DE10344911B4

DE10344911B4 - Steuerung für ein Antiblockierbremssystem zur Einstellung von Schlupfschwellen an Abhängen

Info

Publication number: DE10344911B4
Application number: DE10344911A
Authority: DE
Inventors: Allen John Macomb Walenty; Kevin Gerard Rochester Hills Leppek; David Alan Troy Thatcher
Original assignee: Motors Liquidation Co
Current assignee: Motors Liquidation Co
Priority date: 2002-10-04
Filing date: 2003-09-26
Publication date: 2009-07-09
Anticipated expiration: 2023-09-27
Also published as: DE10344911A1; US20040068358A1; US6728621B1; JP2004123094A

Abstract

Verfahren zum Betrieb eines Antiblockierbremssystems (10) für ein Fahrzeug (12) mit einem Bremspedal (30) und einem Bremsenmodulator (38, 40, 42), der einen Bremsdruck durch eine anfängliche Druckverringerung nach Detektion einer beginnenden Radblockierung verringert, dadurch gekennzeichnet, dass:
eine Fahrzeugverzögerung als eine Funktion einer Bremspedalstellung gemessen wird;
eine erste Tabelle mit der Fahrzeugverzögerung und der Bremspedalstellung aktualisiert wird;
ein Reibungskoeffizient einer Straßenoberfläche basierend auf der ersten Tabelle geschätzt wird;
ein Schlupf-Sollwert für zumindest ein Rad (22, 24, 26, 28) geschätzt wird, der auf einem geschätzten maximalen Schlupf des zumindest einen Rades (22, 24, 26, 28) vor Verlust einer Traktion, dem Reibungskoeffizienten und einer geschätzten Überschlagsquerbeschleunigung basiert, und dass
das Antiblockierbremssystem (10) auf Grundlage des Schlupf-Sollwerts betätigt wird.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft Bremssysteme für Fahrzeuge und insbesondere Antiblockierbremssysteme für Fahrzeuge.
Ein schnelles Anhalten eines Fahrzeugs auf einer rutschigen Straße stellt für Fahrer eine schwierige Aufgabe dar. Antiblockierbremssysteme (ABS-Systeme) weisen erheblich verbesserte Brems- bzw. Anhaltewege auf sowohl trockenen als auch rutschigen Straßen auf. Auf rutschigen Straßen können selbst professionelle Fahrer ein Fahrzeug ohne ABS nicht so schnell anhalten, wie ein durchschnittlicher Fahrer mit ABS. Das ABS verlässt sich auf die Tatsache, dass ein rutschendes Rad (wenn die Kontaktfläche des Reifens relativ zu der Straße rutscht) eines Fahrzeugs eine geringere Traktion als ein nicht rutschendes Rad besitzt. Da verhindert wird, dass die Räder rutschen, während sich das Fahrzeug verlangsamt, stoppt ein ABS-Betrieb das Fahrzeug schneller und erlaubt, dass das Fahrzeug während einer Notfallbremsung lenkbar bleibt.
Die meisten ABS-Systeme umfassen nicht die teuren Bremsdruckwandler, Bremspedalkraftsensoren oder Lagesensoren. Ein herkömmliches ABS umfasst ein "Spitzensuch"-Steuerverfahren, das die Radrutsch- und Radverzögerungsschwellen durch Aufbringen einer Rate, mit der der gesteuerte Bremsdruck zunimmt, langsam einstellt. Dieses Spitzensuchverfahren kann verschiedene Aufbring- und Freigabezyklen erfordern, um die korrekten Rutsch- und Verzögerungszielschwellen anzunähern. Die Einstellungen, die durch diese Systeme gemacht werden, sind in der Regel zu langsam, um Abhänge, Fahrbahnneigungen, Kurven und/oder eine Fahrzeugbeladung einstellen zu können.
Eine normale Gewichtsverteilung zwischen vorn und hinten für ein frontgetriebenes Fahrzeug in Ruhe liegt bei 60% vorn und 40% hinten (60/40). Ein Gleichgewicht zwischen links und rechts liegt typischerweise bei 50/50. Eine Gewichtsübertragung infolge von Bremsen bei 0,9 g auf einer ebenen Fläche in einer geraden Linie erzeugt eine Gewichtsverteilung zwischen vorn und hinten von 84/16. Eine Gewichtsversetzung infolge einer Rechtskurve bei 0,3 g auf einer ebenen Fläche mit einer konstanten Geschwindigkeit erzeugt eine Gewichtsverteilung zwischen links und rechts von 65/35. Nick- und Wankwinkel der Straßenoberfläche komplizieren diese Dynamik weiter.
Ein herkömmliches ABS kompensiert keine Änderungen der Verteilung des Fahrzeuggewichtes beim Bremsen oder einer Kurvenfahrt. Ein herkömmliches ABS kompensiert auch keine Änderung der Gewichtsverteilung und Traktion, wenn zusätzliche Gegenstände in Fahrzeuglagerabteile geladen sind. Beispielsweise kann der Fahrer einen Kofferraum eines Fahrzeugs oder eine Pritsche eines Pritschenwagens mit schweren Gegenständen, wie beispielsweise Gepäck oder Lasten, wie beispielsweise Kies, beladen. Alternativ dazu kann ein inneres Abteil des Fahrzeugs mit Passagieren und/oder anderen schweren Objekten beladen sein. Da dieses zusätzliche Fahrzeuggewicht nicht angemessen kompensiert werden kann, hat dies eine Instabilität während des Bremsens zur Folge.
Ein herkömmliches ABS ist beispielsweise beim Bremsen in einer Kurve während einer Bergabfahrt nicht in der Lage, eine verfügbare Traktion zu optimieren, um das Fahrzeug so schnell wie möglich zu verlangsamen. Ein herkömmliches ABS ist nicht dazu in der Lage, eine Ände rung eines Lenkwinkels und seinen Einfluss auf die Fahrzeuggewichtsverteilung und Traktion zu berücksichtigen. Ein Hinterrad, das auf einer inneren Seite einer bergab gerichteten Kurve angeordnet ist, besitzt eine erheblich verringerte Gewichtkraft sowie eine erheblich verringerte Traktion. Das Vorderrad auf einer Außenseite der bergab gerichteten Kurve besitzt eine erhöhte Gewichtskraft und eine erhöhte Traktion. Die Fahrzeugsteuerung kann nachteilig beeinflusst werden, wenn zu viel Bremsmoment aufgebracht wird, während die Bremsen in einer Kurve insbesondere in einer Kurve an einem Abhang betätigt werden. Die Fahrzeuglast ist ein weiterer Faktor, der die ABS-Leistungsfähigkeit erheblich beeinflussen kann.
Die DE 198 54 463 C1 , DE 40 18 495 C2 , DE 196 02 879 C1 , DE 38 17 546 A1 , und WO 99/51475 A1 beschreiben herkömmliche Antiblockierbremssysteme bzw. Verfahren zum Betrieb eines Antiblockierbremssystems eines Fahrzeuges nach dem Oberbegriff der unabhängigen Ansprüche.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein einfaches und verbessertes Verfahren zum Betrieb eines Antiblockierbremssystems bzw. ein Antiblockierbremssystem vorzusehen, wobei Änderungen der Verteilung des Fahrzeuggewichtes beim Bremsen oder bei Kurvenfahrt sowie Gewichtsverteilung und Traktion beim Laden zusätzlicher Gegenstände in Fahrzeuglagerabteile kompensiert werden, um ein Fahrzeug so schnell wie möglich sicher zu verlangsamen.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche.
