DE19623596A1 - Brake system with a device for active brake actuation - Google Patents

Abstract

The invention relates to a brake system for stabilisation of a vehicle during cornering which can be manufactured and fitted easily and at particularly low cost. Said system is consequently particularly suitable for small cars. Since oversteering is a greater problem in said small vehicles than understeering which is easier for the driver to control, the brake system according to the invention is restricted to a regulation operation only when there is a tendency to oversteer. The sensors and functions which are predominantly required for preventing understeering are not included, for example a yaw rate sensor. A transverse acceleration sensor is fitted instead as far as possible to the rear of the vehicle to detect transverse acceleration in the vehicle rear. If the transverse acceleration of the vehicle rear exceeds a certain threshold which may relate to the speed or the steering angle, then the regulation operation is carried out on the curve-outside front wheel.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Bremssystem mit einer Einrichtung zur aktiven Bremsbetätigung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The present invention relates to a brake system with a Device for active brake actuation according to the preamble of claim 1.

Ein derartiges Bremssystem ist beispielsweise aus der DE 42 41 595 A1 bekannt. Es handelt sich dabei um eine hydraulische Fahrzeugbremsanlage, welche eine Blockierschutzeinrichtung besitzt und außerdem weitergebildet ist zur Verbesserung des Fahrzeugspurverhaltens insbesondere in Kurven durch eine akti­ ve Bremsbetätigung. Bei einer aktiven Bremsbetätigung liefert eine Hilfsdruckquelle Druckmittel in eine Blockierschutzein­ richtung, mittels derer in den Radbremsen Bremsdrücke indivi­ duell einstellbar sind. Hierfür befinden sich zwischen der Hilfsdruckquelle und der Blockierschutzeinrichtung Zylinder mit Trennkolben zum Druckaufbau im Vorderachs- und im Hinter­ achsbremskreis, wobei die Trennkolben mit Ventilöffnungen ver­ sehen sind, die mit Lippendichtringen zusammenwirken. Eine aktive Bremsbetätigung dient zur Stabilisierung des Fahrzeugs, wirkt also einer Übersteuerungstendenz oder einer Untersteue­ rungstendenz oder einer Schleudergefahr oder einem bereits eingetretenen Schleudern entgegen. Zur Gewinnung der Steuer­ signale werden beispielsweise Schräglaufwinkel gemessen und mit vorgewählten Schwellenwerten verglichen. Beispielsweise kann auch mittels eines Gierratensensors die Drehgeschwindig­ keit des Fahrzeugs um die Hochachse beobachtet werden. Alter­ nativ können achsenspezifische Querbeschleunigungen gemessen werden und in eine Gierwinkelgeschwindigkeit umgerechnet wer­ den.Such a braking system is for example from DE 42 41 595 A1 known. It is a hydraulic one Vehicle brake system, which is an anti-lock device owns and is also trained to improve Vehicle lane behavior, especially in curves through an acti ve brake actuation. Delivers with an active brake application an auxiliary pressure source pressure medium in an anti-lock direction by means of which brake pressures in the wheel brakes indivi are adjustable. There are between the Auxiliary pressure source and the anti-lock device cylinder with separating pistons to build up pressure in the front and rear axles axle brake circuit, the separating pistons ver with valve openings are seen that interact with lip seals. A active brake actuation serves to stabilize the vehicle, thus acts as a tendency to oversteer or understeer tendency or a risk of skidding or one already against slingshots. To win the tax signals are measured, for example, slip angle and compared to pre-selected thresholds. For example can also use a yaw rate sensor to adjust the speed speed of the vehicle can be observed around the vertical axis. Dude  natively, axis-specific transverse accelerations can be measured and converted into a yaw rate the.

Ein Verfahren zur Bestimmung derartiger fahrdynamisch relevan­ ter Größe ist beispielsweise aus der DE 42 00 061 A1 bekannt. Um für alle kritischen Fahrsituationen eine Einschätzung der nötigen Bremseneingriffe zu ermöglichen, wird hierin ein Ver­ fahren zur Bestimmung der Fahrzeugquergeschwindigkeit und/oder des Schwimmwinkels vorgeschlagen. Zur Durchführung dieses Ver­ fahrens sind Sensoren für den Lenkeinschlag der Vorderräder und ggf. der Hinterräder, für die Einzelradgeschwindigkeiten zur Ermittlung einer Fahrzeug-Referenzgeschwindigkeit, für die Gierwinkelgeschwindigkeit sowie für die Fahrzeugquerbeschleu­ nigung erforderlich. Alternativ zu einem Querbeschleunigungs­ sensor wird vorgeschlagen, die Bremsdrücke an den Rädern zu messen oder zu schätzen.A method for determining such driving dynamically relevant The size is known for example from DE 42 00 061 A1. In order to make an assessment of all critical driving situations To enable necessary brake interventions, a Ver drive to determine the vehicle lateral speed and / or of the float angle suggested. To carry out this ver driving are sensors for the steering angle of the front wheels and possibly the rear wheels, for the single wheel speeds to determine a vehicle reference speed for which Yaw rate as well as for the transverse vehicle acceleration agreement required. As an alternative to a lateral acceleration Sensor is proposed to increase the brake pressures on the wheels measure or estimate.

