Isella, Thomas (Blumenstraße 70, Markgröningen, D-7145, DE)
| 1. | Radschlupfregelsystem enthaltend Sensoren zur Ermittlung der Geschwindig¬ keiten von Fahrzeugrädern, eine Auswerteschaltung, der diese Signale zugeführt werden und die daraus in Abhängigkeit vom Bewegungsverhalten des einzelnen Rads Steuersignale erzeugt und Steuereinrichtungen zur Variation des Radschlupfes betätigt, wobei Schlupfwerte der Räder ermittelt werden und mit Schwellwerten z Erzeugung von Steuersignalen verglichen werden, dadurch gekennzeichnet, daß ein Kurvenerkennungseinrichtung vorgesehen ist, die bei Erkennen einer Kurve ein Si nal an die Auswerteschaltung gibt und daß durch dieses Signal die Regelung auf terschiedliche zulässige Schlupfwerte auf den beiden Wagenseiten umgeschaltet w derart, daß ein dem durch die Über oder Untersteuerungsneigung des Fahrzeugs e stehenden Giermoment entgegengesetztes Giermoment erzeugt wird. Radschlupfregelsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es ein ASR ist und daß der zulässige Schlupfwert und damit die Antriebskraft an wenig¬ stens einem angetriebenen Rad geändert wird. Radschlupfregelsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es ein M torschleppmomentregelsystem ist, das den durch das Motorschleppmoment erzeugten Bremsschlupf durch Erhöhung des Motormoments vermindert und daß durch Einsteuer von Bremsdruck an den Bremsen der angetriebenen Räder und Regelung auf unter¬ schiedliche zulässige Schlupfwerte unterschiedliche Verzögerungskräfte an den W genseiten erzeugt werden. Radschlupfregelsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es ein A ist und daß der zulässige Schlupfwert und damit die Bremskraft an wenigstens ei Rad geändert wird. |
Stand der Technik
Es sind z.B. Antiblockierregelsysteme, Antriebsschlupfregelsysteme oder Moto schleppmomentregelsysteme bekannt, die den durch zu starkes Bremsen bzw. zuv Antriebsmoment bzw. zu wenig Antriebsmo ent bei dem gegebenen Untergrund erz ten zu großen Radschlupf vermeiden. Hierbei wird gegebenenfalls zusätzlich z anderen Regelkriterien der Radschlupf bestimmt und mit einem Grenzwert vergl Wird der Grenzwert überschritten, so wird Bremsdruck abgebaut bzw. Bremsdruc aufgebaut und gegebenenfalls das Motormoment reduziert bzw. das Motormoment e höht.
Manche Kraftfahrzeuge haben die Eigenschaft bei Kurvenfahrt zu unter- oder zu übersteuern. Diese Eigenschaft wird durch einen größeren Radschlupf verstärkt d.h. , daß bei Kurvenfahrt und laufender Regelung die Eigenschaft verstärkt au tritt.
Vorteile der Erfindung
Mit der erfindungsgemäßen Lösung wird künstlich ein Giermoment erzeugt, das abhängig vom Fahrzeugtyp ist und der speziellen Neigung (Über- oder Untersteu des Fahrzeugs entgegenwirkt. Hierdurch wird die Fahrstabilität erhöht.
Die Erfindung beruht auf der Charakteristik der μ-Schlupfkurve, d.h. auf dem Verlauf der Reibkraft zwischen Reifen und Fahrbahn als Funktion des Radschlup (siehe Fig. 1) .
Durch Radschlupfregelungssysteme wie z.B. ABS, ASR oder MSR läßt sich über di Einstellung der Grenzwerte für den Radschlupf (Schlupfschwellen) der Arbeits¬ punkt auf der μ-Schlupfkurve für jedes Rad individuell festlegen. Bei der ÄSR und MSR-Funktion ist dazu ein System mit aktivem Bremseneingriff an den An¬ triebsrädern notwendig, d.h. es bedarf einer Druckeinsteuerung.
Die jeweilige Regelung versucht nun, jedes Rad auf den vorgegebenen Grenzwert e zuregeln. Da bei o.g. Schlupfregelsystemen zur Erhaltung der Fahrstabilität (Seitenführung) üblicherweise relativ geringe Schlupfwerte eingestellt werden, kann davon ausgegangen werden, daß sich der Arbeitspunkt im steil ansteigenden reich (nahezu linearen Anstieg) der μ-Schlupfkurve befindet. Damit ist die in d sem Bereich übertragene Antriebs- oder Bremskraft ungefähr proportional zum ein stellten Schlupf.
