DE102018202920A1 - Method for operating a safety-relevant vehicle system - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines sicherheitsrelevanten Fahrzeugsystems (4, 5) eines Radbremsen aufweisenden Fahrzeugs (10) mit folgenden Verfahrensschritten:
- Bereitstellen von 2D- oder 3D-Fahrbahnoberflächendaten einer vor dem Fahrzeug (10) vorausliegenden Fahrspur (20),
- Bereitstellen von Eigenbewegungsdaten des Fahrzeugs (10),
- Ermitteln eines Fahrbahnhöhenprofils der dem Fahr-zeug (10) vorausliegenden Fahrspur aus den 2D- oder 3D-Fahrbahnoberflächendaten und den Eigenbewegungsdaten des Fahrzeugs (10),
- Berechnen von Radaufstandskräften oder Blockierdruckniveaus für jedes Fahrzeugrad in Abhängigkeit des Fahrbahnhöhenprofils, und
- Bereitstellen der berechneten Radaufstandskräfte oder der berechneten Blockierdruckniveaus dem Fahrzeugsystem (4, 5), mit welchem in Abhängigkeit der berechneten Radaufstandskräfte oder der berechneten Blockierdruckniveaus ortssynchron mit dem Fahrbahnhöhenprofil ein Bremseingriff an zumindest einem Fahrzeugrad und/oder ein Motoreingriff zur Antriebsmomentreduzierung oder zur Motordrehzahlerhöhung und/oder eine Antriebsmomentensteuerung und/oder ein Prefill der Radbremsen durchgeführt wird.

Figure DE102018202920A1_0000
The invention relates to a method for operating a safety-relevant vehicle system (4, 5) of a wheel brake vehicle (10) with the following method steps:
Providing 2D or 3D road surface data of a lane (20) ahead of the vehicle (10),
Providing own movement data of the vehicle (10),
Determining a roadway height profile of the driving lane ahead of the vehicle (10) from the 2D or 3D lane surface data and the intrinsic movement data of the vehicle (10),
Calculating wheel contact forces or stall pressure levels for each vehicle wheel depending on the roadway height profile, and
Providing the calculated wheel contact forces or the calculated blocking pressure levels to the vehicle system (4, 5) with which, depending on the calculated wheel contact forces or the calculated locking pressure levels, synchronously with the roadway height profile, a braking intervention on at least one vehicle wheel and / or an engine intervention for drive torque reduction or engine speed increase and / or or a drive torque control and / or a prefill of the wheel brakes is performed.
Figure DE102018202920A1_0000

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines sicherheitsrelevanten Fahrzeugsystems.The invention relates to a method for operating a safety-relevant vehicle system.

Sicherheitsrelevante Fahrzeugsysteme, wie bspw. elektronische Kraftfahrzeugbremssysteme umfassen neben der Grundfunktion ABS je nach Ausstattungsvariante häufig noch weitere Funktionen, wie Antriebsschlupfregelung (ASR), Fahrstabilitätsregelung (ESP), Abstandsregelung (ACC), Offroad-Tempomat (Offroad Cruise Control), Motor-Schleppmoment-Regelung (MSR), Bergabfahrhilfe (Hill Descent Control, HDC), Dynamische Bremsfunktion einer elektromechanischen Parkbremse, elektromotorische Bremsenfunktion (Rekuperation) eines Hybridfahrzeugs etc., welche zum Teil Unterfunktionen des ABS-Regelsystems nutzen. Ein weiteres sicherheitsrelevantes Fahrzeugsystem stellt die aktive Gier-Regelung (Torque Vectoring oder Active Yaw Control) dar.Depending on the equipment variant, safety-relevant vehicle systems, such as, for example, electronic motor vehicle brake systems frequently also include additional functions, such as traction control system (ASR), driving stability control (ESP), distance control (ACC), off-road cruise control, engine drag torque. Control (MSR), hill descent control (HDC), dynamic braking function of an electromechanical parking brake, electric motor brake function (recuperation) of a hybrid vehicle, etc., which use some sub-functions of the ABS control system. Another safety-relevant vehicle system is the active yaw control (Torque Vectoring or Active Yaw Control).

Auf mancher Fahrbahn gibt es diverse Fahrbahnunebenheiten in Form von Fahrbahnerhebungen bzw. Bodenwellen oder Fahrbahnvertiefungen bzw. Fahrbahnsenken, die dem Fahrzeug eine Vertikalbewegung aufzwingen. Von der Art der Fahrbahnunebenheit einerseits und der Fahrzeuggeschwindigkeit andererseits hängt die Art und Intensität der Vertikalbewegung ab.On some lanes, there are various bumps in the form of roadway elevations or bumps or road depressions or roadway depressions, which impose a vertical movement on the vehicle. On the one hand and the vehicle speed on the other hand depends on the nature and intensity of the vertical movement.