Ein gattungsgemäßes Bremssystem, welches sich zur aktiven Bremsbetätigung eignen soll und eine entsprechende Auswertung der aktuellen Fahrsituation vornimmt, fordert also einen rela­ tiv hohen Zusatzaufwand in Form von zusätzlicher Hydraulik zum selektiven aktiven Bremsdruckaufbau, wobei dieser wahlweise an einem oder an mehreren der vier Räder erfolgen soll, und zu­ sätzlicher Sensorik wie Gierratensensor, Lenkradwinkelsensor oder Radlenkwinkelsensor, Querbeschleunigungssensor sowie Bremsdrucksensoren zumindest in den Hauptbremsleitungen der Bremskreise. A generic braking system that is active Brake actuation should be suitable and a corresponding evaluation the current driving situation, therefore requires a rela tiv high additional effort in the form of additional hydraulics for selective active brake pressure build-up, this optionally on one or more of the four wheels should take place, and to additional sensors such as yaw rate sensor, steering wheel angle sensor or wheel steering angle sensor, lateral acceleration sensor and Brake pressure sensors at least in the main brake lines of the Brake circuits.  

Insbesondere bei Klein- und Kleinstwagen ist ein derart hoher Aufwand, der für ein vollwertiges Bremssystem mit einer Ein­ richtung zur aktiven Bremsbetätigung zur Stabilisierung des Fahrverhaltens investiert werden muß, durch den hohen Preis und den großen erforderlichen Bauraum nur schwer auf dem Markt durchzusetzen.This is particularly high for small and very small cars Effort for a full-fledged braking system with one Direction for active brake actuation to stabilize the Driving behavior must be invested due to the high price and the large installation space required is difficult on the market enforce.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Bremssystem der eingangs genannten Art vorzuschlagen, welches sich auch für die Verwendung in Klein- und Kleinstwagen eig­ net, also sehr preiswert und mit geringem Aufwand herzustellen und einzubauen ist, ohne signifikante Einbußen an der Fahr­ zeugsicherheit hinzunehmen.The present invention is based on the object Propose braking system of the type mentioned, which is also suitable for use in small and very small cars net, so very inexpensive and easy to manufacture and can be installed without significant loss of driving to accept safety.

Diese Aufgabe wird gelöst in Verbindung mit den kennzeichnen­ den Merkmalen des Anspruchs 1.This problem is solved in connection with the mark the features of claim 1.

Das Prinzip der vorliegenden Erfindung liegt darin, daß ins­ besondere bei Klein- und Kleinstwagen ein kritisches Fahrver­ halten in der Regel durch Übersteuern des Fahrzeugs eintritt. Das Untersteuern - vor allem unter Last - ist bei den in der Regel schwach motorisierten Kleinfahrzeugen ein geringes Pro­ blem. Die Erfindung beschränkt also das Bremssystem auf Maß­ nahmen, die gegen das Übersteuern erforderlich sind. Wegen der unkritischeren Fahrsituation beim Untersteuern werden diejeni­ gen Funktionen, die vorwiegend gegen das Untersteuern erfor­ derlich sind, weggelassen. Sowohl Hydraulik als auch Sensorik können dadurch einfacher und billiger gestaltet werden. The principle of the present invention is that ins a critical driver especially for small and very small cars usually stop by oversteering the vehicle. The understeer - especially under load - is with those in the Usually small motorized vehicles a small pro blem. The invention thus limits the braking system to size which are required against oversteering. Because of the less critical driving situation when understeering functions that predominantly require against understeering are omitted. Both hydraulics and sensors can be made easier and cheaper.  

Es muß beispielsweise keine Gierwinkelgeschwindigkeit des Fahrzeugs mehr erfaßt werden, sondern es reicht aus, fest zu­ stellen, ob bei Durchfahren einer Kurve das Heck ausbricht. Ein Eintrittskriterium in eine aktive Bremsbetätigung kann also die Querbeschleunigung des Fahrzeughecks sein, wenn diese eine bestimmte Schwelle überschreitet.For example, there must be no yaw rate of the Vehicle can be detected more, but it is sufficient to firmly whether the tail breaks out when cornering. An entry criterion in an active brake application can So be the lateral acceleration of the rear of the vehicle, if this exceeds a certain threshold.

