DE4410937C1 - Verfahren zur Optimierung von Bremsweg und Fahrzeugstabilität von Fahrzeugen mit einem Antiblockiersystem auf Fahrbahnen mit stark unterschiedlichen Reibwerten und blockiergeschützter Bremskraftregelkreis zur Durchführung des Verfahrens - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Optimierung von Bremsweg und Fahrzeugstabilität von Fahrzeugen mit einem Antiblockiersystem (ABS) auf Fahrbahnen mit stark unterschiedlichen Reibwerten gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 sowie auf einen blockiergeschützten Bremskraftregelkreis zur Durchführung des Verfahrens nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 8.

Generell tritt bei Antiblockiersystemen von Fahrzeugen eine Schwierigkeit auf, wenn der Reibwert auf beiden Fahrzeugseiten stark unterschiedlich ist, beispielsweise wenn der rechte Fahrbahnrand vereist ist, während der mittlere Fahrbahnbereich trocken ist und daher einen guten Reibwert aufweist. Es stellt sich dann nämlich das Problem, welches der Räder die Führungsgröße für die Regelung bildet, d. h. das oder die Räder auf dem sehr schlechten Reibwert (select low), oder die Räder auf dem sehr guten Reibwert (select high). Im ersten Fall wird der Bremsweg sehr lang, da sich die gesamte Regelung an dem schlechten Reibwert orientiert, wodurch der für einen kurzen Bremsweg vorhandene gute Reibwert auf der anderen Fahrzeugseite nicht ausgenützt wird; im zweiten Fall wird zwar der gute Reibwert ausgenutzt und der kürzest mögliche Bremsweg erreicht, es entsteht dabei aber ein sogenanntes Giermoment, das das Fahrzeug um eine senkrecht zur Fahrbahn stehende Achse zu drehen versucht, was die Fahrstabilität beeinträchtigt.

Die DE 34 38 113 A1 zeigt ein Verfahren zur Optimierung von Bremsweg und Fahrzeugstabilität von Fahrzeugen mit einem Antiblockiersystem auf Fahrbahnen mit stark unterschiedlichen Reibwerten mit folgenden Schritten:

• - Messen der Radumdrehungsgeschwindigkeit von mindestens zwei Rädern pro Achse, wobei diese beiden Räder auf unterschiedlichen Seiten des Fahrzeuges liegen und Erzeugen von Radumdrehungsgeschwindigkeitssignalen;
• - Erzeugen eines Signales bei Erkennen von Situationen, bei denen sich die Räder beider Seiten des Fahrzeuges auf stark unterschiedlichen Reibwerten zwischen Rad und Fahrbahn befinden, aufgrund von Blockieren eines Vorderrades bei geringer Fahrzeugverzögerung, wobei die Fahrzeugverzögerung durch Differenzieren der Radumdrehungsgeschwindigkeit des Hinterrades ermittelt wird, das sich auf der dem blockierenden Vorderrad gegenüberliegenden Seite befindet;
• - geringfügig vermindertes Erhöhen des Bremsdruckes des den besseren Straßenkontakt aufweisenden Vorderrades, solange, bis in Abhängigkeit von der momentanen, der Fahrzeugverzögerung entsprechenden Verzögerung des Hinterrades mit dem besseren Straßenkontakt und der Verzögerung zum Zeitpunkt der ersten Instabilität bzw. dem aus dem Raddrehverhalten und dem Druck abgeleiteten Reibwert auf der Fahrzeugseite des schlechteren Straßenkontaktes, eine weitere Maßnahme zur Giermomentbeeinflussung einsetzt;
• - anschließend an den letzten Schritt langsameres Erhöhen des Bremsdruckes an dem den besseren Straßenkontakt aufweisenden Vorderrad;
• - wobei während des zuletzt genannten Schrittes die Blockierschutzfunktion für alle Räder weiterhin wirksam ist.

Die EP 0 381 957 A1 schlägt zur Giermomentbegrenzung vor, die zulässige Differenz der Bremsdrücke in den Radbremszylin­ dern variabel zu gestalten, beispielsweise nach einer Rampen­ funktion, wodurch das auftretende Giermoment langsam anwächst und dem Fahrer Gelegenheit gegeben wird, gegenzusteuern. Das Rad mit dem schlechteren Straßenkontakt wird nach der ABS-Funktion geregelt und kann so nicht blockieren, während das Rad mit dem besseren Straßenkontakt mitgesteuert wird und nur bei unterschiedlichen Reibwerten auf beiden Fahrzeugseiten sein Bremsdruck gemäß der Rampenfunktion vom anderen Bremsdruck abweicht. Das Auftreten unter­ schiedlicher Reibwerte auf beiden Fahrzeugseiten wird dabei anhand von Bremsdruckunterschieden in beiden Rädern erkannt. Ein Blockieren des mitgesteuerten Rades auf dem besseren Reibwert wird dadurch verhindert, daß der Blockierschutz an diesem Rad gegenüber der Giermomentbegrenzung Vorrang erhält.

