DE102017219917A1 - Method and device for detecting a locking of a wheel of a motor vehicle during a braking operation - Google Patents

Method and device for detecting a locking of a wheel of a motor vehicle during a braking operation Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Feststellung eines Blockierens eines Rades (12, 14, 16, 18) eines Kraftfahrzeugs (10) während eines Bremsvorgangs, gemäß dem während des Bremsvorgangs mittels eines Drucksensors (20) ein Bremsdruck am Rad (12, 14, 16, 18) des Kraftfahrzeugs (10) gemessen wird und der Bremsdruck zur Feststellung des Blockierens verwendet wird.

Figure DE102017219917A1_0000
The invention relates to a method and a device for detecting a blockage of a wheel (12, 14, 16, 18) of a motor vehicle (10) during a braking operation, according to which a braking pressure is applied to the wheel (12) during braking by means of a pressure sensor (20). 14, 16, 18) of the motor vehicle (10) is measured and the brake pressure is used to determine the blocking.
Figure DE102017219917A1_0000

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Feststellung eines Blockierens eines Rades eines Kraftfahrzeugs während eines Bremsvorgangs, insbesondere nach einem Ausfall eines dem Rad zugeordneten Raddrehzahlsensors, ge- mäß der im Patentanspruch 1 angegebenen Art sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß dem Patentanspruch 4.The invention relates to a method for determining a blockage of a wheel of a motor vehicle during a braking operation, in particular after a failure of a wheel speed sensor associated with the wheel, according to the type specified in claim 1 and an apparatus for performing the method according to claim 4.

Um die Fahrzeugstabilität bzw. Lenkbarkeit eines Kraftfahrzeugs auch auf rutschigen Untergründen zu gewährleisten, sind Informationen bzgl. des Schlupfes am Rad notwendig. Heutige ABS/ESC-Systeme nutzen Raddreh- zahlinformationen um festzustellen, welches Rad sich wie weit im Schlupf befindet.In order to ensure the vehicle stability or steerability of a motor vehicle on slippery surfaces, information regarding the slip on the wheel is necessary. Today's ABS / ESC systems use wheel speed information to determine which wheel is in slippage.

Fällt ein oder mehrere Raddrehzahlsensoren aus, so wird dies heute dem Fahrer angezeigt (Bewarnung durch ABS/ESC-Lampe) und dem Fahrer die Verantwortung übertragen das Fahrzeug sicher zu führen oder abzustellen. Insbesondere im Hinblick auf die Funktion eines pilotierten bzw. (teil)autonomen Fahrens, hätte das zur Konsequenz, dass die Funktion des pilotierten bzw. (teil)autonomen Fahrens kurzfristig deaktiviert werden müss- te, da aufgrund der fehlenden Raddrehzahlsignale das Fahrzeug in eine sicherheitskritische Fahrsituation geraten könnte, die vom System nicht mehr beherrscht werden könnte.If one or more wheel speed sensors fail, this is indicated to the driver today (warning by ABS / ESC lamp) and the driver is given the responsibility to safely drive or park the vehicle. In particular with regard to the function of a piloted or (partially) autonomous driving, this would mean that the function of the piloted or (partially) autonomous driving would have to be deactivated in the short term, because due to the missing wheel speed signals the vehicle would be in a safety-critical Driving situation that could no longer be mastered by the system.

Für einige Anwendungsfälle müssen aber nicht die qualitativen Raddrehzahl- signale bekannt sein, sondern es ist ausreichend zu erkennen, ob bei einem Bremsvorgang ein Rad bzw. mehrere Räder blockieren.For some applications, however, the qualitative Raddrehzahl- signals do not have to be known, but it is sufficient to detect whether block a wheel or more wheels during a braking operation.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde ein Verfahren anzugeben, mittels dem während eines Bremsvorgangs - auch im Falle eines Ausfalls eines Raddrehzahlsensors - eine Ersatzinformation über die Haftungssituation (Schlupf) der Räder des Kraftfahrzeugs generiert werden kann.The invention has for its object to provide a method by means of which during a braking operation - even in the event of failure of a wheel speed sensor - a replacement information on the liability situation (slip) of the wheels of the motor vehicle can be generated.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst.This object is solved by the features of claim 1.

Die Unteransprüche 2 und 3 bilden vorteilhafte Weiterbildungen des erfin- dungsmäßen Verfahrens.The dependent claims 2 and 3 form advantageous developments of the method according to the invention.

