DE102008036545B4 - Verfahren zur Verbesserung einer Kraftfahrzeug-ABS-Regelung - Google Patents

Abstract

Verfahren zur Verbesserung einer Kraftfahrzeug-ABS-Regelung, bei der zu Beginn der ABS-Regelung für mindestens ein Rad ein gespeicherter Zieldruckwert P_Lock vorgegeben wird, wobei der gespeicherte Zieldruckwert über ein Druckmodell oder einen Drucksensor gebildet wird, wobei das Druckmodell Raddrehzahlinformationen und/oder den vom Fahrer über das Pedal initiierten Vordruck und/oder den Druckgradient und/oder Ventilöffnungszeiten berücksichtigt, so dass der Modelldruck dem tatsächlichen Radzylinderdruck möglichst nahe kommt, und wobei der gespeicherter Zieldruckwert P_Lock für mindestens ein Rad in Abhängigkeit einer geschätzten maximalen Kontaktkraft zwischen Fahrbahn und Reifen korrigiert wird.

Description

• Die Erfindung betrifft ein Verfahren gemäß Oberbegriff von Anspruch 1.
• Aus der DE 101 16 755 A1 ist ein Verfahren zur Regelung des Bremsdruckaufbaus bekannt, das bei einer Vollbremsung den Radschlupf und die Radverzögerung mit Grenzwerten vergleicht und den Bremsdruckaufbaugradienten verringert bevor bei Überschreiten dieser Grenzwerte ein Blockierdruckniveau erreicht ist.
• In elektronischen Kraftfahrzeugbremssystemen ohne Bremsdrucksensoren in den Radbremsdruckkreisen lässt sich in der Regel zumindest der vom Fahrer initiierte Vordruck mit einem Drucksensor direkt messen. Die ABS-Regelung wertet gemeinsam mit anderen Größen, wie Ventilöffnungszeiten und Raddrehzahlinformationen das Signal des Vordrucksensors aus und bestimmt für jeden Radbremszylinder einen Modellbremsdruck. Vor Beginn eines ABS-Regelzyklusses wird außerdem ein Zieldruckwert gespeichert, welcher einen möglichst effektiven Bremsvorgang ermöglichen soll. Dieser gespeicherte Zieldruckwert entspricht üblicherweise dem über das Druckmodell bestimmten Raddruck, der unmittelbar vor Beginn der ersten Druckabbauphase herrscht.
• Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht nun ganz allgemein darin, den Bremsweg bei einer geregelten ABS-Bremsung zu verringern.
• Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch das Verfahren gemäß Anspruch 1.
• Gemäß dem Verfahren nach der Erfindung wird eine Korrektur des gespeicherten Zieldruckwerts zu Beginn einer ABS-Regelung durchgeführt, mit dem eine Reduzierung des Bremswegs im ABS-geregelten Zustand erreicht werden kann. Dabei ist der Aufwand, das Verfahren an unterschiedliche Kraftfahrzeugmodelle anzupassen (Applikationsaufwand), vergleichsweise gering.
• Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wird, inbesondere zumindest vor Beginn des dem ersten Regelungszyklus folgenden Zyklus, für mindestens ein Rad ein gespeicherter Zieldruckwert P_Lock vorgegeben, wobei der gespeicherte Zieldruckwert über ein Druckmodell gebildet wird, welches Raddrehzahlinformationen und/oder den vom Fahrer über das Pedal initiierten Vordruck und/oder den Druckgradient und/oder Ventilöffnungszeiten berücksichtigt, so dass dieser dem tatsächlichen Radzylinderdruck möglichst nahe kommt.
• Bevorzugt wird als Ausgangsgröße für die Berechnung der Korrektur zunächst der Gradient des Druckanstiegs im Druckmodell verwendet. Die Korrektur erfolgt zweckmäßigerweise für jedes Rad individuell.
• Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wird weiterhin der gespeicherte Zieldruckwert P_Lock für mindestens ein Rad in Abhängigkeit einer geschätzten maximalen Kontaktkraft zwischen Fahrbahn und Reifen korrigiert. Vorzugsweise wird die Korrektur des gespeicherten Zieldruckwerts unter Berücksichtigung des eingeschwungenen Blockierdrucks vorgenommen, welcher im wesentlichen ein Maß für die maximale Kontaktkraft ist, welche dem Anteil der einem einzelnen Rad zukommenden maximal möglichen (reibwert-, reifen- und aufstandskraftabhängigen) Gesamtfahrzeugverzögerung entspricht.
• Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird bei der Schätzung der maximalen Kontaktkraft die Aufstandskraft berücksichtigt, wobei die Aufstandskraft insbesondere ohne einen Kraft- oder Wegsensor lediglich über die in einer ABS-Regelung verfügbaren Parameter geschätzt wird. Die Aufstandskraft ist eine zeitabhängige Größe und ändert sich während eines Bremsvorgangs je nach Fahrzeugtyp mehr oder weniger stark. Zu Beginn eines Bremsvorgangs nickt das Fahrzeug nach vorne, so dass zunächst eine höhere Aufstandskraft an den Rädern der Vorderachse vorliegt. Nach einer bestimmten Zeit federt das Fahrwerk zurück und die Vorderachse wird zeitweise geringer belastet, als im statischen Fahrzeugzustand. Die sich durch das Nicken des Fahrzeugaufbaus (Überschwinger) einstellende Modulation der dynamischen Achslast kann deshalb zur Korrektur berücksichtigt werden. Bevorzugt wird somit im Verfahren nach der Erfindung die Aufstandskraft der Vorder- und/oder Hinterräder unter Berücksichtigung des zeitlichen Verlaufs des Bremsnickverhaltens des Kraftfahrzeugs abgeschätzt.
• Das dynamische Bremsnickverhalten des Kraftfahrzeugs wird insbesondere über einen Zusammenhang zwischen Bremsdruckgradient beim Bremsantritt und/oder einer fahrzeugspezifischen Zeitspanne t_BEA, beginnend von einem den Bremsvorgang einleitenden Ereignis, ableitet. Das dynamische Bremsnickverhalten kann dabei besonders einfach mittels einer fahrzeugspezifischen Kennlinie K_DYN und einem Timer für die Zeitspanne t_BEA modelliert werden.
• Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird bei der Schätzung der maximalen Kontaktkraft der Fahrbahnreibwert berücksichtigt, wobei der Fahrbahnreibwert insbesondere in zwei oder mehrere Klassen (HM, LM) aufgeteilt wird. Besonders bevorzugt wird eine Berechnung der Wahrscheinlichkeit für den aktuell herrschenden Reibwert oder der Reibwertklassen vorgenommen.
• Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird der Gradient des Drucks der einzelnen Räder als Maß für die Höhe der durchzuführenden Korrektur berücksichtigt. Besonders bevorzugt wird außerdem der zeitliche Verlauf der dynamischen Achslast berücksichtigt. Aus dem oder den berücksichtigten Wert/en lassen sich Faktoren bestimmen, mit denen dann insbesondere unter Nutzung einer eigenen Reibwerterkennung ein neuer Wert von P_Lock_i berechnet wird.
• Es ist vorteilhaft, dass gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren jedes Rad individuell korrigiert werden kann. Hierdurch entfallen, neben einer insgesamt verbesserten Korrektur, auch zusätzliche Maßnahmen zur Absicherungen gegen Sonderfälle, wie zum Beispiel µ-Split Bedingungen.
• Weiterhin braucht keine Absicherung gegen erkannte Fahrbahnstörungen durchgeführt zu werden, da keine Berücksichtigung der Radbeschleunigung, sondern der Antrittsgradienten erfolgt.
