DE4123235C2 - Verfahren zur Verhinderung von Instabilitäten des Fahrverhaltens eines Fahrzeuges - Google Patents

Verfahren zur Verhinderung von Instabilitäten des Fahrverhaltens eines Fahrzeuges

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DE4123235C2
DE4123235C2 DE4123235A DE4123235A DE4123235C2 DE 4123235 C2 DE4123235 C2 DE 4123235C2 DE 4123235 A DE4123235 A DE 4123235A DE 4123235 A DE4123235 A DE 4123235A DE 4123235 C2 DE4123235 C2 DE 4123235C2
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Wohland Thomas Dipl-Ing 71334 Waiblingen De
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Daimler Benz AG
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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Aus der DE 39 19 347 A1 ist bereits ein gattungsgemäßes Verfahren bekannt, wonach bei einem Fahrzeug der Istwert der Gierwinkelgeschwindigkeit erfaßt und mit einem abgeleiteten Sollwert der Gierwinkelgeschwindigkeit verglichen wird. Aus diesem Vergleich wird dann auf ein untersteuerndes oder ein übersteuerndes Fahrverhalten des Fahrzeugs geschlossen. Es wird dann ein neutrales Fahrverhalten erreicht, indem die Räder der kurveninneren bzw. kurvenäußeren Fahrzeugseite entsprechend stärker gebremst werden.
Weiterhin ist aus der DE 36 25 392 A1 ein Verfahren bekannt, wonach zur Detektierung der Fahrsituation bzgl. des Gierverhaltens des Fahrzeugs die Gierwinkelgeschwindigkeit µist eines Fahrzeugs beispielsweise mittels eines faseroptischen Kreisels gemessen wird. Eine alternative Möglichkeit zur Bestimmung des Istwertes der Gierwinkelgeschwindigkeit µist ist dadurch gegeben, daß die Gierwinkelgeschwindigkeit µist durch Verwendung mindestens eines Beschleunigungssensors abgeleitet wird, der die Radialbeschleunigung des Fahrzeugs mißt. Weiterhin wird aus der gemessenen Geschwindigkeit des Fahrzeugs in Längsrichtung sowie dem gemessenen Lenkwinkel ein Sollwert der Gierwinkelgeschwindigkeit µsoll abgeleitet. Dabei wird dann eine kritische Fahrsitutation abgeleitet, wenn der Istwert der Gierwinkelgeschwindigkeit µist von dem Sollwert der Gierwinkelgeschwindigkeit µsoll abweicht, d. h., wenn das Istverhalten des Fahrzeugs gegenüber dem Sollverhalten des Fahrzeugs abweicht. Diese detektierte Abweichung des Istverhaltens von dem Sollverhalten des Fahrzeugs wird dann verwendet, um die Abweichung des Istverhaltens des Fahrzeugs von dem Sollverhalten des Fahrzeugs zu minimieren, indem ein automatischer Eingriff in die Lenkung erfolgt und/oder indem einzelne Räder des Fahrzeugs derart gebremst oder beschleunigt werden, daß die Abweichung minimiert wird.
Aus der DE 38 40 456 A1 ist es bekannt, den Schlupf und die Schräglaufwinkel der Räder eines Fahrzeugs zu messen oder zu beobachten. Anhand dieser Größen wird dann abgeleitet, ob das Fahrzeug übersteuert oder untersteuert. Im Falle, daß das Fahrzeug übersteuert, wird der Schlupfwert am kurvenäußeren Vorderrad erhöht. Im Falle eines untersteuernden Fahrverhaltens wird dann der Schlupfwert am kurvenäußeren Vorderrad erniedrigt.
Aus der US-PS 48 09 181 ist es bekannt, ein untersteuerndes bzw. übersteuerndes Fahrverhalten eines Fahrzeugs auszugleichen, indem bei einem übersteuernden Fahrverhalten der Schlupfwert der Räder an der Hinterachse reduziert wird und bei einem untersteuernden Fahrverhalten der Schlupfwert der Räder an der Vorderachse.
Aus anderen Literaturstellen ist ein sogenanntes lineares Einspurmodell eines Fahrzeugs bekannt (DE-Buch: Zomotor, Adam; Fahrwerktechnik: Fahrverhalten; Herausgeber: Jörnsen Reimpell; Würzburg, Vogel, 1987; 1. Auflage; ISBN 3-8023-0774-7, insbesondere Seiten 99-127), mit dem beispielsweise aus gemessenen Werten der Fahrzeuggeschwindigkeit in Fahrzeuglängsrichtung und dem Lenkradwinkel bzw. den damit korrespondierenden Lenkwinkeln der Räder eine sich unter bestimmten Bedingungen einstellende Gierwinkelgeschwindigkeit µist des Fahrzeugs ermittelt werden kann, die dann unter Zugrundelegung dieses Modells als Sollwert der Gierwinkelgeschwindigkeit µsoll verwendet wird.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Verhinderung von Instabilitäten des Fahrverhaltens eines Fahrzeugs derart auszubilden, daß Instabilitäten des Fahrverhaltens möglichst frühzeitig und durch Eingriff an möglichst wenig Fahrzeugrädern verhindert werden.