Es ist ein Verfahren und eine Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung zum Betrieb eines Fahrzeugantiblockierbremssystems vorgesehen, wobei die Vorrichtung ein Bremspedal und einen Bremsenmodulator umfasst. Das Antiblockierbremssystem verringert einen Bremsdruck durch eine anfängliche Druckverringerung nach einer Detektion einer beginnenden Radblockierung. Eine Fahrzeugverzögerung wird als Funktion einer Bremspedalstellung gemessen. Mit der Fahrzeugverzögerung und der Bremspedalstellung wird eine erste Tabelle aktualisiert. Ein Reibungskoeffizient einer Straßenoberfläche wird basierend auf der ersten Tabelle geschätzt. Ein Schlupfziel für ein Rad wird basierend auf einem geschätzten maximalen Schlupf des Rades vor Verlust der Traktion abzüglich einer geschätzten Wahrscheinlichkeit (Gefahr) für einen Überschlag des Fahrzeugs erzeugt.
Bei einer Ausführungsform wird ein Verzögerungsziel für das Rad basierend auf einer geschätzten maximalen Verzögerung des Rades vor Verlust der Traktion minus der geschätzten Wahrscheinlichkeit für einen Überschlag des Fahrzeugs erzeugt.
Bei einer weiteren Ausführungsform wird die Überschlagsquerbeschleunigung geschätzt. Die geschätzte Wahrscheinlichkeit für einen Fahrzeugüberschlag basiert auf der geschätzten Querbeschleunigung für einen Überschlag. Basierend auf dem Rollwiderstand, dem Luftwiderstand, der Motorbremswirkung, dem Bremsmoment und der Beschleunigung wird eine Neigung bestimmt. Es werden das Fahrzeuggewicht, der Lenkwinkel und die Lenkrate geschätzt.
Bei einer anderen Ausführungsform wird die Gewichtsverteilung für das Rad geschätzt. Die Gewichtsverteilung wird für Wanken, Nicken und Quer- und Längsbeschleunigung eingestellt. Das Bremsenfreigabe- und Bremsenaufbringmoment für jedes der Räder wird basierend auf dem Reibungskoeffizient, der Lage sowie der Gewichtsverteilung berechnet.
Aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung der vorliegenden Erfindung werden weitere Anwendungsgebiete der vorliegenden Erfindung offensichtlich. Es sei zu verstehen, dass die detaillierte Beschreibung und die spezifischen Beispiele, während sie die bevorzugte Ausführungsform der Erfindung darstellen, nur zu Veranschaulichungszwecken vorgesehen und nicht dazu bestimmt sind, den Schutzumfang der Erfindung zu beschranken.
Die vorliegende Erfindung wird im Folgenden nur beispielhaft unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben, in welchen:
1 ein funktionelles Blockdiagramm eines Antiblockierbremssystems gemäß der vorliegenden Erfindung ist;
2 ein Diagramm ist, das eine Verzögerung als eine Funktion der Bremspedalstellung zeigt;
3 ein Diagramm ist, das eine Verzögerung als eine Funktion von drei Bremspedalstellungen zeigt; und
4A–4D beispielhafte Flussdiagramme sind, die Schritte zeigen, die von der Steuerung des Antiblockierbremssystems ausgeführt werden, um Schlupfschwellen gemäß der vorliegenden Erfindung einzustellen.
Die folgende Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen) ist lediglich beispielhafter Natur und nicht dazu bestimmt, die Erfindung, ihre Anwendung oder ihren Gebrauch zu begrenzen.
Eine ABS-Steuerung gemäß der vorliegenden Erfindung stellt Schlupfschwellen von Rädern des Fahrzeugs ein, die möglicherweise eine Instabilität bei Bergabfahrten erzeugen können. Insbesondere werden die Schlupfschwellen bevorzugt für die Räder herabgesetzt, die möglicherweise eine Instabilität bewirken können. Die verringerten Schlupfschwellen und die entsprechende Verringerung des Bremsmomentes verhindern ein Schleudern des Fahrzeugs, ein Überschlagen des Fahrzeugs und/oder andere Verluste der Steuerung.
Die ABS-Steuerung kann mit Fahrzeugen mit Smart-Brakes (elektrohydraulisch, trockene Grenzfläche, VSES (Vehicle Stability Enhancement (Fahrzeugstabilitätsverbesserung)), TCS (Traction Control (Traktionssteuerung)), etc.) verwendet werden. Bei diesen Systemen wird das Bremsmoment an jedem Rad des Fahrzeugs eingestellt, um eine verbes serte Fahrzeugstabilität und Steuerung an Bergen vorzusehen. Die ABS-Steuerung gemäß der vorliegenden Erfindung kann auch mit Getriebesteuerungen verwendet werden, um ein Herunterschalten des Getriebes zu verhindern, das das Fahrzeug instabil machen kann. Dieses zusätzliche Merkmal ist insbesondere bei Fahrzeugen mit Hinterradantrieb nützlich.
Ein Reibungskoeffizient zwischen Reifen und Straßenoberfläche (Oberflächen-My) kann berechnet werden, indem eine Beziehung zwischen Pedalstellung und Verzögerung hergestellt wird. Beispielsweise kann eine Tabelle oder Formel während des Betriebs des Fahrzeugs trainiert bzw. ausgebildet werden. Der Oberflächen-My wird auch dazu verwendet, die Bremsenerwärmung, das Fahrzeuggewicht sowie die Neigung zu berechnen. Ein geeignetes Verfahren zur Berechnung der Bremsenerwärmung, des Fahrzeuggewichtes und der Neigung bzw. Güte ist offenbart in "Anti-Lock Brake Control Method Having Adaptive Initial Brake Pressure Reduction", U.S. 6,553,304 , das am 22. April 2003 erteilt wurde und hier durch Bezugnahme eingeschlossen ist. Das Wanken und Nicken kann unter Verwendung von Lagesensoren, unter Verwendung von Fluidreservoirs mit Pegelsensoren oder auf eine beliebige andere geeignete Art und Weise berechnet werden.
In 1 ist ein Antiblockierbremssystem (ABS) 10 gezeigt. Ein Fahrzeug 12 umfasst hydraulisch aktivierte Reibungsbremsen 14, 16, 18 und 20 an Fahrzeugrädern 22, 24, 26 bzw. 28. Ein über Fahrer betätigtes Bremspedal 30 ist mechanisch und/oder elektrisch mit einem Hauptzylinder (MC) 32 gekoppelt, um einen hydraulischen Druck im Verhältnis zu der Kraft zu erzeugen, die auf das Bremspedal 30 ausgeübt wird.
Der Hauptzylinder 32, der ein pneumatischer Verstärker (nicht gezeigt) sein kann, proportioniert den hydraulischen Druck zwischen den Vorderrad- und Hinterradbremsversorgungsleitungen 34 und 36 auf herkömmliche Art und Weise. Die Vorderradversorgungsleitung 34 ist mit der linken vorderen (LF) Bremse 14 durch einen LF-Antiblockiermodulator (M) 38 und mit der rechten vorderen (RF) Bremse 16 durch einen RF-Antiblockiermodulator (M) 40 gekoppelt. Die Hinterradversorgungsleitung 36 ist mit den linken und rechten Hinterradbremsen 18 und 20 durch einen rückwärtigen Antiblockiermodulator (M) 42 gekoppelt.
Eine ABS-Steuerung 50 empfängt verschiedene Eingänge, die Raddrehzahlsignale auf Leitungen 52, 54, 56 und 58 von Raddrehzahlsensoren 60, 62, 64 bzw. 66 umfassen können. Ein Lagesensor 67 sieht Wank- und Nicksignale vor. Die ABS-Steuerung 50 empfängt ein Bremspedalstellungssignal auf Leitung 68 von einem Pedalstellungssensor 70. In Ansprechen auf die verschiedenen Eingänge gibt die ABS-Steuerung 50 bei Radblockierzuständen Modulatorsteuersignale auf Leitungen 72, 74 und 76 aus. Die ABS-Steuerung 50 kann auch Diagnoseinformationssignale zur Anzeige an einer Fahrerinformationsvorrichtung (nicht gezeigt) ausgeben, die mit einer Instrumententafel in Verbindung steht.