• Weitere bevorzugte Ausführungsformen ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels an Hand einer Figur.
• Es zeigt
• 1 ein Diagramm zur Verdeutlichung des Verfahrens der Reibwerterkennung.
• Gemäß dem nachfolgend beschriebenen Ausführungsbeispiel wird zunächst aus dem radindividuellen Radmodelldruck der radindividuelle Druckgradient bestimmt. Zur Berechnung des radindividuellen Druckgradienten wird zunächst bei Regelungseintritt der Modelldruck P_Lock gespeichert. Der Gradient wird durch Betrachtung des Modelldrucks während einer vorgegebenen Anzahl von Reglerloops vor der Speicherung von P-Lock gebildet.
• Für die Hinterräder des Kraftfahrzeugs wird P_Lock entweder mit Erreichen einer ABS- oder einer EBV-Regelung (EBV: Elektronische Bremskraftverteilung) gespeichert. Die Berechnung des Gradients erfolgt ebenfalls durch Betrachtung des Modelldrucks vor Regelungsbeginn. Es hat sich gezeigt, dass die Korrektur von P_Lock für die Räder an der Hinterachse nur innerhalb einer Zeitspanne bis etwa höchstens 500 ms nach Speichern von P_Lock vorgenommen werden braucht. Eine Korrektur nach dieser Zeitspanne führt zu einer Verschlechterung der Regelung.
• Bei Regelungseintritt wird der gespeicherte Zieldruckwert P_Lock durch den Wert der eingeschwungenen Regelung P_Lock_i ersetzt. In den meisten Fällen entspricht der Wert von P_Lock_i nicht dem Wert von P_Lock. Wenn diese Abweichung ein bestimmtes Maß überschreitet, ist es nicht möglich, die Räder mit einem Standarddruckaufbaurhythmus von drei Aufbaupulsen wieder an die Blockiergrenze heranzuführen. Vielmehr würde das Rad entweder mit dem ersten oder zweiten Aufbaupuls in einen übermäßigen Schlupf geraten, also überbremst, oder die Blockiergrenze wird nicht erreicht, wodurch das Fahrzeug unterbremst wäre. Beide Fälle gilt es im Sinne einer Optimierung des Bremswegs möglichst zu vermeiden.
• Das Korrekturverfahren berücksichtigt den aktuellen Fahrbahnreibwert. Der Fahrbahnreibwert wird zur Vereinfachung des Verfahrens in die zwei Klassen „Hochreibwert“ HM und „Niedrigreibwert“ LM eingeteilt. Mittels im ABS-Algorithmus verfügbarer Größen wird eine Wahrscheinlichkeitsgröße für das Vorliegen zumindest einer dieser beiden Reibwertklassen bestimmt. Zur Erläuterung ist in 1 die Funktionsweise der Auswertung des Verlaufs des Raddrucks und einer Raddynamikgröße (Accf) dargestellt. Die Raddynamikgröße (Accf) wird aus den Raddrehzahlinformationen auf an sich bekannte Weise gebildet (siehe DE 199 19 099 A1 ) und stellte eine über die Radbschleunigung integrierte Größe dar.
• Teilbild a) von 1 verdeutlicht die Auswertung des Accf-Musters (0 bis -10 g) und den Zusammenhang mit der Wahrscheinlichkeit (0 bis 100%) für das Vorliegen eines LM-Reibwerts. Das Ergebnis wird in der Variable W_LM_Accf gespeichert.
• Teilbild b) verdeutlicht die Auswertung des Druck-Musters (0 bis 70 bar) und den Zusammenhang mit der Wahrscheinlichkeit (0 bis 100%) für das Vorliegen eines LM-Reibwerts. Das Ergebnis wird in der Variable W_LM_Druck gespeichert.
• Aus den Größen W_LM_Accf und WLMDruck kann die Gesamtwahrscheinlichkeit für einen Niedrigreibwert W_LM wie folgt berechnet werden: $$W\_LM\left[\%\right]=\frac{W\_LM\_Accf+W\_LM\_Druck}{2}$$