In der DE 28 30 580 C2 ist eine blockiergeschützte Brems­ anlage beschrieben, die auch eine Giermomentbegrenzung vorsieht. Sie arbeitet nach dem "select low"-Prinzip, wenn kein unterschiedlicher Reibwert auf beiden Fahrzeugseiten erkannt wird. Werden aufgrund der Radumdrehungsgeschwindig­ keiten jedoch Abweichungen der Reibwerte auf beiden Fahrzeugseiten festgestellt, so wird der Bremsdruck des Rades auf dem besseren Reibwert durch schnelles, kurzzeitiges Erhöhen auf einen höheren Wert im Vergleich zum Bremsdruck des anderen Rades gebracht (modifiziertes "select low"- Prinzip). Bei diesem Verfahren wird der Bremszylinderdruck beider Räder einer Achse getrennt verändert.

Aus der DE 23 33 127 C2 ist es ebenfalls bekannt, das Giermoment dadurch zu begrenzen, daß die Druckdifferenz zwischen den beiden geregelten Bremsdrücken der Räder einer Achse auf einen vorgegebenen Wert begrenzt wird.

Bei diesen bekannten Antiblockiersystemen wird im Prinzip jedoch jedes Rad einzeln geregelt, wenn auch eine Beein­ flussung des Regelverhaltens der Räder untereinander auftritt.

Es gibt nun Fahrzeuge (insbesondere Klein-Lkw) mit Anti­ blockiersystem, bei denen zwar pro Achse je ein Rad beider Seiten durch einen Raddrehzahlsensor überwacht wird, jedoch mindestens eine Achse nur ein einziges Ventil zur Steuerung des Bremsdruckes aller (beider) Räder dieser Achse aufweist. So gibt es beispielsweise bei zweiachsigen Fahrzeugen mit vier Rädern die Variante, daß jedes Rad einen eigenen Dreh­ zahlsensor aufweist, jedoch nur zwei Bremsdruckventile (Modulatoren) vorgesehen sind, von denen das eine den Brems­ druck der Vorderachse und das andere den der Hinterachse einstellt. Auch gibt es die Variante mit vier Sensoren und drei Ventilen, bei der beide Räder einer Achse, z. B. der Vorderachse, den gleichen Bremsdruck haben, der durch ein Ventil eingesteuert wird, während die beiden Räder der anderen Achse, z. B. der Hinterachse individuell geregelt werden.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf derartige Fahrzeuge, bei denen mindestens einer Achse des Fahrzeuges nur ein Bremssteuerventil zugeordnet ist, das für beide Räder dieser Achse (wie z. B. der Vorderachse) den gleichen Bremsdruck einsteuert, wobei aber trotzdem pro Achse mindestens zwei auf unterschiedlichen Fahrzeugseiten liegende Räder in ihrem Raddrehzahlverhalten durch einen Sensor überwacht werden.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, mit denen auch bei solchen Fahrzeugen Bremsweg und Fahrzeugstabilität optimiert werden. Die Fahrzeugstabilität ist dabei eine unmittelbare Folge des Giermomentes.

Diese Aufgabe wird für das Verfahren durch die im Patent­ anspruch 1 und für die Vorrichtung durch die im Patent­ anspruch 8 angegebenen Merkmale gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

Bei der Erfindung wird also zunächst bei einer Bremsung festgestellt, ob stark unterschiedliche Haftwerte auf beiden Fahrzeugseiten (rechte und linke Seite) vorliegen. Dieser Zustand wird als µ-Split-Zustand bezeichnet. Wird dieser µ-Split-Zustand erkannt, so wird an derjenigen Achse, deren Bremsdruck gemeinsam von nur einem Modulator bzw. Ventil geregelt wird, der Bremsdruck mit einem relativ steilen Gradienten so weit erhöht, bis das Rad, das sich auf dem schlechteren Haftwert befindet, blockiert. Darauffolgend wird der Bremsdruck an dieser Achse mit einem zweiten, flacheren Gradienten langsamer erhöht, und zwar bis zu einem vorgegebenen Druckgrenzwert. In der Phase der langsamen Druckerhöhung und des vorgegebenen Druckgrenzwertes erfolgt die Blockierschutzregelung an dieser Achse nur noch durch das Raddrehzahlverhalten des Rades auf dem besseren Haftwert.