Dabei ist es möglich, diese Schwelle geschwindigkeitsabhängig und/oder lenkwinkelabhängig zu gestalten, ,im den Eingriff der jeweiligen Fahrsituation anzupassen.It is possible to speed-dependent this threshold and / or to design depending on the steering angle, in the engagement of the adapt to each driving situation.

Um einer Übersteuerungstendenz gegenzusteuern, reicht es aus, die Radbremse des kurvenäußeren Vorderrades zu betätigen. Da­ her kann ein erfindungsgemäßes Bremssystem so ausgerüstet sein, daß lediglich die - bei Kleinwagen ohnehin angetriebene - Vorderachse mit der Möglichkeit zu einer aktiven Bremsbetä­ tigung versehen ist. Wenn also beispielsweise eine Vorderachs- Hinterachs-Bremskreisaufteilung bei einer hydraulischen Brems­ anlage vorliegt, reicht es aus, eine an sich bekannte Brems­ anlage zur Antriebsschlupfregelung für die aktive Bremsbetäti­ gung zum Zwecke einer Stabilisierung des Fahrverhaltens zu verwenden. Der Hinterachsbremskreis wäre dann lediglich mit einer Blockierschutzfunktion ausgestattet. Aber auch bei einer sogenannten X-Bremskreisaufteilung wäre eine antriebsschlupf­ geregelte Bremsanlage geeignet, da eine solche Bremsanlage einen aktiven Bremsdruckaufbau an der Vorderachse erlaubt und während eines solchen Eingriffs durch ein Trennventil die Hin­ terachsbremsen von der Hilfsdruckquelle abtrennt. In order to counteract a tendency to oversteer, it is sufficient to actuate the wheel brake of the front wheel on the outside of the curve. There A brake system according to the invention can be equipped in this way be that only the - which is already driven in small cars - Front axle with the possibility of active brake actuation is provided. So if, for example, a front axle Rear axle brake circuit division with a hydraulic brake system, it is sufficient to use a brake that is known per se Traction control system for active brake actuation supply for the purpose of stabilizing driving behavior use. The rear axle brake circuit would then only be with an anti-lock function. But also with one so-called X brake circuit division would be a drive slip regulated brake system suitable because such a brake system allows active brake pressure build-up on the front axle and during such an intervention by a separating valve the Hin disconnects the terax brakes from the auxiliary pressure source.  

Da als Kriterium zum Erkennen eines Übersteuerns die Querbe­ schleunigung des Fahrzeughecks geeignet ist, reicht es aus, als einzigen Sensor zur Erfassung der Fahrdynamik bei einer Kurvenfahrt einen Querbeschleunigungssensor vorzusehen, der möglichst weit hinten im Fahrzeug eingebaut wird. Ein Gierra­ tensensor kann entfallen. Für die Bekämpfung des Untersteuerns ist es nicht notwendig festzustellen, ob eine gemessene Gier­ winkelgeschwindigkeit einer vorgegebenen Sollgierwinkel­ geschwindigkeit folgt oder nicht. Charakteristisch für das Übersteuern eines Fahrzeugs ist es, daß das Fahrzeugheck aus­ bricht, so daß der Querbeschleunigungssensor, der hinten im Fahrzeug eingebaut ist, eine zuverlässige Information über die Notwendigkeit eines Regeleingriffs gibt.As the criterion for recognizing oversteer, the Querbe acceleration of the rear of the vehicle is suitable, it is sufficient as the only sensor to record the driving dynamics at a To provide a lateral acceleration sensor when cornering installed as far back as possible in the vehicle. A yaw tensensor can be omitted. For fighting understeering it is not necessary to determine whether a measured greed angular velocity of a predetermined target yaw angle speed follows or not. Characteristic of that Oversteer of a vehicle is that the rear of the vehicle is off breaks, so that the lateral acceleration sensor, which is in the rear Vehicle is built, reliable information on the There is a need for regulatory intervention.