Gemäß dem Verfahren zur Feststellung eines Blockierens eines Rades eines Kraftfahrzeugs während eines Bremsvorgangs wird während des Bremsvor- gangs mittels Drucksensoren ein Bremsdruck an den Rädern des Kraftfahr- zeugs gemessen und der gemessene Bremsdruck wird zur Feststellung verwendet, ob ein oder mehrere Räder des Kraftfahrzeugs blockieren.In accordance with the method of detecting a wheel lock of a motor vehicle during a braking operation, a brake pressure on the wheels of the motor vehicle is measured during braking by pressure sensors and the measured brake pressure is used to determine if one or more wheels of the motor vehicle are blocking.

Dem erfindungsgemäßen Verfahren liegt die Erkenntnis zu Grunde, dass aufgrund von Toleranzen der Bremsscheibe, wie z.B. Dicke, Welligkeit, ein drehendes Rad den Bremsdruck im hydraulischen Bremskreislauf des Kraft- fahrzeugs beeinflusst. Diese Beeinflussung des Bremsdrucks wird nun erfin- dungsgemäß verwendet, um im Falle eines Ausfalls eines Raddrehzahlsensors eine Ersatz-Information hinsichtlich eines Blockierens der Räder generieren zu können.The method according to the invention is based on the recognition that due to tolerances of the brake disk, such as e.g. Thickness, waviness, a rotating wheel affects the brake pressure in the hydraulic brake circuit of the motor vehicle. This influencing of the brake pressure is now used according to the invention in order to be able to generate replacement information regarding the blocking of the wheels in the event of a failure of a wheel speed sensor.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren ist nunmehr in vorteilhafter Weise gewährleistet, dass auch im Falle eines Ausfalls eines Raddrehzahlsensors eine redundante Information über ein Blockieren der Räder zur Verfügung gestellt wird.By the method according to the invention is now advantageously ensures that even in the event of failure of a wheel speed sensor redundant information on a blocking of the wheels is provided.

Zur Feststellung eines Blockierens wird gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zunächst mittels einer Auswerteeinheit der an den Rädern gemessene Bremsdruck in Bezug auf Druckschwankungen ausgewertet. Anschließend wird anhand der Druck- schwankungen eine Aussage über ein Blockieren oder Nicht-Blockieren getroffen, indem festgelegt wird, dass bei Vorliegen von Druckschwankungen rückgeschlossen wird, dass ein Nicht-Blockieren vorliegt und dass - wenn keine Druckschwankungen sensiert werden können - rückgeschlossen wird, dass das Rad blockiert.In order to detect a blockage, according to a particularly preferred embodiment of the method according to the invention, the brake pressure measured at the wheels is first of all evaluated by means of an evaluation unit with respect to pressure fluctuations. Then, based on the pressure fluctuations, a statement about blocking or non-blocking is made by determining that in the presence of pressure fluctuations is inferred that there is a non-blocking and that - if no pressure fluctuations can be sensed - is inferred that the wheel is blocked.

Der Erfindung liegt des Weiteren die Aufgabe zu Grunde eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zur Feststellung eines Blockierens eines Ra- des eines Kraftfahrzeugs während eines Bremsvorgangs anzugeben.A further object of the invention is to provide a device for carrying out the method for detecting a locking of a wheel of a motor vehicle during a braking operation.

Diese Aufgabe wird durch den Patentanspruch 4 gelöst.This object is solved by the patent claim 4.

