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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Betriebsverfahren für ein Antiblockiersystem eines Fahrzeugs sowie ein Fahrerassistenzsystem für ein Fahrzeug.
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Die
DE 4427170 C1 zeigt ein Betriebsverfahren für ein Antiblockiersystem auf einer nassen Fahrbahn.
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Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Antiblockiersystem, mittels welchem ein Straßenzustand ermittelt werden kann, zu schaffen.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Betriebsverfahren für ein Antiblockiersystem mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und/oder durch ein Fahrerassistenzsystem für ein Fahrzeug mit den Merkmalen des Patentanspruchs 6 gelöst.
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Demgemäß ist vorgesehen:
- - ein Betriebsverfahren für ein Antiblockiersystem eines Fahrzeugs mit den folgenden Schritten: Aktivieren eines Antiblockiersystems des Fahrzeugs; Erfassen eines ersten Bremsdrucks, unmittelbar bevor das Antiblockiersystem aktiviert wird oder unmittelbar nachdem das Antiblockiersystem aktiviert wurde; Deaktivieren des Antiblockiersystems; Erfassen eines zweiten Bremsdrucks, unmittelbar bevor das Antiblockiersystem deaktiviert wird oder unmittelbar nachdem das Antiblockiersystem deaktiviert wurde; Ermitteln eines Druckunterschiedes zwischen dem ersten und dem zweiten Bremsdruck; sowie
- - ein Fahrerassistenzsystem für ein Fahrzeug mit einer Schnittstelle zu einem Antiblockiersystem des Fahrzeugs, welches eingerichtet ist, einen ersten Bremsdruck, nachdem das Antiblockiersystem aktiviert wurde, sowie einen zweiten Bremsdruck, nachdem das Antiblockiersystem deaktiviert wurde; zu erfassen, einer Recheneinheit, welche eingerichtet ist, einen maximalen Druckunterschied zwischen dem ersten und dem zweiten Bremsdruck zu ermitteln und einer Steuereinheit, welche eingerichtet ist, das Fahrzeug aufgrund des ermittelten Druckunterschiedes, insbesondere hinsichtlich einer Fahrzeuggeschwindigkeit, zu steuern.
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Das Antiblockiersystem (ABS) wirkt beim Bremsen eines Kraftfahrzeugs einem möglichen Blockieren der Räder durch Reduzierung des Bremsdrucks entgegen. Hierdurch ermöglicht ein Antiblockiersystem beim Bremsen von Fahrzeugen eine bessere Lenkbarkeit und Spurtreue. Außerdem kann das System über die Regelung des Reifenschlupfs den Bremsweg auf nasser Straße verkürzen. Das Antiblockiersystem wird während eines Bremsmanövers aktiviert, wenn ein Reifenschlupf einen vorbestimmten Schwellwert überschreitet. Das Antiblockiersystem wird während des Bremsmanövers deaktiviert, sobald der Reifenschlupf ausreichend reduziert wurde. Diese Aktivierung und Deaktivierung des Antiblockiersystems wiederholt sich, solange bis das Bremsmanöver beendet ist.
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In dieser Patentanmeldung ist vorgesehen, dass der Bremsdruck sowohl an einem Rad als auch an einem Bremsdruckzylinder erfasst werden kann.
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Kraftfahrzeuge im Sinne dieser Patentanmeldung sind motorgetriebene Landfahrzeuge. Davon sind auch Schienenfahrzeuge umfasst.
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Als Verbindungselement zwischen Fahrzeug und Fahrbahn hat ein Reifen eine besondere Funktion, da er die auftretenden Kräfte gegenüber der Umgebung abstützt. Reifeneigenschaften werden durch Betriebsbedingungen beeinflusst. Radlast, Schlupf, Sturz und Schräglaufwinkel bestimmen die Größe der übertragbaren Seitenkraft. Der Reibwert zwischen Reifen und Fahrbahn begrenzt die übertragbaren Kräfte. Diese Einflussgrößen bestimmen im Wesentlichen das Übertragungsverhalten des Reifens. Die Betriebspunkte des Reifens werden durch das Fahrwerk festgelegt.
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Reifen werden deshalb hinsichtlich der auf die Fahrbahn übertragbaren Kräfte und Momente unter verschiedenen Umgebungsbedingungen untersucht. Somit lassen sich im Fahrbetrieb die Radlenkwinkel und Sturzwinkeländerungen gegenüber der Karosserie bei verschiedenen Fahrsituationen bestimmen. Dies ermöglicht es, Reifenkennlinien in Abhängigkeit von Sturz und Schräglaufwinkel an einem Fahrzeug zu schätzen.
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Der Reibwert, Reibungskoeffizient oder Reibungszahl (Formelzeichen µ oder f), ist ein dimensionsloses Maß für die Reibungskraft im Verhältnis zur Anpresskraft zwischen zwei Körpern.