Die ABS-Steuerung 50 umfasst bevorzugt einen Prozessor, eine Eingabe/Ausgabe-(I/O)-Schnittstelle und einen Speicher, wie beispielsweise einen Nur-Lese-Speicher (ROM), einen Direktzugriffsspeicher (RAM), einen Flashspeicher und/oder eine andere geeignete elektronische Speicherung. Die ABS-Steuerung 50 kann auch als eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC) implementiert sein.
Allgemein überwacht die ABS-Steuerung 50 die gemessenen Raddrehzahlen, um einen Zustand einer beginnenden Radblockierung zu detektieren. Die Steuerung 50 stellt Modulatoren 38, 40 und 42 ein, um die jeweiligen Hydraulikbremsdrücke zu modulieren und damit die Traktions-/Zugkraft zwischen den Fahrzeugreifen und der Straßenoberfläche zu maximieren. Wenn eine beginnende Radblockierung detektiert wird, werden die Modulatoren 38, 40 und 42 aktiviert, um die jeweiligen Bremsdrücke schnell zu verringern und damit ein Rutschen der Räder zu beseitigen. Die Größe der Druckverringerung, die erforderlich ist, um ein Rutschen von Rädern zu beseitigen, variiert mit dem Reibungskoeffizient zwischen den Reifen und der Straßenoberfläche. Eine herkömmliche ABS-Steuerung 50 nimmt einen niedrigen Reibungskoeffizient, wie beispielsweise Glatteis an, da der tatsächliche Reibungskoeffizient der Straßenoberfläche gewöhnlich nicht bekannt ist.
Die Verringerung des Bremsdruckes, die durch die ABS-Steuerung 50 vorgesehen wird, lässt zu, dass die Räder 22, 24, 26 und 28 beschleunigen können. Die Steuerung 50 misst die Zeitdauer, die erforderlich ist, damit die Radbeschleunigung einen Referenzbeschleunigungswert erreicht. Eine herkömmliche ABS-Steuerung schätzt den Reibungskoeffizienten basierend auf der gemessenen Zeitdauer. Die Modulatoren 38, 40 und 42 werden so gesteuert, um Bremsdrücke basierend auf dem bzw. den geschätzten Reibungsdruckkoeffizienten wieder aufzubringen.
Die ABS-Steuerung 50 gemäß der vorliegenden Erfindung schätzt den Reibungskoeffizient zwischen den Reifen und der Straßenoberfläche vor der anfänglichen Druckverringerung. Wenn beispielsweise der Reibungskoeffizient relativ hoch ist, kann die anfängliche Druckverringerung relativ klein sein und die Leistungsfähigkeit des ABS ist verbessert. Der Bremsdruck kann schnell wieder aufgebracht werden, sobald die Radbeschleunigung den Referenzbeschleunigungswert erreicht. Als Ergebnis davon werden kürzere Anhalte- bzw. Bremswege gebildet.
Die ABS-Steuerung 50 bestimmt adaptiv den Reibungskoeffizienten der Straßenoberfläche. Die ABS-Steuerung 50 bestimmt die anfängliche Bremsdruckverringerung, wenn eine beginnende Radblockierung auftritt. Der Reibungskoeffizient wird basierend auf einem Bremsmoment und dem Fahrzeuggewicht berechnet. Das Bremsmoment und das Fahrzeuggewicht werden adaptiv basierend auf einer periodisch aktualisierten Tabelle bestimmt, die eine Beziehung zwischen der Bremspedalstellung und der Fahrzeugverzögerung definiert. Die Beziehung wird bezüglich Schwankungen bei einer Bremsenerwärmung korrigiert.
2 zeigt graphisch eine repräsentative Beziehung zwischen einer Fahrzeugverzögerung und einer Bremspedalstellung zum Bremsen des Fahrzeugs 12. Die Beziehung nimmt an, dass kein Blockierzustand vorhanden ist und die Modulatoren 38, 40 und 42 nicht aktiv sind. Ein typischer unterer "Knie"-Abschnitt der Beziehung variiert von Halt zu Halt erheblich. Der Abschnitt der Beziehung über dem Knieabschnitt neigt zu Linearität und ist von Halt zu Halt wiederholbar. Aus diesem Grund wird der untere Knieabschnitt der Beziehung bevorzugt nicht verwendet. Die Beziehung von Bremspedalstellung zu Fahrzeugverzögerung ist bevorzugt für Pedalstellungen und Fahrzeugverzögerungen in dem linearen Abschnitt über dem Knieabschnitt charakterisiert.
Bremscharakterisierungsdaten werden durch Bestimmung von Pedalstellungen gesammelt, die einer Vielzahl von unterschiedlichen Fahrzeugverzögerungswerten entsprechen. Beispielsweise entsprechen in 3 Verzögerungswerte D1, D2 und D3 Pedalstellungswerten P_vsd(0), P_vsd(1) und P_vsd(2), wobei z. B. P_vsd(0) die ermittelte durchschnittliche Pedal stellung beim Verzögerungsniveau 1 (D1) ist. Die Bremsdaten werden während eines Bremsvorgangs gesammelt, wenn das Pedal 30 für eine vorbestimmte Zeitdauer mit einer "normalen" Rate gedrückt oder in einer statischen Position gehalten wird. Daten werden nicht gesammelt, wenn das Bremspedal 30 freigegeben wird oder während einer Notfallbremsung. Dies beseitigt den Bedarf, dynamische Effekte, wie beispielsweise Aufhängung, Antriebsstrang, Reifen und Sensordynamik zu kompensieren. Zusätzliche Einzelheiten können dem U.S. Patent Nr. 6,405,117 von Walenty et al. entnommen werden, das hier durch Bezugnahme eingeschlossen ist.
