DE10143031C1 - Vehicle braking force enhancement method for anti-locking braking system adjusts slip threshold value dependent on curvature radius, braking pressure variation and friction value of road surface - Google Patents

Vehicle braking force enhancement method for anti-locking braking system adjusts slip threshold value dependent on curvature radius, braking pressure variation and friction value of road surface

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Abstract

The braking force enhancement method detects the wheel velocity of at least one wheel on each side of the vehicle for detecting wheel slip and reducing the braking pressure when the detected slip is above a given threshold value and detects the curvature radius on cornering and the variation in braking pressure over time, for calculation of the road surface friction value in conjunction with the vehicle weight. The wheel slip threshold value is adjusted in dependence on the curvature radius, the variation in the braking pressure and the friction value of the road surface.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erhöhung der Bremsleistung eines Fahrzeugs mit einer Antiblockierbremsanlage gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, das die Schritte umfasst: Erfassen einer Radgeschwindigkeit bei wenigstens einem Rad auf der linken und auf der rechten Fahrzeugseite, bei dem der Bremsdruck unabhängig eingestellt werden kann, Ermitteln eines Bremsschlupfes aus der Radgeschwindigkeit und einer Fahrzeuggeschwindigkeit und Absenken eines Bremsdruckes an dem einen Rad, wenn der Bremsschlupf des einen Rades einen vorgegebenen Schlupfschwellensollwert überschreitet.The invention relates to a method for increasing the braking power of a Vehicle with an anti-lock braking system according to the preamble of Claim 1, comprising the steps of: detecting a wheel speed at at least one wheel on the left and on the right side of the vehicle where the brake pressure can be adjusted independently, determining one Brake slip from the wheel speed and a vehicle speed and lowering a brake pressure on the one wheel when the brake slip of the a wheel exceeds a predetermined slip threshold setpoint.

Fahrdynamikregelungen mit integrierten Antiblockiersystemen sind allgemein bekannt.Driving dynamics regulations with integrated anti-lock braking systems are general known.

So ist aus der DE 198 34 167 A1 ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Anpas­ sung der Bremsleistung an momentane "Rad-Fahrbahn-Kraftschluß-Bedingungen" bekannt geworden, welche eine Erkennungseinheit zum Erkennen des Verlaufs des Rad-Fahrbahn-Kraftschluses in Abhängigkeit von dem Schlupf umfasst, die ein Er­ kennungssignal ausgibt und an eine Schalteinheit weiterleitet, welche dann wie­ derum eine Erhöhung des in dem Blockierverhinderungs-System eingestellten ma­ ximal zugelassenen Schlupfes (Schwellenwert) in Abhängigkeit von dem Erken­ nungssignal durchführt. DE 198 34 167 A1 describes a method and a device for adaptation solution of the braking power to the current "wheel-roadway adhesion conditions" become known which a recognition unit for recognizing the course of the Rad-lane-force locks depending on the slip, which includes an Er outputs identification signal and forwards it to a switching unit, which then how an increase in the amount set in the anti-lock system maximum permitted slip (threshold value) depending on the detection voltage signal.  

Aus der DE 195 44 090 C2 geht ein Verfahren zur Regelung des Bremsdrucks wäh­ rend adhäsionskritischer Bremsvorgänge hervor, welches zumindest zwei Schlupf­ schwellensollwerte kennt und in Abhängigkeit von weiteren Signalen zwischen die­ sen Schlupfschwellensollwerten umschaltet.DE 195 44 090 C2 describes a method for regulating the brake pressure rend adhesion-critical braking processes, which has at least two slips knows threshold setpoints and depending on further signals between the switches over the slip threshold setpoints.

Aus der DE 195 38 545 A1 ist es bekannt, dass zum Unterdrücken der Auswirkun­ gen von Straßenunebenheiten der Schlupfwellensollwert kurzfristig angehoben wird, um eine Unterbremsung des zugehörigen Rades zu vermeiden.From DE 195 38 545 A1 it is known that to suppress the effects in the event of unevenness in the road, the slip wave setpoint is raised briefly, to avoid braking the associated wheel.

