DE10005591A1 - Verfahren zur Bremsdrucksteuerung an einem Kraftfahrzeug - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bremsdrucksteuerung an einem Kraftfahrzeug, insbesondere Personenkraftwagen, wobei dem bei einem Bremsvorgang ausgelösten und an eine Bremsscheibe oder dgl. angelegten Bremsdruck eine Bremsdruckschwingung zur Unterdrückung einer störenden Schwingung aufmoduliert wird. Erfindungsgemäß wird insbesondere in schwingungs-kritischen Betriebszuständen ohne Zugriff auf eine Schwingungssensorik dem Bremsdruck eine Bremsdruckschwingung aufmoduliert, die einem schwingungs-unkritischen Betriebszustand entspricht. Dabei können zwischen dem Bremsdruck für das linke Fahrzeug und demjenigen für das rechte Fahrzeugrad eine oder mehrere gezielte Phasenbeziehungen zwischen den Bremsdruckschwingungen eingestellt werden. Hiermit läßt sich Bremsen-Rubbeln einfach und wirkungsvoll vermeiden.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bremsdrucksteuerung an einem Kraftfahrzeug, insbesondere Personenkraftwagen, wobei dem bei einem Bremsvorgang ausgelösten und an eine Bremsscheibe oder dgl. angelegten Bremsdruck eine Bremsdruckschwingung zur Unterdrückung einer störenden Schwingung aufmoduliert wird.

Zum technischen Umfeld wird auf die DE 195 12 623 A1 verwiesen.

Insbesondere bei längerem Anbremsen eines Kraftfahrzeuges aus höherer Fahrgeschwindigkeit können - angefacht durch Bremsmomentschwankun­ gen - in einem oder mehreren zumeist konkreten Geschwindigkeitsbe­ reich(en) Schwingungen auftreten, die sich in das Fahrzeug-Fahrwerk und sogar bis in die Fahrzeug-Karosserie fortpflanzen können und dabei zu un­ erwünschten Geräuschentwicklungen führen oder sogar spürbare Schwin­ gungen, bspw. im Lenksystem des Personenkraftwagens, hervorrufen. Ver­ ursacht werden diese Bremsmomentschwankungen, auch "Bremsen- Rubbeln" genannt, dabei vom Bremssystem selbst, so bspw. durch Form­ fehler in der Bremsscheibe, aber auch bereits durch Korrosionsflecken auf dieser. Dabei wirkt sich ein Verschleiß des an der Bremsscheibe angreifen­ den Bremsbelages aufgrund dann geringerer Feder- und Dämpfungseigen­ schaften der Bremsbeläge zusätzlich negativ auf das Auftreten von Bremsmomentschwankungen aus.

Es hat sich gezeigt, daß sich der Absolutwert der üblicherweise festzustel­ lenden bzw. auftretenden Bremsmomentschwankung über dem möglichen Geschwindigkeitsbereich des Kraftfahrzeuges (und somit über der Drehfre­ quenz der Bremsscheibe(n)) betrachtet nur unwesentlich ändert. Diese Bremsmomentenschwankungen bewegen sich in einer Größenordnung von +/-35 Newtonmeter. Dies entspricht bei üblichen PKW-Bremsanlagen nähe­ rungsweise einer Bremsdruckschwankung von +/-1,0 bar.

Allerdings ist die Frequenz der durch den Bremsvorgang selbst, d. h. letztlich durch die rotierende Bremsscheibe oder dgl. hervorgerufene Bremsmomen­ tenschwankung im wesentlichen proportional zur Fahrgeschwindigkeit des Kraftfahrzeuges. Wird nun aufgrund einer entsprechenden Fahrgeschwin­ digkeit eine bspw. für die Fahrzeug-Vorderachse kritische Frequenz durch­ laufen, so wird das Eigenfrequenzverhalten dieser Achse entsprechend akti­ viert. Dadurch entstehen Schwingungen, die sich ungünstigstenfalls bis hin zum Lenkrad fortpflanzen können, und die für den Fahrer des Fahrzeugs eine störende und unerwünschte Rückmeldung darstellen.