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Zum sicheren Führen des Fahrzeugs ist es wichtig, einen Fahrbahnzustand zu kennen, da der Reibwert der Reifen bei trockener Straße größer ist, als bei nasser, rutschiger oder glatter Straße. Der Reibwert zwischen Reifen und Straßenbelag ist bei trockener Straße am höchsten und bei glatter Straße am geringsten. Bedingt durch diese Umstände ergibt sich ein verlängerter Bremsweg und/oder geringere Seitenführungskräfte der Fahrzeugräder, so dass das Fahrzeug bei den vorgenannten Fahrbahnzuständen schlechter zu beherrschen ist als bei trockener Fahrbahn.
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Ein Reifen umfasst Gummi. Der Gummi ist einer Abnutzung ausgesetzt und kann durch Chemikalien oder äußere Einwirkungen beschädigt werden. Ein Rad umfasst zumindest eine Felge und einen Reifen.
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Der Straßenzustand ist die Beschaffenheit einer Straße bzw. einer Fahrbahn. Beispielsweise ist eine unbefestigte Straße, eine vereiste Straße oder eine nasse Straße ein Straßenzustand.
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Eine Schnittstelle ist eine Einrichtung zwischen wenigstens zwei Funktionseinheiten, an der ein Austausch von logischen Größen, z.B. Daten, oder physikalischen Grö-ßen, z.B. elektrischen Signalen, erfolgt, entweder nur unidirektional oder bidirektional. Der Austausch kann analog oder digital erfolgen. Der Austausch kann ferner drahtgebunden oder drahtlos erfolgen.
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Eine Steuereinheit ist ein elektronisches Modul zur Steuerung oder Regelung. Steuereinheiten werden im Kfz-Bereich in allen erdenklichen elektronischen Bereichen eingesetzt, ebenso zur Steuerung von Maschinen, Anlagen und sonstigen technischen Prozessen.
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Die grundlegende Idee der Erfindung ist es, aufgrund eines maximalen Bremsdruckunterschieds zwischen einer Aktivierung und einer Deaktivierung eines Antiblockiersystems auf den Reibwert zwischen einem Reifen und einer Straße zu schließen. Der Reibwert ist ein Indikator für den Straßenzustand.
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Es ist vorgesehen, den ersten und den zweiten Bremsdruck so zu erfassen, dass der Bremsdruckunterschied maximal wird.
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Dabei bedeutet ein großer maximaler Bremsdruckunterschied einen großen Reibwert. Dies ist ein Indikator für einen günstigen Straßenzustand, beispielsweise eine trockene Straße. Ein geringer maximaler Bremsdruckunterschied hingegen bedeutet einen geringen Reibwert. Dies ist ein Indikator für einen ungünstigen Straßenzustand, beispielsweise eine vereiste Straße.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen ergeben sich aus den weiteren Unteransprüchen sowie aus der Beschreibung unter Bezugnahme auf die Figuren der Zeichnung.
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Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung wird zudem ein Reifenzustand ermittelt. Der Reifenzustand beeinflusst den erreichbaren Druckunterschied zwischen einer Aktivierung und einer Deaktivierung eines Antiblockiersystems maßgeblich. Somit lässt sich der Reifenzustand bei der Weiterverarbeitung des ermittelten Druckunterschiedes berücksichtigen. Der Reifenzustand beschreibt hierbei beispielsweise ein Alter der Reifen, einen Abnutzungsgrad, eine Profiltiefe, einen Reifendruck, eine Zusammensetzung des Reifenmaterials, eine Reifentemperatur oder eine Kombination daraus.
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Allerdings ist es nicht zwingend erforderlich, den Reifenzustand zu kennen, da der Reifenzustand bereits in den erreichbaren Druckunterschied des Bremsdruckes einfließt. Dementsprechend kann es unerheblich sein, welche Einflussfaktoren zu einem hohen oder geringen Druckunterschied des Bremsdruckes führen.
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Dabei ist es insbesondere zweckmäßig während des Betriebsverfahrens eine Reifenkennlinie zu schätzen. Somit lässt sich der Einfluss des Reifens auf die Fahrdynamik bei der weiteren Verarbeitung des Bremsdruckunterschiedes berücksichtigen.
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Das vorgestellte Betriebsverfahren ist vor allem für Straßen oder Straßenabschnitte mit geringem Reibwert effizient, da dort in einem kürzeren Zeitraum ein Reifenschlupf auftreten kann als bei Straßen oder Straßenabschnitten mit hohem Reibwert.
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Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung wird ein Straßenzustand aufgrund des ermittelten Druckunterschiedes zwischen dem ersten und dem zweiten Bremsdruck ermittelt. Der Straßenzustand lässt sich beispielsweise durch Kennziffern, zum Beispiel von 1-10, die einem bestimmten Druckunterschiedsbereich zugeordnet sind, ausdrücken.