Diese Aufgabe wird bei einem gattungsgemäßen Verfahren zur Verhinderung von Instabilitäten des Fahrverhaltens eines Fahrzeugs erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen der unabhängigen Ansprüche 1 und 2 gelöst, wobei die Merkmale der Unteransprüche vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen kennzeichnen.
Vorteile der Erfindung bestehen darin, daß durch das frühzeitige Detektieren der Fahrsituation bzgl. des Gierverhaltens des Fahrzeugs bereits sehr frühzeitig instabile Fahrzustände erkannt werden können und dadurch bereits sehr frühzeitig durch eine Variation bzw. den Aufbau von Bremsdruck zur Veränderung des Schlupfes σ an einzelnen Rädern das mögliche Auftreten instabiler Fahrzustände zu verhindern.
Mittels geeigneter Sensoren werden die Fahrzeuglängsgeschwindigkeit und der Lenkradwinkel bzw. der Lenkwinkel der Räder erfaßt. Diese Sensorsignale können dann einer Recheneinheit zugeführt werden, in der aus diesen Größen dann beispielsweise nach dem genannten linearen Einspurmodell eine von dem Fahrzeugführer gewünschte Gierwinkelgeschwindigkeit µsoll des Fahrzeugs als Sollwert der Gierwinkelgeschwindigkeit µsoll ermittelt werden kann. In der Recheneinheit erfolgt dann eine Detektion der Fahrsituation bzgl. des Gierverhaltens, indem der Istwert der Gierwinkelgeschwindigkeit µist mit dem ermittelten Sollwert µsoll verglichen wird. Dabei wird nicht nur der Betrag der Differenz des Istwertes der Gierwinkelgeschwindigkeit µist von dem Sollwert µsoll betrachtet, sondern auch das Vorzeichen dieser Differenz sowie die zeitliche Ableitung dieser Differenz. Insbesondere durch die Berücksichtigung der zeitlichen Ableitung ist eine besonders frühzeitige Erkennung des möglichen Auftretens kritischer Fahrzustände möglich, so daß dann durch eine entsprechende Variation bzw. den Aufbau von Bremsdruck zur Variation des Schlupfes σ an einzelnen Rädern bereits das Auftreten kritischer Fahrzustände verhindert werden kann.
Bei einem übersteuernden Fahrverhalten (das Fahrzeug dreht in die Kurve ein) wird dabei zuerst nur das kurvenäußere Vorderrad gebremst. Der Abbau der Seitenführungskraft und der Aufbau der Bremskraft in Umfangsrichtung bewirken ein rückdrehendes Giermoment des Fahrzeugs. Das Übersteuerverhalten des Fahrzeugs wird abgebaut. Überschreitet das Ausgangssignal, das das Gierverhalten repräsentiert, einen Schwellenwert, so wird durch das zusätzliche Bremsen auch des kurveninneren Rades der stabilisierende Effekt verstärkt, da zwar die Bremskraft in Umfangsrichtung den Eindrehvorgang unterstützt, der Abbau der Seitenführungskraft des kurveninneren Rades den Effekt jedoch nicht nur ausgleicht, sondern - wegen der Hebelarme der angreifenden Kräfte - überkompensiert und das Fahrzeug somit zusätzlich stabilisiert.
Bei einem untersteuernden Fahrverhalten (das Fahrzeug ist gierunwillig, d. h., es folgt nicht dem durch den Fahrzeugführer vorgegebenen Lenkeinschlag) wird zuerst nur das kurveninnere Hinterrad gebremst. Der Abbau der Seitenführungskraft dieses Rades und der Aufbau der Bremskraft in Umfangsrichtung bewirken ein eindrehendes Giermoment. Überschreitet das Ausgangssignal, das das Gierverhalten repräsentiert, einen Schwellenwert, so kann hier das kurvenäußere Hinterrad zusätzlich gebremst werden. Analog dem o. g. Kriterium für das Abbremsen des kurven­ inneren Vorderrades bei einem übersteuernden Fahrverhalten ist dies dann zweckmäßig, wenn das Produkt aus Seitenkraftverlust und zugehörigem Hebelarm zum Schwerpunkt größer ist als das Produkt aus Bremskraft in Umfangsrichtung und zugehörigem Hebelarm zum Schwerpunkt.
Nähert sich der Istwert µist der Giergeschwindigkeit dem Sollwert µsoll, so werden die Bremskräfte entsprechend abgebaut.
Alternativ zur Bestimmung des Sollwertes der Gierwinkelgeschwindigkeit µsoll mittels des linearen Einspurmodells besteht auch die Möglichkeit, diesen Sollwert der Gierwinkelgeschwindigkeit µsoll aus einem einmal vermessenen Kennfeld auszulesen.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigt
Fig. 1 eine Darstellung der Sensoren und der Recheneinheit,
Fig. 2 die Darstellung des ersten Teils des Ablaufdiagramms, nach dem der Fahrzustand detektiert wird,
Fig. 3 die Darstellung des zweiten Teils des Ablaufdiagramms, nach dem der Fahrzustand detektiert wird,
Fig. 4 die Darstellung der Kraft FU in Längsrichtung des Rades und der Seitenführungskraft FS und der Bereich, in dem σsoll variiert werden soll,
Fig. 5 die Darstellung einer Recheneinrichtung, mittels der das erfindungsgemäße Verfahren durchgeführt werden kann,
Fig. 6 die Darstellung der Kriterien für den Einsatz des erfindungsgemäßen Verfahrens,
Fig. 7 eine Darstellung der Variation des Sollschlupfes σsoll aus Fahrzustandskriterien,
Fig. 8 eine Darstellung der Berücksichtigung der Geschwindigkeitsabhängigkeit der Parameter KPE, KDE, a und b,
Fig. 9 eine Darstellung der Berücksichtigung der Reibbeiwertsabhängigkeit der Parameter KPE, KDE, a und b,
Fig. 10 ein Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens,
Fig. 11 ein Ablaufdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens und
Fig. 12 eine Darstellung der Bremsschlupfabsenkung anstelle einer Bremsschlupferhöhung.