Der Unteransprüche 5 bis 6 stellen vorteilhafte Weiterbildungen der Vorrich- tung dar.The subclaims 5 to 6 represent advantageous developments of the device.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Verfahren zur Feststellung eines Blockierens eines Rades eines Kraftfahrzeugs während eines Bremsvor- gangs weist ein hydraulisch betätigbares Bremssystem auf, welches in be- kannter Art und Weise eine jedem Rad des Kraftfahrzeugs zugeordnete Bremsscheibe mit zugehörigem Bremssattel umfasst. Weiterhin weist die Vorrichtung mehrere, im Bremssystem angeordnete Drucksensoren auf, wobei jedem Rad mindestens ein Drucksensor zugeordnet ist. Zudem weist die Vorrichtung noch eine Auswerteeinheit auf, der als Eingangssignale die Ausgangssignale der Drucksensoren zur Verfügung gestellt werden, wobei die Auswerteeinheit derart ausgebildet und/oder eingerichtet ist, die Ein- gangssignale in Bezug auf Druckschwankungen auszuwerten.The device according to the invention for the method for detecting a wheel lock of a motor vehicle during a braking process has a hydraulically actuatable brake system which in a known manner comprises a brake disc associated with each wheel of the motor vehicle with associated brake caliper. Furthermore, the device has a plurality of pressure sensors arranged in the brake system, wherein each wheel is assigned at least one pressure sensor. In addition, the device also has an evaluation unit, to which the output signals of the pressure sensors are made available as input signals, the evaluation unit being designed in such a way and / or or is set up to evaluate the input signals with respect to pressure fluctuations.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung macht sich wiederum den Effekt zu Nut- ze, dass aufgrund von Toleranzen der Bremsscheibe, z. B. die Welligkeit einer Bremsscheibe, ein drehendes Rad, Druckschwankungen im hydrauli- schen Bremssystem hervorruft. Aufgrund der nunmehr vorgesehenen Aus- wertung des Bremsdrucks auf Druckschwankungen während eines Bremsvorgangs, ist nunmehr in vorteilhafte Weise eine redundante Aussage über das Drehverhalten, d. h. eine Aussage, ob das Rad sich dreht oder ob das Rad blockiert, ermöglicht.The device according to the invention in turn has the effect of benefits that due to tolerances of the brake disc, z. B. the ripple of a brake disc, a rotating wheel, pressure fluctuations in the hydraulic brake system causes. Due to the now provided evaluation of the brake pressure to pressure fluctuations during a braking operation, now is advantageously a redundant statement about the rotational behavior, d. H. a statement as to whether the wheel is turning or whether the wheel is blocking.

Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung sieht vor, dass die Bremsscheibe derart ausgebildet ist, dass das Auftreten von Druckschwankungen verstärkt wird. Diese kann z. B. dadurch erfolgen, dass die Bremsscheiben eine im Vergleich zum Stand der Technik erhöhte Welligkeit aufweisen.A particularly advantageous embodiment provides that the brake disc is designed such that the occurrence of pressure fluctuations is amplified. This can, for. B. take place in that the brake discs have an increased compared to the prior art ripple.

Weitere Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel.Further advantages and possible applications of the present invention will become apparent from the following description in conjunction with the embodiment shown in the drawing.

In der Zeichnung bedeutet:

  • 1 eine schematische Darstellung eines Kraftfahrzeugs zur Verdeutli- chung des Verfahrens zur Feststellung eines Blockierens eines Rades eines Kraftfahrzeugs während eines Bremsvorgangs.
In the drawing:
  • 1 a schematic representation of a motor vehicle to illustrate the method for determining a blocking of a wheel of a motor vehicle during a braking operation.

1 zeigt in einer schematischen Darstellung ein insgesamt mit der Be- zugsziffer 10 bezeichnetes Kraftfahrzeug. Das Kraftfahrzeug 10 weist ein - hier nur schematisch dargestelltes - hydraulisches Bremssystem 100 auf, welches in bekannter Art und Weise den Rädern 12, 14, 16, 18 des Kraft- fahrzeugs 10 zugeordnete Bremsscheiben 110 sowie Bremssättel 120 um- fasst. Die Bremssättel 120 stehen über Hydraulikleitungen 130 mit einer Regel-/Steuereinheit 140 in Wirkverbindung. 1 shows a schematic representation of a total designated by the reference numeral 10 motor vehicle. The car 10 has a - here only schematically illustrated - hydraulic brake system 100 on, which in a known manner the wheels 12 . 14 . 16 . 18 of the motor vehicle 10 associated brake discs 110 as well as calipers 120 includes. The calipers 120 stand over hydraulic lines 130 with a control unit 140 in active connection.

Wie 1 weiter zeigt, ist zudem jedem Rad 12, 14, 16, 18 des Kraftfahr- zeugs 10 ein in der Hydraulikleitung 130 angeordneter Drucksensor 20 zu- geordnet. Die Ausgangssignale der Drucksensoren 20 werden über Datenleitungen 22 einer Auswerteeinheit 24 als Eingangssignale zur Verfü- gung gestellt.As 1 further shows, is also every bike 12 . 14 . 16 . 18 of the motor vehicle 10 in the hydraulic line 130 arranged pressure sensor 20 assigned. The output signals of the pressure sensors 20 are via data lines 22 an evaluation unit 24 provided as input signals.

