftretenden Phänomens;
Feststellen, ob oder ob nicht dieses Phänomen einen vorbestimmten Wert überschreitet, und
Regeln des hydraulischen Bremsdruckes unter einer anderen Antiblockierbremsregelbedingung für die scharfe Richtungsänderung, wenn das Phänomen den vorbestimmten Wert überschreitet.
Erfassen einer aktuellen Radgeschwindigkeit (V W ) jedes Rades (4) eines Kraftfahrzeuges mittels eines Radgeschwindigkeitssensors;
Einstellen einer Referenz-Fahrzeuggeschwindigkeit (V V ) durch Berechnen der Radgeschwindigkeit;
Bestimmen einer Referenz-Radgeschwindigkeit (V T 1), die kleiner als die Referenz-Fahrzeugge schwindigkeit (V V ) ist;
Ermitteln, daß das Rad blockiert, wenn die aktuelle Radgeschwindigkeit einen vorbestimmten Wert unterhalb der Referenz-Radgeschwindigkeit als Ergebnis einer Bremsung erreicht;
Vermindern des an einem Rad ausgeübten hydrauli schen Bremsdruckes, wenn die Ist-Radgeschwindigkeit einen vorbestimmten Wert unterhalb der Referenz-Rad geschwindigkeit (V T 1) erreicht, um eine Vergröße rung der Ist-Radgeschwindigkeit aufgrund der Reaktionskraft der Straße zuzulassen;
erneutes Vergrößern des hydraulischen Bremsdruckes, wenn die aktuelle Radgeschwindigkeit (V W ) die Referenz-Radgeschwindigkeit (V T 1) überschreitet, um anzuzeigen, daß die Ist-Radgeschwindigkeit auf eine hinreichende Geschwindigkeit wieder angestiegen ist; und
Regeln des hydraulischen Bremsdruckes durch Vermindern und Vergrößern dieses Druckes abhängig von der Referenz-Radgeschwindigkeit, gekenn zeichnet durch
Messen mindestens eines bei scharfer Richtungsände rung des Kraftfahrzeuges auftretenden Phänomens;
Feststellen, ob oder ob nicht dieses Phänomen einen vorbestimmten Wert überschreitet, und
Regeln des hydraulischen Bremsdruckes unter einer anderen Antiblockierbremsregelbedingung für die scharfe Richtungsänderung, wenn das Phänomen den vorbestimmten Wert überschreitet.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Differenz der Radgeschwin
digkeiten zwischen den rechten und linken Rädern
des Kraftfahrzeuges gemessen und dann, wenn
diese Differenz einen Schwellwert übersteigt,
bestimmt wird, daß das Kraftfahrzeug im Zustand
einer scharfen Richtungsänderung sich befindet,
und daß der hydraulische Bremsdruck für diesen
Zustand mit scharfer Richtungsänderung auf deren
Feststellung hin geregelt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Differenz der Radgeschwin
digkeiten zwischen den rechten und linken Rädern
des Kraftfahrzeuges gemessen wird und daß dann,
wenn diese Differenz bei angelegten Bremsen
einen Schwellwert übersteigt und eine vorbestimmte
Zeitdauer hindurch aufrechterhalten bleibt,
festgestellt wird, daß sich das Kraftfahrzeug
im Zustand mit scharfer Richtungsänderung befindet,
auf dessen Erfassung hin der hydraulische Brems
druck für den Zustand mit scharfer Richtungsände
rung geregelt wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß der
Schwellwert der Differenz der Radgeschwindigkeiten
mit zunehmender Referenz-Fahrzeuggeschwindigkeit
verkleinert wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, daß die
dem Fahrzeug mitgeteilte Querbeschleunigung
gemessen wird und bei Feststellung, daß die
erfaßte Querbeschleunigung größer als ein vorbe
stimmter Wert ist und gleichzeitig die Fahrzeugge
schwindigkeit einen bestimmten Wert überschreitet,
bestimmt wird, daß das Fahrzeug sich im Zustand
scharfer Richtungsänderung befindet, und daraufhin
der hydraulische Bremsdruck für diesen gemessenen
Zustand geregelt wird.
6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Lenkeinschlagwinkel
der Vorderräder und der Reibkoeffizient zwischen
den Rädern und der Straße gemessen wird und
daß bei Überschreiten jeweils vorbestimmter
Werte für die Fahrzeugeschwindigkeit, den Lenkein
schlagwinkel und den Reibkoeffizienten entschieden
wird, daß das Kraftfahrzeug sich in dem Zustand
mit scharfer Richtungsänderung befindet, woraufhin
der hydraulische Bremsdruck geregelt wird.
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