Wie aus Fig. 1 ersichtlich, wird der Recheneinheit 1 das Signal eines Sensors 2 zugeführt, das die Fahrzeuggeschwindigkeit repräsentiert. Dieser Sensor kann beispielsweise ein Drehzahlsensor sein, wie er bei bekannten AntiBlockierSystemen (ABS) Anwendung findet. Ebenso ist es möglich, daß der Sensor 2 mehreren Drehzahlsensoren verschiedener Räder entspricht, deren Signale gemittelt werden. Mittels eines Sensors 3 wird der Recheneinheit 1 ein Signal zugeführt, das den Lenkradwinkel repräsentiert. Dieser Sensor 3 kann somit unmittelbar ein Lenkradwinkelsensor sein. Ebenso kann dieser Sensor 3 auch ein Sensor sein, der den Lenkwinkel eines der Räder des Fahrzeugs 10 oder einen Mittelwert der Lenkwinkel der Räder des Fahrzeugs 10 erfaßt. Weiterhin wird der Recheneinheit 1 das Signal wenigstens eines weiteren Sensors 4 zugeführt, mittels dem dann in der Recheneinheit der Istwert der Gierwinkelgeschwindigkeit µist gebildet werden kann. Dabei kann dieser Sensor 4 beispielsweise die Gierwinkelgeschwindigkeit µist unmittelbar messen.
In der Recheneinheit 1 wird aus den Signalen der Sensoren 2 und 3 in dem Teil 6 der Recheneinheit 1 beispielsweise mittels des linearen Einspurmodells ein Sollwert der Gierwinkelgeschwindigkeit µsoll ermittelt. Dieser Sollwert der Gierwinkelgeschwindigkeit µsoll wird mit dem gebildeten Istwert der Gierwinkelgeschwindigkeit µist dahingehend verglichen, daß die Differenz zwischen dem Sollwert und dem Istwert gebildet wird. In dem Teil 5 der Recheneinheit wird dann unter Verwendung der zeitlichen Ableitung 8 der Differenz die Fahrsituation bzgl. des Gierverhaltens des Fahrzeugs 10 detektiert und ein Ausgangssignal 7 generiert, das die detektierte Fahrsituation repräsentiert.
Wie aus Fig. 2 ersichtlich, kann in der Recheneinheit 1 eine Detektion des Fahrzustandes auch erfolgen, indem die Differenz des Istwertes der Gierwinkelgeschwindigkeit µist von dem Sollwert µsoll dahingehend ausgewertet wird, daß auf ein untersteuerndes oder ein übersteuerndes Fahrverhalten geschlossen wird. Dazu wird die Differenz gebildet, indem von dem Sollwert der Gierwinkelgeschwindigkeit µsoll der Istwert der Gierwinkelgeschwindigkeit µist subtrahiert wird. Diese Differenz wird in der Recheneinheit 1 mit dem Vorzeichen des Istwertes der Gierwinkelgeschwindigkeit µist multipliziert (301), woraus sich ein Ergebnis MULT ergibt. Mittels dieses Ergebnisses MULT kann ein untersteuerndes oder ein übersteuerndes Fahrverhalten abgeleitet werden (302). Ist diese Größe MULT positiv, so ist der Betrag des Sollwertes der Gierwinkelgeschwindigkeit µsoll größer als der Betrag des Istwertes der Gierwinkelgeschwindigkeit µist, wobei die Vorzeichen von Sollwert µsoll und Istwert µist jedoch gleich sind. Das Fahrzeug 10 schiebt in diesem Fall über die Vorderachse. Dieses gierunwillige Verhalten wird als Untersteuern bezeichnet. Ist die Größe MULT negativ, so ist der Istwert der Gierwinkelgeschwindigkeit µist größer als der Sollwert µsoll oder der Istwert der Gierwinkelgeschwindigkeit µist und der Sollwert µsoll haben unterschiedliche Vorzeichen. Dieses Verhalten, bei dem das Fahrzeug 10 eine größere Gierwinkelgeschwindigkeit µist aufweist als der Fahrzeugführer erwartet, wird als Übersteuern bezeichnet. Ein Ausgangssignal 7 kann dabei beispielsweise gebildet werden, indem zusätzlich zu der zeitlichen Ableitung 8 auch die Größe MULT bei der Generierung des Ausgangssignals 7 berücksichtigt wird, indem beispielsweise ein zusätzliches Ausgangssignal 7 nur in Abhängigkeit der Größe MULT generiert wird.