Es kann durch unterschiedlich eingestellten Schlupf auf der rechten und linken Fahrzeugseite und den daraus resultierenden unterschiedlichen Brems- bzw. An¬ triebskräften ein Giermoment erzeugt werden. Gezielt eingesetzt kann dieses Giermoment einer Über- oder Untersteuerneigung (Drehbewegung um die Hochachse des Fahrzeugs) bei Kurvenfahrt, entgegenwirken oder diese ganz beseitigen.
Dabei ist der Zugewinn an Fahrstabilität dann nicht mit Verlust an Beschleuni- gungs- bzw. Verzögerungs ermögen verbunden, wenn der Verringerung des Schlupfes auf der einen Fahrzeugseite eine Erhöhung auf der anderen Seite entgegensteht. Eine Erhöhung des Schlupfes bedeutet aber eine Erhöhung der übertragenen Kraft, solange sich der Arbeitspunkt im ansteigenden Bereich der μ-Schlupfkurve befin¬ det. Die Seitenführungskraft bleibt in der Summe über beide Räder näherungsweis konstant.
Anhand der Zeichnung werden Ausführungsbeispiele der Erfindung erläutert:
Es zeigen:
Fig. 1 μ-Schlupfkurven bei verschiedenem Untergrund,
Fig. 2-4 schematische Fahrzeugdarstellungen zur Erläuterung der Wirkungsweise des erfindungsgemäßen Systems, Fig. 5 ein Blockschaltbild eines Reglers.
Beim Ausführungsbeispiel der Fig. 2 handelt es sich um ein Fahrzeug mit Heck¬ antrieb, das mit ASR ausgerüstet ist und dessen ASR wirksam ist und in einer Kurve fährt.
Die Kurvenerkennung wird z.B. über die Geschwindigkeitsdifferenz der Vorderrä oder mit Hilfe eines Querbeschleunigungssensors oder eines Lenkwinkel-Sensors bewirkt. Das kurveninnere Rad wird nun mit Hilfe des Eingriffs in die Hinterr bremse auf einen höheren Schlupfgrenzwert eingeregelt als das kurvenäußere Ra Durch die unterschiedlichen Antriebskräfte (F^ F 2 ) entsteht ein Giermoment G welches der üblichen Übersteuertendenz U dieses Fahrzeugs in dieser Fahrsitua entgegenwirkt. Die Seitenführungskraft wird am kurvenäußeren Rad erhöht und a kurveninneren Rad verringert, so daß sie in der Summe ungefähr konstant bleib
Beim Ausführungsbeispiel der Fig. 3 fährt das Fahrzeug in einer Kurve, hat ei regelnden Motorschleppmomentenregler und Heckantrieb.
Die Kurvenerkennung erfolgt wie oben beschrieben. Beide Antriebsräder befinde sich im Schleppschlupf (Bremsschlupf durch Motorschleppmoment) .
Durch den Motoreingriff (aktives Gasgeben) und gleichzeitigen aktiven Brems¬ eingriff am kurvenäußeren Hinterrad wird am kurvenäußeren Hinterrad ein Brems schlupf beibehalten und am kurveninneren Hinterrad Schlupf = 0 (oder leichter Antriebsschlupf) eingestellt. Dadurch wirkt wegen der unterschiedlichen Kräft F lf F 2 ein Giermoment um die Hochachse, welches das übersteuernde Fahrzeug st bilisiert. Wie in Fig. 2 ist den angetriebenen Rädern je eine μ-Schlupfkurve zugeordnet und es sind darin die Betriebspunkte eingezeichnet.
Beim Ausführungsbeispiel der Fig. 4 ist während einer Kurvenfahrt ein ABS-Ein während einer Bremsung angenommen.
Die Kurvenerkennung erfolgt auch hier wie oben beschrieben. Durch einen höhere Bremsschlupf des kurvenäußeren Vorder- und Hinterrades, oder vorzugsweise nur Vorderrades, kann ein entsprechendes Giermoment erzeugt werden, welches ein üb steuerndes Fahrzeug stabilisiert.