Die DE 42 22 958 A1 offenbart schließlich ein Verfahren zum Erkennen der Situa­ tion in der sich ein gebremstes Fahrzeug befindet, welches die Situationen Bremsen auf Split, Bremsen in der Kurve, Bremsen beim Spurwechsel und Bremsen bei Ge­ raudeausfahrt erkennt und anzeigt, so dass ein Fahrdynamikregelsystem automa­ tisch entsprechend angepasst werden kann.DE 42 22 958 A1 finally discloses a method for recognizing the situation tion in which there is a braked vehicle that brakes the situations on split, braking in bends, braking when changing lanes and braking on Ge Detects driving around and detects, so that a driving dynamics control system automa table can be adjusted accordingly.

Die bekannten System haben den Nachteil, dass ihre Leistungswerte i. a. sehr stark streuen. Es ist kaum möglich, dass die bei gleichen Bedingungen gemessenen Bremswege immer genau reproduziert werden. Mit anderen Worten, es wird unter vergleichbaren Bedingungen beim Bremsen nicht immer die optimale Bremsweg­ länge erreicht.The known systems have the disadvantage that their performance values i. a. very strong sprinkle. It is hardly possible that the measured under the same conditions Braking distances are always reproduced exactly. In other words, it gets under comparable conditions when braking not always the optimal braking distance length reached.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, das gattungsgemäße Bremssystem so zu optimieren, so dass seine Bremsleistung immer reproduzierbar ist und ein optimaler Wert erreichbar ist. The object of the present invention is so the generic brake system to optimize so that its braking performance is always reproducible and a optimal value is achievable.  

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren nach Anspruch 1. Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.This object is achieved according to the invention by a method according to claim 1. Preferred embodiments of the invention are the subject of Dependent claims.

Die Erfindung nutzt u. a. die höhere Belastbarkeit der Räder bei einer Geradeausbremsung gegenüber einer Bremsung in einer Kurvenfahrt. Die Geradeausfahrt bzw. -bremsung wird über den Lenkwinkel oder die Differenzdrehzahl der gelenkten (Vorder-)Räder erkannt. Ferner wird der zeitliche Bremsdruckaufbau und der Reibwert der Fahrbahn analysiert. In Abhängigkeit von diesen Größen wird die Sollschlupfschwelle bei der Antiblockierregelung variiert.The invention uses u. a. the higher load capacity of the wheels at one Straight braking compared to braking when cornering. The Straight ahead or braking is via the steering angle or Differential speed of the steered (front) wheels detected. Furthermore, the temporal Brake pressure build-up and the coefficient of friction of the road are analyzed. In dependence of the target slip threshold is varied in the case of the anti-lock control.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Erhöhung der Bremsleistung eines Fahrzeugs mit einer Antiblockierbremsanlage, das die Schritte umfasst: Erfassen einer Radgeschwindigkeit bei wenigstens einem Rad auf der linken und auf der rechten Fahrzeugseite, bei dem der Bremsdruck unabhängig eingestellt werden kann, Ermitteln eines Bremsschlupfes aus der Radgeschwindigkeit und einer Fahrzeuggeschwindigkeit und Absenken eines Bremsdruckes an dem einen Rad, wenn der Bremsschlupf des einen Rades einen vorgegebenen Schlupfschwellensollwert überschreitet, ist gekennzeichnet durch die Schritte Erfassen eines Krümmungsradius bei einer Kurvenfahrt, Erfassen der Änderung des Bremsdrucks in Abhängigkeit von der Zeit, Ermitteln eines Reibwertes der Fahrbahn aus dem Bremsdruck und einem Gewicht des Fahrzeugs und Bestimmen des Schlupfschwellensollwertes in Abhängigkeit von dem Krümmungsradius, von der Änderung des Bremsdrucks und von dem Reibwert der Fahrbahn.The inventive method for increasing the braking power Vehicle with an anti-lock braking system comprising the steps of: detecting a wheel speed with at least one wheel on the left and on the right side of the vehicle, where the brake pressure can be set independently can determine a brake slip from the wheel speed and one Vehicle speed and lowering a brake pressure on one wheel, when the brake slip of one wheel is a predetermined one Slip threshold setpoint is indicated by the steps Detection of a radius of curvature when cornering, detection of the change of the brake pressure as a function of time, determining a coefficient of friction of the Roadway from the brake pressure and a weight of the vehicle and determining of the slip threshold setpoint as a function of the radius of curvature, from the change in brake pressure and the coefficient of friction of the road.