Im Allgemeinen wird ein Fahrzeug beim Überfahren einer Fahrbahnerhebung bzw. Bodenwelle zunächst belastet und anschließend entlastet und beim Überfahren einer Vertiefung zunächst entlastet und anschließend belastet. Diese Wechselwirkungen entstehen durch Entlasten bzw. Komprimieren der Feder/Dämpfer-Einheit des Fahrwerks. Unter extremen Bedingungen, wie bspw. eine hohe Geschwindigkeit und eine ausgeprägte Bodenwelle, kann das Fahrwerk bis an den Endanschlag ausgefahren werden und die Räder den Bodenkontakt vollständig verlieren. Die Vorderräder haben in der Vertiefung zunächst wenig oder keinen Bodenkontakt, d.h. die übertragbare Bremskraft ist wegen reduzierter Aufstandskraft niedrig, wodurch die ABS-Regelung bei entsprechend niedrigem Druck ausgelöst wird, also ein starker Bremsdruckabbau stattfindet.In general, a vehicle is first loaded when passing a roadway lift or ground wave and then relieved and initially relieved when driving over a depression and then loaded. These interactions are created by relieving or compressing the spring / damper unit of the chassis. In extreme conditions, such as high speed and a pronounced bump, the landing gear can be extended to the end stop and the wheels completely lose ground contact. The front wheels initially have little or no ground contact in the recess, i. the transmissible braking force is low because of reduced contact force, whereby the ABS control is triggered at a correspondingly low pressure, so there is a strong brake pressure reduction.

Sobald das Fahrzeug dem Fahrwerk folgt wird der Bodenkontakt beim Herausfahren aus der Vertiefung wieder hergestellt und aufgrund der damit verbundenen stark erhöhten Aufstandskraft ändern sich die Bedingungen bezüglich des Blockierdruckes schlagartig, ohne dass der Blockierdruck seitens des ABS-Systems hieran angepasst wird. Entsprechendes gilt auch beim Überfahren einer Fahrbahnerhebung bzw. Bodenwelle.As soon as the vehicle follows the landing gear, the ground contact is reestablished when moving out of the recess and due to the associated greatly increased contact force, the conditions with respect to the blocking pressure change abruptly without the blocking pressure being adjusted by the ABS system. The same applies when driving over a roadway lift or bump.

In solchen Situationen, in welchen beim Überfahren von Bodenwellen oder Bodenvertiefungen das Fahrzeug abgebremst wird, kann das maximal mögliche Bremsmoment an einem Fahrzeugrad des Fahrzeugs nicht erzeugt werden, führt also nicht zu einem kürzest möglichen Bremsweg.In such situations, in which the vehicle is braked when driving over bumps or soil depressions, the maximum possible braking torque on a vehicle wheel of the vehicle can not be generated, so does not lead to a shortest possible stopping distance.

Treten bei einer Kurvenfahrt des Fahrzeugs solche Bodenunebenheiten oder Änderungen der Fahrbahnanregung auf, kann das Fahrzeug in eine instabile Lage geraten.Occur when cornering the vehicle such bumps or changes in the road surface excitation, the vehicle can get into an unstable situation.

Die DE 10 2009 033 219 A1 beschreibt ein Verfahren zur Ermittlung eines einem Fahrzeug vorausliegenden Straßenhöhenprofils einer Fahrspur anhand von erfassten Bilddaten und/oder erfassten Fahrzeugeigenbewegungsdaten, wobei aus diesen Daten mittels einer Schätzvorrichtung eine Straßenhöhenprofil der dem Fahrzeug vorausliegenden Fahrspur ermittelt wird. Dieses Straßenhöhenprofil wird derart bereitgestellt, dass die zu erwartenden Bodenunebenheiten an den jeweiligen Radpositionen des Fahrzeugs bekannt sind, wenn das Fahrzeug den zuvor vermessenen Bereich überfährt. Damit sind vorhandene Bodenunebenheiten an den jeweiligen Radpositionen bestimmbar, bevor diese vom Fahrzeug überfahren werden. In Abhängigkeit solcher Straßenhöhenprofile der vorausliegenden Fahrspur werden Fahrwerksfunktionen des Fahrzeugs geregelt, um bspw. aufgrund von Bodenunebenheiten auftretenden Aufbaubewegungen zu vermeiden. Hierbei kann es sich um beliebige Fahrwerksysteme oder Komponenten von Fahrwerksystemen handeln, wie bspw. eine Fahrzeugniveauregelung, eine aktive Wankstabilisierung, eine Verstelldämpfung oder eine Voreinstellung des Antriebsstranges des Fahrzeugs bei vorauszusehender Berg- oder Talfahrt.The DE 10 2009 033 219 A1 describes a method for determining a road height profile of a traffic lane ahead of a vehicle on the basis of acquired image data and / or recorded actual vehicle data, from which data a road height profile of the lane ahead of the vehicle is determined by means of an estimation device. This road height profile is provided such that the expected bumps at the respective wheel positions of the vehicle are known when the vehicle passes over the previously measured area. So that existing bumps at the respective wheel positions can be determined before they are run over by the vehicle. Depending on such road height profiles of the lane ahead chassis functions of the vehicle are regulated to avoid, for example, due to unevenness occurring body movements. This may be any suspension systems or components of suspension systems, such as. A vehicle level control, active roll stabilization, a damping or presetting the drive train of the vehicle in anticipated ascent or descent.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren zum Betrieb eines sicherheitsrelevanten Fahrzeugsystems anzugeben, mit welchem trotz Bodenunebenheiten der Fahrbahn kürzest mögliche Bremswege realisierbar sind und/oder Fahrzeuginstabilitäten vermieden werden.The object of the invention is to provide a method for operating a safety-relevant vehicle system with which, despite bumps in the road, the shortest possible stopping distances can be realized and / or vehicle instabilities are avoided.

Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1.This object is achieved by a method having the features of patent claim 1.

Ein solches Verfahren zum Betrieb eines sicherheitsrelevanten Fahrzeugsystems eines Radbremsen aufweisenden Fahrzeugs zeichnet sich durch folgende Verfahrensschritte aus:

  • - Bereitstellen von 2D- oder 3D-Fahrbahnoberflächendaten einer vor dem Fahrzeug vorausliegenden Fahrspur,
  • - Bereitstellen von Eigenbewegungsdaten des Fahrzeugs,
  • - Ermitteln eines Fahrbahnhöhenprofils der dem Fahrzeug vorausliegenden Fahrspur aus den 2D- oder 3D-Fahrbahnober-flächendaten und den Eigenbewegungsdaten des Fahrzeugs,
  • - Berechnen von Radaufstandskräften oder Blockierdruckniveaus für jedes Fahrzeugrad in Abhängigkeit des Fahrbahnhöhenprofils, und
  • - Bereitstellen der berechneten Radaufstandskräfte oder der berechneten Blockierdruckniveaus dem Fahrzeugsystem, mit welchem in Abhängigkeit der berechneten Radaufstandskräfte oder der berechneten Blockierdruckniveaus ortssynchron mit dem Fahrbahnhöhenprofil ein Bremseingriff an zumindest einem Fahrzeugrad und/oder ein Motoreingriff zur Antriebsmomentenreduzierung und/oder zur Motordrehzahlerhöhung und/oder eine Antriebsmomentensteuerung und/oder ein Prefill der Radbremsen durchgeführt wird.
Such a method for operating a safety-relevant vehicle system of a wheel brake vehicle has the following method steps:
  • Providing 2D or 3D road surface data of a lane ahead of the vehicle,
  • Providing own movement data of the vehicle,
  • Determining a roadway height profile of the lane ahead of the lane from the 2D or 3D road surface area data and the vehicle's own motion data,
  • Calculating wheel contact forces or stall pressure levels for each vehicle wheel depending on the roadway height profile, and
  • Providing the calculated wheel contact forces or the calculated blocking pressure levels to the vehicle system with which depending on the calculated wheel contact forces or the calculated locking pressure levels locally synchronous with the roadway height profile, a braking intervention on at least one vehicle wheel and / or an engine intervention for driving torque reduction and / or engine speed increase and / or a drive torque control and / or a prefill of the wheel brakes is performed.

Bei diesem erfindungsgemäßen Verfahren wird das dem Fahrzeug vorausliegende Fahrbahnhöhenprofil dazu verwendet, in Abhängigkeit des Verlaufs des Fahrbahnhöhenprofils die Radaufstandskräfte bzw. die hierzu in linearer Abhängigkeit bestehenden Blockierdruckniveaus prädiktiv zu berechnen, die mittels eines sicherheitsrelevanten Fahrzeugsystems ortssynchron mit dem Fahrbahnhöhenprofil zu einem Bremseingriff an zumindest einem Fahrzeugrad und/oder einem Motoreingriff zur Antriebsmomentreduzierung und/oder zu einer Motordrehzahlerhöhung und/oder einer Antriebsmomentensteuerung und/oder einem Prefill der Radbremsen führen. Diese Maßnahmen werden also dann durchgeführt, wenn derjenige Bereich des Straßenhöhenprofils von einem Fahrzeugrad überfahren wird, für welchen die Radaufstandskraft bzw. das Blockierdruckniveaus prädiktiv berechnet wurde.In this method according to the invention, the roadway height profile ahead of the vehicle is used to predictively calculate the wheel contact forces or the blocking pressure levels existing in a linear relationship, which are locally synchronous with the roadway height profile by means of a safety-relevant vehicle system to a braking intervention on at least one vehicle wheel and / or an engine intervention for driving torque reduction and / or lead to an engine speed increase and / or a drive torque control and / or a prefill of the wheel brakes. These measures are therefore carried out when that portion of the road height profile is run over by a vehicle wheel for which the wheel contact force or the blocking pressure levels has been calculated predictively.

Nach einer besonders bevorzugten Weiterbildung der Erfindung werden die Radaufstandskräfte bzw. die Blockierdruckniveaus als zeitdiskrete Wertefolgen in Echtzeit berechnet, indem in Abhängigkeit des Fahrbahnhöhenprofils ein Korrekturfaktor für das nachfolgende Zeitintervall berechnet wird, mit welchem aus dem aktuellen Wert der Radaufstandskraft oder des Blockierdruckniveaus für das nachfolgende Zeitintervall eine Radaufstandskraft oder ein Blockierdruckniveau berechnet wird.According to a particularly preferred development of the invention, the wheel contact forces or the blocking pressure levels are calculated as time-discrete value sequences in real time by calculating a correction factor for the subsequent time interval as a function of the roadway height profile, with which from the current value of the wheel contact force or the blocking pressure level for the subsequent time interval a wheel contact force or a blocking pressure level is calculated.

