DE102004043119A1 - Determining vehicle parameters relevant to automatic start-off assistance system, eases braking in stationary state, to determine external force on vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ermittlung von Parametern eines Fahrzeugs mit einer im Stillstand aktivierten Bremse und ein Verfahren zum Einstellen eines Bremsdrucks in einem Bremszylinder an wenigstens einem Rad eines Fahrzeugs, mit einer im Stillstand des Fahrzeugs einen vom Fahrer eingesteuerten Bremsdruck aufrechthaltenden Bremse.The The invention relates to a method for determining parameters of a Vehicle with a brake activated at standstill and a method for Setting a brake pressure in a brake cylinder at least a wheel of a vehicle, with one at a standstill of the vehicle a braking pressure applied by the driver to maintain the brake.
Aus
der
Hierbei
ist α der
Steigungswinkel. Das Hangabtriebsmoment MH würde ohne
weitere Einflussmaßnahmen
dazu führen,
dass das Fahrzeug bergab rollt. Ihm entgegen wirken das haltende
Brems moment MB und das beim Anfahren zusätzlich eingebrachte
Motormoment MM. Eine Anfahrhilfe am Berg kann
beispielsweise das Bremsmoment MB beeinflussen.
Die Beeinflussung muss aber so erfolgen, dass zu jedem Zeitpunkt
sichergestellt ist, dass die Ungleichung
Darüber hinaus
ist es bekannt, eine extern verursachte, das Fahrzeug antreibende
oder bremsende Größe in einem
Beobachter zu ermitteln. Der Beobachter empfängt intern verursachte, das
Fahrzeug antreibende oder bremsende Größen, ermittelt daraus, wie
sich die Längsdynamik
des Fahrzeugs entwickeln müsste,
vergleicht dieses Ergebnis mit tatsächlich gemessenen Werten der
Längsdynamik und
schließt
aus eventuellen Abweichungen auf extern verursachte, ein Fahrzeug
antreibende oder bremsende Größen, insbesondere
Momente (
Weiterhin
ist aus der
Löst der Fahrer
bei den vorstehend beschrieben Verfahren zum Anfahren die Bremse,
wird der Bremsdruck zunächst
gehalten und beim Einkuppeln über
die Momentenbilanz reduziert. Diese lautet:
- MB
- = erforderliches Bremsmoment
- MH
- = Hangabtriebsmoment
- MA
- = Antriebsmoment des Motors
- M B
- = required braking torque
- M H
- = Downhill torque
- M A
- = Drive torque of the motor
Die Funktion wird nur beim Anhalten an Steigungen aktiviert. Um die zuvor beschriebene Funktionalität zu erhalten, werden Sensoren verwendet, welche
- a) zum Aktivieren der Funktion und
- b) zur Berechnung des Hangabtriebsmoments
- a) to activate the function and
- b) for the calculation of the slope output torque
Zur Berechnung des Hangabtriebsmoments werden Neigungssensoren oder Fahrzeuggeschwindigkeits- und Beschleunigungssensoren eingesetzt, mittels deren Ausgangssignale eine Steigung ermittelt werden kann. Dabei enthält das Beschleunigungssignal nicht nur die Beschleunigung in Längsrichtung des Fahrzeugs sondern auch die Schwerkraftkomponente g·sin α. Andererseits kann über die Raddrehzahlsensoren die Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs ermittelt werden. Somit entspricht der differenzierte Wert der Fahrgeschwindigkeit genau der tatsächlichen Beschleunigung des Beschleunigungssignals, so dass die Steigung nach der Beziehung bestimmt werden kann.Inclination sensors or vehicle speed and acceleration sensors are used to calculate the slope output torque, by means of whose output signals a gradient can be determined. In this case, the acceleration signal contains not only the acceleration in the longitudinal direction of the vehicle but also the gravitational component g · sin α. On the other hand, the vehicle speed can be determined via the wheel speed sensors. Thus, the differentiated value of the vehicle speed exactly corresponds to the actual acceleration of the acceleration signal, so that the slope of the relationship can be determined.
Weiterhin
sind Anfahrhilfen für
Kraftfahrzeuge an einer Steigung ohne Sensor bekannt. Dabei sieht
die
- – Aus Komfortgründen muss auf die automatische Aktivierung verzichtet werden, um ein unerwünschtes Anfahren gegen einen Bremsdruck in der Ebene zu vermeiden. Das System muss bei Bedarf manuell aktiviert werden.
- – Das Hangabtriebsmoment kann nicht bestimmt werden, wodurch je nach Steigung entweder ein Zurückrollen des Fahrzeugs oder ein Anfahren gegen Bremsdruck unausweichlich ist.