Dadurch, daß das Rad auf dem schlechteren Haftwert rasch zum Blockieren gebracht wird, wird bereits sehr rasch der Bremsdruck auf einen Wert erhöht, bei dem im wesentlichen noch kein Giermoment auftritt, jedoch schon der schlechtere Haftwert voll ausgenutzt wird. In der anschließenden Phase der langsamen Druckerhöhung, die sich hinsichtlich der durch den Reibwert bestimmenden Bremskraft dann nur noch auf das Rad mit dem besseren Haftwert auswirkt, wird das Giermoment langsam aufgebaut, so daß sich der Fahrer hierauf einstellen kann. Durch den Druckgrenzwert wird auch das maximal zulässige Giermoment begrenzt, so daß die Fahr­ stabilität erhalten bleibt.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung wird bei Erkennen eines µ-Split-Zustandes die Regelcharakteristik an dem Rad der Achse mit je einem Ventil pro Rad, das auf der Fahrbahnseite mit dem höheren Haftwert läuft, gegenüber der "normalen" Blockierschutzregelung verändert, und zwar vorzugsweise in der Weise, daß der Sollwert des zulässigen Schlupfes verringert wird, wodurch es zu weniger Drehzahleinbrüchen an diesem Rad kommt und weiter auch dadurch, daß die Regelfrequenz für den Druck an diesem Rad erhöht wird, wodurch erreicht wird, daß die Drehzahlein­ brüche an diesem Rad ein geringeres Ausmaß haben.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist der Gradient für den langsamen Druckanstieg an der Achse, die ein gemeinsames Ventil für beide Räder aufweist (z. B. der Vorderachse), veränderbar und zwar vorzugsweise durch das Regelverhalten eines Rades der anderen Achse (z. B. der Hinterachse), das auf der Fahrbahnseite mit dem höheren Haftwert läuft. Ist nämlich beispielsweise das Fahrzeug voll beladen, so liegt der Gesamtschwerpunkt näher an der Hinterachse im Vergleich zu unbeladenem Zustand. Dadurch wird das Fahrzeug insgesamt stabiler, da die Hinterachse einen höheren Beitrag zur Gesamtbremskraft liefert. Der Gradient des Druckanstieges kann in diesem Fall also größer sein, ohne Einbußen der Fahrstabilität hinnehmen zu müssen.

Auch kann der Druckgrenzwert in ähnlicher Weise variabel gestaltet werden, und zwar auch wiederum in Abhängigkeit von dem Regelverhalten desjenigen Rades der Achse mit je einem Ventil pro Rad, das auf der Fahrbahnseite mit dem höheren Haftwert läuft. Mit anderen Worten, werden Steilheit des Druckanstieges und Grenzwert des Druckes vom Regelverhalten eines anderen Rades beeinflußt. Dieses Regelverhalten kann beispielsweise die Häufigkeit der Drehzahleinbrüche des Hinterrades auf dem besseren Haftwert berücksichtigen und/oder die Steilheit dieser Drehzahlein­ brüche.

Die Erkennung des µ-Split-Zustandes erfolgt nach einer Ausgestaltung der Erfindung dadurch, daß die Raddrehzahlsi­ gnale und/oder deren zeitliche Ableitung, d. h. die Radbe­ schleunigungssignale (-b) und/oder die Raddrehzahlsignale (v bzw. Δv) der Räder der linken und der rechten Fahrzeu­ gseite getrennt in je einem Zähler auf summiert (bzw. auf inte­ griert) werden und die Differenz der Zählerstände dieser beiden Zähler gebildet wird. Überschreitet diese Differenz einen vorgegebenen Grenzwert, so wird ein µ-Split-Zustand erkannt. Weiter wird der Zählinhalt beider Zähler konti­ nuierlich mit einer festen Rate reduziert, jedoch nur bis zu einem vorgegebenen unteren Grenzwert, beispielsweise dem Wert 0. Dadurch werden beide Zähler nach gewisser Zeit auf einen gemeinsamen Ausgangswert zurückgesetzt, sofern nicht neue Drehzahldifferenzen zwischen rechter und linker Fahrbahnseite auftreten. Bei Verwendung digital arbeitender Zähler kann beispielsweise der Zählinhalt durch einen Takt­ geber mit vorgegebener Taktfrequenz reduziert werden. Auch ist der maximale Zählinhalt beider Zähler begrenzt.