  
• Ist beispielsweise W_LM > 60%, wird Niedrigreibwert angenommen. In diesem Fall wird die Variable „LM-Erkennung“ auf den Wert „1“ gesetzt.
• Entsprechend kann prinzipiell auch eine Erkennung für HM-Reibwert realisiert werden.
• Um die Entscheidung treffen zu können, ob nach HM- oder LM-Kriterien korrigiert werden soll, wird eine zusätzliche Bedingung eingeführt. Gemäß dieser Bedingung wird beim Überschreiten einer vorgegebenen Druckschwelle im Hauptzylinder (THZ) ein Timer (t_BEA) gestartet, der beim Speichern von P_Lock stoppt. Die Entscheidung bezüglich LM- oder HM-Korrektur ergibt sich dann aus einer Betrachtung der Variable „LM-Erkennnung“. Wenn der Wert der Variable „LM-Erkennung“ auf „1“ gesetzt ist und die Zeit t_BEA kleiner als 110 ms ist, wird „LM-Reibwert“ angenommen und entsprechend korrigiert. Sonst erfolgt eine Korrektur auf Basis der Annahme, dass „HM-Reibwert“ vorliegt.
• Das Verfahren berücksichtigt weiterhin den zeitlichen Verlauf der Aufstandskraft, speziell der Achslast. Vereinfachend wird angenommen, dass die dynamische Achslast nur dann berücksichtigt werden muss, wenn die auf Grund des Fahrzeugnickens hervorgerufene zeitlich begrenzte Zunahme der Achslast an der Vorderachse zusammen mit dem Regelungseintritt auftritt. Folglich muss der zeitliche Zusammenhang erfasst werden. Dies geschieht mittels einer Ermittlung eines bestimmten Wertes von Timer t_BEA.
• Gemäß dem hier beschriebenen Beispiel wird zunächst für die Vorderräder eine Berechnung der Korrektur für das Blockierdruckniveau durchgeführt. Diese Korrektur berücksichtigt zur Berechnung fahrzeugspezifisch vorgegebene Kennlinienfunktionen K_GRAD und K_DYN. Wie bereits im Zusammenhang mit der Korrekturmethode für die Hinterachse erwähnt, ist die Korrektur von der geschätzten Reibwertklasse abhängig. Die Berechnung erfolgt durch Berechnung der drei Kennlinienfunktionen K_{GRAD HM}, K_{DYN HM} sowie K_{GRAD LM}. Die Funktion K_GRAD umfasst zumindest den Parameter „Druckgradient“. Der Rückgabewert der Funktion K_GRAD ist ein Korrekturfaktor für die Korrektur von P_Lock. Die Funktion K_DYN kann zum Beispiel eine Dreiecksfunktion sein. Die Dreiecksfunktion gibt den durch den Bremsnick hervorgerufenen Verlauf der Radlast vereinfacht wieder. Mit dem Parameter t_BEA als x-Wert liefert die Funktion K_DYN dann näherungsweise Werte für eine geeignete Korrektur der erhöhten Radlast. Die Funktion K_DYN liefert als Rückgabewert einen Korrekturfaktor für P_Lock.
• Unter Berücksichtigung der weiter oben beschriebenen Reibwertschätzung ergibt sich bei einem HM-Reibwert folgende Korrektur:
• Wenn t_BEA zwischen t_{BEA MIN} und t_{BEA MAX} liegt, wird der Wert P_Lock_neu auf $$\text{P\_Lock\_neu}=\text{P\_Lock}\ast {\text{K}}_{\text{DYN}}$$
  
