DE19733676B4

DE19733676B4 - Verfahren und Vorrichtung zur Regelung der Fahrstabilität eines Fahrzeugs

Info

Publication number: DE19733676B4
Application number: DE19733676A
Authority: DE
Inventors: Ralph Gronau; Jürgen WOYWOD; Gunther Buschmann; Thomas Kranz
Original assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Current assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Priority date: 1997-08-04
Filing date: 1997-08-04
Publication date: 2010-08-19
Anticipated expiration: 2017-08-05
Also published as: US6364435B1; DE19733676A1; JP2001516664A; WO1999007589A1

Abstract

Verfahren zur Regelung der Fahrstabilität eines Fahrzeugs, wobei eine den Bremsdruck eines oder mehrerer Räder aufbauende Einrichtung (11) vor Eintritt eines die Bremsdruckbeeinflussung auslösenden Betriebszustandes gestartet wird und das Inbetriebsetzen der den Bremsdruck aufbauenden Einrichtung (11) im Leerlauf geschieht, wobei ein Ventil (15) zwischen der den Bremsdruck aufbauenden Einrichtung (11) und einem Fluidreservoir (16) gleichzeitig mit dem Inbetriebsetzen der den Bremsdruck aufbauende Einrichtung (11) geöffnet wird dadurch gekennzeichnet, daß der Betriebszustand die Querbeschleunigung oder die Gierrate ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Regelung der Fahrstabilität eines Fahrzeugs gemäß den Oberbegriffen der unabhängigen Ansprüche.
Bei der bisher bekannten Fahrstabilitätsregelung werden signifikante Betriebszustände des Fahrzeugs überwacht. Wenn ein solcher Betriebszustand anzeigt, daß die Fahrstabilität des Fahrzeugs gefährdet ist, erfolgt ein Eingriff dahingehend, daß in geeigneter Weise an einem oder mehreren Rädern des Kraftfahrzeugs der Bremsdruck unter anderem auch erhöht werden kann, umstabiles Fahren zu gewährleisten. Im einzelnen passiert dabei folgendes: Wenn erkannt wird, daß ein Betriebszustand vorliegt, der einen Eingriff in Form von Erhöhung eines Bremsdrucks an zumindest einem der Räder notwendig macht, wird eine Pumpe in Betrieb gesetzt, die den erforderlichen Bremsdruck aufbauen kann. Außerdem werden Ventile so geschaltet, daß die Fluidzirkulation zwischen Fluidreservoir, Pumpe, Rücklaufleitung und Bremszylinder in geeigneter Weise stattfindet.
Dieses Verfahren hat den Nachteil, daß der Korrektureingriff erst zeitverzögert bezüglich des Erkennens der korrekturbedürftigen Situation erfolgt. Denn bevor tatsächlich Bremsdruck der Bremse eines Rads zugeführt werden kann, muß die den Druck liefernde Pumpe anlaufen, und gegebenenfalls müssen Ventile in geeigneter Weise gestellt werden. Erst danach kann der von der Pumpe aufgebaute Druck tatsächlich an die Bremszylinder eines Rads weitergegeben werden. Damit ist wertvolle Zeit für einen Korrektureingriff verstrichen.
Aus der DE 195 35 623 A1 ist ein Verfahren zur Regelung der Fahrstabilität eines Fahrzeugs bekannt, bei dem nach Maßgabe eines Betriebszustands des Fahrzeugs der Bremsdruck eines oder mehrerer Räder beeinflusst wird. Dabei soll vor Eintritt eines die Bremsdruckbeeinflussung auslösenden Betriebszustandes eine den Bremsdruck aufbauende Einrichtung in Betreib gesetzt werden.
Weiterhin ist aus der DE 195 47 111 A1 ein gattungsgemäßes Verfahren und eine gattungsgemäße Vorrichtung gemäß den Oberbegriffen der Ansprüche 1 bzw. 5 bekannt.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Regelung der Fahrstabilität eines Fahrzeugs zu schaffen, die nach dem Erkennen einer korrekturbedürftigen Situation schnell wirksam werden.
Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst, abhängige Ansprüche sind auf bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung gerichtet.
Nachfolgend werden bezugnehmend auf die Figuren einzelne erfindungsgemäße Ausführungsformen beschrieben, es zeigen:
1 in Kombination mehrere erfindungsgemäße Ausführungsformen, und
2 eine erfindungsgemäße Ausführungsform der Signalbewertung.
1 zeigt schematisch einzelne Systemkomponenten. Bezugsziffer 10 bezeichnet eine Erfassungseinrichtung, vorzugsweise einen Sensor zur Erfassung eines Betriebszustands eines Fahrzeugs. Der erfaßte Betriebszustand ist dabei einer, der für die Beurteilung der Frage, ob eine Fahrstabilitätsregelung notwendig ist, aussagekräftig ist. Die Einrichtung 10 kann ein einzelner Sensor sein, beispielsweise ein Lenkwinkelsensor. Die Einrichtung 10 kann aber auch eine komplexere Einrichtung sein, die aus verschiedenen weiteren Eingangssignalen das obengenannte aussagekräftige Signal erzeugt.
Bezugszeichen 11 bezeichnet eine Einrichtung zum Aufbauen eines Bremsdrucks. Vorzugsweise handelt es sich um eine Hydraulikpumpe. Aus einem Reservoir 16 erhält sie über ein Ventil 15 Hydraulikfluid und kann dieses dem Bremszylinder einer Bremse 18 eines Rades zuführen. Zwischen Auslaßseite der Pumpe 11 und dem Bremszylinder ist eine Rücklaufleitung zum Reservoir 16 hin vorgesehen, über die Hydraulikfluid entweder vom Bremszylinder oder von der Pumpe 11 her über ein Ventil 19 zum Reservoir 16 oder – wie gezeigt – vor das Ventil 15 gelangen kann.
Mit 12 ist eine Beeinflussungseinrichtung gezeigt, die beispielsweise das Ventil 19 in der Rücklaufleitung anspricht. Die Beeinflussungseinrichtung 12 kann das Ventil 19 nach Maßgabe des von der Erfassungseinrichtung 10 empfangenen Signals öffnen oder schließen. Dementsprechend erniedrigt oder erhöht sich der Druck am Bremszylinder der Bremse 18, so daß der Bremsdruck auf diese Weise beeinflußt wird. Ist das Ventil 19 (und das Ventil 15 – siehe unten) geöffnet, arbeitet die Pumpe 11 im Leerlauf, und das von ihr geförderte Fluid gelangt zurück zum Reservoir 16, ohne zum Bremseingriff zu führen. Ist dagegen das Ventil 19 geschlossen, ist der obengenannte ”Kurzschluß” unterbrochen, das von der Pumpe 11 geförderte Fluid gelangt in den Hydraulikzylinder der Bremse 18 und erhöht damit die Bremskraft.
Im Stand der Technik hat die Beeinflussungseinrichtung 12 darüber hinaus das Anlaufen der Pumpe 11 sowie das Öffnen des Zulaufventils 15 veranlaßt. In 1 ist dies durch die gestrichelt gezeigten Signalwege zwischen Beeinflussungseinrichtung 12 und Pumpe 11 bzw. Zulaufventil 15 angedeutet.
Erfindungsgemäß ist eine Anlaßeinrichtung 13 vorgesehen, die ebenfalls das Ausgangssignal der Erfassungseinrichtung 10 empfängt und die die Pumpe 11 in Betrieb setzt, bevor die Beeinflussungseinrichtung 12 den eigentlichen, oben beschriebenen Regelungseingriff veranlaßt. Das eine gewisse Zeitdauer benötigende Anlaufen der Pumpe 11 erfolgt dann während eines Zeitraums, in dem noch kein korrigierender Regelungseingriff als notwendig angesehen wird, die Pumpleistung steht aber augenblicklich mit maximaler Drehzahl zur Verfügung, wenn die Beeinflussungseinrichtung 12 den Korrektureingriff vornehmen will. Das