DE19623596A1 - Bremssystem mit einer Einrichtung zur aktiven Bremsbetätigung - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Bremssystem mit einer Einrichtung zur aktiven Bremsbetätigung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 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.

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.

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.

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.

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.

Diese Aufgabe wird gelöst in Verbindung mit den kennzeichnen­ den Merkmalen des Anspruchs 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.

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.

Dabei ist es möglich, diese Schwelle geschwindigkeitsabhängig und/oder lenkwinkelabhängig zu gestalten, ,im den Eingriff der jeweiligen Fahrsituation anzupassen.

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.

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.

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.

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.

Im Hinblick auf den erheblich niedrigeren Preis im Vergleich zu bekannten Bremssystemen dieser Art ergibt sich also eine breite Anwendungsmöglichkeit für Kleinfahrzeuge.

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.

2. Bremssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine aktive Bremsbetätigung nur dann erfolgt, wenn die Querbeschleunigung des Fahrzeughecks eine bestimmte Schwel­ le überschreitet.

3. Bremssystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwelle geschwindigkeitsabhängig ist.

4. Bremssystem nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwelle lenkwinkelabhängig ist.

5. Bremssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß eine aktive Bremsbetätigung nur an den Bremsen der Vorderräder erfolgt.

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.