Der Oberflächen-My (surface mu) wird unter Verwendung einer gegenwärtigen Pedalstellung gegenüber einer Verzögerungstabelle berechnet. Die folgenden Gleichungen werden bevorzugt verwendet: Brake_Heat = Brake_Heat – ((MPH + Kcoolspdmin)2·Kcoolspd)·(Brake_Heat – (Brake_Heat·Kcoolambient) + (Brake Torque·(Kheat·MPH))·(Kmaxtemp – Brake_Heat)/Kmaxtemp) (1)wobei Brake_Heat die Bremsentemperatur in °F ist; Brake Torque das Bremsmoment ist; K_coolspdmin eine kalibrierbare Konstante ist, die die geringste (minimale) erreichbare Bremsbelagtemperatur eines bestimmten Fahrzeugbremssystems darstellt; K_coolspd eine kalibrierbare Konstante ist, die die durchschnittliche Kühlfähigkeit eines Bremsbelags und einer Bremsscheibe darstellt (Diese basiert auf den Materialien sowie der Konstruktion der Bremsenteile sowie der aerodynamischen Strömung an jedem Rad eines bestimmten Fahrzeugs); K_coolambient eine kalibrierbare Konstante ist, die die äußere Umgebungstemperatur darstellt (Diese kann ggf. durch die tatsächliche Umgebungstemperatur ersetzt werden); K_heat eine kalibrierbare Konstante ist, die den durchschnittlichen Wärmeaufbau eines Bremsbelags sowie einer Bremsscheibe bei verschiedenen Brems momenten bei verschiedenen Fahrzeuggeschwindigkeiten darstellt (Diese basiert auf den Materialien sowie der Konstruktion der Bremsenteile wie auch der aerodynamischen Strömung an jedem Rad eines bestimmten Fahrzeugs) und K_maxtemp eine Kalibrierungskonstante ist, die die maximal erreichbare Bremsbelagtemperatur eines bestimmten Fahrzeugbremssystems darstellt. Brake_Torque = ((Pedal Position – (Pvsd(0))·((Pvsd(2) – Pvsd(0))/(D3 – D1)))·Kbrk_torque) + ((Update_Brake_heat – Brake_heat)·Kheat_crv), (2)wobei Pedal Position die Pedalstellung ist und K_{heat_crv} eine kalibrierbare Konstante ist, die nichtlineare Temperaturänderungen eines bestimmten Fahrzeugbremssystems korrigiert. Vehicle_Weight = LVW + ((((Pvsdold(2) – (Pvsdold(0)) – ((Pvsd(2) – Pvsd(0))/(D3 – D1)))·Kveh_weight) + ((Update_Brake_heat – Brake_heat)·Kheat_crv), (3)wobei Vehicle_Weight das Fahrzeuggewicht ist; LVW das Gewicht eines leicht beladenen Fahrzeugs ist; und P_vsdold(2) die alte ermittelte durchschnittliche Pedalstellung bei Verzögerungsniveau 3 (D3) ist (Die hauptsächliche Verwendung besteht darin, Änderungen der Fahrzeugmasse oder des Bremssystemwirkungsgrades sicherzustellen). Neigung = Rollwiderstand + Aerodynamischer Luftwiderstand + Motorbremse + Bremsmoment + Beschleunigung; (4) Surface_Mu = (Brake_Torque/Vehicle_Weight) + Kmu_Lambda, (5)wobei K_{mu_Lambda} die Funktion einer kalibrierbaren Konstante ist, die ein Bremsmoment über die Fahrzeugmasse in einen Reibungskoeffizienten zwischen Straße und Reifen umwandelt.
Variablen, die mit K beginnen, stellen gespeicherte und/oder berechnete Werte dar.
Bevor das ABS aktiv wird, werden der Reibungskoeffizient, die Neigung, das Fahrzeuggewicht, der Lenkwinkel (Steer Angle), die Lenkrate, Quer- und Längsbeschleunigungen berechnet und an die ABS-Steuerung gesandt. Es existieren viele Wege zur Bestimmung des Lenkwinkels, beispielsweise: Steer Angle = (LFspeed + LRspeed) – (RFspeed + RRspeed)·Kstang_spd. (6)wobei LF_speed die Raddrehzahl vorn links ist; LR_speed die Raddrehzahl hinten links ist; RF_speed die Raddrehzahl vorn rechts ist und RR_speed die Raddrehzahl hinten rechts ist.
K_{stang_spd} ist eine Funktion, die eine Drehzahldifferenz in einen Lenkwinkel umwandelt. In dem U.S.-Patent Nr. 5,465,210 , das hier durch Bezugnahme eingeschlossen ist, ist ein Lenkradstellungssensor sowie ein Verfahren zur Bestimmung einer Fahrzeuglenkradzentralstellung (Steer_wheel_center_pos) offenbart. In dem U.S. Patent Nr. 5,465,210 ist definiert: Steer Angle = (Steer_wheel_center_pos – Steer_wheel_pos)·Kstang_pos. (7)
Die Lenkradstellung (Steer_wheel_pos) ist bevorzugt eine ganze Zahl, die im Bereich zwischen 0 und 256 liegt. 0 entspricht einer vollen linken oder rechten Sperre und 256 entspricht einer vollen rechten oder linken Sperre. K_{stang_pos} ist eine Funktion, die eine Position in einen Lenkwinkel um wandelt. Es sind noch weitere Verfahren zur Erfassung und/oder Berechnung des Lenkwinkels möglich.
Sobald eine Lenkradstellung bestimmt ist, kann eine Lenkrate und Querbeschleunigung bestimmt werden wie folgt:
wobei Lateral_g = Lat_g = Querbeschleunigung gemessen in Gravitationskraft; und wobei K_slat einen Winkel und eine Geschwindigkeit in eine Querbeschleunigung umwandelt.
Eine Gewichtsverteilung für jede Ecke wird als ein Verhältnis berechnet, wobei:
wobei LFwt die Gewichtskraft für das linke vordere Rad ist; RFwt die Gewichtskraft für das rechte vordere Rad ist; LRwt die Gewichtskraft für das linke hintere Rad ist und RRwt die Gewichtskraft für das hintere rechte Rad ist.
Ein Wanken, Nicken und eine Quer- und Längsbeschleunigung ändern eine Gewichtsverteilung an jeder Ecke wie folgt: LFwt = LFwt + (Kwt_trLF(Wanken, Nicken) + Lat_g + (1 – Accel.) + (Steer Rate·Kst_la)). (12)wobei Accel. die Beschleunigung ist. K_{wt_trLF} wird bevorzugt in einer Nachschlagetabelle gespeichert, die den normalen (kalibrierbaren) Prozentsatz des Gewichtes an der linken vorderen Ecke des Fahrzeugs bei verschiedenen Fahrzeuglagen liefert. Dabei wird K_{wt_trLF} durch Gewichtsversetzung infolge von Beschleunigung abgewandelt und ist eine Funktion mit kalibrierbarer Konstante, die Änderungen in der Masse der linken vorderen Ecke infolge der Fahrzeugaufhängung, der Fahrzeuglage, der Beschleunigung sowie der Lenkratendaten reflektiert. K_{st_la} ist eine vorgreifende Korrektur basierend auf der Lenkrate, um ein Scheuern von Reifen sowie eine Aktuatorlatenz zu korrigieren, wobei K_{st_la} genauer eine kalibrierbare Konstante ist, die die Lenkrate korrigiert, um Verzögerungen infolge des Längssystems, der Fahrzeugaufhängung, der Reifen oder des Aktuators zu korrigieren.
Bei einer Ausführung eines Smart-Brake-Systems ist die Bremsmomentanweisung mit einer Motorstellung des Bremsenaktuators synonym. Die Motorstellung gegenüber der Bremspedalstellung ist typischerweise in einer Nachschlagetabelle vorhanden, die so eingestellt ist, um ein Bremsmoment an jeder Ecke zu optimieren, während das Fahrzeug an einer Steigung fährt, wobei: LFmpos = Lfi(bpos)·LFwt (13)wobei LF_mpos die Motorstellung des Bremsenaktuators des linken vorderen Rades ist und Lfi(bpos) eine Anweisungstabelle für die Motorstellung des linken vorderen Rades ist (Das Nachschlagekriterium ist die Bremspedalstellung (bpos)).
Wenn das ABS aktiv wird, kann eine genaue Größe des Freigabedruckes basierend auf dem Oberflächen-My, der Lage, der Gewichtsversetzung und dem Lenkwinkel berechnet werden, wobei: LF_Release_tq = Krel·((Vehicle_weight·surface mu)·LFwt) (14)wobei LF_Release_tq das Freigabemoment des linken vorderen Rades ist, K_rel das Freigabeziel auf einen geringfügigen Überschuss des Freigabezieles bei Neigungen modifiziert, bei denen der bzw. die Reifen eine Traktionsanhaftung mit der Straßenoberfläche verlieren und K_rel genauer eine kalibrierbare Konstante ist, die einen Prozentsatz eines Momentfreigabeüberschusses liefert, beispielsweise 5%.