Anlassen bzw. Inbetriebsetzen der Pumpe 11 geschieht vorzugsweise im Leerlauf. Dies bedeutet, daß die beiden Ventile 15 und 19 geöffnet sind, so daß die Pumpe einlaßseitig Hydraulikfluid empfängt und dieses zurück ins Reservoir 16 fördert. Hierzu ist vorzugsweise eine Öffnungseinrichtung 14 vorgesehen, die ebenfalls das Signal von der Erfassungseinrichtung 10 empfängt und das Zulaufventil 15 öffnet, bevor der eigentliche, den Verriegelungseingriff erfordernde Betriebszustand eintritt. Vorzugsweise wird das Ventil 15 zu der Zeit bzw. Bedingung geöffnet, zu der auch die Pumpe 11 in Betrieb gesetzt wird.
Die Beeinflussungseinrichtung 12, Anlaßeinrichtung 13 und Öffnungseinrichtung 14 arbeiten vorzugsweise nach Maßgabe von Schwellenwerten. Sie empfangen das quantitative Signal aus der Erfassungseinrichtung 10 und werden nach Maßgabe von Schwellenwerten tätig. Nimmt man an, daß ein hoher Wert des Ausgabesignals der Erfassungseinrichtung 10 zum Regelungseingriff führt, tritt die Anlaßeinrichtung 13 (und gegebenenfalls Öffnungseinrichtung 14) bei einem niedrigeren Schwellenwert in Aktion, während die Beeinflussungseinrichtung 12 bei einem höheren Schwellenwert in Aktion tritt. Vorzugsweise veranlassen Anlaßeinrichtung 13 und Öffnungseinrichtung 14 die jeweils ihnen zugeordneten Funktionen dann, wenn das Signal aus der Erfassungseinrichtung 10 einen ersten Schwellenwert S₁ überschritten hat, während die Beein flussungseinrichtung 12 den Bremsdruck dann beeinflußt, wenn das Signal einen zweiten, höheren Schwellenwert S₂ überschritten hat. Sinngemäß umgekehrte Verhältnisse ergeben sich, wenn die Erfassungseinrichtung 10 ein Signal liefert, das bei einem niedrigen Wert einen Regelungseingriff auslösen soll.
Die Erfassungseinrichtung 10 kann ein Sensor sein, der eine die Fahrzeugstabilität widerspiegelnde bzw. beeinflussende Größe erfaßt. So kann beispielsweise die Gierrate (Drehung um die Hochachse) durch einen geeigneten Sensor erfaßt werden oder die Querbeschleunigung des Fahrzeugs. Die Erfassungseinrichtung 10 kann auch ein Lenkwinkelgradientensensor sein. Er kann die Winkelgeschwindigkeit am Lenkrad erfassen. Hohe Winkelgeschwindigkeiten (gegebenenfalls verknüpft mit höheren Fahrzeuggeschwindigkeiten, um Situationen beispielsweise beim Einparken eines Fahrzeugs herausfiltern zu können) deuten auf ein hochdynamisches Fahrmanöver hin, das einen Eingriff zur Regelung der Fahrstabilität notwendig werden lassen kann.
Die Erfassungeinrichtung 10 muß nicht notwendigerweise ein Sensor sein. Sie kann auch eine Einrichtung sein, die andere, in der Fahrzeugregelung anfallende Signale verwendet oder zur Erzeugung eines geeigneten Signals verknüpft.
Erfindungsgemäß kann vorgesehen sein, die Schwellenwerte der Anlaßeinrichtung 13 (und der Öffnungseinrichtung 14) temperaturabhängig zu verändern. Es ist vorteilhaft, wenn die Schwellenwerte herabgesetzt werden, wenn die Außentemperatur sinkt. Das längere Anlaufen der Pumpe 11 aufgrund verschlechterter Viskosität der Bremsflüssigkeit wird dadurch ausgeglichen. Eine Temperaturerfassung 17 kann hierzu ein Signal an die Anlaßeinrichtung 13 liefern.
Für die oben beschriebenen erfindungsgemäßen Maßnahmen, insbesondere das Inbetriebsetzen der Einrichtung 11 zum Aufbauen des Bremsdrucks, können verschiedene Abbruch- bzw. Verhinderungskriterien vorgesehen sein, nämlich