Mit einem solchen Algorithmus zur Berechnung der Radaufstandskräfte bzw. der Blockierdruckniveaus ist eine vorteilhafte Echtzeitberechnung durchführbar.With such an algorithm for calculating the wheel contact forces or the blocking pressure levels, an advantageous real-time calculation can be carried out.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird ein Wert der Radaufstandskraft bzw. ein Wert des Blockierdruckniveaus berechnet, indem der Korrekturfaktor mit dem aktuellen Wert der Radaufstandskraft bzw. mit dem aktuellen Wert des Blockierdruckniveaus multipliziert wird.According to another preferred embodiment of the invention, a value of the wheel contact force or a value of the blocking pressure level is calculated by multiplying the correction factor by the current value of the wheel contact force or by the current value of the blocking pressure level.

Nach einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung werden die 2D- oder 3D-Fahrbahnoberflächendaten mittels eines Bild- oder Radarsensors des Fahrzeugs bereitgestellt. So kann als Bildsensor bspw. eine Bildkamera, vorzugsweise eine Stereokamera eingesetzt werden.According to a further advantageous development of the invention, the 2D or 3D road surface data are provided by means of an image or radar sensor of the vehicle. For example, an image camera, preferably a stereo camera, can be used as the image sensor.

Alternativ ist es weiterbildungsgemäß vorgesehen, die 2D- oder 3D-Fahrbahnoberflächendaten mittels einer Car2Car-, einer Car2X-Verbindung oder einer Netz-Cloud bereitzustellen.Alternatively, it is provided according to further development to provide the 2D or 3D road surface data by means of a Car2Car, a Car2X connection or a network cloud.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren beschreiben. Es zeigen:

  • 1 ein schematisches Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens,
  • 2 eine schematische Darstellung eines Anwendungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens mit einem Antiblockiersystem (ABS) als sicherheitsrelevantes Fahrzeugsystem, und
  • 3 eine schematische Darstellung eines weiteren Anwendungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens mit einer Gier-Regelung als sicherheitsrelevantes Fahrzeugsystem.
The method according to the invention will be described below on the basis of exemplary embodiments with reference to the attached figures. Show it:
  • 1 a schematic block diagram of an embodiment of the method according to the invention,
  • 2 a schematic representation of an application example of the method according to the invention with an anti-lock braking system (ABS) as a safety-relevant vehicle system, and
  • 3 a schematic representation of another application example of the method according to the invention with a yaw control as a safety-relevant vehicle system.

Die 2 zeigt ein auf einer Fahrspur 20 in eine Fahrtrichtung F fahrendes Fahrzeug 10 während einer ABS-Bremsung, wobei die ABS-Funktion dieses Fahrzeug 10 auch eine Unterfunktion eines ESP (elektronische Stabilitätskontrolle)-Systems darstellen kann. Mittels einer Kamera als Bildsensor 11 des Fahrzeugs 10 werden 2D- oder 3D-Fahrbahnoberflächen-daten der vor dem Fahrzeug vorausliegenden Fahrspur 20 entsprechend eines Bildbereichs 11.1 der Kamera erfasst. Aus diesen 2D- oder 3D-Fahrbahnoberflächendaten wird ein Fahrbahnoberflächenprofil der dem Fahrzeug 20 vorausliegenden Fahrspur erstellt und in Abhängigkeit des Fahrbahnoberflächenprofils eine ABS-Regelung mittels des ABS-Systems als sicherheitsrelevantes Fahrzeugsystem im Bereich einer detektierten Störstelle der Fahrspur 20, wie bspw. einer Fahrbahnsenke 20.1 durchführt.The 2 shows one on a lane 20 in a direction F driving vehicle 10 during an ABS braking, the ABS function of this vehicle 10 may also be a subfunction of an ESP (Electronic Stability Control) system. Using a camera as an image sensor 11 of the vehicle 10 2D or 3D road surface data becomes the lane ahead of the vehicle 20 according to an image area 11.1 captured by the camera. From this 2D or 3D road surface data becomes a road surface profile of the vehicle 20 created ahead lane and depending on the road surface profile, an ABS control by means of the ABS system as a safety-relevant vehicle system in the range of a detected Impurity of the lane 20 , such as a roadway sink 20.1 performs.