Das Zielbremsmoment für jede Ecke wird modifiziert durch den Oberflächen-My und die Gewichtsverteilung, wie folgt, wobei: LF_Apply_tq = Kapp·((Veh_wt·surface_mu)·LFwt) (15)wobei LF_Apply_tq das Aufbringmoment des linken vorderen Rades bzw. der linken vorderen Bremse ist und K_app eine kalibrierbare Konstante ist, die einen Prozentsatz eines Momentaufbringungsunterschusses liefert, beispielsweise 95%. Dabei modifiziert K_app das Aufbringziel auf geringfügigen Überschuss des echten Zieles bei Neigungen, bei denen der bzw. die Reifen die gesamte Traktionsanhaftung mit der Straßenoberfläche verlieren.
Fahrzeugstabilitätsverbesserungs-(VSES-) oder Traktionssteuer-(TCS-)-Schlupfschwellen werden an Rädern herabgesetzt, die möglicherweise bei bergab gerichteten Kurvenfahrten eine Instabilität erzeugen können. Eine geringere Aufbringung von Bremsmoment hilft ein Schleudern und einen Überschlag zu verhindern. Fahrzeuge, die mit Smart-Brakes (elektrohydraulisch, trockene Grenzfläche, VSES, TCS, etc.) ausgerüstet sind, können diese Erfindung dazu verwenden, Bremsmomenteinstellungen an jeder Ecke zu machen, um eine bessere Fahrzeugstabilitätssteuerung an Bergen vorzusehen.
Roll_Lat_g's ist die Querbeschleunigung, bei der sich das Fahrzeug bei verschiedenen Fahrzeuglagen überschlägt, und wird berechnet wie folgt: Roll_Lat g's = ((g height2 + (track/2)2)0,5·cos(sin(Roll_angle)·Pitch_angle + tan–1(cg_height/track)))/cg_height (16)wobei cg_height die Schwerpunktshöhe eines bestimmten Fahrzeugs ist, Roll_angle der Rollwinkel ist, Pitch_angle der Nickwinkel ist und track die Spurbreite des Fahrzeugs ist.
LF Slip Target ist der maximale Schlupf (Schlupfziel), den ein Reifen tragen kann, bevor er eine Traktionsanhaftung mit der Straßenoberfläche verliert, minus der Wahrscheinlichkeit eines Fahrzeugüberschlags, und wird berechnet wie folgt: LF Slip Target = ((Max LF Slip·(1 – surface mu))·LFwt) – (Roll_Lat_g's·Kroll_sllp) (17)wobei Max LF Slip der maximale Schlupf des linken vorderen Rades und Max LF Decel die maximale Verzögerung links vorn ist.
Kroll_slip wandelt Roll_Lat_g's in einen Radschlupf um. LF Decel Target ist die maximale Verzögerung, die ein Reifen tragen kann, bevor er seine Traktionsanhaftung mit der Straßenoberfläche verliert, minus der Wahrscheinlichkeit für einen Fahrzeugüberschlag. LF Decel Target = ((Max LF Decel·1 – surface mu)·LFwt) – Roll_Lat_g's (18)
In 4A sind Schritte detaillierter gezeigt, die durch die ABS-Steuerung 50 ausgeführt werden. Bei Schritt 102 beginnt die Steuerung. Bei Schritt 104 liest die ABS-Steuerung 50 die Bremspedalstellung, Geschwindigkeiten bzw. Drehzahlen, Form Slip und Form Decel. Die ABS-Steuerung 50 zeichnet eine Pedalstellung gegenüber einer Verzögerungstabelle auf. Die ABS-Steuerung 50 berechnet eine Bremsenerwärmung, ein Bremsmoment, das Fahrzeuggewicht, eine Neigung sowie den Oberflächen-My. Die ABS-Steuerung 50 schlägt die Anweisung der ABS-Tabelle bezüglich Verzögerung und Schlupf (ABS_Table(decel, Slip)command) nach.
Die Steuerung fährt von Schritt 104 mit Schritt 106 fort, bei dem die ABS-Steuerung 50 bestimmt, ob das ABS gleich "wahr" ist. Wenn es wahr ist, betätigt die ABS-Steuerung 50 das ABS-System, wie bei 108 gezeigt ist. Wenn Schritt 106 falsch ist, fährt die Steuerung mit Schritt 110 fort, bei dem die ABS-Steuerung 50 bestimmt, ob Veh_accel > K_accel, wobei Veh_accel die Fahrzeugbeschleunigung ist. Wenn dies falsch ist, fährt die Steuerung mit Schritt 114 fort, bei dem die ABS-Steuerung 50 bestimmt, ob Old pedpos > New pedpos, wobei Old pedpos die alte Pedalstellung und New pedpos die neue Pedalstellung ist. Wenn dies falsch ist, fährt die Steuerung mit Schritt 118 fort, bei dem die ABS-Steuerung 50 bestimmt, ob (New pedpos – Old pedpos) > K_brate, wobei K_brate eine kalibrierbare Konstante ist, die die maximal zulässige Bremspedalaufbringrate darstellt. Wenn dies falsch ist, fährt die Steuerung mit Schritt 122 fort, bei dem die ABS-Steuerung 50 bestimmt, ob (Veh_accel – Onset_accel) < CalD1, wobei Onsetaccel die Beschleunigung ist, bei der das Bremsen beginnt und CalD1 eine kalibrierbare Konstante ist, die ein Verzögerungsziel des ersten und niedrigsten Niveaus darstellt.
Wenn Schritt 122 falsch ist, fährt die Steuerung mit Schritt 126 fort, bei dem die ABS-Steuerung 50 bestimmt, ob ABS(Schlupf links vorn – alter Schlupf links vorn) > K₅% (ABS(SlipLF-oldslipLF) > K₅%), wobei K₅% eine kalibrierbare Konstante ist, die einen Prozentsatz (5%) des Radschlupfes darstellt. Wenn Schritt 126 falsch ist, fährt die Steuerung mit Schritt 130 fort, bei dem die ABS-Steuerung 50 bestimmt, ob Lataccel > K._15g (wobei K._15g = kalibrierbare Konstante, die eine Querbeschleunigung von 0,15 g darstellt) oder ob Lenkwinkel > K_5deg(K_5deg = kalibrierbare Konstante, die einen Lenkwinkel (5°) darstellt). Wenn Schritt 130 falsch ist, fährt die Steuerung mit Schritt 132 fort. Wenn einer der Schritte 110–130 wahr ist, endet die Steuerung bei 133.
Bei Schritt 132 bestimmt die Steuerung, ob F1 zutrifft. (Flags F1, F2 und F3 sind auf Falsch gesetzt, wenn die Bremse nicht betätigt bzw. aufgebracht ist, wobei F1, F2, F3 Softwareflags sind, die jeweils den Beendigungszustand von CalD1–3 darstellen) Wenn dies zutrifft, fährt die Steuerung mit Schritt 136 fort, bei dem die ABS-Steuerung 50 bestimmt, ob F2 zutrifft. Wenn Schritt 136 zutrifft, bestimmt die Steuerung bei Schritt 138, ob F3 zutrifft. Wenn Schritt 138 zutrifft, endet die Steuerung bei Schritt 140. Wenn Schritt 136 falsch ist, fährt die Steuerung mit Schritt 142 fort, bei dem die ABS-Steuerung 50 bestimmt, ob (Veh_accel Onset_accel) > CalD2. Wenn dies nicht zutrifft, endet die Steuerung bei Schritt 144. Wenn dies zutrifft, fährt die Steuerung mit Schritt 146 fort, bei dem die ABS-Steuerung 50 p2 = (p2 + pedpos)/2, F2 = wahr und S2 = S2 + Slip(i)/2 setzt, wobei Slip(i) der tatsächlicher Ratschlupf bei den Zielverzögerungen CalD1–3 ist, wobei i = Radzahl (1–4). Die Steuerung fährt von Schritt 146 mit Schritt 144 fort.