Weiterhin wird gemäß dem Ausführungsbeispiel der Fig. 3 eine Größe DIFF bestimmt, indem die zeitliche Ableitung 8 der Differenz mit dem Vorzeichen des Istwertes der Gierwinkelgeschwindigkeit µist und mit dem Vorzeichen der Größe MULT multipliziert wird. Sowohl im Falle des Untersteuerns als auch im Falle des Übersteuerns weist diese Größe DIFF einen positiven Wert auf, wenn eine Instabilitätszunahme auftritt, d. h., wenn sich die Tendenz zum Übersteuern bzw. zum Untersteuern verstärkt. Entsprechend nimmt die Größe DIFF einen negativen Wert an, wenn sich die Tendenz zum Untersteuern bzw. zum Übersteuern abschwächt. Es ist somit möglich, mittels einer Abfrage der Größe DIFF eine Instabilitätszunahme bzw. Instabilitätsabnahme zu erkennen.
Fig. 4 zeigt die Bremskraft FU, die in Längsrichtung des Rades wirkt, aufgetragen über dem Bremsschlupf σ. Ebenso ist die Seitenführungskraft FS über dem Bremsschlupf σ aufgetragen. Der Punkt αmax kennzeichnet den Punkt, an dem die maximale Kraft in Längsrichtung des Rades übertragen wird. Weiters ist zu sehen, daß bei diesem Punkt die zugehörige Seitenführungskraft FS schon relativ stark abgefallen ist. Allgemein ist der Fig. 4 zu entnehmen, daß durch einen Aufbau bzw. eine Variation im Sinne einer Vergrößerung des Bremsdruckes, wodurch wiederum eine Vergrößerung des Bremsschlupfes σ erzielt wird, eine zunächst zunehmende Bremskraft FU in Umfangsrichtung erzielt wird bis zum Punkt σmax, die dann allerdings einen schwachen Abfall aufweist bzw. (bei niedrigeren Reibbeiwerten β - hier nicht dargestellt) konstant bleibt. Die Seitenführungskraft FS nimmt dabei gemäß der Darstellung der Fig. 4 mit zunehmendem Bremsschlupf σ streng monoton ab. Somit bewirkt also eine Erhöhung des Bremsdruckes in jedem Fall einen Abbau der Seitenführungskraft FS und bis zum Erreichen des Schlupfes σmax eine Erhöhung der Bremskraft FU in Umfangsrichtung. Außerdem ist dargestellt, daß bei dem erfindungsgemäßen Verfahren eine Variation des Sollwertes des Schlupfes σsoll erfolgen soll, durch die eine Beeinflussung der Seitenführungskraft FS und der in Längsrichtung des Rades wirkenden Bremskraft FU erfolgt.
Fig. 5 zeigt die Darstellung einer Recheneinrichtung 501, der das Ausgangssignal 7 der Recheneinheit 1 (siehe Fig. 1) zugeführt wird, das den detektierten Fahrzustand bzgl. des Gierverhaltens des Fahrzeugs repräsentiert. In Abhängigkeit dieses Ausgangssignals 7 wird in der Recheneinrichtung 501 ein Sollwert für den Bremsschlupf σsoll der einzelnen Räder ermittelt, der als Ausgangssignal 502 von der Recheneinrichtung 501 ausgegeben wird. Zur Erzielung dieses Bremsschlupfes σsoll wird dann ein entsprechend variierter Bremsdruck pB eingesteuert. Dabei wird der Sollwert des Bremsschlupfes σsoll eingeregelt. Um ein möglichst optimales Zeitverhalten bei der Verhinderung von Instabilitäten des Fahrzeugs 10 zu erzielen, wird bei der Variation des Sollschlupfes σsoll vorteilhaft die zeitliche Änderung des Gierverhaltens des Fahrzeugs berücksichtigt. Aus der zeitlichen Änderung wird dabei abgeleitet, ob eine Instabilitätszunahme vorliegt oder eine Instabilitätsabnahme. Bei einer Instabilitätszunahme erfolgt dabei eine entsprechend schnellere Zunahme bzw. eine entsprechend stärkere Variation des Sollschlupfes σsoll. In der Recheneinrichtung 501 werden die entsprechend den Fig. 2 und 3 ermittelten Größen MULT und DIFF ausgewertet. In der Recheneinrichtung 501 kann daraus ein Kriterium für die Variation des Sollschlupfes σsoll abgeleitet werden. Beispielsweise kann ein Einschaltkriterium ESK gebildet werden, indem der Absolutwert der Größe MULT mit einer Proportionalitätskonstanten KPE multipliziert wird und indem die Größe DIFF mit einer Proportionalitätskonstanten KDE multipliziert wird. Das Einschaltkriterium ESK ergibt sich dann als Summe der beiden Produkte und wird von der Recheneinrichtung 1 als Ausgangssignal 503 ausgegeben. Ein Aufbau bzw. eine Variation des Bremsdruckes pB zur Regelung eines Sollwertes des Schlupfes σsoll erfolgt, sobald das Einschaltkriterium ESK einen bestimmten Schwellwert ESKSchwelle übersteigt und endet, sobald das Einschaltkriterium ESK einen bestimmten Schwellwert ASKSchwelle unterschreitet. In vorteilhafter Weise können die Proportionalitätskonstanten KPE und KDE noch von der Fahrzeuggeschwindigkeit v und von dem Reibbeiwert β abhängen, wie den Fig. 8 und 9 zu entnehmen.