Nach einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung wird für die Regelung des Bremsdruckes ein PID-Regler verwendet, dessen Parameter (Faktoren für den Proportional-, den Inte­ gral- und den Differential-Anteil) besonders einfach verän­ dert werden können. Diese Parameter können zum einen in Abhängigkeit vom Erkennen eines µ-Split-Zustandes verändert werden und zum anderen auch in Abhängigkeit vom Mittelwert der Drücke an allen Ventilen, wobei vorzugsweise die den Mittelwert bildenden Druckwerte stark gefiltert sind und daher dem tatsächlichen Druckverlauf nur sehr träge folgen. Liegt dieser Mittelwert auf niedrigem Niveau, so wird man den Verstärkungsfaktor kP für den Proportionalanteil des Reglers ebenfalls verringern, während man den Faktor kD für den Differentialanteil erhöht und umgekehrt. Den Faktor kI für den Integralanteil kann man entweder konstant halten oder proportional mit dem Mittelwert des Druckes Pm laufen lassen.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbei­ spieles im Zusammenhang mit der Zeichnung ausführlicher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 Ein Blockschaltbild eines blockiergeschützten Bremskraftregelkreises nach der Erfindung;

Fig. 2 ein Diagramm des zeitlichen Verlaufes der Rad­ drehzahlen der beiden Räder einer Vorderachse und den zeitlichen Verlauf des Bremsdruckes an der Vorderachse; und

Fig. 3 ein weiteres Blockschaltbild des Bremskraftregel­ kreises.

In Fig. 1 wird von einem Fahrzeug mit vier Rädern 1, 2, 3, 4 ausgegangen, wobei die Räder 1 und 2 an der Vorderachse und die Räder 3 und 4 an der Hinterachse liegen. Jedem Rad ist ein Raddrehzahlsensor 5, 6, 7 bzw. 8 zugeordnet, der die Umdrehungsgeschwindigkeit des zugeordneten Rades mißt. Ein Ventil 9 steuert den Bremsdruck für die Brems­ zylinder der beiden Vorderräder 1 und 2, während jedem Hinterrad 3 bzw. 4 ein eigenes Ventil 11 bzw. 12 zugeordnet ist, das den Bremsdruck für jedes Hinterrad individuell einstellt. Die Erfindung ist prinzipiell auch bei solchen Fahrzeugen anwendbar, bei denen jedem Vorderrad ein eigenes Ventil zugeordnet ist und der Bremsdruck aller Hinterräder gemeinsam von einem Ventil gesteuert wird. Ein Bremskraftreg­ ler 13 wertet die elektrischen Ausgangssignale der Raddrehzahlsensoren 5-8 aus und gibt verschiedene elektrische Ausgangssignale aus, die die Ventile 9, 11 bzw. 12 ansteuern. Generell haben diese Ventile drei Stellungen für : "Druck halten", "Druck erhöhen" und "Druck absenken".

Die elektrischen Ausgangssignale der Sensoren 5 und 7 der linken Fahrzeugseite werden einem ersten Zähler 14 und die der Sensoren 6 und 8 der rechten Fahrzeugseite einem zweiten Zähler 15 zugeführt. In diesen Zählern werden bei einem Ausführungsbeispiel der Erfindung die Signale zunächst differenziert, um aus der Raddrehzahl ein Radbeschleunigungs­ signal zu erhalten, worauf dann diese Beschleunigungssignale (unter Berücksichtigung ihres Vorzeichens) für die rechte und linke Fahrzeugseite getrennt in den Zählern 14 bzw. 15 auf summiert werden. Zusätzlich können auch die Geschwindigkeitssignale entsprechend aufsummiert werden. Ein Taktgeber 16 subtrahiert pro Zeittakt von beiden Zählern 15 und 16 je einen festen Betrag. Befinden sich die Räder einer Fahrzeugseite, z. B. die Räder 1 und 3 auf einer Fahrbahn mit kleinem Reibwert, so wächst der Zählinhalt des Zählers 14 global an, da die Beschleunigungssignale (-b) und/oder die Raddrehzahlsignale betragsmäßig große Werte annehmen (Verzögerung wird dabei als Beschleunigung mit negativem Vorzeichen definiert). Befinden sich die Räder auf einer Fahrzeugseite mit hohem Reibwert, so wird sich der Zählinhalt des entsprechenden Zählers global verkleinern, da die Beträge der Beschleunigungssignale und/oder der Raddrehzahlsignale kleine Werte annehmen, da durch den Taktgeber 16 eventuell auf summierte Werte abgebaut werden. Die Zählinhalte der beiden Zähler 14 und 15 werden in einem Subtrahierer 17 miteinander verglichen. Übersteigt die Differenz einen vorgegebenen Wert, so wird ein µ-Split-Zustand erkannt. Der Wertbereich beider Zähler ist im übrigen begrenzt. Befährt das Fahrzeug, das zuvor einen µ-Split-Zustand erkannt hat, wieder eine Fahrbahn mit homogenen Reibwertverhältnissen, so gleichen sich die Werte der beiden Zähler 14 und 15 wieder an, wobei bei hinreichend kleiner Differenz der Zählinhalte der Subtrahierer 17 dann wieder auf den "Normalzustand" zurückschaltet.