Wenn Schritt 138 falsch ist, fährt die Steuerung mit Schritt 150 fort, bei dem die ABS-Steuerung 50 bestimmt, ob (Veh_accel – Onset_accel) > CalD3. Wenn dies falsch ist, endet die Steuerung bei Schritt 144. Wenn Schritt 150 wahr ist, fährt die Steuerung mit Schritt 154 fort, bei dem die ABS-Steuerung 50 die folgenden Berechnungen ausführt: p3 = (p3 + pedpos)/2, S3 = S3 + Slip(i)/2, Bc = Bc + 1, F3 = Wahr, PS1 = PS1 + p1, PS2 = PS2 + p2, PS3 = PS3 + p3, S1 = SS1 + S1, SS2 = SS2 + S2 und SS3 = SS3 + S3, wobei P1, P2, P3 eine Tabelle durchschnittlicher Pedalstellungen bei den Zielverzögerungen CalD1–3 ist; PS1, PS2, PS3 eine Tabelle der summierten durchschnittlichen Pedalstellungen (P1–3) bei den Zielverzögerungen CalD1–3 ist, S3 eine Tabelle eines durchschnittlichen Schlupfes bei den Zielverzögerungen CalD1–3 ist, SS1, SS2, SS3 eine Tabelle des summierten durchschnittlichen Schlupfes (S1–3) bei den Zielverzögerungen CalD1–3 ist und Bc ein Bremssteuerschleifenzähler ist. Die Steuerung fährt von Schritt 154 mit Schritt 156 fort, bei dem die ABS-Steuerung 50 bestimmt, ob Bc >= KBcc. Wenn dies falsch ist, endet die Steuerung bei Schritt 140.
Wenn Schritt 156 wahr ist, fährt die Steuerung mit Schritt 160 fort, bei dem die ABS-Steuerung 50 das Folgende ausführt. P_vsd(0) = PS1/BC, P_vsd(1) = PS2/Bc, P_vsd(2) = PS3/Bc, S_vsd(i, 0) = SS1/Bc, Svsd(i, 1) = SS2/Bc, S_vsd(i, 2) = SS3/Bc, Cal = Aus, PS1 = 0, PS2 = 0, PS3 = 0, 551 = 0, SS2 = 0 und SS3 = 0, wobei S_vsd(i, 0) eine Tabelle für drei Positionen eines durchschnittlichen Schlupfes bei den Zielverzögerungen CalD1–3 ist (wobei i = Radzahl (1–4)) und Cal ein Kalibrierungsflag ist.
Die Steuerung fährt von Schritt 160 mit Schritt 162 fort, bei dem die ABS-Steuerung bestimmt, ob das ABS-System in Cal. ist. Wenn dies falsch ist, fährt die Steuerung mit Schritt 164 fort und setzt Bc = 0. Wenn Schritt 162 wahr ist, fährt die Steuerung mit Schritt 166 fort und bestimmt, ob BC >= KBc, wobei KBcc eine kalibrierbare Konstante ist, die die Grenze für den Bremssteuerschleifenzylinder (Bc) darstellt. Wenn dies falsch ist, endet die Steuerung bei Schritt 140. Wenn Schritt 166 wahr ist, fährt die Steuerung mit Schritt 170 fort, wobei die ABS-Steuerung 50 das Folgende ausführt:
P_vsdcal(0) = P_vsd(0), P_vsdcal(1) = P_vsd(1), P_vsdcal(2) = P_vsd(2)
Scal(i, 0) = S_vsd(i, 0), Scal(i, 1) = S_vsd(i, 1), Scal(i, 2) = Svsd(i, 2)
Cal = off, Bc = 0, LFs = Scal(LF, 0) + Scal(LF, 1) + Scal(LF, 2) RFs = Scal(RF, 0) + Scal(RF, 1) + Scal(RF, 2) LFs = Scal(LR, 0) + Scal(LR, 1) + Scal(LR, 2) RRs = Scal(RR, 0) + Scal(RR, 1) + Scal(RR, 2) LF_bal_cal = LFs/(LFs + RFs + LRs + RRs) RF_bal_cal = RFs/(LFs + RFs + LRs + RRs) LR_bal_cal = LRs/(LFs + RFs + LRs + RRs) RR_bal_cal = RRs/(LFs + RFs + LRs + RRs)wobei P_vsacal(0) eine Endkalibrierungstabelle für drei Positionen einer Pedalstellung bei Verzögerungen CalD1–3 ist, Scal(I, 0) eine Endkalibrierungstabelle für drei Positionen eines durchschnittlichen Schlupfes bei Verzögerungen CalD1–3 ist (wobei i = Radzahl(1–4)), LFs, RFs, LRs, RRs die Summe der Schlupfe der Endkalibrierungstabelle Scal(i, 0–3) ist und RR_bal_cal ein Verhältnis ist, das jeden individuellen Radbeitrag zu der Bremsanstrengung (für LF, RF, LR gleich) darstellt, beispielsweise LR_bal_cal = LFs/(LFs + RFs + LRs + RRs).
Die Steuerung fährt von Schritt 170 mit Schritt 174 fort, bei dem die Steuerung 50 das Folgende ausführt: Brk_eff_cal = (Pvsd_cal(2) – Pvsd_cal(0))/(D3 – D1) Brk_eff_nom = (Pedal Position – (Pvsd_cal(0))·Brk_eff_cal Brk_eff_actual = (Pedal Position – (Pvsd_cal(0))·(Pvsd(2) – Pvsd(0))/(D3 – D1) Brk_eff_ratio = Brk_eff_nom/Brk_eff_actual LFs = Svsd(LF, 0) + Scal(LF, 1) + Scal(LF, 2) RFs = Svsd(RF, 0) + Scal(RF, 1) + Scal(RF, 2) LFs = Svsd(LR, 0) + Scal(LR, 1) + Scal(LR, 2) RRs = Svsd(RR, 0) + Scal(RR, 1) + Scal(RR, 2) LF_bal_act = LFs/(LFs + RFs + LRs + RRs) RF_bal_act = RFs/(LFs + RFs + LRs + RRs) LR_bal_act = LRs/(LFs + RFs + LRs + RRs) RR_bal_act = RRs/(LFs + RFs + LRs + RRs) LF_bal_ratio = LF_bal_cal/LF_bal_act RF_bal_ratio = RF_bal_cal/RF_bal_act LR_bal_ratio = LR_bal_cal/LR_bal_act RR_bal_ratio = RR_bal_cal/RR_bal_actwobei Brk_eff_cal die ermittelte Endkalibrierung des Bremswirkungsgrads für das gesamte Fahrzeug ist, Brk_eff_nom der erwartete Bremswirkungsgrad basierend auf der obigen ermittelten Kalibrierung (gesamtes Fahrzeug) ist, Brk_eff_actual der gegenwärtig aktuell gemessene Bremswirkungsgrad (gesamtes Fahrzeug) ist, Brk_eff_ratio ein Verhältnis ist, das den erwarteten (nominell das gesamte Fahrzeug) über den gegenwärtig tatsächlich gemessenen Bremswirkungsgrad (gesamtes Fahrzeug) erzielt, Svsd(LF, 0) gleich wie Svsd(i, 0–3) ist (wobei i = die Radzahl), Scal(LF, 1) gleich wie Scal(i, 0–3) ist (wobei i = die Radzahl), LF_bal_act der gegenwärtig aktuell gemessene Bremswirkungsgrad für das linke vordere Rad ist (für RF, LR, RR gleich) und RR_bal_ratio ein Verhältnis ist, das den erwarteten Bremswirkungsgrad rechts hinten (nominell) über den tatsächlich aktuell gemessenen Bremswirkungsgrad rechts hinten erzielt (für LF, RF, LR gleich).