Insbesondere wird zum Erfassen des Krümmungsradius bei einer Kurvenfahrt ein Lenkwinkel oder eine Differenzdrehzahl der gelenkten Räder erfasst.In particular, is used to detect the radius of curvature when cornering Steering angle or a differential speed of the steered wheels detected.

Ein Vorteil der Erfindung besteht darin, dass das Verfahren ohne weitere Anforderungen an die Systemkomponenten implementiert werden kann. An advantage of the invention is that the method without further System component requirements can be implemented.  

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels, bei der Bezug genommen wird auf die beigefügten Zeichnungen.Further features and advantages of the invention will appear from the following Description of an embodiment in which reference is made to the attached drawings.

Fig. 1 zeigt ein Flussdiagramm einer Antiblockierbremsregelung nach dem Stand der Technik. Fig. 1 shows a flow diagram of an antilock brake control according to the prior art.

Fig. 2 zeigt einen erfindungsgemäß modifizierten Ausschnitt des Flussdiagramms in Fig. 1. FIG. 2 shows a section of the flow chart in FIG. 1 modified according to the invention.

Bei dem Antiblockierbremsverfahren nach dem Stand der Technik wird in einem Schritt 1 die Radgeschwindigkeit eines Rades auf der linken Fahrzeugseite erfasst. Desgleichen wird die Radgeschwindigkeit eines Rades auf der rechten Fahrzeugseite in Schritt 2 erfasst. Beiden Rädern gemeinsam ist, dass sie Teil des Antiblockierbremssystem des Fahrzeugs sind, d. h. dass bei ihnen der Bremsdruck unabhängig voneinander eingestellt werden kann.In the anti-lock braking method according to the prior art, the wheel speed of a wheel on the left side of the vehicle is recorded in a step 1 . Likewise, the wheel speed of a wheel on the right side of the vehicle is recorded in step 2 . It is common to both wheels that they are part of the vehicle's anti-lock braking system, ie that the braking pressure can be set independently of one another.

Aus den erfassten Radgeschwindigkeiten wird zunächst eine Fahrzeuggeschwindigkeit ermittelt. Die Differenz zwischen der Fahrzeuggeschwindigkeit und der einzelnen Radgeschwindigkeit ist ein Maß für den Schlupf des betreffenden Rades. Aus der Radgeschwindigkeit und der Fahrzeuggeschwindigkeit lässt sich somit in Schritt 3 der Bremsschlupf des jeweiligen Rades ermitteln.A vehicle speed is first determined from the detected wheel speeds. The difference between the vehicle speed and the individual wheel speed is a measure of the slip of the wheel in question. In step 3, the brake slip of the respective wheel can thus be determined from the wheel speed and the vehicle speed.