Die 3 zeigt ein Fahrzeug 10 in einer Kurve K einer Fahrspur 20 in den Positionen I, II und III, die von dem Fahrzeug 10 in Fahrtrichtung F durchfahren wird. Auch dieses Fahrzeug weist als sicherheitsrelevantes Fahrzeugsystem wenigstens eine ESP-Funktion auf. Mittels einer Kamera als Bildsensor 11 des Fahrzeugs 10 werden 2D- oder 3D-Fahrbahn-oberflächendaten der vor dem Fahrzeug vorausliegenden Fahrspur 20 entsprechend eines Bildbereichs 11.1 erfasst. Aus diesen 2D- oder 3D-Fahrbahnoberflächendaten wird ein Fahrbahnoberflächenprofil erstellt und bei einer Detektion einer Störstelle der Fahrspur 20, wie bspw. einer Fahrbahnsenke 20.1 oder einer Fahrbahnschwelle 20.2 in der Position II des Fahrzeugs 10 eine aktive Gier-Regelung mittels einer Gier-Regelungsfunktion als sicherheitsrelevantes Fahrzeugsystem durchgeführt. Eine aktive Gier-Regelung besteht in einem ESP-Eingriff, wobei vorab bspw. eine Vorkonditionierung der Radbremsen des Fahrzeugs 10, nämlich ein Prefill der Radbremsen und/oder eine durch einen Motoreingriff bewirkte Geschwindigkeitsreduktion erfolgt, um anschließend gegebenenfalls einen schnelleren ESP-Eingriff durchführen zu können. Alternativ ist es auch möglich, bei einer erkannten Störstelle der Fahrspur 20 einen vorzeitigen ESP-Eingriff durchzuführen, welcher auch mit einem Motoreingriff kombinierbar ist.The 3 shows a vehicle 10 in a curve K a lane 20 in the positions I . II and III that from the vehicle 10 in the direction of travel F is passed through. This vehicle also has at least one ESP function as a safety-relevant vehicle system. Using a camera as an image sensor 11 of the vehicle 10 2D or 3D lane surface data becomes the lane ahead of the vehicle 20 according to an image area 11.1 detected. From these 2D or 3D road surface data, a road surface profile is created and when a lane defect is detected 20 , such as a roadway sink 20.1 or a lane threshold 20.2 in the position II of the vehicle 10 an active yaw control by means of a yaw control function performed as a safety-related vehicle system. An active yaw control consists in an ESP intervention, in advance, for example, a preconditioning of the wheel brakes of the vehicle 10 that is, a prefill of the wheel brakes and / or caused by an engine intervention speed reduction is carried out in order then optionally to perform a faster ESP intervention can. Alternatively, it is also possible for a recognized fault of the lane 20 perform a premature ESP intervention, which can also be combined with a motor intervention.

Mit diesen Maßnahmen wird eine stabile Kurvenfahrt entsprechend der Position III des Fahrzeugs 10 erreicht, so dass bspw. eine Untersteuerung des Fahrzeugs 10, entsprechend der Position IV des Fahrzeugs 10 nach 3 verhindert wirdWith these measures is a stable cornering according to the position III of the vehicle 10 achieved, so that, for example, an understeer of the vehicle 10 , according to the position IV of the vehicle 10 to 3 is prevented

Dieses Verfahren zur Berücksichtigung von Fahrbahnoberflächeninformationen bei Bremsvorgängen oder dem Durchfahren einer Kurve entsprechend den Darstellungen nach den 2 und 3 wird im Detail anhand des Blockschaltbildes von 1 mit Bezug auf die 2 und 3 im Detail erläutert. Mit diesem Verfahren erfolgt eine Optimierung von sicherheitsrelevanten Fahrzeugsystemen, deren Funktion im Zusammenhang mit Bremsvorgängen und Eingriffen zur Stabilisierung des Fahrzeugs stehen.This method of taking into account road surface information during braking or passing through a curve according to the representations of the 2 and 3 is described in detail by the block diagram of 1 with reference to the 2 and 3 explained in detail. With this method, an optimization of safety-relevant vehicle systems, the function of which is related to braking operations and interventions to stabilize the vehicle.

Gemäß dem Blockschaltbild nach 1 werden 2D- oder 3D-Fahrbahnoberflächendaten 1 einer vor dem Fahrzeug 10 vorausliegenden Fahrspur 20 sowie Eigenbewegungsdaten 2 des Fahrzeugs 10 einer Berechnungseinheit 3 bereitgestellt.According to the block diagram after 1 become 2D or 3D road surface data 1 one in front of the vehicle 10 ahead lane 20 as well as own movement data 2 of the vehicle 10 a calculation unit 3 provided.

Für diese 2D- oder 3D-Fahrbahnoberflächendaten 1 können mehrere Datenquellen zur Verfügung stehen. Entsprechend den 2 und 3 können diese 2D- oder 3D-Fahrbahnoberflächen-daten 1 mittels einer Kamera 11 des Fahrzeugs 10 erzeugt werden. Ferner kann hierfür als Bildsensor auch ein Radar-Sensor verwendet werden. For these 2D or 3D road surface data 1 Several data sources may be available. According to the 2 and 3 For example, these 2D or 3D road surface data 1 may be detected by a camera 11 of the vehicle 10 be generated. Furthermore, this can be used as an image sensor and a radar sensor.

Des Weiteren können diese 2D- oder 3D-Fahrbahnoberflächendaten 1 auch über eine Car2Car-Verbindung, eine Car2X-Verbindung oder über eine Netz-Cloud zur Verfügung gestellt werden.Furthermore, these 2D or 3D road surface data 1 can also be made available via a Car2Car connection, a Car2X connection or via a network cloud.