Das Ausgangssignal des Subtrahierers 17, das hier als µ- Split-Signal bezeichnet wird, wird dem Blockierschutzregler 13 zugeführt. Solange kein µ-Split-Signal anliegt, arbeitet der Regler 13 nach dem Select-Low-Prinzip, d. h. das Rad mit der geringeren Drehzahl, das den schlechteren Haftwert vorfindet, bestimmt das Regelverhalten der jeweiligen Achse. Über die beiden Blöcke 18 und 19 wird den Ventilen 9 bzw. 11 und 12 ein entsprechendes Steuersignal zugeführt.

Liegt am Ausgang des Subtrahierers 17 ein µ-Split-Signal an, so schaltet der Blockierschutzregelkreis 13 auf die µ-Split-Betriebsart um. Für den Fall, daß an der Hinterachse nur ein Ventil vorhanden ist, das den Bremsdruck beider Hinterräder einstellt, wird über den Block 20 nach dem Prinzip "Select-High" geregelt, d. h. das Rad mit der höheren Drehzahl, das sich demgemäß auf der Fahrbahnseite mit dem höheren Haftwert befindet, bestimmt das Blockierschutz­ verhalten der Hinterachse. Für den Fall zweier separater Ventile 11 und 12 an der Hinterachse wird jedes Rad indi­ viduell geregelt. Analoges gilt für den Fall zweier separater Ventile an der Vorderachse und eines Ventiles an der Hinterachse.

Bei der Vorderachse, die für beide Räder 1 und 2 nur ein gemeinsames Ventil 9 besitzt, wird beim µ-Split-Zustand über den Block 21 im Prinzip auch auf eine Select-High- Regelung umgeschaltet, wobei über einen Block 22 jedoch spezielle Modifikationen durchgeführt werden, die im Zusammenhang mit Fig. 2 ausführlicher erläutert werden.

Fig. 2 zeigt in der oberen Abbildung ein Zeitdiagramm der Raddrehzahlsignale der Vorderachse. Zum Zeitpunkt t0 wird eingebremst, so daß sich die Fahrzeuggeschwindigkeit und damit die Radumdrehungsgeschwindigkeit der beiden Vorderräder verlangsamt. Es sei nun angenommen, daß zum Zeitpunkt t1 der µ-Split-Zustand erkannt wird. Wie aus dem unteren Diagramm, das den zeitlichen Verlauf des Bremsdruckes an der Vorderachse zeigt, zu erkennen ist, wird zum Zeitpunkt t1 der Bremsdruck mit einem relativ steilen Gradienten erhöht. Hierdurch wird das auf der Fahrbahnseite mit dem schlechteren Haftwert laufende Vorderrad seine Drehzahl relativ schnell verringern, bis es zum Stillstand, d. h. zum vollständigen Blockieren kommt. Dies ist zum Zeitpunkt t2 erreicht. Ist das eine Vorderrad vollständig blockiert, so wird zum Zeitpunkt t2 ein weiterer Druckanstieg an der Vorderachse mit einem kleineren Gradienten vorgenommen. Die Regelung für die Vorderachse wird im Prinzip auf eine modifizierte Select-High-Regelung umgeschaltet, d. h. es werden nur noch die Sensorsignale des Rades mit der höheren Drehzahl berücksichtigt. Diese Druckerhöhung mit kleineren Gradienten wird zu einem Zeitpunkt t3 beendet und der Brems­ druck an der Vorderachse wird ab diesem Zeitpunkt auf einem konstanten Wert gehalten, der hier als Maximalwert definiert ist. Dieser Zustand bleibt solange aufrechterhalten, bis das Fahrzeug entweder zum Stehen gekommen ist oder der Bremsvorgang vom Fahrer beendet wird. Ab dem Zeitpunkt t2 wird selbstverständlich auch die Bremskraft an der Vor­ derachse weiter entsprechend dem Prinzip des Select-High geregelt, was in Fig. 2 nicht im Detail dargestellt ist, sich aber aus der nachfolgenden Beschreibung der Fig. 3 ergibt.