In Schritt 4 wird bei der dargestellten Ausführungsform des Verfahrens nach dem Stand der Technik ein Vergleichswert aus einem Speicher eingelesen, der ein maximales Maß des Bremsschlupfes angibt. Wird in der Abfrage 5 festgestellt, dass der Bremsschlupf des einen Rades den vorgegebenen Schlupfschwellensollwert überschreitet, so wird der Bremsdruck an dem einen Rad in Schritt 6 abgesenkt. Das Verfahren springt danach zur Abfrage 5 zurück, wo festgestellt wird, ob der Bremsschlupf des jeweiligen Rades immer noch zu hoch ist. Falls das der Fall ist, durchläuft das Verfahren die Schritte 5 und 6 solange, bis der Bremsschlupf unter den vorgegebenen Schlupfschwellensollwert sinkt. Dann springt das Verfahren nach der Abfrage 5 zurück zum Anfang der Routine, nämlich zu Schritt 1. In step 4 , in the illustrated embodiment of the method according to the prior art, a comparison value is read in from a memory, which indicates a maximum measure of the brake slip. If it is found in query 5 that the brake slip of one wheel exceeds the predetermined slip threshold setpoint, the brake pressure on the one wheel is reduced in step 6 . The method then jumps back to query 5 , where it is determined whether the brake slip of the respective wheel is still too high. If this is the case, the method continues through steps 5 and 6 until the brake slip drops below the predetermined slip threshold setpoint. Then, after query 5 , the method jumps back to the beginning of the routine, namely to step 1 .

Der Erfinder hat festgestellt, dass die Bremsleistung dieses Verfahrens stark von verschiedenen Faktoren abhängt. Zunächst ist entscheidend für die Länge des Bremsweges, ob die Bremsung auf einer geraden Strecke oder bei Kurvenfahrt erfolgt. In letzterem Fall wirken zusätzlich zu der Bremskraft auch Seitenkräfte auf das Rad, wodurch das maximal übertragbare Bremsmoment reduziert wird.The inventor has found that the braking performance of this method varies greatly depends on various factors. First of all, the length of the Braking distance, whether braking on a straight track or when cornering he follows. In the latter case, side forces act in addition to the braking force the wheel, which reduces the maximum transferable braking torque.

Aus diesem Grund werden bei dem erfindungsgemäßen Verfahren, das in Fig. 2 dargestellt ist, weitere Fahrparameter erfasst, um den Schlupfschwellensollwert zu optimieren. In Fig. 2 ist der Abschnitt des Flussdiagramms aus Fig. 1 zwischen Schritt 3 und Schritt 5 gezeigt. Schritt 4 "Lesen von Schlupfschwellensollwert aus Speicher" ist in dem Verfahrensabschnitt in Fig. 2 durch die Schritte 7 bis 10 ersetzt.For this reason, further driving parameters are recorded in the method according to the invention, which is shown in FIG. 2, in order to optimize the slip threshold setpoint. FIG. 2 shows the section of the flow chart from FIG. 1 between step 3 and step 5 . Step 4 "reading slip threshold setpoint from memory" is replaced by steps 7 to 10 in the method section in FIG. 2.

In einem Schritt 7 wird der Krümmungsradius der Kurvenfahrt erfasst. Liegt dieser Krümmungsradius bei unendlich oder wenigstens über einem vorgegebenen Krümmungsradiusschwellenwert, so wird von einer Geradedausfahrt bzw. Geradeausbremsung ausgegangen. Dies bedeutet bereits, dass ein höheres Bremsmoment über das Rad auf die Fahrbahn übertragen werden kann und damit der in Schritt 4 eingelesene Schwellenwert höher gewählt werden kann.In step 7 , the radius of curvature of cornering is recorded. If this radius of curvature is infinite or at least above a predetermined radius of curvature radius, a straight-line exit or straight-line braking is assumed. This already means that a higher braking torque can be transmitted to the road by the wheel and thus the threshold value read in step 4 can be selected higher.

Der Krümmungsradius bei einer Kurvenfahrt wird bei einer ersten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung über den Lenkwinkel erfasst. Alternativ kann er auch über die Differenzdrehzahl der gelenkten Räder erfasst werden, da die Drehzahlen der Räder ohnehin vorliegen, um daraus die Fahrzeuggeschwindigkeit in Schritt 3 für die Bestimmung des Bremsschlupfes zu ermitteln.In a first preferred embodiment of the invention, the radius of curvature when cornering is detected via the steering angle. Alternatively, it can also be recorded via the differential speed of the steered wheels, since the speeds of the wheels are present anyway in order to determine the vehicle speed in step 3 for determining the brake slip.