Als Eigenbewegungsdaten 2 werden die Positionsdaten des Fahrzeugs, die mittels GPS oder Galileo bestimmt werden, die mittels Drehzahlsensoren an den Fahrzeugrädern ermittelte Fahrzeuggeschwindigkeit, die mittels eines Sensor-Clusters detektierte Gierrate, Längs- und Querbeschleunigung und der Lenkradwinkel bzw. der Radlenkwinkel bereitgestellt. Ferner werden auch die Größen Gewicht des Fahrzeugs und Achskinematik des Fahrzeugs bereitgestellt.As proper movement data 2 For example, the position data of the vehicle determined by GPS or Galileo are provided with the vehicle speed detected by the speed sensors at the vehicle wheels, the yaw rate detected by a sensor cluster, the longitudinal and lateral acceleration, and the steering wheel angle. Furthermore, the variables weight of the vehicle and axle kinematics of the vehicle are also provided.

Aus diesen 2D- oder 3D-Fahrbahnoberflächendaten 1 und den Eigenbewegungsdaten 2 des Fahrzeugs 10 wird mittels der Berechnungseinheit 3 das Fahrbahnoberflächenprofil der dem Fahrzeug 10 vorausliegenden Fahrspur in Fahrtrichtung F erzeugt und in Abhängigkeit dieses Fahrbahnoberflächenprofils Korrekturfaktoren iF1 , iF2 , iF3 und iF4 für die Bestimmung der Radaufstandskräfte an den einzelnen Fahrzeugrädern oder der Blockierdruckniveaus der Radbremsen der einzelnen Fahrzeugrädern durch die Steuereinheit 4 der einzelnen Fahrzeugrädern berechnet.From these 2D or 3D road surface data 1 and the own motion data 2 of the vehicle 10 is determined by the calculation unit 3 the road surface profile of the vehicle 10 leading lane in the direction of travel F generated and depending on this road surface profile correction factors iF 1 . iF 2 . iF 3 and iF 4 for determining the wheel contact forces on the individual vehicle wheels or the blocking pressure levels of the wheel brakes of the individual vehicle wheels by the control unit 4 the individual vehicle wheels calculated.

Es ist ausreichend entweder die Radaufstandskräfte oder die Blockierdruckniveaus zu berechnen, da diese beiden Größen in einem linearem Zusammenhang stehen, d. h. mit zunehmenden Radaufstandskräften nimmt auch das Blockierdruckniveau zu und umgekehrt.It is sufficient to calculate either the wheel contact forces or the blocking pressure levels since these two quantities are linearly related, i. H. with increasing wheel contact forces also increases the blocking pressure level and vice versa.

Die Radaufstandskräfte oder die Blockierdruckniveaus werden als zeitdiskrete Wertefolgen in Echtzeit berechnet, indem in Abhängigkeit des Fahrbahnhöhenprofils zunächst für jedes Fahrzeugrad ein Korrekturfaktor iF1 , iF2 , iF3 und iF4 für das nachfolgende Zeitintervall berechnet wird und der aktuelle Wert der Radaufstandskraft oder der aktuelle Wert des Blockierdruckniveaus jedes Fahrzeugrades mit dem zugehörigen Korrekturfaktor iF1 , iF2 , iF3 und iF4 multipliziert wird. Der Wert dieser Multiplikation stellt den neuen Wert der Radaufstandskraft oder des Blockierdruckniveaus für das nachfolgende Zeitintervall dar.The wheel contact forces or the blocking pressure levels are calculated as time-discrete value sequences in real time by first depending on the road height profile for each vehicle a correction factor iF 1 . iF 2 . iF 3 and iF 4 is calculated for the subsequent time interval and the current value of the wheel contact force or the current value of the blocking pressure level of each vehicle wheel with the associated correction factor iF 1 . iF 2 . iF 3 and iF 4 is multiplied. The value of this multiplication represents the new value of the wheel contact force or the blocking pressure level for the subsequent time interval.

Ein Wert 2 für einen der Korrekturfaktoren iF1 , iF2 , iF3 und iF4 bedeutet bspw., dass sich die Radaufstandskraft oder das Blockierdruckniveaus verdoppelt, während ein Wert von 0,5 eine Halbierung der Radaufstandskraft oder des Blockierdruckniveaus anzeigt.A value 2 for one of the correction factors iF 1 . iF 2 . iF 3 and iF 4 means, for example, that the wheel contact force or the blocking pressure levels doubles, while a value of 0.5 indicates a halving of the wheel contact force or the blocking pressure level.

Mit der Steuereinheit 4 wird eine sicherheitsrelevante Fahrzeugfunktion 5 realisiert. Die Steuereinheit 4 bildet zusammen mit der Fahrzeugfunktion 5 ein sicherheitsrelevantes Fahrzeugsystem, wie bspw. ein ABS-System, eine Antriebsschlupfregelung (ASR), eine aktive Gier-Regelung (Active Yaw Control, AYC), eine Motor-Schlepp-moment-Regelung bzw. Engine Dragtorque Control (MSR, EDC), eine elektromotorische Bremse (Rekuperation), einen Offroad-Tempomat (Offroad Cruise Control, OCC), einen Abstandsregeltempomat (ACC) oder eine dynamische Bremsfunktion einer elektromechanischen Parkbremse.With the control unit 4 becomes a safety-relevant vehicle function 5 realized. The control unit 4 forms together with the vehicle function 5 a safety-relevant vehicle system, such as, for example, an ABS system, traction control system (ASR), active yaw control (AYC), engine drag torque control or engine drag control (MSR, EDC), an electromotive brake (recuperation), an off-road cruise control (OCC), an adaptive cruise control (ACC) or a dynamic braking function of an electromechanical parking brake.