- - For reasons of comfort, the automatic activation must be avoided in order to avoid an undesired approach to a brake pressure in the plane. The system must be activated manually if necessary.
- - The downhill torque can not be determined, which is inevitable depending on the slope either a rolling back of the vehicle or a start against brake pressure.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein weiteres Verfahren zur Unterstützung des aktiven Anfahrens eines Kraftfahrzeugs an einem Hang mit einer im Stillstand aktivierten Bremse bereitzustellen, das Übergänge von einem Stillstand in einen Fahrbetrieb kostengünstig verbessert.Of the Invention is based on the object, a further method for support the active start of a motor vehicle on a slope with a provide standstill activated brake, the transitions of a standstill in a driving operation cost-effectively improved.
Erfindungsgemäß wird diese
Aufgabe durch die folgenden Schritte gelöst:
Verringern des Bremsdruckes
in den Radbremsen,
Ermitteln von Fahrzeugdaten zum Zeitpunkt
einer Fahrzeugbewegung oder bei einem Bremsdruck unterhalb eines
Grenzwerts und Bestimmen einer extern verursachten, das Fahrzeug
antreibenden oder bremsenden Größe aus den
ermittelten Fahrzeugdaten.According to the invention, this object is achieved by the following steps:
Reducing the brake pressure in the wheel brakes,
Determining vehicle data at the time of vehicle movement or at a brake pressure below a threshold and determining an externally caused, the vehicle driving or braking magnitude from the determined vehicle data.
Durch kontrollierten Druckabbau und gleichzeitiger Beobachtung der Fahrzeugbewegung kann beim Anfahrvorgang eines Fahrzeugs (Wechsel des Fahrers von Bremse zum Gaspedal) an einem Hang eine Steigungsabschätzung vorgenommen werden. Diese kann aus dem bei der Fahrzeugbewegung vorliegenden Bremsdruck nach der folgenden Beziehung ermittelt werden mit
- pb
- = Bremsdruck
- μb
- = Bremsbelagreibwert
- rb
- = effektiver Reibradius
- ARBZ
- = druckbeaufschlagte Fläche im Radbremszylinder
- mFzg
- = Fahrzeugmasse
- rR
- = Reifenradius
- p b
- = Brake pressure
- μ b
- = Brake pad friction coefficient
- b
- = effective friction radius
- A RBZ
- = pressurized area in the wheel brake cylinder
- m veh
- = Vehicle mass
- r R
- = Tire radius
Diese modellbasierte Steigungsabschätzung ersetzt die Funktion eines zusätzlichen Neigungssensors, der durch das erfindungsgemäße Verfahren eingespart werden kann. Mit der Steigungsschätzung kann das Hangabtriebsmoment MH in einem Modell berechnet werden, wie es im Stand der Technik beschrieben ist.This model-based slope estimation replaces the function of an additional tilt sensor, which can be saved by the method according to the invention. With the slope estimation, the downhill torque M H can be calculated in a model as described in the prior art.
Vorteilhaft ist, dass zum Zeitpunkt der Bewegung des Fahrzeugs oder wenn der Bremsdruck unterhalb eines Grenzwerts liegt Da ten ermittelt werden, die den Druck in den Radbremsen und das Drehverhalten mindestens eines Rades wiedergeben, und aus den Daten die antreibende Größe modellbasiert ermittelt wird. Dabei wird die modellbasierte Größe MH aus den Sensorsignalen einer Bremsenregelung, insbesondere Fahrstabilitätsregelung, berechnet, die in einer Bremsanlage nach dem Stand der Technik bereits vorliegen. Denn die modellbasierte Größe wird aus den Sensorsignalen von Raddrehzahlsensoren und mindestens eines Bremsdrucksensors berechnet. Um zu ermitteln, ob das Fahrzeug vorwärts oder rückwärts bergab rollt, ist eine Fahrtrichtungserkennung vorgesehen, bei der vorzugsweise mindestens ein Raddrehzahlsensor so ausgebildet ist, dass er die Drehrichtung ermittelt. Mit dem Einsatz von drehrichtungserkennenden Radsensoren lässt sich eine Fahrtrichtungserkennung realisieren, die eine Richtung der Hangneigung (Vorwärts- bzw. Rückwärts rollendes Fahrzeug) des aus dem Stillstand bewegten Fahrzeugs erkennt.It is advantageous that at the time of movement of the vehicle or when the brake pressure is below a threshold data are determined th which reflect the pressure in the wheel brakes and the rotational behavior of at least one wheel, and from the data, the driving variable is determined model-based. In this case, the model-based variable M H is calculated from the sensor signals of a brake control, in particular driving stability control, which are already present in a brake system according to the prior art. Because the model-based quantity is calculated from the sensor signals of wheel speed sensors and at least one brake pressure sensor. In order to determine whether the vehicle rolls downhill forwards or backwards, a direction of travel detection is provided in which preferably at least one wheel speed sensor is designed such that it determines the direction of rotation. With the use of direction-detecting wheel sensors, a direction of travel detection can be realized, which detects a direction of the slope (forward or reverse rolling vehicle) of the vehicle moving from standstill.