Darüber hinaus sind die Bremsverhältnisse bei einer "normalen" Bremsung und einer "provozierten" Bremsung, d. h. bei einem plötzlichen Hindernis auf der Fahrbahn wie spielenden Kindern, Wild oder ähnlichem, unterschiedlich. Während bei einer normalen Bremsung der Schlupfschwellensollwert u. a. aus Gründen des Fahrkomforts nicht an sein Maximum gelangt, kann dies bei einem plötzlichen Hindernis durchaus notwendig werden. Um zwischen der normalen und der provozierten Bremsung unterscheiden zu können, wird in einem Schritt 8 die Änderung des Bremsdrucks in Abhängigkeit von der Zeit erfasst. Damit erhält man Kenntnis davon, ob der Fahrer "panikartig" das Bremspedal betätigt (schneller Aufbau des Bremsdrucks) oder die Situation einen gemäßigten Bremsvorgang zulässt. Der Schlupfschwellensollwert wird in Abhängigkeit von der Anstiegsgeschwindigkeit des Bremsdrucks erhöht.In addition, the braking conditions in a "normal" braking and a "provoked" braking, ie in the event of a sudden obstacle on the road such as children playing, game or the like, are different. While the slip threshold setpoint does not reach its maximum during normal braking, inter alia for reasons of driving comfort, this can be absolutely necessary in the event of a sudden obstacle. In order to be able to differentiate between normal and provoked braking, the change in brake pressure as a function of time is recorded in step 8 . This provides knowledge of whether the driver is pressing the brake pedal in a panic (rapid increase in brake pressure) or whether the situation permits a moderate braking process. The slip threshold setpoint is increased depending on the rate of increase of the brake pressure.

Ein wichtiger Parameter für das maximal übertragbare Bremsmoment ist der Reibwert der Fahrbahn. Ist der Reibwert höher, lassen sich durch größeren Radschlupf höhere Bremsmomente auf der Fahrbahn erzeugen. Um den Schlupfschwellensollwert auf die Fahrbahn optimieren zu können, wird in Schritt 9 der Reibwert der Fahrbahn ermittelt. Dies erfolgt, wie dem Fachmann allgemein bekannt ist, aus dem Bremsdruck und dem Gewicht des Fahrzeugs.An important parameter for the maximum transferable braking torque is the coefficient of friction of the road. If the coefficient of friction is higher, larger wheel slip can generate higher braking torques on the road. In order to be able to optimize the slip threshold setpoint on the road, the coefficient of friction of the road is determined in step 9 . As is generally known to the person skilled in the art, this takes place from the brake pressure and the weight of the vehicle.

Schließlich wird in Schritt 10 in Abhängigkeit von dem Krümmungsradius, von der Änderung des Bremsdrucks und von dem Reibwert der Fahrbahn der Schlupfschwellensollwert bestimmt und gegebenenfalls in dem Speicher zwischengespeichert oder gleich in der weiteren Verarbeitung im Rahmen des Antiblockierbremsvorgangs eingesetzt.Finally, the slip threshold setpoint is determined in step 10 as a function of the radius of curvature, the change in brake pressure and the coefficient of friction of the road surface and, if appropriate, temporarily stored in the memory or immediately used in further processing as part of the anti-lock braking process.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann besonders vorteilhaft eingesetzt werden bei Fahrzeuggeschwindigkeiten um 100 km/h oder bei etwa 80% der Maximalgeschwindigkeit des Fahrzeugs. The method according to the invention can be used particularly advantageously in Vehicle speeds around 100 km / h or around 80% of the Maximum speed of the vehicle.  