  gesetzt. Liegt t_BEA nicht zwischen t_{BEA MIN} und t_{BEA MAX} wird P_Lock_neu auf den Wert $$\text{P\_Lock\_neu}=\text{P\_Lock}\ast {\text{K}}_{\text{GRAD HM}}$$
  
  gesetzt.
• Bei einem LM-Reibwert wird Formel (3) durch Formel (4) ersetzt: $$\text{P\_Lock\_neu}=\text{P\_Lock}\ast {\text{K}}_{\text{GRAD LM}}$$

  
• Nachfolgend wird die Berechnung der Korrektur für die Hinterachse beschrieben. Auch die Korrektur der Hinterachse erfolgt in Abhängigkeit vom geschätzten Reibwert. Zweckmäßigerweise wird im Unterschied zu den Vorderrädern das Nicken des Fahrzeugaufbaus nicht in Form einer separaten Kennlinie berücksichtigt, sondern indem der erste Druckaufbau an der Hinterachse erst nach Ablauf einer vorgegebenen Zeitspanne durchgeführt wird. Für die Unterscheidung, ob nach LM- oder HM-Kriterien korrigiert werden soll, werden die Kriterien der Vorderachse herangezogen.
• Ausgehend von der obigen Reibwertschätzung ergibt sich bei einem HM-Reibwert für die Hinterachse folgende Korrektur: $$\text{P\_Lock\_neu}=\text{P\_Lock}\ast {\text{K}}_{\text{GRAD HM}}$$

  
• Im Falle eines vorliegenden LM-Reibwerts wird an Stelle von Formel (5) nachfolgende Formel (6) verwendet: $$\text{P\_Lock\_neu}=\text{P\_Lock}\ast {\text{K}}_{\text{GRAD LM}}$$

  
• Als zusätzliche Bedingung kann vorzugsweise herangezogen werden, dass die Hinterachse nicht vor der Vorderachse die dritte Phase der ABS-Regelung erreichen darf. So wird vermieden, dass der Aufbau der Hinterachse in die Phase der geringsten Radlast an der Hinterachse fällt.

Claims (7)

1. Verfahren zur Verbesserung einer Kraftfahrzeug-ABS-Regelung, bei der, inbesondere zumindest vor Beginn des dem ersten Regelungszyklus folgenden Zyklus, für mindestens ein Rad ein gespeicherter Zieldruckwert P_Lock vorgegeben wird, wobei der gespeicherte Zieldruckwert über ein Druckmodell oder einen Drucksensor gebildet wird und wobei das Druckmodell Raddrehzahlinformationen und/oder den vom Fahrer über das Pedal initiierten Vordruck und/oder den Druckgradient und/oder Ventilöffnungszeiten berücksichtigt, so dass der Modelldruck dem tatsächlichen Radzylinderdruck möglichst nahe kommt, dadurch gekennzeichnet, dass der gespeicherte Zieldruckwert P_Lock für mindestens ein Rad in Abhängigkeit einer geschätzten maximalen Kontaktkraft zwischen Fahrbahn und Reifen korrigiert wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Schätzung der maximalen Kontaktkraft der Fahrbahnreibwert berücksichtigt wird, wobei der Fahrbahnreibwert insbesondere in zwei oder mehrere Klassen (HM, LM) aufgeteilt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Schätzung der maximalen Kontaktkraft die Aufstandskraft berücksichtigt wird, wobei die Aufstandskraft insbesondere ohne einen Kraft- oder Wegsensor lediglich über die in einer ABS-Regelung verfügbaren Parameter geschätzt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufstandskraft der Vorder- und/oder Hinterräder unter Berücksichtigung des zeitlichen Verlaufs des Bremsnickverhaltens des Kraftfahrzeugs abgeschätzt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das dynamische Bremsnickverhalten des Kraftfahrzeugs über einen Zusammenhang zwischen Bremsdruckgradient beim Bremsantritt, insbesondere unmittelbar vor dem Regelungsbeginn, und/oder einer fahrzeugspezifischen Zeitspanne t_BEA, beginnend von einem den Bremsvorgang einleitenden Ereignis, abgeleitet wird.
6. Verfahren nach mindestens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Bremsdruck bei den Rädern der Vorderachse in Abhängigkeit von der Stärke der Aufstandskraft zu niedrigeren Druckwerten hin korrigiert wird und/oder der Bremsdruck bei den Rädern der Hinterachse zu niedrigeren Druckwerten hin korrigiert wird.
7. Kraftfahrzeugbremsvorrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass diese eine ABS-Regelung umfasst, in der das Verfahren gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 6 ausgeführt wird.

Images