Fig. 6 ist eine Darstellung des Einschaltkriteriums ESK im Verhältnis zu den zugehörigen Schwellwerten ESKSchwelle und ASKSchwelle zu entnehmen. Dabei ist das Kriterium ESK über der Zeit t aufgetragen. Im folgenden wird bei der Beschreibung der Fig. 6 der Fall beschrieben, daß das Fahrzeug nicht von dem Fahrzeugführer gebremst wurde, d. h., daß die Bremse einzelner Räder aktiviert wird. Entsprechend ergeben sich dann die Verhältnisse bei der Reduktion der Bremskraft an den einzelnen Rädern zur Ansteuerung eines bestimmten Schlupfsollwertes σsoll bei einem Bremsvorgang. Überschreitet die Größe ESK zum Zeitpunkt t₁ den Wert ESKSchwelle 1, so wird zunächst ein Rad gebremst. Überschreitet die Größe ESK zum Zeitpunkt t₂ den Wert ESKSchwelle 2, so wird zusätzlich das andere Rad derselben Achse gebremst. Analog erfolgt eine Bremsung wiederum lediglich nur eines - nämlich des zuerst gebremsten - Rades, wenn die Größe ESK zum Zeitpunkt t₃ einen Wert ASKSchwelle 2 unterschreitet. Es erfolgt keine Bremsung mehr, wenn die Größe ESK zum Zeitpunkt t₄ einen Wert ASKSchwelle 1 unterschreitet. Außerdem sind die Werte ASKSchwelle 1 und ASKSchwelle 2 in vorteilhafter Weise um einen solchen Betrag kleiner als die Werte ESKSchwelle 1 und ESKSchwelle 2, daß nicht unmittelbar nach einem Ende eines Eingriffs in die Bremse sofort wieder ein Eingriff in die Bremse erfolgt. Dabei kann ein Wert für ESKSchwelle 1 insbesondere bei 5 liegen und ein Wert für ASKSchwelle 1 bei 4. Mögliche Werte für ESKSchwelle 2 sowie ASKSchwelle 2 können dabei 15 und 12 sein. Die Einschalt- und Ausschaltschwellen können sich zusätzlich unterscheiden, je nachdem, ob es sich um ein Untersteuern (MULT<0) oder ein Übersteuern (MULT<0) handelt.
Der Bremsschlupf σsoll kann dabei auch in Abhängigkeit von dem detektierten Fahrzustand variieren. Entsprechend der Darstellung der Fig. 7 kann diese Variation nach folgender Gleichung derart erfolgen, daß sich ein Sollwert des Bremsschlupfes σsoll einstellt:
σsoll = a * MULT + b.
Im Falle des Übersteuerns (MULT<0) kann a den Wert 0,13 s/1° und b den Wert 0,56 annehmen, wobei σsoll auf den Wert von -0,7 begrenzt sein kann; im Falle des Untersteuerns kann a den Wert 0 und b den Wert -0,07 annehmen. Der Aufbau bzw. die Variation im Sinne einer Vergrößerung des Bremsdruckes pB zur Erzielung eines größeren Wertes des Bremsschlupfes σ erfolgt beim Übersteuern zunächst an dem kurvenäußeren Vorderrad und beim Untersteuern zunächst an dem kurveninneren Hinterrad. Dies kann unterstützt werden durch einen Aufbau von Bremsdruck zur Erzielung eines größeren Bremsschlupfes σ an dem kurveninneren Vorderrad beim Übersteuern und den Aufbau von Bremsdruck zur Erzielung eines größeren Bremsschlupfes σ an dem kurvenäußeren Hinterrad beim Untersteuern. Diese Unterstützung kann entweder sofort erfolgen oder vorzugsweise entsprechend den in Fig. 6 dargestellten Kriterien. Wenn das Fahrzeug bereits gebremst wird, erfolgt eine Überlagerung des Schlupfschwellwertes σsoll entsprechend der Darstellung der Fig. 7 zu dem Bremsschlupf, der sich aufgrund des Bremsvorganges eingestellt hat.
Fig. 8 ist zu entnehmen, daß die Größen KPE und KDE in einer vorteilhaften Ausführungsform mit der Fahrzeuggeschwindigkeit v variiert werden können. Dabei nehmen die entsprechenden Größen bei der Fahrzeuggeschwindigkeit v=0 km/h folgende Werte an: KPE=0,5 s/1°, KDE=0,05 s²/1° und bei der Fahrzeuggeschwindigkeit v=100 km/h KPE=1,0 s/1°, KDE=0,1 s²/1°. Diese Werte gelten für einen angenommenen Reibbeiwert β=1. Damit wird der Tatsache Rechnung getragen, daß mit zunehmender Fahrzeuggeschwindigkeit instabile Fahrzustände begünstigt werden können.
Fig. 9 ist zu entnehmen, daß in einer vorteilhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung die Faktoren KPE und KDE mit dem Reibbeiwert β geändert werden können. Diese Änderung sieht dabei so aus, daß mit steigendem Reibbeiwert β die Faktoren KPE und KDE abnehmen, wobei im Bereich niedriger Reibbeiwerte β eine stärkere Abnahme der Faktoren KPE und KDE erfolgen kann als im Berich größerer Reibbeiwerte β. Größenordnungen für die Faktoren KPE und KDE ergeben sich dann entsprechend folgender Tabelle:
Dadurch wird der Tatsache Rechnung getragen, daß bei abnehmenden Reibbeiwerten instabile Fahrzustände begünstigt werden können.