Bezugszeichenreference numeral

11

Erfassen einer Radgeschwindigkeit bei Rad auf der linken Fahrzeugseite
Detection of a wheel speed at wheel on the left side of the vehicle

22

Erfassen einer Radgeschwindigkeit bei Rad auf der rechten Fahrzeugseite
Detection of a wheel speed with wheel on the right side of the vehicle

33

Ermitteln eines Bremsschlupfes aus der Radgeschwindigkeit und einer Fahrzeuggeschwindigkeit
Determining a brake slip from the wheel speed and a vehicle speed

44

Lesen von Schlupfschwellensollwert aus Speicher
Read slip threshold setpoint from memory

55

überschreitet Bremsschlupf des einen Rades einen vorgegebenen Schlupfschwellensollwert?
does brake slip of one wheel exceed a specified slip threshold setpoint?

66

Absenken eines Bremsdruckes an dem einen Rad
Lowering a brake pressure on one wheel

77

Erfassen eines Krümmungsradius bei einer Kurvenfahrt
Detection of a radius of curvature when cornering

88th

Erfassen der Änderung des Bremsdrucks in Abhängigkeit von der Zeit
Detect the change in brake pressure as a function of time

99

Ermitteln eines Reibwertes der Fahrbahn
Determine a coefficient of friction of the road

1010

Bestimmen des Schlupfschwellensollwertes in Abhängigkeit von dem Krümmungsradius, von der Änderung des Bremsdrucks und von dem Reibwert der Fahrbahn
Determining the slip threshold setpoint as a function of the radius of curvature, the change in brake pressure and the coefficient of friction of the road

Claims (3)

1. Verfahren zur Erhöhung der Bremsleistung eines Fahrzeugs mit einer Antiblockierbremsanlage, das die Schritte umfasst:
Erfassen (1, 2) einer Radgeschwindigkeit bei wenigstens einem Rad auf der linken und auf der rechten Fahrzeugseite, bei dem der Bremsdruck unabhängig eingestellt werden kann,
Ermitteln (3) eines Bremsschlupfes aus der Radgeschwindigkeit und einer Fahrzeuggeschwindigkeit und
Absenken (6) eines Bremsdruckes an dem einen Rad, wenn der Bremsschlupf des einen Rades einen vorgegebenen Schlupfschwellensollwert überschreitet (5),
gekennzeichnet durch die Schritte:
Erfassen (7) eines Krümmungsradius bei einer Kurvenfahrt,
Erfassen (8) der Änderung des Bremsdrucks in Abhängigkeit von der Zeit,
Ermitteln (9) eines Reibwertes der Fahrbahn aus dem Bremsdruck und einem Gewicht des Fahrzeugs,
Bestimmen (10) des Schlupfschwellensollwertes in Abhängigkeit von dem Krümmungsradius, von der Änderung des Bremsdrucks und von dem Reibwert der Fahrbahn.1. A method for increasing the braking power of a vehicle with an anti-lock braking system, comprising the steps:
Detecting ( 1 , 2 ) a wheel speed for at least one wheel on the left and on the right side of the vehicle, in which the brake pressure can be set independently,
Determining ( 3 ) a brake slip from the wheel speed and a vehicle speed and
Lowering ( 6 ) a brake pressure on the one wheel when the brake slip of the one wheel exceeds a predetermined slip threshold setpoint ( 5 ),
characterized by the steps:
Detection ( 7 ) of a radius of curvature when cornering,
Detecting ( 8 ) the change in brake pressure as a function of time,
Determining ( 9 ) a coefficient of friction of the road from the brake pressure and a weight of the vehicle,
Determining ( 10 ) the slip threshold setpoint as a function of the radius of curvature, the change in brake pressure and the coefficient of friction of the road. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zum Erfassen (7) eines Krümmungsradius bei einer Kurvenfahrt ein Lenkwinkel erfasst wird.2. The method according to claim 1, characterized in that a steering angle is detected for detecting ( 7 ) a radius of curvature when cornering. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zum Erfassen (7) eines Krümmungsradius bei einer Kurvenfahrt eine Differenzdrehzahl der gelenkten Räder erfasst wird.3. The method according to claim 1, characterized in that for detecting ( 7 ) a radius of curvature when cornering, a differential speed of the steered wheels is detected.
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