Aus der oben genannten DE 195 12 623 A1 ist ein Verfahren sowie eine Schaltungsanordnung zur Dämpfung von Schwingungen im Antriebssystem eines Fahrzeuges, das mit einem Brems-Regelungssystem ausgerüstet ist, bekannt, wobei durch Auswerten des Drehverhaltens der einzelnen Räder Drehschwingungen in Rad-Umfangsrichtung ermittelt werden. Durch Ein­ steuern von Bremsdruck oder durch Modulation des zu einer Schlupfrege­ lung in die Radbremsen der einzelnen Räder eingesteuerten Bremsdruckes können dann die Drehschwingungen in Abhängigkeit von deren Amplitude und Phasenlage gedämpft werden.

Wegen der erforderlichen Sensorik zum Erkennen der Rad-Dreh­ schwingungen ist dieser bekannte Stand der Technik relativ aufwendig. Eine demgegenüber einfachere Lösung aufzuzeigen, mit Hilfe derer die durch einen Bremsvorgang ausgelösten störenden Schwingungen vermieden wer­ den können, ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung.

Die Lösung dieser Aufgabe ist dadurch gekennzeichnet, daß insbesondere in schwingungs-kritischen Betriebszuständen ohne Zugriff auf eine Schwin­ gungssensorik dem Bremsdruck eine Bremsdruckschwingung aufmoduliert wird, die einem schwingungs-unkritischen Betriebszustand entspricht. Im Sinne einer vorteilhaften Weiterbildung können dabei zwischen dem Bremsdruck für das linke Fahrzeugrad und demjenigen für das rechte Fahr­ zeugrad eine oder mehrere gezielte Phasenbeziehungen zwischen den Bremsdruckschwingungen eingestellt werden.

Es wurde erkannt, daß das Auftreten unerwünschter Schwingungen bzw. eine Anregung derselben bereits dann einfach und wirkungsvoll vermieden werden kann, wenn erfindungsgemäß in denjenigen bekannten Betriebszu­ ständen, in denen diese Schwingungen überhaupt nur angefacht werden könnten, dem angelegten Bremsdruck eine Bremsdruckschwingung überla­ gert wird, die zu keiner störenden Schwingungsanregung führt. In anderen Worten ausgedrückt wird das schwingungsfähgige Gesamtsystem in schwingungskritischen Betriebszuständen, d. h. im wesentlichen bei schwin­ gungskritischen Werten für die Fahrgeschwindigkeit, durch Einbringen einer quasi zusätzlichen Schwingung gezielt verstimmt. Die in bekannten Be­ triebszuständen bzw. Fahrzeug-Fahrgeschwindigkeiten üblicherweise auf­ tretenden Schwingungen können somit prophylaktisch bereits dadurch ver­ mieden werden, daß insbesondere der Fahrzeug-Vorderachse bei Durch­ laufen einer kritischen Anregungsfrequenz eine für diese Achse unkritische Schwingungssituation vorgetäuscht wird.

Vorteilhafterweise ist für dieses erfindungsgemäße Verfahren keine aufwen­ dige Sensorik zur Erkennung von kritischen Schwingungen sowie keine zu­ gehörige Auswerte- und Steuerungselektronik erforderlich, wenngleich eine solche als zusätzliche Ausstattung, so für eine Schwingungsunterdrückung auch anderer, ggf. stochastisch auftretender Schwingungen, durchaus vor­ handen sein kann. Die durch die drehende Bremsscheibe oder dgl. hervor­ gerufenen kritischen Schwingungen jedoch können mit der vorgeschlagenen Maßnahme ohne jegliche Sensorik vorteilhafterweise noch vor deren Entste­ hen vermieden werden.

Abhängig von der Fahrgeschwindigkeit des Kraftfahrzeuges muß somit le­ diglich eine geeignete Anzahl von Störimpulsen oder Stör-/Momenten in den angelegten Bremsdruck eingesteuert werden, welche der Bremsmomenten­ anregung einer anderen, unkritischen Fahrgeschwindigkeit entsprechen.