Die Steuerung fährt von Schritt 174 mit Schritt 176 fort, wobei die ABS-Steuerung 50 das Folgende ausführt:
AKTUALISIERE EINGÄNGE mit JÜNGSTEN TABELLENDATEN

Brake_Torque = ((Pedal Position – (Pvsd(0))·((Pvsd(2) – Pvsd(0))/(D3 – D1)))·Kbrk_torque) + ((Update_Brake_heat – Brake_heat)·Kheat_crv) Brake_Heat = Brake_Heat – ((MPH + Kcoolspdmin)^2·Kcoolspd)·(Brake_Heat – (Brake_Heat·Kcoolambient) + (Brake Torque·(Kheat·MPH))·(Kmaxtemp – Brake_Heat)/Kmaxtemp)
Vehicle_Weight = LVW + ((((Pvsdold(2) – (Pvsdold(0)) – ((Pvsd(2) – Pvsd(0))/(D3 – D1)))·Kveh_weight) + ((Update_Brake_heat – Brake_heat)·Kheat_crv)

NEIGUNG = ROLLWIDERSTAND + AERODYNAMISCHER LUFTWIDERSTAND + MOTORBREMSE + BREMSMOMENT + BESCHLEUNIGUNG
Die Steuerung fährt von Schritt 176 mit Schritt 178 fort, bei dem die ABS-Steuerung 50 das Folgende ausführt: Brk_eff_LF = ((Brk_eff_ratio·Kfront_Brk_eff) + (Brake_Heat·Kfront_fade_eff) + (Grade·Kfront_grade_wt_transfer) + (Vehicle_Weight·Kfront_wt_transfer))·LF_bal_ratio Brk_eff_RF = ((Brk_eff_ratio·Kfront_Brk_eff) + (Brake_Heat·Kfront_fade_eff) + (Grade·Kfront_grade_wt_transfer) + (Vehicle_Weight·Kfront-wt_transfer))· RF_bal_ratio Brk_eff_LR = ((Brk_eff_ratio·Krear_Brk_eff) + (Brake_Heat·Krear_fade_eff) + (Grade·Krear_grade_wt_transfer) + (Vehicle_Weight·Krear_wt_transfer))·LR_bal_ratio Brk_eff_RR = ((Brk_eff_ratio·Krear_Brk-eff) + (Brake_Heat·Krear_fade_eff) + (Grade·Krear_grade_wt_transfer) + (Vehicle_Weight·Krear-wt_transfer))·RR_bal_ratiowobei Brk_eff_LF der gegenwärtige aktuelle Wirkungsgrad der linken vorderen Bremse (für RF, LR, RR gleich) ist, K_{front_brk_eff}, K_{rear_brk_eff} kalibrierbare Konstanten sind, die die Nenn-Bremswirkungsgrade für die Front- und Heckpartie darstellen, K_{front_fade_eff}, K_{rear_fade_eff} kalibrierbare Konstanten sind, die den Nenn-Bremsschwund für die Front- und Heck- Partie darstellen, K_{front_grade_wt_transfer}, K_{rear_gradeK_wt_transfer} kalibrierbare Konstanten sind, die die Nenn-Gewichtsverlagerung für die Front- und Heckpartie infolge von Neigungen darstellen, K_{front_wt_transfer}, K_{rear_wt_transfer} kalibrierbare Konstanten sind, die die Nenn-Gewichtsverteilung für die Front- und Heckpartie eines Fahrzeugs darstellen, und GRADE die Güte bzw. Neigung ist.
Die Steuerung fährt von Schritt 176 mit Schritt 178 fort, bei dem die ABS-Steuerung 50 das Folgende ausführt: Ramp_rate_LF = Kfront_ramp_rate·(Kfront_eff_ramp_rate·Brk_eff_LF) Ramp_rate_RF = Kfront_ramp_rate·(Kfront_eff_ramp_rate·Brk_eff_RF) Ramp_rate_LR = Krear_ramp_rate·(Krear_eff_ramp_rate·Brk_eff_LR) Ramp_rate_RR = Krear_ramp_rate·(Krear_eff_ramp_rate·Brk_eff_RR) ABS_TableLF(i, j) = (Kslip_front(i,j)·Brk_eff_LF) + (Kdecel_front(i,j)·Brk_eff_LF) ABS_TableRF(i, j) = (Kslip_front(i,j)·Brk_eff_RF) + (Kdecel_front(i,j)·Brk_eff_RF) ABS_TableLR(i, j) = (Kslip_c(i,j)·Brk_eff_LR) + (Kdecel_Rear(i,j)·Brk_eff_LR) ABS_TableRR(i, j) = (Kslip_c(i,j)·Brk_eff_RR) + (Kdecel_Rear(i,j)·Brk_eff_RR)wobei Ramp_rate_LF die berechnete Motorrampenrate für den linken vorderen. Aktuator (für RF, LR, RR gleich) ist, K_{front_ramp_rate}, K_{rear_ramp_rate} kalibrierbare Konstanten sind, die die Nenn-Motorrampenraten für die Front- und Heckpartie darstellen, K_{front_eff_ramp_rate}, K_{rear_eff_ramp_rate} kalibrierbare Konstanten sind, die die Nenn-Aktuatorwirkungsgradraten für die Front- und Heckpartie darstellen, ABS_TableRR(i, j) eine ABS-Nachschlagetabelle für Schlupf gegenüber Verzögerung modifiziert durch die einzelnen Bremswirkungsgrade ist (wobei i = Schlupf und j = Verzögerung) und K_{slip_tront(i,j)}, K_{slip_c(i,j)} kalibrierbare Konstanten der ABS-Standardnachschlagetabelle des Schlupfes gegenüber der Verzögerung für die Front- und Heckpartie sind.
Die ABS-Steuerung kann auch in Fahrzeugen mit elektronischer Getriebesteuerung verwendet werden, um ein Herunterschalten des Getriebes auf einen ersten oder zweiten Gang zu verhindern, was das Fahrzeug instabil machen würde, wobei dies insbesondere bei heckgetriebenen Fahrzeugen nützlich ist. Die ABS-Steuerung sieht eine effektivere Weise zum Identifizieren des aktuellen Reibungskoeffizienten für jede Ecke vor, wenn die Bremsen betätigt werden, während eine Kurvenfahrt an steilen Hügeln bzw. Abhängen ausgeführt wird, was die richtige Berechnung von Freigabe- und Aufbringdrücken und Schlupf- und Verzögerungszielen ermöglicht.
Zur weiteren Erläuterung der hier verwendeten Gleichungen und Variablen wird auf das "Kraftfahrtechnische Taschenbuch", Bosch, 22. Auflage, 1998, S. 668–677, verwiesen.
Zusammengefasst ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Betrieb eines Fahrzeugantiblockierbremssystems vorgesehen, wobei die Vorrichtung ein Bremspedal und einen Bremsenmodulator umfasst, der einen Bremsdruck durch eine anfängliche Druckverringerung nach Detektion einer beginnenden Radblockierung verringert. Eine Fahrzeugverzögerung wird als eine Funktion der Bremspedalstellung gemessen. Eine erste Tabelle wird mit der Fahrzeugverzögerung und der Bremspedalstellung aktualisiert. Ein Reibungskoeffizient einer Straßenoberfläche wird basierend auf der ersten Tabelle geschätzt. Ein Schlupfziel für zumindest ein Rad wird geschätzt und basiert auf einem geschätzten maximalen Schlupf des zumindest einen Rades vor Verlust an Traktion minus einer geschätzten Wahrscheinlichkeit für einen Fahrzeugüberschlag. Ein Verzögerungsziel für zumindest ein Rad wird geschätzt und basiert auf einer geschätzten maximalen Verzögerung des zumindest einen Rades vor Verlust an Traktion minus der geschätzten Wahrscheinlichkeit für einen Fahrzeugüberschlag.