In dem bereits oben beschriebenen Anwendungsbeispiel nach 2 wird eine Fahrbahnsenke 20.1 als Störstelle anhand des Fahrbahnoberflächenprofils der Fahrspur 20 während einer ABS-Bremsung detektiert. Dieser die Fahrbahnsenke 20.1 aufweisende Bereich der Fahrspur 20 ist in Fahrtrichtung als Fahrbahnabschnitt B in 2 bezeichnet. Ein direkt vor diesem Fahrbahnabschnitt B liegender Fahrbahnabschnitt A und ein an den Fahrbahnabschnitt B sich anschließender Fahrbahnabschnitt C zeigen jeweils eine Fahrspur 20 ohne Störstellen. In the example of application already described above 2 becomes a roadway sink 20.1 as an impurity on the basis of the road surface profile of the lane 20 detected during ABS braking. This the roadway sink 20.1 having area of the lane 20 is in the direction of travel as a road section B in 2 designated. A directly in front of this lane section B lying roadway section A and one to the lane section B adjoining roadway section C each show a lane 20 without impurities.

Ferner zeigt die 2 ein Weg-Blockierdruckdiagramm, mit welchem in Abhängigkeit des Ortes entlang der Fahrspur 20 über die Fahrbahnabschnitte A bis C die Werte P für die Blockierdruckniveaus der Radbremsen des Fahrzeugs 10 während der ABS-Bremsung angegeben sind. In den Fahrbahnabschnitten A und C werden keine Störstellen detektiert, somit findet dort eine normale ABS-Bremsung statt, wobei die Blockierdruckniveaus im Wesentlichen konstant sind. Mit der Detektion der Fahrbahnsenke 20.1 als Störstelle kommt das anhand der 1 erläuterte erfindungsgemäße Verfahren zur Anwendung, indem unter Berücksichtigung der in dem vorhergehenden Fahrbahnabschnitt A ermittelten Blockierdruckniveaus in Abhängigkeit des in diesem Fahrbahnabschnitt B ermittelten Höhenprofils die Korrekturfaktoren iF1 , iF2 , iF3 und iF4 berechnet und hieraus die Blockierdruckniveaus ortsabhängig prädiziert werden. Entsprechend diesen Blockierdruckniveaus erfolgt die ABS-Bremsung, d. h. dass mit dem Durchfahren der Fahrbahnsenke 20.1 durch ein Fahrzeugrad wird die ABS-Bremsung an diesem Fahrzeugrad mit dem Blockierdruckniveaus ortssynchron durchgeführt. Dies führt zu einer verbesserten ABS-Regelgüte und damit zu einer optimierten ABS-Bremsung.Furthermore, the shows 2 a Weg-Blockierdruckdiagramm, with which, depending on the location along the lane 20 over the carriageway sections A to C the values P for the locking pressure levels of the wheel brakes of the vehicle 10 during ABS braking are specified. In the carriageway sections A and C If no defects are detected, a normal ABS braking takes place there, with the blocking pressure levels being substantially constant. With the detection of the roadway sink 20.1 as an impurity comes on the basis of 1 explained method according to the invention for use, taking into account in the previous lane section A determined blocking pressure levels as a function of in this lane section B determined height profile, the correction factors iF 1 . iF 2 . iF 3 and iF 4 calculated and from this the blocking pressure levels are predicted location dependent. According to these blocking pressure levels, the ABS braking takes place, ie that with the passage through the roadway sink 20.1 by a vehicle wheel, the ABS braking is performed on this vehicle wheel with the blocking pressure levels locally synchronous. This leads to an improved ABS control performance and thus to an optimized ABS braking.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann auch mit weiteren sicherheitsrelevanten Fahrzeugsystemen durchgeführt werden, wie bspw. mit einer Antriebsschlupfregelung (ASR), einer Abstandsregelung (ACC), einem Offroad-Tempomat (Offroad Cruise Control), einer Motor-Schleppmoment-Regelung (MSR), einer Bergabfahrhilfe (Hill Descent Control, HDC), einer dynamischen Bremsfunktion einer elektromechanischen Parkbremse, einer elektromotorische Bremsenfunktion (Rekuperation) eines Hybridfahrzeugs.The inventive method can also be performed with other safety-related vehicle systems, such as. With a traction control system (ASR), a distance control (ACC), an off-road cruise control (Offroad Cruise Control), a motor-drag torque control (MSR), a downhill help (Hill Descent Control, HDC), a dynamic braking function of an electromechanical parking brake, an electromotive braking function (recuperation) of a hybrid vehicle.