Fig. 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Blockierschutz­ reglers für die Vorderachse, deren Bremsdruck durch das Ventil 9 eingestellt wird. Die Drehzahlsensoren 5 und 6 der beiden Vorderräder liefern ein Radumdrehungssignal an einen Auswahlschaltkreis 23, der von dem Subtrahierer 17, der das µ-Split-Signal liefert, gesteuert wird. Bei normaler Blockierschutzregelung, wenn also kein µ-Split- Zustand vorliegt, wählt die Auswahlschaltung 23 das kleinere der beiden Signale von den Sensoren 5 und 6 aus (Select-Low- Regelung) und leitet dieses an einen Schaltkreis 25, der ein Geschwindigkeits-Referenz-Signal für die Regelung er­ zeugt. Wird dagegen von dem Subtrahierer 17 ein µ-Split- Zustand erkannt, so wird der Auswahlschaltkreis 23 durch das µ-Split-Signal umgeschaltet und läßt nur noch das Ge­ schwindigkeitssignal v_rad desjenigen Sensors 5 oder 6 durch, das von dem Rad kommt, das auf der Fahrbahnseite mit dem besseren Haftwert läuft. Das Signal v_rad des anderen Rades wird solange nicht berücksichtigt, wie der µ-Split-Zustand anhält. Insoweit unterscheidet sich dieser Auswahlschaltkreis auch von der ansonst bekannten Select-High-Regelung, bei der im Prinzip das höhere der beiden Drehzahlsignale durch­ geschaltet wird, wobei dann im Einzelfall auch abwechselnd die Signale der verschiedenen Räder durchgeschaltet werden. Bei der Erfindung soll das Rad auf dem schlechteren Haftwert während eines µ-Split-Zustandes blockieren, so daß davon ausgegangen werden kann, daß das andere Rad zwangsläufig auf das höhere Drehzahlsignal liefert. Bei raschem Wechsel des Reibwertes könnte es aber vorkommen, daß gerade das Rad auf der Seite mit dem als besser erkannten Haftwert blockiert und das Rad auf der "schlechteren" Haftwertseite beschleunigt. Eine Select-High-Regelung würde dann das Signal des Rades auf der "schlechteren" Seite durchlassen. Bei der Erfindung dagegen wird ein solches Umschalten ver­ hindert, solange der µ-Split-Zustand anhält. Mit anderen Worten wird nicht immer das tatsächlich höhere Signal der beiden Vorderräder selektiert, sondern das Signal desjenigen Rades wird während des gesamten µ-Split-Zustandes berücksich­ tigt, das zu Beginn des µ-Split-Zustandes das schnellere Rad war.

In dem Referenz-Schaltkreis wird aus diesem selektierten Raddrehzahlsignal v_rad und einem Signal, das als Istwert des Bremsdruckes P_ist interpretiert wird, ein Sollwert v_soll der Radumdrehungsgeschwindigkeit gebildet. Dieses Signal v_soll wird in einem Summierer 26 mit dem Istwert v_rad der Radumdrehungsgeschwindigkeit des selektierten Rades ver­ glichen und die dann gebildete Regelabweichung wird einem Regler 28 als Eingangsgröße zugeführt, der hier vorzugsweise als PID-Regler ausgebildet ist. Die Parameter dieses Reglers, d. h. die Verstärkungsfaktoren kP, kI und kD für den Propor­ tional-, Integral- und Differential-Anteil können durch das µ-Split-Signal umgeschaltet werden. Das Ausgangssignal des PID-Reglers 28 stellt einen Sollwert für den Druck P_soll dar und wird in einem Summierer 29 mit einem Istwert des Druckes P_ist verglichen, wobei die so gebildete Regel­ abweichung des Druckes einem 3-Punkt-Regler 30 zugeführt wird, der das Ventil 9 in eine von drei möglichen Stellungen bringt, nämlich eine der Stellungen "Druck halten", "Druck erhöhen" oder "Druck absenken". Der Istwert des Druckes P_ist kann entweder durch direkte Messung des Bremszylinder­ druckes erhalten werden oder, wie im Ausführungsbeispiel der Fig. 3 gezeigt, durch einen an sich bekannten Schaltkreis 32, der aus den Ventilbetätigungssignalen einen geschätzten bzw. simulierten Druckwert P_ist liefert. Dieses Signal wird dem Vergleicher 29 und dem Referenzschaltkreis 25 zugeführt. Nach der Erfindung wird bei Auftreten eines µ-Split-Zustandes ein Funktionsgenerator 33 gestartet, der den Sollwert des Druckes gemäß der oben beschriebenen und in Fig. 2 dar­ gestellen Rampenfunktion modifiziert. Dieser Funktionsgenera­ tor wird durch das µ-Split-Signal von dem Subtrahierer 17 gestartet und erzeugt das rampenförmig ansteigende Signal, das dem Summierer bzw. Vergleicher 29 zugeführt wird und den Signalen P_soll und P_ist überlagert wird. Hierdurch wird der Druck entsprechend dieser Rampenfunktion erhöht, wobei die Blockierschutzregelung durch die Signale v_soll und v_rad weiterhin wirksam bleibt.