Claims

Verfahren zum Betrieb eines Antiblockierbremssystems (10) für ein Fahrzeug (12) mit einem Bremspedal (30) und einem Bremsenmodulator (38, 40, 42), der einen Bremsdruck durch eine anfängliche Druckverringerung nach Detektion einer beginnenden Radblockierung verringert, dadurch gekennzeichnet, dass: eine Fahrzeugverzögerung als eine Funktion einer Bremspedalstellung gemessen wird; eine erste Tabelle mit der Fahrzeugverzögerung und der Bremspedalstellung aktualisiert wird; ein Reibungskoeffizient einer Straßenoberfläche basierend auf der ersten Tabelle geschätzt wird; ein Schlupf-Sollwert für zumindest ein Rad (22, 24, 26, 28) geschätzt wird, der auf einem geschätzten maximalen Schlupf des zumindest einen Rades (22, 24, 26, 28) vor Verlust einer Traktion, dem Reibungskoeffizienten und einer geschätzten Überschlagsquerbeschleunigung basiert, und dass das Antiblockierbremssystem (10) auf Grundlage des Schlupf-Sollwerts betätigt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend, dass zusätzlich ein Verzögerungs-Sollwert für zumindest ein Rad (22, 24, 26, 28) geschätzt wird, der auf einer geschätzten maximalen Verzögerung des zumindest einen Rades (22, 24, 26, 28) vor Verlust an Traktion und der geschätzten Überschlagsquerbeschleunigung basiert, wobei das Antiblockierbremssystem (10) auch auf Grundlage des Verzögerungs-Sollwerts betätigt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend, dass der Schlupf-Sollwert ferner auf einem Radschlupfkoeffizienten basiert.
Verfahren nach Anspruch 2, ferner umfassend, dass eine Neigung basierend auf einem Rollwiderstand, einem Luftwiderstand, einer Motorbremswirkung, einem Bremsmoment und einer Beschleunigung geschätzt wird, wobei das Antiblockierbremssystem (10) auf Grundlage der Neigung betätigt wird.
Verfahren nach Anspruch 3, ferner umfassend, dass das Fahrzeuggewicht geschätzt wird, wobei das Antiblockierbremssystem (10) auf Grundlage des Fahrzeuggewichts betätigt wird.
Verfahren nach Anspruch 5, ferner umfassend, dass ein Lenkwinkel geschätzt wird, wobei eine Lenkrate und eine Querbeschleunigung auf Grundlage des Lenkwinkels bestimmt werden.
Verfahren nach Anspruch 6, ferner umfassend, dass eine Gewichtsverteilung für jedes Rad (22, 24, 26, 28) des Fahrzeugs (12) geschätzt wird, wobei der Schlupf-Sollwert ferner auf Grundlage der Gewichtsverteilung bestimmt wird.
Verfahren nach Anspruch 7, ferner umfassend, dass die Gewichtsverteilung unter Berücksichtigung von Wanken, Nicken, Querbeschleunigung und Längsbeschleunigung berechnet wird.
Verfahren nach Anspruch 8, ferner umfassend, dass ein Bremsenfreigabemoment für jedes der Räder (22, 24, 26, 28) basierend auf der Gewichtsverteilung berechnet wird, wobei das Antiblockierbremssystem (10) basierend auf dem Bremsenfreigabemoment betätigt wird.
Verfahren nach Anspruch 9, ferner umfassend, dass ein Bremsenaufbringmoment basierend auf der Gewichtsverteilung berechnet wird, wobei das Antiblockierbremssystem (10) basierend auf dem Bremsenaufbringmoment betätigt wird.
Antiblockierbremssystem (10) für ein Fahrzeug (12) mit: einem Bremspedal (30); und einem Bremsenmodulator (38, 40, 42); dadurch gekennzeichnet, dass das Antiblockierbremssystem (10) ferner umfasst: eine Steuerung (50), die mit dem Bremsenmodulator (38, 40, 42) in Verbindung steht und die eine Fahrzeugverzögerung als eine Funktion einer Bremspedalstellung misst, eine erste Tabelle mit der Fahrzeugverzögerung und der Bremspedalstellung aktualisiert, einen Reibungskoeffizient einer Straßenoberfläche basierend auf der ersten Tabelle schätzt und ein Schlupf-Sollwert für zumindest ein Rad schätzt, der auf einem geschätzten maximalen Schlupf des zumindest einen Rades vor Verlust an Traktion und einer geschätzten Überschlagsquerbeschleunigung basiert, wobei die Steuerung (50) das Antiblockierbremssystem (10) auf Grundlage des Schlupf-Sollwerts betätigt.
Antiblockierbremssystem (10) nach Anspruch 11, wobei die Steuerung (50) einen Verzögerungs-Sollwert für zumindest ein Rad (22, 24, 26, 28) schätzt, der auf einer geschätzten maximalen Verzögerung des zumindest einen Rads (22, 24, 26, 28) vor Verlust an Traktion und der geschätzten Überschlagsquerbeschleunigung basiert, wobei die Steuerung (50) das Antiblockierbremssystem (10) auch auf Grundlage des Verzögerungs-Sollwerts betätigt.
Antiblockierbremssystem (10) nach Anspruch 11, wobei der Schlupf-Sollwert ferner auf einem Radschlupfkoeffizienten basiert.
Antiblockierbremssystem (10) nach Anspruch 12, wobei die Steuerung (50) eine Neigung basierend auf einem Rollwiderstand, einem Luftwiderstand, einer Motorbremswirkung, einem Bremsmoment und einer Beschleunigung schätzt, wobei das Antiblockierbremssystem (10) auf Grundlage der Neigung betätigt wird.
Antiblockierbremssystem (10) nach Anspruch 13, wobei die Steuerung (50) ein Fahrzeuggewicht schätzt, wobei das Antiblockierbremssystem (10) auf Grundlage des Fahrzeuggewichts betätigt wird.
Antiblockierbremssystem (10) nach Anspruch 15, wobei die Steuerung (50) einen Lenkwinkel schätzt, wobei eine Lenkrate und eine Querbeschleunigung auf Grundlage des Lenkwinkels bestimmt werden.
Antiblockierbremssystem (10) nach Anspruch 16, wobei die Steuerung (50) eine Gewichtsverteilung für jedes Rad (22, 24, 26, 28) des Fahrzeugs (12) schätzt, wobei der Schlupf-Sollwert auf Grundlage der Gewichtsverteilung bestimmt wird.
Antiblockierbremssystem (10) nach Anspruch 17, wobei die Steuerung (50) die Gewichtsverteilung unter Berücksichtigung von Wan ken, Nicken, Querbeschleunigung und Längsbeschleunigung berechnet.
Antiblockierbremssystem (10) nach Anspruch 18, wobei die Steuerung (50) ein Bremsenfreigabemoment für jedes der Räder (22, 24, 26, 28) basierend auf der Gewichtsverteilung berechnet, wobei das Antiblockierbremssystem (10) basierend auf dem Bremsenfreigabemoment betätigt wird.
Antiblockierbremssystem (10) nach Anspruch 19, wobei die Steuerung (50) ein Bremsenaufbringmoment basierend auf der Gewichtsverteilung berechnet, wobei das Antiblockierbremssystem (10) basierend auf dem Bremsenaufbringmoment betätigt wird.