Auch bei diesen Fahrzeugsystemen werden bei einer Detektion einer Störstelle, wie bspw. einer Fahrbahnsenke oder einer Fahrbahnschwelle ein Bremseingriff, ein Motoreingriff zur Antriebsmomentenreduzierung oder zur Motordrehzahlerhöhung, eine Antriebsmomentensteuerung und/oder ein Prefill der Radbremsen durchgeführt.In these vehicle systems as well, when a fault is detected, such as a roadway depression or a lane threshold, braking intervention, engine intervention to reduce drive torque or engine speed increase, drive torque control and / or prefill of the wheel brakes are performed.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 102009033219 A1 [0008]DE 102009033219 A1 [0008]

Claims (5)

Verfahren zum Betrieb eines sicherheitsrelevanten Fahrzeugsystems (4, 5) eines Radbremsen aufweisenden Fahrzeugs (10) mit folgenden Verfahrensschritten: - Bereitstellen von 2D- oder 3D-Fahrbahnoberflächendaten einer vor dem Fahrzeug (10) vorausliegenden Fahrspur (20), - Bereitstellen von Eigenbewegungsdaten des Fahrzeugs (10), - Ermitteln eines Fahrbahnhöhenprofils der dem Fahrzeug (10) vorausliegenden Fahrspur aus den 2D- oder 3D-Fahrbahnoberflächendaten und den Eigenbewegungsdaten des Fahrzeugs (10), - Berechnen von Radaufstandskräften oder Blockierdruckniveaus für jedes Fahrzeugrad in Abhängigkeit des Fahrbahnhöhenprofils, und - Bereitstellen der berechneten Radaufstandskräfte oder der berechneten Blockierdruckniveaus dem Fahrzeugsystem (4, 5), mit welchem in Abhängigkeit der berechneten Radaufstandskräfte oder der berechneten Blockierdruckniveaus ortssynchron mit dem Fahrbahnhöhenprofil ein Bremseingriff an zumindest einem Fahrzeugrad und/oder ein Motoreingriff zur Antriebsmomentenreduzierung oder zur Motordrehzahlerhöhung und/oder eine Antriebsmomentensteuerung und/oder ein Prefill der Radbremsen durchgeführt wird.Method for operating a safety-relevant vehicle system (4, 5) of a wheel brake vehicle (10) with the following method steps: Providing 2D or 3D road surface data of a lane (20) ahead of the vehicle (10), Providing own movement data of the vehicle (10), Determining a roadway height profile of the lane ahead of the vehicle (10) from the 2D or 3D road surface data and the intrinsic movement data of the vehicle (10), Calculating wheel contact forces or stall pressure levels for each vehicle wheel depending on the roadway height profile, and Providing the calculated wheel contact forces or the calculated blocking pressure levels to the vehicle system (4, 5) with which the wheel lift forces or the calculated blocking pressure levels are spatially synchronized with the roadway height profile, braking intervention on at least one vehicle wheel and / or engine intervention for driving torque reduction or engine speed increase and / or or a drive torque control and / or a prefill of the wheel brakes is performed. Verfahren nach Anspruch 1, bei welchem die Radaufstandskräfte bzw. die Blockierdruckniveaus als zeitdiskrete Wertefolgen in Echtzeit berechnet werden, indem in Abhängigkeit des Fahrbahnhöhenprofils ein Korrekturfaktor (iF1, iF2, iF3, iF4) für das nachfolgende Zeitintervall berechnet wird, mit welchem aus dem aktuellen Wert der Radaufstandskraft oder des Blockierdruckniveaus für das nachfolgende Zeitintervall eine Radaufstandskraft oder ein Blockierdruckniveau berechnet wird.Method according to Claim 1 in which the wheel contact forces or the blocking pressure levels are calculated as time-discrete value sequences in real time by calculating a correction factor (iF 1 , iF 2 , iF 3 , iF 4 ) for the subsequent time interval with which of the current value, depending on the roadway height profile the wheel contact force or the blocking pressure level for the subsequent time interval, a wheel contact force or a blocking pressure level is calculated. Verfahren nach Anspruch 2, bei welchem ein Wert der Radaufstandskraft bzw. ein Wert des Blockierdruckniveaus berechnet wird, indem der Korrekturfaktor (iF1, iF2, iF3, iF4) mit dem aktuellen Wert der Radaufstandskraft bzw. mit dem aktuellen Wert des Blockierdruckniveaus multipliziert wird.Method according to Claim 2 in which a value of the wheel contact force or a value of the blocking pressure level is calculated by multiplying the correction factor (iF 1 , iF 2 , iF 3 , iF4) by the current value of the wheel contact force or by the current value of the blocking pressure level. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welchem die 2D- oder 3D-Fahrbahnoberflächendaten mittels eines Bild- oder Radarsensors (11) des Fahrzeugs (10) bereitgestellt werden.Method according to one of the preceding claims, in which the 2D or 3D road surface data are provided by means of an image or radar sensor (11) of the vehicle (10). Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei welchem die 2D- oder 3D-Fahrbahnoberflächendaten mittels einer Car2Car-, Car2X-Verbindung oder einer Netz-Cloud bereitgestellt werden.Method according to one of Claims 1 to 3 in which the 2D or 3D road surface data is provided by means of a Car2Car, Car2X connection or a network cloud.
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