Bekanntlich sind in heutigen Kraftfahrzeugen Raddrehzahlsensoren verbaut, mit deren Hilfe eine qualitative Aussage über den Schlupf der Räder eines Kraftfahrzeugs ermöglicht ist. Eine qualitative Aussage über den Schlupf ist insbesondere im Hinblick auf zukünftige Funktionen, wie z. B. pilotiertes bzw. (teil)autonomes Fahren von Bedeutung. Auf eine Darstellung der den Rädern 12, 14, 16, 18 zugeordnete Raddrehzahlsensoren wurde vorliegend aus Gründen der Übersichtlichkeit verzichtet.As is known, wheel speed sensors are installed in today's motor vehicles, with the aid of which a qualitative statement about the slip of the wheels of a motor vehicle is made possible. A qualitative statement about the slip is especially with regard to future functions, such. B. piloted or (partially) autonomous driving of importance. On a presentation of the wheels 12 . 14 . 16 . 18 assigned wheel speed sensors has been omitted here for reasons of clarity.

Kommt es nun zu einem Ausfall der Raddrehzahlsensoren, ist konsequen- terweise eine qualitative Aussage über den Schlupf der Räder 12, 14, 16, 18 nicht mehr möglich.If there is a failure of the wheel speed sensors, consequently, a qualitative statement about the slip of the wheels is 12 . 14 . 16 . 18 not possible anymore.

Neben den oben genannten sicherheitsrelevanten Anwendungsfällen, für die eine qualitative Aussage über den Schlupf unerlässlich ist, gibt es Anwen- dungsfälle für die es ausreichend ist zu erkennen, ob bei einem Bremsvor- gang ein oder mehrere Räder 12, 14, 16, 18 des Kraftfahrzeugs 10 blockieren.In addition to the safety-relevant applications mentioned above, for which a qualitative statement about slip is indispensable, there are applications for which it is sufficient to detect whether one or more wheels are involved in a braking process 12 . 14 . 16 . 18 of the motor vehicle 10 To block.

Genau hier setzt nun die Erfindung ein: für die nachfolgende Betrachtung wird davon ausgegangen, dass aufgrund eines Ausfalls der Raddreh- zahlsensoren eine qualitative Aussage über den Schlupf der Räder nicht zur Verfügung steht.This is exactly where the invention comes in: for the following consideration, it is assumed that due to a failure of the wheel speed sensors, a qualitative statement about the slip of the wheels is not available.

Um dennoch eine Aussage über ein Blockieren oder Nicht-Blockieren eines Rades 12, 14, 16, 18 des Kraftfahrzeugs 10 während eines Bremsvorgangs zu ermöglichen, wird während des Bremsvorgangs mittels den Drucksenso- ren 20 der Bremsdruck an den Rädern 12, 14, 16, 18 gemessen. Die mittels der Drucksensoren 20 gemessenen Werte werden über Datenleitungen 22 einer Auswerteeinheit 24 zugeführt und in der Auswerteeinheit 24 in Bezug auf Druckschwankungen ausgewertet.Nevertheless, a statement about blocking or not locking a wheel 12 . 14 . 16 . 18 of the motor vehicle 10 during a braking operation, during the braking process by means of the pressure sensors 20, the brake pressure at the wheels 12 . 14 . 16 . 18 measured. The means of pressure sensors 20 measured values are transmitted via data lines 22 an evaluation unit 24 fed and in the evaluation 24 evaluated in terms of pressure fluctuations.

Das erfindungsgemäße Verfahren nutzt dabei den Effekt, dass bei einem drehenden Rad aufgrund von Toleranzen der Bremsscheibe, Druckschwan- kungen in den Hydraulikleitungen 130 auftreten, während ein stehendes Rad keine Druckschwankungen hervorruft. Diese Druckschwankungen werden nun erfindungsgemäß verwendet, um - insbesondere nach Ausfall von Rad- drehzahlsensoren - eine Ersatzinformation über ein mögliches Blockieren der Räder während eines Bremsvorgangs zu generieren.The method according to the invention uses the effect that, in the case of a rotating wheel, due to tolerances of the brake disk, pressure fluctuations in the hydraulic lines 130 occur while a stationary wheel causes no pressure fluctuations. These pressure fluctuations are now used according to the invention in order to generate replacement information about a possible blocking of the wheels during a braking process, in particular after failure of wheel speed sensors.