Neben
der Berechung des Hangabtriebsmoments nach den bekannten Modellen,
z.B. nach mFzg·sinα + rR,
kann die modellbasierte Größe auch vereinfacht
nach der Beziehung
- MH
- = Hangabtriebsmoment
- MBV
- = Bremsmoment zum Zeitpunkt der Fahrzeugbewegung
- MA
- = Antriebsmoment
- M H
- = Downhill torque
- M BV
- = Braking torque at the time of vehicle movement
- M A
- = Drive torque
Unterschreitet der Bremsdruck einen Grenzwert und es wird keine Bewegung des Fahrzeugs ermittelt, kann auf einen Stillstand in der Ebene geschlossen werden. Die Anfahrhilfe kann dann deaktiviert werden.If the brake pressure falls below a limit value and no movement of the vehicle is determined, a standstill in the plane can be concluded. The traction help can then deactivate be fourth.
Neben
der erfindungsgemäßen Ermittlung von
Parametern für
eine Anfahrhilfe wird die vorstehende Aufgabe auch durch ein Verfahren
zum Einstellen eines Bremsdrucks in einem Bremszylinder an wenigstens
einem Rad eines Fahrzeugs, mit einer im Stillstand des Fahrzeugs
einen vom Fahrer eingesteuerten Bremsdruck aufrechthaltenden Bremse
gelöst,
das die Schritte aufweist:
Erkennen eines Anfahrwunsches des
Fahrers,
Verringerung des Bremsdruckes in der Bremse in Reaktion
auf den erkannten Anfahrwunsch
Überwachen einer Fahrzeugbewegung
und Aufrechterhalten des Bremsdruckes und/oder Erhöhen des Bremsdruckes
um einen vorgegebenen Wert nach erkannter Fahrzeugbewegung.In addition to the inventive determination of parameters for a traction help, the above object is also achieved by a method for setting a brake pressure in a brake cylinder on at least one wheel of a vehicle, with a standstill of the vehicle, a braked by the driver brake pressure aufrechthaltenden brake comprising the steps :
Recognition of a driver's approach,
Reduction of the brake pressure in the brake in response to the detected start-up request
Monitoring a vehicle movement and maintaining the brake pressure and / or increasing the brake pressure by a predetermined value after detected vehicle movement.
Dabei ist die modellbasierte Steigungsabschätzung für die Funktionalität einer Anfahrhilfe mit der erfindungsgemäßen Einstellung eines Bremsdrucks nach dem Anspruch 7 nicht unbedingt erforderlich, da der Bremsdruck bereits entsprechend dem Hangabtriebsmoment MH eingestellt ist.The model-based slope estimation for the functionality of a traction help with the inventive setting of a brake pressure according to claim 7 is not necessarily required because the brake pressure is already set according to the slope output torque M H.
Die Erfindung stellt somit ein Verfahren zur Ermittlung von Parametern für eine Anfahrunterstützung eines Kraftfahrzeugs und ein Verfahren zum Einstellen eines Bremsdruckes bereit, dessen Bremse im Stillstand aktiviert ist und ohne Betätigung des Fahrzeugführers steuerbar deaktiviert werden soll. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren werden entweder Daten, die die Steigung wiedergeben, ermittelt, wobei diese Information in die Betrachtung eines Betriebszustands des Fahrzeugs eingeht, in dem das Fahrzeug aus dem Stillstand bewegt werden soll, oder der Betriebszustand, in dem das Fahrzeug aus dem Stillstand bewegt werden soll, eingestellt. Das Ermitteln oder Einstellen des Betriebszustands, aus dem das Fahrzeug aus dem Stillstand heraus bewegt werden soll, setzt die Erkennung eines Anfahrwunsches voraus, der vom Fahrer oder einem Fahrzeugsteuersystem vorgegeben wird. Um den Anfahrwunsch umzusetzen sind Daten bzw. Parameter oder Betriebszustände des Fahrzeugs erforderlich, die einen Übergang aus dem Stillstand in einen Fahrbetrieb tatsächlich zulassen. Dabei wird insbesondere eine Momentenbilanz aus Antriebs- und Bremsmoment in Abhängigkeit von Fahrzeugdaten eingestellt, in die die extern verursachte antreibende Größe des Hangabtriebsmoments MH eingeht.The invention thus provides a method for determining parameters for a starting assistance of a motor vehicle and a method for adjusting a brake pressure whose brake is activated at standstill and is to be deactivated controllable without actuation of the driver. In the method according to the invention, either data representing the slope is determined, this information going into the consideration of an operating state of the vehicle in which the vehicle is to be moved from standstill or the operating state in which the vehicle is moving from standstill should be set. The determination or setting of the operating state from which the vehicle is to be moved out of a standstill requires the detection of a start-up request, which is specified by the driver or a vehicle control system. In order to implement the approach, data or parameters or operating states of the vehicle are required that actually permit a transition from standstill to a driving operation. In particular, a torque balance of drive and braking torque is set as a function of vehicle data into which the externally generated driving variable of the downhill torque M H is received.