Fig. 10 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Hydraulikkreises eines Bremssystems unter Verwendung von 3/3-Ventilen. Ein Bremspedal 1001 mit zugehörigen Bremskraftverstärker 1002 ist mit einem Hauptbremszylinder 1003 und der Bremsflüssigkeit verbunden. Im folgenden wird der Hydraulikkreis lediglich für die Vorderräder beschrieben. Der Aufbau des Hydraulikkreises für die Hinterräder ist analog. Die entsprechenden korrespondierenden Bauteile des Hydraulikkreises der Hinterräder werden daher im folgenden in Klammern angegeben. Wird durch den Fahrzeugführer das Bremspedal betätigt, so fließt infolge des Druckaufbaus Bremsflüssigkeit durch die Leitung 1004 (1005) und das Ventil 1006 (1007), das derart beschaltet ist, daß es die Leitung 1004 (1005) mit der Leitung 1008 (1009) verbindet. Vorausgesetzt, die Ventile 1010, 1012 (1011, 1013) sind derart beschaltet, daß die Leitung 1008 (1009) mit den Leitungen 1014, 1016 (1015, 1017) verbunden sind, kommt es somit zu einem Druckanstieg in den Radbremszylindern. Wird die Betätigung des Bremspedals beendet, so fließt die Bremsflüssigkeit auf dem umgekehrten Weg wieder in den Hauptbremszylinder 1003 zurück. Diese Funktion entspricht einem normalen Bremsvorgang.
Soll nun beispielsweise das linke Vorderrad VL (HL) gebremst werden, ohne daß der Fahrzeugführer das Bremspedal betätigt, so ergibt sich die Ansteuerung der Bauteile des Hydraulikkreises wie folgt. Mittels mehrerer Pumpen 1023, 1024 wird Bremsflüssigkeit aus einem Bremsflüssigkeitsvorratsbehälter 1026 in einen Druckspeicher 1025 gepumpt. Das Ventil 1006 (1007) wird so beschaltet, daß die Leitung 1027 (1028) mit der Leitung 1008 (1009) verbunden ist. Dadurch ist das Bremspedal abgekoppelt, und die Radbremszylinder können bei entsprechender Beschaltung der Ventile mit dem Druckspeicher 1025 verbunden werden. Ist das Ventil 1010 (1011) so beschaltet, daß die Leitung 1008 (1009) mit der Leitung 1014 (1015) verbunden ist, erfolgt ein Druckanstieg in dem Radbremszylinder. Erfolgt die Druckbeaufschlagung der Radbremszylinder wie eben beschrieben aus dem Druckspeicher 1025, so erfolgt der Druckabbau analog dem Fall, daß ein Bremsvorgang durch ein AntiBlockierSystem (ABS) geregelt wird. Das Ventil 1010 (1011) kann dabei in eine Stellung "Druckhalten" geschaltet werden, die bewirkt, daß die Leitung 1014 (1015) keine Verbindung zu anderen Leitungen aufweist, d. h., daß der Druck zum Rad konstant bleibt. In einer dritten Stellung kann das Ventil 1010 (1011) so beschaltet werden, daß die Leitung 1014 (1015) mit der Leitung 1018 (1019) verbunden wird. Durch den Betrieb der Rückförderpumpe 1022 wird die Bremsflüssigkeit dann in die Leitung 1008 (1009) zurückgefördert. Bei der entsprechenden Stellung des Ventils 1006 (1007) wird die Bremsflüssigkeit dann wieder in den Speicher 1025 zurückgefördert. Der Bremsdruck in der Leitung 1014 (1015) sinkt, der Bremsschlupf verringert sich.
Wie Fig. 11 zu entnehmen, wird ein Übersteuern bzw. ein Untersteuern festgestellt, indem die Größe MULT in dem Schritt 1101 dahingehend ausgewertet wird, daß in dem Schritt 1101 eine Überprüfung erfolgt, ob die Größe MULT kleiner als 0 ist (übersteuerndes Fahrverhalten) oder ob die Größe MULT größer als 0 ist (untersteuerndes Fahrverhalten). Bei einem übersteuernden Fahrverhalten wird entsprechend dem Schritt 1102 der Bremsschlupf des kurvenäußeren Vorderrades erhöht bzw. der Bremsschlupf des kurveninneren Hinterrades verringert. Bei einem untersteuernden Fahrverhalten wird entsprechend dem Schritt 1103 der Bremsschlupf des kurveninneren Hinterrades erhöht bzw. der Bremsschlupf des kurvenäußeren Vorderrades erniedrigt.