Zusätzlich kann auch die Phasenbeziehung der Bremsmomentschwankun­ gen am linken und rechten Rad, insbesondere Vorderrad des bevorzugt zweiachsigen, vierrädrigen Kraftfahrzeuges (Pkws), mit einbezogen werden. Erwiesenermaßen existieren Phasenbeziehungen, welche beruhigend auf die Achsschwingungen einwirken, andererseits gibt es welche, die Schwin­ gungen entsprechend verstärken. Mit einer erfindungsgemäßen Bremsdruckmodulation können nun gezielt beruhigende Phasenbeziehun­ gen erzeugt werden, welche in Summe ein Achsaufschwingen vermeiden bzw. vermindern. Unter Umständen kann dabei ein stochastisches Hin- und Herwechslen von unterschiedlichen Phasenbeziehungen zwischen der lin­ ken und der rechten Fahrzeugseite, d. h. zwischen der/den linken und der/den rechten Fahrzeug-Bremsen vorteilhaft sein.

In anderen Worten ausgedrückt kann dann der Bremsdruck - selbstverständ­ lich in gewissen Grenzen, um das Brems- und Fahrverhalten des Fahrzeu­ ges nicht ungünstig zu beeinflussen - insbesondere an der linken und rech­ ten Vorderradbremse derart moduliert werden, daß (selbstverständlich nur während eines Bremsvorganges) ständig wechselnde Phasenbeziehungen hinsichtlich der Bremsdruckschwingung zwischen links und rechts entstehen. Diese werden dabei gezielt derart kombiniert, daß kein Aufschwingen an dieser Achse erfolgen kann, da sich die hierfür relevanten Bedingungen laufend bzw. geeignet oft ändern.

Bevorzugt kann dabei ein die Fahrzeuggeschwindigkeit wiedergebendes Signal als Steuergröße für die besagte Bremsdruckmodulation herangezo­ gen werden, um in Abhängigkeit von der in diesem Zusammenhang beson­ ders wesentlichen Raddrehzahl oder Bremsscheibendrehzahl die Bremsdruckmodulation und/oder die genannten Phasenbeziehungen zu steuern. Allgemein kann über die Verteilung der Druckmodulation sowie der entsprechenden Phasenbeziehungen bspw. stochastisch oder in einem für das zu verhindernde Aufschwingen ungünstigen Rhythmus ein Eintritt in kri­ tische Eigenfrequenzbereiche durch aufoktroyierte, unkritische Zwangs­ schwingungen verhindert werden.

Da Bremsdruckschwankungen in der Größenordnung von ca. 1-2 bar (vgl. die anfangs gemachten Erläuterungen) zur Erzielung des gewünschten Ef­ fektes ausreichend sind bzw. sein können, besteht praktisch keine Gefahr, daß der Geradeauslauf des Fahrzeugs während des Bremsen negativ be­ einflußt wird, oder daß der Fahrer eine irgendwie geartete Rückmeldung über diese Bremdruck-Modulation erhält. Hingegen können störende Schwingungen, bspw. Lenkraddrehschwingungen und Brummgeräusche während des Bremsens, hervorgerufen durch "Bremsen-Rubbeln" wirkungs­ voll vermieden werden.

Claims (2)

1. Verfahren zur Bremsdrucksteuerung an einem Kraftfahrzeug, insbe­ sondere Personenkraftwagen, wobei dem bei einem Bremsvorgang ausgelösten und an eine Bremsscheibe oder dgl. angelegten Bremsdruck eine Bremsdruckschwingung zur Unterdrückung einer störenden Schwingung aufmoduliert wird, dadurch gekennzeichnet, daß insbesondere in schwingungs-kritischen Betriebszuständen ohne Zugriff auf eine Schwingungssensorik dem Bremsdruck eine Bremsdruckschwingung aufmoduliert wird, die einem schwingungs-unkritischen Betriebszustand entspricht.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Bremsdruck für das linke Fahrzeugrad und demjenigen für das rechte Fahrzeugrad eine oder mehrere gezielte Phasenbeziehungen zwischen den Bremsdruck­ schwingungen eingestellt werden.