– das Ausgangssignal der Erfassungseinrichtung 10 sinkt unter einen dritten Schwellenwert S₃, der vorzugsweise niedriger liegt als der erste Schwellenwert S₁, so daß sich ein hystereseartiges Verhalten ergibt.
– Fahrereingriff, beispielsweise ablesbar vom Bremslichtschalter oder dem Drucksensor am Bremshauptzylinder. Fahrermaßnahmen werden dann nicht durch die oben beschriebenen Maßnahmen beeinflußt.
– Druck bzw. Restdruck im Hydrauliksystem.

Das oben beschriebene Verfahren kann nach einem oder mehreren der oben beschriebenen Kriterien verhindert, unterbrochen oder modifiziert werden.
Bisher wurde eine Ausführungsform beschrieben, bei der Beeinflussungseinrichtung 12 und Anlaßeinrichtung 13 das gleiche Signal (aus der gleichen Erfassungseinrichtung 10) empfangen und überwachen. Daneben sind aber auch Ausführungsformen möglich, in denen diese unterschiedliche Signale empfangen, wobei diese Signale dann so gewählt werden, daß in der Regel die Anlaßeinrichtung 13 vor der Beeinflussungseinrichtung 12 anspricht. Bei dieser Ausführungsform kann die Anlaßeinrichtung 13 so ausgelegt sein, daß sie ihre Aktion (Inbetriebsetzen der Pumpe 11) jedenfalls dann veranlaßt, wenn die Beeinflussungseinrichtung 12 angesprochen hat.
Wenn Beeinflussungseinrichtung 12 und Anlaßeinrichtung 13 auf das gleiche Signal ”schauen”, können ihre Schwellenwerte S₁ und S₂ so ausgelegt sein, daß S₁ 30 bis 70% von S₂ beträgt, vorzugsweise 45 bis 55%.
Bisher wurden Ausführungsformen beschrieben, die lediglich ein einziges Rad des Fahrzeugs betrafen. Die Erfindung läßt sich für alle bzw. mehrere Räder des Fahrzeugs anwenden, wobei Pumpe(n) 11 bzw. Zulaufventil(e) 15 getrennt voneinander oder parallel zueinander geschaltet werden können.
Weiterhin betreffen die oben beschriebenen Ausführungsformen ein Regelungsverfahren bzw. eine Regelungsvorrichtung, die a priori unabhängig von ABS (Antiblockiersystem) ohne dessen Regelungseingriff tätig werden. Mit geeigneten Koordinationsfunktionen können das erfindungsgemäße Verfahren und ABS aber auch parallel verwendet werden.
Die oben beschriebenen Beeinflussungseinrichtung 12, Anlaßeinrichtung 13 und Öffnungseinrichtung 14 können diskret vorhandene Baugruppen sein. Sie können aber auch Teil eines Bremsassistenten 20 sein und gegebenenfalls als Form eines Steuerungs- bzw. Regelungsalgorithmus mit geeigneten Treibern für die mechanischen Stellglieder implementiert sein.
2 zeigt verschiedene Formen der erfindungsgemäßen Signalbewertung. Kurve 21 zeigt den Verlauf eines Signals B, das denjenigen Betriebszustand des Fahrzeugs anzeigt, der für die Auslösung des Bremseingriffs aussagekräftig ist. Zum Zeitpunkt t₁ wird der erste Schwellenwert S₁ überschritten. Erfindungsgemäß tritt dann die Anlaßeinrichtung 13 in Aktion und setzt die Pumpe 11 in Betrieb. Zum Zeitpunkt t₂ überschreitet das Signal B den zweiten Schwellenwert S₂, so daß dann die Beeinflussungseinrichtung den Bremsdruck mit der dann schon laufenden Pumpe 11 sehr schnell aufbauen kann. Ein anderer Signalverlauf ist mit Kurve 22 gezeigt. Dort überschreitet das Signal B den zweiten Schwellenwert S₂ nicht. Zum Zeitpunkt t₁ wird zwar der Schwellenwert S₁ überschritten und dementsprechend die Pumpe 11 in Betrieb gesetzt. Zum Zeitpunkt t₃ wird aber der dritte Schwellenwert unterschritten. Dann wird die Pumpe 11 wieder außer Betrieb gesetzt.
2 zeigt abermals die Ausführungsform, in der Anlaßeinrichtung 13 und Beeinflussungseinrichtung 12 nach Maßgabe des gleichen Signals B arbeiten. Die Einrichtungen können gleichwohl auf unterschiedliche Signale reagieren.
Gegenstand der Erfindung sind das oben sowie in den Ansprüchen beschriebene Verfahren wie auch die Vorrichtung, die vorzugsweise zur Umsetzung dieses Verfahrens verwendet wird.
Erfindungsgemäß kann die durch das Anlaufen einer Pumpe hervorgerufene Totzeit verringert werden. Da außerdem die Pumpe vor dem eigentlichen Regelungseingriff auf maximale Drehzahl gebracht wird, ohne daß ein Gegendruck vorliegt, gelangt diese sehr schnell auf maximale Drehzahl. Schließlich kann erfindungsgemäß eine Vorladeeinrichtung, etwa eine zweite Pumpe oder ein Booster, entfallen.