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Soll der Fahrbahnzustand während der Fahrt ermittelt werden, so können beispielweise die Faktoren Raddrehzahl, Fahrzeuggeschwindigkeit, Fahrzeuggewicht, Antriebsleistung und Lenkwinkel von Bedeutung sein. Ebenfalls kann auch Seitenwind von Bedeutung sein. Zudem kann eine sich durch Fahrzeuggeschwindigkeit und Lenkwinkel ergebende Fliehkraft von Bedeutung sein.
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Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand der in den schematischen Figuren der Zeichnungen angegebenen Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen dabei:
- 1 ein Diagramm zur Erläuterung einer Ausführungsform der Erfindung;
- 2 ein Diagramm zur Erläuterung einer Ausführungsform der Erfindung;
- 3 ein schematisches Blockdiagramm einer Ausführungsform der Erfindung;
- 4 ein schematisches Blockdiagramm einer Ausführungsform der Erfindung;
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1 zeigt einen Bremsdruckverlauf während einer Bremsung auf einer trockenen Straße mit hohem Reibwert. Der Bremsdruck in 1 schwankt dementsprechend um einen Bremsdruckunterschied 12 zwischen einem Maximum 10 vor der Aktivierung eines Antiblockiersystems und einem Minimum vor der Deaktivierung eines Antiblockiersystems. Der Bremsdruckverlauf erreicht das Maximum 10 des Bremsdrucks mehrfach. Zwischen den Maxima 10 des Bremsdrucks wird der Bremsdruck reduziert. Der Bremsdruckabbau 14 erfolgt, wenn der Reifenschlupf während des Bremsvorgangs einen bestimmten Schwellwert überschreitet, indem sich ein Ventil des Antiblockiersystems schließt. Somit wird vermieden, dass Bremsdruck weiter aufgebaut wird, um die Lenkbarkeit des Fahrzeugs zu gewährleisten.
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Falls der Schlupf sich nicht ausreichend reduziert, wird ein weiteres Ventil des Antiblockiersystems geöffnet, um den Bremsdruck zu reduzieren. Hat sich der Schlupf ausreichend reduziert, wird das Antiblockiersystem deaktiviert, wodurch Bremsdruck wiederaufgebaut wird bis der Schlupf den bestimmten Schwellwert überschreitet. Diese Aktivierung und Deaktivierung des Antiblockiersystems wiederholt sich während eines Bremsmanövers, solange bis das Bremsmanöver beendet ist.
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2 zeigt einen ähnlichen Bremsdruckverlauf wie 1. Allerdings ist der Bremsdruckunterschied 12 in 2 deutlich geringer als in 1. Dementsprechend ist der Reibwert der Straße gemäß 2 geringer als der Reibwert der Straße gemäß 1. Dies weist auf eine z. B. nasse, verschmutzte, verschneite oder vereiste Straße hin. Der geringere Bremsdruckunterschied 12 tritt auf, da in einem kürzeren Zeitraum als bei der trockenen Straße ein Schlupf an den Reifen auftritt. Daher wird das Antiblockiersystem bereits zu einem früheren Zeitpunkt aktiv im Vergleich zur trockenen Straße.
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3 zeigt ein schematisches Blockdiagramm eines Betriebsverfahrens für ein Antiblockiersystem 22. In dem Schritt S1 wird das Antiblockiersystem 22 eines Fahrzeugs aktiviert. In dem Schritt S2 wird ein erster Bremsdruck, nachdem das Antiblockiersystem 22 aktiviert wurde, erfasst. In dem Schritt S3 wird das Antiblockiersystem 22 deaktiviert. In dem Schritt S4 wird ein zweiter Bremsdruck, nachdem das Antiblockiersystem 22 deaktiviert wurde, erfasst. In dem Schritt S5 wird ein Bremsdruckunterschied 12 zwischen dem ersten und dem zweiten Bremsdruck ermittelt.
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4 zeigt ein schematisches Blockdiagramm eines Fahrerassistenzsystems 18. Das Fahrerassistenzsystem 18 ist über eine Schnittstelle 20 mit einem Antiblockiersystem 22 verbunden. Das Fahrerassistenzsystem 18 weist zudem eine Recheneinheit 24 auf, die eingerichtet ist, einen Druckunterschied 12 zwischen dem ersten und dem zweiten Bremsdruck zu ermitteln, sowie eine Steuereinheit 26, die eingerichtet ist, das Fahrzeug aufgrund des ermittelten Druckunterschiedes 12, insbesondere hinsichtlich einer Fahrzeuggeschwindigkeit, zu steuern. Die Steuereinheit 26 kann als sogenanntes ACC-System (engl. Adaptive Cruise Control; Abstandsregeltempomat) oder als ADAS-System (engl. Advanced Driver Assistance System) ausgebildet sein.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Maximum des Bremsdrucks
- 12
- Bremsdruckunterschied
- 14
- Bremsdruckabbau
- 18
- Fahrerassistenzsystem
- 20
- Schnittstelle
- 22
- Antiblockiersystem
- 24
- Recheneinheit
- 26
- Steuereinheit
- S1 - S5
- Verfahrensschritte
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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