Um dabei gemäß der Darstellung der Fig. 12 die gewünschte Gierreaktion weiter zu begünstigen, wird dabei Bremsdruck an einzelnen Rädern aufgebaut und zusätzlich Bremsdruck an einzelnen Rädern abgebaut. Die Verhältnisse sind dabei analog der Darstellung zu der Fig. 12. Der Abbau des Bremsdruckes pBab kann dabei an dem Rad erfolgen, das dem Rad diagonal gegenüberliegt, an dem in dem Beispiel der Fig. 12 ein Aufbau des Bremsdruckes pBauf erfolgt. Das Ausmaß der Reduktion des Bremsdruckes kann dabei derart sein, daß sich eine Abnahme des Bremsschlupfes in Umkehrung der Verhältnisse der Darstellung entsprechend der Fig. 7 ergibt, d. h., daß der Sollwert des Bremsschlupfes σsoll linear mit der Größe MULT abnimmt. Die Parameter a und b der Gleichung lauten in diesem Fall
a = -0,004 s/1° und b = -0,04.
Das bedeutet also, daß beim Übersteuern der Bremsschlupf am kurveninneren Hinterrad reduziert wird und beim Untersteuern der Bremsschlupf am kurvenäußeren Vorderrad. Auch hierbei kann zur Unterstützung beim Übersteuern auch der Bremsschlupf an dem kurvenäußeren Hinterrad und beim Untersteuern der Bremsschlupf an dem kurveninneren Vorderrad reduziert werden.

Claims (6)

1. Verfahren zur Verhinderung von Instabilitäten des Fahrverhaltens eines Fahrzeugs, bei dem aus gemessenen Größen (Fahrzeuggeschwindigkeit, Lenkradwinkel) in einer Recheneinheit ein Sollwert der Gierwinkelgeschwindigkeit µsoll des Fahrzeugs gebildet wird, bei dem der Recheneinheit weiterhin wenigstens ein Sensorsignal zugeführt wird, aus dem der Istwert der Gierwinkelgeschwindigkeit µist des Fahrzeugs gebildet wird, wobei in der Re­ cheneinheit die Differenz des Sollwertes der Gier­ winkelgeschwindigkeit µsoll und des Istwertes der Gierwinkelgeschwindigkeit µist gebildet wird, in­ dem von dem Sollwert der Gierwinkelgeschwindig­ keit µsoll der Istwert der Gierwinkelgeschwindig­ keit µist subtrahiert wird und wobei aus dieser Diffe­ renz in der Recheneinheit wenigstens ein von dieser auszugebendes Ausgangssignal generiert wird, das die detektierte Fahrsitutation bzgl. des Gierverhaltens des Fahrzeugs repräsentiert, wobei das Ausgangssignal eine Information darüber enthält, ob das Fahrzeug ein untersteuerndes oder ein übersteuerndes Fahrverhalten aufweist und wobei in Abhängigkeit dieses Ausgangssignals eine Variation des Bremsschlupfes einzelner Räder des Fahrzeugs erfolgt, dadurch gekennzeichnet,
  • - daß in der Recheneinheit (1) die zeitliche Ableitung (8) der Differenz gebildet wird, wobei in der Recheneinheit (1) das Ausgangssignal (7) in Abhängigkeit dieser zeitlichen Ableitung (8) generiert und der Bremsschlupf für einzelne Räder nach unter­ schiedlichen Kriterien des Fahrverhaltens variiert wird,
  • - daß bei einem übersteuernden Fahrverhalten nach Überschreiten eines ersten Schwellenwertes (ESKSchwelle1) eines Einschaltkriteriums (ESK) nur bei dem kurvenäußeren Vorderrad des Fahrzeugs (10) der Bremsschlupf erhöht wird (1102), und
  • - daß nach Überschreiten eines ersten Schwellenwertes (ESKSchwelle1) eines Einschaltkriteriums (ESK) nur bei einem untersteuernden Fahrverhalten bei dem kurveninneren Hinterrad des Fahrzeugs (10) der Bremsschlupf erhöht wird (1103),
  • - daß bei einem übersteuernden Fahrverhalten in Abhängigkeit des Fahrverhaltens des Fahrzeugs (10) bei Überschreiten eines zweiten Schwellenwertes (ESKSchwelle2) eines Einschaltkriteriums (ESK) zusätzlich bei dem kurveninneren Vorderrad des Fahrzeugs (10) der Bremsschlupf erhöht wird und
  • - daß bei einem untersteuernden Fahrverhalten in Abhängigkeit des Fahrverhaltens des Fahrzeugs (10) bei Überschreiten eines zweiten Schwellenwertes (ESKSchwelle2) eines Einschaltkriteriums (ESK) zusätzlich bei dem kurvenäußeren Hinterrad des Fahrzeugs (10) der Bremsschlupf erhöht wird.