Wie schon oben erwähnt, können die Parameter des Funktions­ generators 33, d. h. der Gradient des langsamen Druckanstieges und der Maximalwert des Druckes modifiziert werden. Dies erfolgt durch eine Auswerteeinheit 35, die das Regelverhalten überwacht und insbesondere die Häufigkeit des Ansprechens des Blockierschutzreglers feststellt. Wie durch die ge­ strichelte Linie angedeutet, werden dieser Auswerteeinheit die Ausgangssignale des 3-Punkt-Reglers zugeführt, allerdings nicht vom 3-Punkt-Regler für die Vorderachse, sondern dem für die Hinterachse. Damit bestimmt das Regelverhalten der Hinterachse die Parameter des Funktionsgenerators 33 für die Vorderachse. Für ein Fahrzeug mit 2 Ventilen an der Hinterachse, d. h. unabhängiger Blockierschutzregelung der beiden Räder der Hinterachse wird vorzugsweise die Auswerteeinheit 35 jeweils mit dem 3-Punkt-Regler für das schneller laufende Rad verbunden (Select-High-Regelung). Hierfür kann ein Auswahlschaltkreis vorgesehen sein, der ähnlich dem Auswählschaltkreis 23 aufgebaut ist, allerdings nicht von dem µ-Split-Signal gesteuert wird.

Im Ausführungsbeispiel der Fig. 3 ist der Ausgang des Funk­ tionsgenerators 33 mit einem Eingang des Vergleichers 26 verbunden. Es wäre aber auch möglich, den Ausgang des Funk­ tionsgenerators 33 mit einem weiteren Eingang des Verglei­ chers 29 zu verbinden, womit das Ausgangssignal des Funk­ tionsgebers 33 nicht über den PID-Regler 28 läuft, sondern unmittelbar als eine Komponente für die Bestimmung der Regelabweichung des Druckes verwendet wird. In diesem Falle wäre also das Ausgangssignal des Funktionsgenerators 33 als Sollwertsignal für den Bremsdruck zu interpretieren, während es im dargestellten Ausführungsbeispiel der Fig. 3 als Geschwindigkeitssignal zu interpretieren ist. Je nach konkreter Form des Ausgangssignales des Funktions­ generators kann dies bedingen, daß sein Ausgangssignal dann einem subtrahierenden Eingang des Vergleichers 26 zugeführt werden muß.

Claims (13)

1. Verfahren zur Optimierung von Bremsweg und Fahrzeug­ stabilität von Fahrzeugen mit einem Antiblockiersystem, bei denen mindestens eine Achse nur ein den Bremsdruck aller Räder dieser Achse steuerndes Bremsventil auf­ weist, auf Fahrbahnen mit stark unterschiedlichen Reibwerten mit folgenden Schritten:

• a) Messen der Radumdrehungsgeschwindigkeit von minde­ stens zwei Rädern pro Achse, wobei diese beiden Räder auf unterschiedlichen Seiten des Fahrzeuges liegen, und Erzeugen von Radumdrehungsgeschwindig­ keitssignalen;
• b) Aufsummieren der Radumdrehungsgeschwindigkeits­ signale und/oder der zeitlich differenzierten Radumdrehungsgeschwindigkeitssignale getrennt nach den beiden Fahrzeugseiten und Bestimmen eines Differenzsignales (µ-Split-Signal), das anzeigt, daß sich die Räder beider Seiten des Fahrzeuges auf stark unterschiedlichen Reibwerten zwischen Rad und Fahrbahn befinden;
• c) schnelles Erhöhen des Bremsdruckes für beide Räder einer von nur einem Bremsventil gesteuerten Achse gemäß einer vorgegebenen Funktion, solange, bis das Rad dieser Achse, das den kleineren Reibwert zwischen sich und der Fahrbahn vorfindet, vollständig blockiert;
• d) anschließend an Schritt c) langsameres Erhöhen des Bremsdruckes dieser Achse gemäß einer zweiten vorgegebenen Funktion, solange, bis ein vorgegebener Druckgrenzwert erreicht ist;
• e) anschließendes Halten des Druckgrenzwertes, bis das Fahrzeug zum Stillstand gekommen ist oder der Bremsvorgang abgebrochen wird;
• f) wobei während der Schritte d) und e) die Blockier­ schutzfunktion weiterhin wirksam ist, die Regelung des Bremsdruckes für beide Räder dieser Achse jedoch nur in Abhängigkeit vom Drehzahlverhalten desjenigen Rades gesteuert wird, das bei Erkennen des µ-Split-Zustandes auf dem höheren Reibwert zwischen Rad und Fahrbahn lief.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steilheit des langsameren Druckanstieges während Schritt d) in Abhängigkeit vom Drehzahl­ verhalten eines der Räder der anderen Achse, vorzugsweise des Rades mit der höheren Drehzahl verändert wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Gradient des langsameren Druck­ anstieges gemäß Merkmal d) in Abhängigkeit von der Fahrzeuggeschwindigkeit verändert wird.