Claims

Verfahren zur Regelung der Fahrstabilität eines Fahrzeugs, wobei eine den Bremsdruck eines oder mehrerer Räder aufbauende Einrichtung (11) vor Eintritt eines die Bremsdruckbeeinflussung auslösenden Betriebszustandes gestartet wird und das Inbetriebsetzen der den Bremsdruck aufbauenden Einrichtung (11) im Leerlauf geschieht, wobei ein Ventil (15) zwischen der den Bremsdruck aufbauenden Einrichtung (11) und einem Fluidreservoir (16) gleichzeitig mit dem Inbetriebsetzen der den Bremsdruck aufbauende Einrichtung (11) geöffnet wird dadurch gekennzeichnet, daß der Betriebszustand die Querbeschleunigung oder die Gierrate ist.
Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch quantitatives Erfassen des Betriebszustandes, Auslösen der Bremsdruckbeeinflussung, wenn der Betriebszustand einen zweiten Schwellenwert (S₂) überschritten hat, und Inbetriebsetzen der den Bremsdruck aufbauende Einrichtung, wenn der Betriebszustand einen ersten Schwellenwert (S₁) überschritten hat, der niedriger als der zweite Schwellenwert (S₂) ist.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Schwellenwert (S₁) herabgesetzt wird, wenn die Außentemperatur einen bestimmten Wert unterschreitet.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß nach Maßgabe eines weiteren Betriebszustandes das Inbetriebsetzen der den Bremsdruck aufbauende Einrichtung (11) verhindert oder beendet wird.
Vorrichtung zur Regelung der Fahrstabilität eines Fahrzeugs zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4, mit – einer Erfassungseinrichtung (10) zur Erfassung eines Betriebszustands des Fahrzeugs, – einer den Bremsdruck für zumindestens eines der Räder aufbauenden Einrichtung (11), und – einer Beeinflussungseinrichtung (12), die nach Maßgabe des erfaßten Betriebszustands des Fahrzeugs den Bremsdruck eines oder mehrerer Räder beeinflußt, – einer Anlaßeinrichtung (13), die vor Eintritt eines die Bremsdruckbeeinflussung auslösenden Betriebszustandes die den Bremsdruck aufbauende – Einrichtung (11) startet, wobei die Anlaßeinrichtung (13) die Einrichtung (11) im Leerlauf in Betrieb setzt – einer Öffnungseinrichtung (14) zum öffnen eines Ventils (15) zwischen der den Bremsdruck aufbauenden Einrichtung (11) und einem Fluidreservoir (16), welche Öffnungseinrichtung (14) gleichzeitig mit dem Inbetriebsetzen der den Bremsdruck aufbauende Einrichtung (11) das Ventil (15) öffnet dadurch gekennzeichnet, daß der Betriebszustand die Querbeschleunigung oder die Gierrate ist.
Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß – die Erfassungseinrichtung (10) den Betriebszustand quantitativ erfaßt, – die Beeinflussungseinrichtung (12) den Bremsdruck beeinflußt, wenn der Betriebszustand einen zweiten Schwellenwert (S₂) überschritten hat, und – die Anlaßeinrichtung (13) die den Bremsdruck aufbauende Einrichtung (11) in Betrieb setzt, wenn der Betriebszustand einen ersten Schwellenwert (S₁) überschritten hat, der niedriger als der zweite Schwellenwert (S₂) ist.
Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß in der Anlaßeinrichtung (13) der erste Schwellenwert (S₁) herabgesetzt wird, wenn die Außentemperatur einen bestimmten Wert unterschreitet.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß nach Maßgabe eines weiteren Betriebszustandes das Inbetriebsetzen der den Bremsdruck aufbauenden Einrichtung (11) verhindert oder beendet wird.