2. Verfahren zur Verhinderung von Instabilitäten des Fahrverhaltens eines Fahrzeugs, bei dem aus gemessenen Größen (Fahrzeuggeschwindigkeit, Lenkradwinkel) in einer Recheneinheit ein Sollwert der Gierwinkelgeschwindigkeit µsoll des Fahrzeugs gebildet wird, bei dem der Recheneinheit weiterhin wenigstens ein Sensorsignal zugeführt wird, aus dem der Istwert der Gierwinkelgeschwindigkeit µist des Fahrzeugs gebildet wird, wobei in der Recheneinheit die Differenz des Sollwertes der Gierwinkelgeschwindigkeit µsoll und des Istwertes der Gierwinkelgeschwindigkeit µist gebildet wird, indem von dem Sollwert der Gierwinkelgeschwindigkeit µsoll der Istwert der Gierwinkelgeschwindigkeit µist substrahiert wird und wobei aus dieser Differenz in der Recheneinheit wenigstens ein von dieser auszugebendes Ausgangssignal generiert wird, das die detektierte Fahrsituation bzgl. des Gierverhaltens des Fahrzeugs repräsentiert, wobei das Ausgangssignal eine Information darüber enthält, ob das Fahrzeug ein untersteuerndes oder ein übersteuerndes Fahrverhalten aufweit, wobei in Abhängigkeit dieses Ausgangssignals eine Variation des Bremsschlupfes einzelner Räder des Fahrzeugs erfolgt, dadurch gekennzeichnet,
  • - daß in der Recheneinheit (1) die zeitliche Ableitung (8) der Differenz gebildet wird, wobei in der Recheneinheit (1) das Ausgangssignal (7) in Abhängigkeit dieser zeitlichen Ableitung (8) generiert und der Bremsschlupf für einzelne Räder nach unter­ schiedlichen Kriterien des Fahrverhaltens variiert wird,
  • - daß bei einem Bremsvorgang bei einem übersteuernden Fahrverhalten nach Überschreiten eines ersten Schwellenwertes (ESKSchwelle1) eines Einschaltkriteriums (ESK) nur bei dem kurven­ inneren Hinterrad des Fahrzeugs (10) der Bremsschlupf erniedrigt wird (1102) und
  • - daß bei einem Bremsvorgang bei einem untersteuernden Fahrverhalten nach Überschreiten eines ersten Schwellenwertes (ESKSchwelle1) eines Einschaltkriteriums (ESK) nur bei dem kurvenäußeren Vorderrad des Fahrzeugs (10) der Bremsschlupf erniedrigt wird (1103),
  • - daß bei einem Bremsvorgang bei einem übersteuernden Fahrverhalten bei Überschreiten eines zweiten Schwellenwertes (ESKSchwelle2) eines Einschaltkriteriums (ESK) zusätzlich der Bremsschlupf bei dem kurvenäußeren Hinter­ rad des Fahrzeugs (10) erniedrigt wird und
  • - daß bei einem Bremsvorgang bei einem un­ tersteuernden Fahrverhalten bei Überschreiten eines zweiten Schwellenwertes (ESKSchwelle2) eines Einschaltkriteriums (ESK) zusätzlich der Bremsschlupf bei dem kurveninneren Vorder­ rad des Fahrzeugs (10) erniedrigt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
  • - daß bei einem Bremsvorgang bei einem übersteuernden Fahrverhalten der Bremsschlupf bei dem kurveninneren Hinterrad des Fahrzeugs (10) erniedrigt wird, wenn die Vorderräder des Fahrzeugs (10) einen Schlupfschwellwert, insbesondere den Schlupfschwellwert eines AntiBlockierSystems (ABS), erreichen und
  • - daß bei einem Bremsvorgang bei einem untersteuernden Fahrverhalten der Bremsschlupf bei dem kurvenäußeren Vorderrad des Fahrzeugs (10) erniedrigt wird, wenn die Hinterräder des Fahrzeugs (10) einen Schlupfschwellwert, insbesondere den Schlupfschwellwert eines AntiBlockierSystems (ABS), erreichen.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
  • - daß bei einem Bremsvorgang bei einem übersteuernden Fahrverhalten zusätzlich der Bremsschlupf bei dem kurvenäußeren Hinterrad des Fahrzeugs (10) erniedrigt wird und
  • - daß bei einem Bremsvorgang bei einem untersteuernden Fahrverhalten zusätzlich der Bremsschlupf bei dem kurveninneren Vorderrad des Fahrzeugs (10) erniedrigt wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,
  • - daß in der Recheneinheit (1) eine Größe MULT bestimmt wird, indem die Differenz des Sollwertes der Gierwinkelgeschwindigkeit µsoll und des Istwertes der Gierwinkelgeschwindigkeit µist gebildet wird, indem von dem Sollwert der Gierwinkelgeschwindigkeit µsoll der Istwert der Gierwinkelgeschwindigkeit µist substrahiert wird und wobei diese Differenz mit dem Vorzeichen der Gierwinkelgeschwindigkeit µist multipliziert wird (301) und daß ein ein untersteuerndes Fahrverhalten des Fahrzeugs (10) repräsentierendes Ausgangssignal (7) generiert wird, wenn die Größe MULT größer als Null ist und daß ein ein übersteuerndes Fahrverhalten des Fahrzeugs (10) repräsentierendes Ausgangssignal (7) generiert wird, wenn die Größe MULT kleiner als Null ist (302), und
  • - daß in der Recheneinheit (1) eine Größe DIFF bestimmt wird, indem die zeitliche Ableitung (8) der Differenz mit dem Vorzeichen der Gierwinkelgeschwindigkeit µist und mit dem Vorzeichen der Größe MULT multipliziert wird (401) und daß ein eine Instabilitätszunahme repräsentierendes Ausgangssignal (7) generiert wird, wenn die Größe DIFF größer ist als Null und daß ein eine Instabilitätsabnahme repräsentierendes Ausgangssignal (7) generiert wird, wenn die Größe DIFF kleiner ist als Null (402).
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,
  • - daß die Erhöhung bzw. Erniedrigung des Bremsschlupfes um einen solchen Betrag erfolgt, daß sich eine Schlupfdifferenz einstellt, die abhängig von der Größe MULT ist.
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