Gegenüber einer Anlage mit Neigungssensor besteht der Vorteil der Kostenersparnis, da bei dem Verfahren nach der Erfindung auf den Sensor verzichtet werden kann. Gleichzeitig werden die Nachteile einer Anlage ohne Neigungssensor weitgehend vermieden. Die manuelle Aktivierung des Systems ist nicht mehr erforderlich, da das System über das Ablassen des Druckes ein Anfahren gegen Bremsdruck in der Ebene vermeidet. Neben dieser Komfortverbesserung besteht eine Kostenersparnis, da auf das Bedienelement zur Aktivierung des Systems verzichtet werden kann.Opposite one Attachment with tilt sensor has the advantage of cost savings, since omitted in the method according to the invention to the sensor can be. At the same time, the disadvantages of a plant without Tilt sensor largely avoided. Manual activation of the Systems is no longer needed because the system has over the Releasing the pressure a start against brake pressure in the plane avoids. In addition to this comfort improvement there is a cost savings because to dispense with the control element for activating the system can.
Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass das Hangabtriebsmoment einfach ermittelt werden kann und somit, mit Ausnahme eines kurzen Anrollens, ein Zurückrollen des Fahrzeugs beziehungsweise ein Anfahren gegen Bremsdruck vermieden wird.One Another advantage is that the downhill torque easy can be determined and thus, with the exception of a short a roll back of the vehicle or a start against brake pressure avoided becomes.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird unter Berücksichtigung der Zeichnung und vorteilhafter weiterer Merkmale im Folgenden beschrieben.One embodiment The invention is considered the drawing and other advantageous features described below.
In
der Zeichnung ist der Bremsdruckverlauf über der Zeit in mindestens
einem Radzylinder einer Fahrzeugbremse bei einer Anfahrhilfe dargestellt.
Mit
Hangabtriebsmoment = Bremsmoment zum Zeitpunkt des
Losrollens – Antriebsmoment
des Motors (üblicherweise
0, da noch nicht eingekuppelt wurde).In the drawing, the brake pressure curve over time in at least one wheel cylinder of a vehicle brake at a traction help is shown. With
Slope output torque = braking torque at the time of coasting - drive torque of the motor (usually 0 because it has not been engaged yet).
Anschließend kann
das Fahrzeug durch einen geringen aktiven Druckaufbau zum Zeitpunkt
Steht das Fahrzeug in der Ebene, wird es sich nicht in Bewegung setzen, womit ein vollständiger Druckabbau oder ein Druckabbau unter einen Grenzwert erfolgt. Der Grenzwert kann dabei in Abhängigkeit von der Fahrzeugmasse so dimensioniert sein, dass das Fahrzeug in jedem Fall, d.h. auch bei kleinen Steigungen losrollen müsste. Wird beim Unterschreiten dieses Grenzwertes keine Fahrzeugbewegung ermittelt, kann der Bremsdruck schneller verringert werden. Ist dieser Druckabbau vor dem Einkuppeln des Fahrers abgeschlossen, wird das unkomfortable Anfahren gegen einen Bremsdruck vermieden.Stands the vehicle in the plane, it will not start moving, what a complete Pressure reduction or a pressure reduction below a limit occurs. Of the Limit value can depend on be dimensioned by the vehicle mass so that the vehicle in in any case, i. would have to roll even on small gradients. Becomes if no vehicle movement is detected when this limit value is undershot, the brake pressure can be reduced faster. Is this pressure reduction Completed before engaging the driver, the uncomfortable Starting against a brake pressure avoided.
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