Bei einer blockiergeschützten Bremsanlage sind vier Radsenso­ ren zur Erfassung der Einzelradumfangsgeschwindigkeiten ohne­ hin vorhanden. Mit einem zusätzlichen Querbeschleunigungssen­ sor und einem Lenkwinkelsensor sowie ggf. einem Druckschalter in einem der Bremskreise ist ein zur Antriebsschlupfregelung ausgerüstetes Bremssystem auf preiswerteste Weise zu einem Bremssystem aufgerüstet, welches zur aktiven Bremsbetätigung zum Zwecke einer Stabilisierung des Fahrverhaltens des Fahr­ zeugs in einer Kurve ausgestattet ist. Auch die notwendige Software zur Feststellung, ob eine aktive Bremsbetätigung not­ wendig ist und wenn ja, welche, ist reduziert, da es sehr ein­ fache Kriterien für einen Regeleingriff gibt.There are four wheel sensors on an anti-lock brake system ren for recording the independent wheel circumference speeds without down there. With an additional lateral acceleration sensor and a steering angle sensor and possibly a pressure switch in one of the brake circuits there is a traction control system equipped braking system in the cheapest way to one Brake system upgraded, which for active brake application for the purpose of stabilizing the driving behavior of the driver is equipped in a curve. Also the necessary one Software for determining whether active brake actuation is necessary is agile and if so which one is reduced since it is very fold criteria for a rule intervention.

Der Vorteil eines erfindungsgemäßen Bremssystems ist also die Reduzierung des Aufwandes gegenüber bekannten Bremssystemen mit Einrichtungen zur Aktivbremsung. Das Fahrverhalten in kri­ tischen Situationen wird deutlich verbessert gegenüber solchen Bremssystemen, die ausschließlich mit einer Blockierschutz- und Antriebsschlupfregelfunktion ausgestattet sind. Lediglich in solche Fahrsituationen, die ohnehin nicht hochkritisch sind und eher vom Fahrer zu beherrschen sind, wird nicht aktiv durch Bremsbetätigung eingegriffen. Das Übersteuern, das im Gegensatz zum Untersteuern vom Fahrer des Fahrzeugs nicht so leicht beherrscht werden kann, wird aber mit Sicherheit unter­ bunden.The advantage of a braking system according to the invention is therefore that Reduction of effort compared to known brake systems  with devices for active braking. The driving behavior in kri table situations is significantly improved compared to such Brake systems that are only equipped with an anti-lock and traction control function are equipped. Only in driving situations that are not highly critical anyway and are more likely to be mastered by the driver does not become active intervened by brake actuation. The oversteer that in Contrary to understeer by the driver of the vehicle, not so can be easily mastered, but will undoubtedly bound.

Im Hinblick auf den erheblich niedrigeren Preis im Vergleich zu bekannten Bremssystemen dieser Art ergibt sich also eine breite Anwendungsmöglichkeit für Kleinfahrzeuge.In comparison to the significantly lower price to known brake systems of this type, there is therefore a Wide range of applications for small vehicles.

Claims (6)

1. Bremssystem mit einer Einrichtung zur aktiven Bremsbetäti­ gung im Sinne einer Stabilisierung des Fahrverhaltens eines zweiachsigen Fahrzeugs beim Durchfahren einer Kurve, wobei durch gezieltes Bremsbetätigen und/oder Lösen an einzelnen Rädern auf das Fahrzeug ein Giermoment ausgeübt wird, wel­ ches das Fahrzeug in eine gewünschte Bahnkurve bringt, da­ durch gekennzeichnet, daß eine aktive Bremsbetätigung aus­ schließlich gegen eine Übersteuerungstendenz eingesetzt wird.1. Braking system with a device for active Bremsbetäti supply in the sense of stabilizing the driving behavior of a two-axle vehicle when driving through a curve, with targeted braking actuation and / or releasing individual wheels on the vehicle exerts a yawing moment which weles the vehicle into a desired one Path curve brings, characterized in that an active brake application is finally used against a tendency to oversteer. 2. Bremssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine aktive Bremsbetätigung nur dann erfolgt, wenn die Querbeschleunigung des Fahrzeughecks eine bestimmte Schwel­ le überschreitet.2. Brake system according to claim 1, characterized in that active brake actuation only takes place when the Lateral acceleration of the rear of the vehicle a certain smolder le exceeds. 3. Bremssystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwelle geschwindigkeitsabhängig ist.3. Brake system according to claim 2, characterized in that the threshold is speed-dependent. 4. Bremssystem nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwelle lenkwinkelabhängig ist.4. Braking system according to claim 2 or 3, characterized in that the threshold is dependent on the steering angle. 5. Bremssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß eine aktive Bremsbetätigung nur an den Bremsen der Vorderräder erfolgt. 5. Braking system according to one of the preceding claims, there characterized in that an active brake application only on the brakes of the front wheels.   6. Bremssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß der einzige Sensor zur Erfassung der Fahrzeugdynamik bei Kurvenfahrt ein Quer­ beschleunigungssensor ist, der möglichst nahe am Fahrzeug­ heck, zumindest in der Nähe oder hinter der Hinterachse angeordnet ist.6. Brake system according to one of the preceding claims, there characterized in that the only sensor for detection vehicle dynamics when cornering is the acceleration sensor that is as close as possible to the vehicle rear, at least near or behind the rear axle is arranged.