4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Gradient des langsameren Druck­ anstieges gemäß Merkmal d) vergrößert wird, wenn das schneller drehende Rad der anderen Achse wenige oder keine Drehzahleinbrüche erleidet und umgekehrt.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelcharakteristik der Räder der anderen Achse bei Auftreten eines µ-Split-Zustandes verändert wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelcharakteristik der Räder der anderen Achse dahingehend verändert wird, daß bei Auftreten eines µ-Split-Zustandes der Sollwert des zulässigen Schlupfes verringert wird und/oder die Regelfrequenz erhöht wird.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das µ-Split-Signal beendet wird, wenn die Räder beider Seiten des Fahrzeuges für eine vorgegebene Zeitdauer keine oder nur geringe Dreh­ zahldifferenzen aufweisen.

8. Blockiergeschützter Bremskraftregelkreis für Fahrzeuge, bei denen pro Achse jeweils mindestens ein Raddrehzahl­ sensor für beide Seiten vorgesehen ist und bei denen mindestens eine Achse nur ein den Bremsdruck aller Räder dieser Achse steuerndes Bremsventil aufweist, mit einem Blockierschutzregler, der bei annähernd homogenen Reibwerten zwischen der Fahrbahn und den Rädern beider Seiten nach dem Select-Low-Prinzip arbeitet, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:
eine Auswerteschaltung (14, 15, 16, 17), die Abwei­ chungen des Drehverhaltens der Räder der linken und der rechten Fahrzeugseite erkennt und bei Überschreiten eines vorgegebenen Grenzwertes ein µ-Split-Signal erzeugt;
eine von dem Ausgangssignal der Auswerteschaltung angesteuerte (14, 15, 16, 17) Umschalteinrichtung (13), die bei Anliegen des 4-Split-Signales einen Funktionsgenerator (22, 33) ansteuert, der den gemein­ samen Bremsdruck für beide Räder der genannten Achse zunächst mit relativ großem Gradienten soweit erhöht, bis das Rad dieser Achse, das auf der Fahrbahnseite mit dem geringeren Haftwert läuft, vollständig blockiert und daß darauf folgend der Funktionsgenerator (22, 33) den gemeinsamen Bremsdruck für beide Räder dieser Achse langsamer nach einem zweiten Gradienten erhöht, bis ein vorgegebener Druckgrenzwert erreicht ist, ab welchem der Bremsdruck für beide Räder dieser Achse konstant gehalten wird
und mit einer Auswahlschaltung (23), die von dem µ- Split-Signal gesteuert wird und für die Blockierschutz­ regelung der Räder der genannten Achse nur die Ausgangssignale desjenigen Raddrehzahlsensors (5, 6) durchschaltet, der zu Beginn des µ-Split-Zustandes die höhere Drehzahl gemessen hatte.

9. Bremskraftregelkreis nach Anspruch 8, dadurch gekenn­ zeichnet, daß ein Steuereingang des Funktionsgenerators (33) mit einem Ausgang einer Auswerteeinheit (35) verbun­ den ist, die das Regelverhalten des Blockierschutzreg­ lers der Räder (3, 4), denen je ein eigenes Ventil zugeordnet ist, überwacht und in Abhängigkeit davon den zweiten Gradienten und/oder den Druckmaximalwert des Funktionsgenerators (33) verändert.

10. Bremskraftregelkreis nach den Ansprüchen 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß bei Anliegen eines µ-Split- Signales die Regelung des Bremsdruckes nach dem Select- High-Prinzip arbeitet.

11. Bremskraftregelkreis nach den Ansprüchen 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß ein PID-Regler (28) vorgesehen ist, der den Sollwert des zu regelnden Bremsdruckes (P_soll) erzeugt, wobei die Verstärkungs­ faktoren für den Proportional- (kP), den Integral (kI) und/oder den Differenzialanteil (kD) in Abhängigkeit vom Vorhandensein eines µ-Split-Signales verändert werden.

12. Bremskraftregelkreis nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Raddrehzahlsensoren (1, 3) der Räder der linken Fahrzeugseite mit einem ersten Zähler (14) und die Raddrehzahlsensoren (2, 4) der rechten Fahrzeugseite mit einem zweiten Zähler (15) verbunden sind, daß beide Zähler (14, 15) mit einem Taktgeber (16) verbunden sind, der pro Zähltakt den Zählinhalt der beiden Zähler verringert und daß die Ausgänge der beiden Zähler (14, 15) mit Eingängen eines Vergleichers (17) verbunden sind, der die Dif­ ferenz der beiden Zählinhalte mit einem fest vorge­ gebenen Wert vergleicht und dann das 4-Split-Signal erzeugt, wenn diese Differenz den vorgegebenen Wert überschreitet.

13. Bremskraftregelkreis nach Anspruch 12, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Zähler (14, 15) die Drehzahlsignale zur Bildung von Beschleunigungssignalen zeitlich diffe­ renzieren und ggf. nach Vorzeichenumkehr diese Be­ schleunigungssignale (Verzögerungssignale) auf sum­ mieren, ggf. in Kombination mit den Drehzahlsignalen.