Die Vorteile der Erfindung liegen in der
Verringerung von Gierbewegungen des Fahrzeugs beim ABS-geregelten Bremsen in der Kurve bei unverändertem Bremsweg.
Verringerung der Gierbewegung (Übersteuern) im ASR-Betrieb von heckgetrie¬ benen Fahrzeugen in der Kurve bei unveränderter Traktion.
Verringerung der Gierbewegung im MSR-Betrieb von heckgetriebenen Fahrzeugen in der Kurve bei unveränderter Verzögerung.
Anhand des Blockschaltbildes der Fig. 5 wird die Erfindung näher erläutert. Es sollen in Fig. 5 ein ABS, eine ASR und eine MSR vorhanden sein. Es sind den vier Rädern zugeordnete Radgeschwindigkeitssensoren 1 bis 4 vorgesehen, deren Signale einer Auswerteschaltung 5 zugeführt werden. Diese erzeugt Steuersignale für die Bremsdrucksteuerventile 6 bis 9 im ABS-Fall, Steuersignale für die den angetrie¬ benen Rädern zugeordneten Bremsdrucksteuerventile 6 und 7 sowie für ein Druck¬ steuerventil 10 und eventuell für ein Motorstellglied 11 im ASR-Fall und Steuer¬ signale für das Stellglied 11 im MSR-Fall. Anhand der Fig. 5 werden lediglich di bei zu hohem Radschlupf an den angetriebenen Rädern erzeugten Schlupfsignale näher beschrieben. Aus den Radgeschwindigkeitssignalen der nicht angetriebenen Räder 3 und 4 wird in einem Block 12 eine der Fahrzeuggeschwindigkeit angenäher Bezugsgröße V Re £ gebildet; diese wird mit den Signalen der Geschwindigkeitssenso ren 1 und 2 in Schlupfbildnern 13 und 14 zu SchlupfSignalen verarbeitet. Verglei cher 15 und 16 geben ein Signal ab, wenn vorgegebene Schwellwerte unter- bzw. überschritten werden.
Im ABS-Fall, der von einem Block 17 bei Vorliegen von Bremsschlupf (V R £ > V R . Signal vom Vergleicher 19) erkannt wird, werden für die Vergleicher 15 und 16 gleiche Bremsschlupfgrenzwerte vorgegeben. Entsprechendes geschieht in den ande Kanälen.
Im ASR-Fall, der vom Block 17 durch den Zustand Antriebsschlupf (V Ref < V R ) und evt. keine Bremsung (kein Signal an Klemme 18) erkannt wird, werden ebenfalls gleichgroße Antriebsschlupfgrenzwerte für die Vergleicher 15 und 16 abgegeben. gebenenfalls kann noch das Stellglied 11 betätigt werden.
Im MSR-Fall, der vom Block 17 durch den Zustand Bremsschlupf (V R > R R ) und evt. keine Bremsung erkannt wird, wird das Stellglied 11 betätigt (nicht gezeig
Wird nun eine Kurve durchfahren, so zeigt dies ein Sensor 20 an; ob es sich um eine Links- oder Rechtskur. handelt wird ebenfalls an den Block 17 mitgeteilt Liegt dieses Signal vor, so werden
im ABS-Fall entsprechend Fig. 4 die Schwellen in den Vergleichern 15 und 1 (und entsprechend in den nicht gezeigten Kanälen) und zwar abhängig davon, ob eine Links- oder Rechtskurve vorliegt und ob es sich um ein über- oder untersteuerndes Fahrzeug handelt (Heckantrieb oder Frontantrieb) unter¬ schiedlich groß vorgegeben.
im ASR-Fall entsprechend Fig. 2 die Schwellen in den Vergleichern 15 und 1 und zwar ebenfalls abhängig von der Kurvenrichtung (und gegebenenfalls der Fahrzeugeigenschaft) unterschiedlich groß vorgegeben.
im MSR-Fall die Ventile 6, 7 und 10 im Sinne einer Druckeinsteuerung be¬ tätigt und die Grenzwerte der Vergleicher 15 und 16 abhängig von der Kurve richtung (und gegebenenfalls der Fahrzeugeigenschaft) unterschiedlich vorg ben.
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