Ergibt nun die Auswertung der Auswerteeinheit 24, dass z. B. an den Rädern 12, 14 und 18 Druckschwankungen auftreten und dass am Rad 16 keine Druckschwankungen sensiert werden konnten, so erfolgt die Feststellung, dass während des Bremsvorgangs das Rad 16 bereits blockiert, während die Räder 12, 14, 18 sich noch drehen.Now results in the evaluation of the evaluation unit 24 that z. B. at the wheels 12 . 14 and 18 Pressure fluctuations occur and that on the wheel 16 no pressure fluctuations could be sensed, it is determined that during the braking process, the wheel 16 already blocked while the wheels 12 . 14 . 18 still turning.

Somit ist durch das erfindungsgemäße Verfahren nunmehr gewährleistet, dass auch im Falle eines Ausfalls eines Raddrehzahlsensors eine redundan- te Information über ein Blockieren der Räder zur Verfügung gestellt wird.Thus, it is now ensured by the method according to the invention that even in the event of a failure of a wheel speed sensor redundant information about a blocking of the wheels is provided.

Claims (6)

Verfahren zur Feststellung eines Blockierens eines Rades (12, 14, 16, 18) eines Kraftfahrzeugs (10) während eines Bremsvorgangs, gemäß dem während des Bremsvorgangs mittels eines Drucksensors (20) ein Bremsdruck am Rad (12, 14, 16, 18) des Kraftfahrzeugs (10) gemes- sen wird und der Bremsdruck zur Feststellung des Blockierens ver- wendet wird.A method for detecting a lock of a wheel (12, 14, 16, 18) of a motor vehicle (10) during a braking operation, according to which during the braking operation by means of a pressure sensor (20) a brake pressure on the wheel (12, 14, 16, 18) of the Motor vehicle (10) is measured and the brake pressure is used to determine the blocking. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der während des Bremsvorgangs am Rad (12, 14, 16, 18) gemessene Bremsdruck in Bezug auf Druckschwankungen ausgewertet wird.Method according to Claim 1 , characterized in that during the braking process on the wheel (12, 14, 16, 18) measured brake pressure is evaluated in terms of pressure fluctuations. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass bei Vorliegen von Druckschwankungen rückgeschlossen wird, dass das Rad (12, 14, 16, 18) sich dreht und dass wenn keine Druck- schwankungen vorliegen, rückgeschlossen wird, dass das Rad (12, 14, 16, 18) blockiert.Method according to Claim 2 , characterized in that it is inferred in the presence of pressure fluctuations, that the wheel (12, 14, 16, 18) rotates and that if there are no pressure fluctuations, it is concluded that the wheel (12, 14, 16, 18) blocked. Vorrichtung zur Feststellung eines Blockierens eines Rades (12, 14, 16, 18) eines Kraftfahrzeugs (10) während eines Bremsvorgangs, um- fassend ein hydraulisch betätigbares Bremssystem (100), eine Auswerteeinheit (24), ein jedem Rad (12, 14, 16, 18) des Kraftfahrzeugs (10) zugeord- nete Bremsscheibe (110) und Bremssattel (120) sowie einen, jedem Rad (12, 14, 16, 18) des Kraftfahrzeugs (10) zugeordneten, im Bremssystem (100) angeordneten Drucksensor (20), dessen Aus- gangssignale der Auswerteeinheit (24) als Eingangssignale zur Verfü- gung gestellt werden, wobei die Auswerteeinheit eingerichtet ist, Druckschwankungen auszuwerten.Device for detecting a locking of a wheel (12, 14, 16, 18) of a motor vehicle (10) during a braking operation, comprising a hydraulically actuated brake system (100), an evaluation unit (24), each wheel (12, 14, 16, 18) of the motor vehicle (10) associated brake disk (110) and brake caliper (120) and a, each wheel (12, 14, 16, 18) of the motor vehicle (10) associated in the brake system (100) arranged pressure sensor ( 20) whose output signals are provided to the evaluation unit (24) as input signals, wherein the evaluation unit is set up to evaluate pressure fluctuations. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremsscheiben (110) derart ausgebildet sind, dass beim Brems- vorgang das Auftreten von Druckschwankungen verstärkt wird.Device after Claim 4 , characterized in that the brake discs (110) are formed such that during the braking process, the occurrence of pressure fluctuations is amplified. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremsscheiben (110) mit einer erhöhten Welligkeit ausgebildet sind.Device after Claim 5 , characterized in that the brake discs (110) are formed with an increased waviness.
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