DE10393081B4

DE10393081B4 - Hybridfahrzeugrutschstoppvorrichtung

Info

Publication number: DE10393081B4
Application number: DE10393081T
Authority: DE
Inventors: Moriharu Kariya Sakai; Takashi Kariya Watanabe; Shoichi Kariya Masaki
Original assignee: Advics Co Ltd
Current assignee: Advics Co Ltd
Priority date: 2002-10-08
Filing date: 2003-09-29
Publication date: 2007-01-18
Anticipated expiration: 2023-09-30
Also published as: WO2004033265A1; CA2498099C; CN1688467A; CA2498099A1; US20060060441A1; DE10393081T5; CN100393561C; JP2004130851A

Abstract

Hybridfahrzeugrutschstoppvorrichtung mit einer Vielzahl verschiedener Bauarten an Rutschstoppeinrichtungen (1, 4) zum Verhindern von Rutschen des Fahrzeugs (A) durch Erhöhen des Reibungswiderstands relativ zu einer Straßenoberfläche, auf der das Fahrzeug (A) fährt,
gekennzeichnet durch
eine Straßenoberflächenzustandserfassungseinrichtung (5, 6) zum Erfassen eines Straßenoberflächenzustands,
wobei eine der Vielzahl der Rutschstoppeinrichtungen (1, 4) verschiedener Bauarten gemäß dem durch die Straßenoberflächenzustandserfassungseinrichtung (5, 6) erfassten Straßenoberflächenzustand auswählbar und betätigbar ist.

Description

Diese Erfindung bezieht sich auf eine Hybridfahrzeugrutschstoppvorrichtung gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.
Wenn ein Fahrzeug auf einer gefrorenen Straße, einer nassen gepflasterten Straße oder einer trockenen gepflasterten Straße, auf der Sand vorhanden ist, fährt, haben seine Reifen die Tendenz zum geringeren Griff auf einer solchen Straßenoberfläche, so dass die Reifen leicht rutschen. Folglich bewegt sich das Fahrzeug auf solch einer Straßenoberfläche über eine sehr lange Distanz, bevor es zum kompletten Stillstand kommt, selbst wenn ein herkömmliches Bremssystem so betätigt wird, dass die Räder mit voller Kraft gebremst werden. Dies erhöht die Möglichkeit des Fahrzeugs unberücksichtigt seiner Fahrzeuggeschwindigkeit in ein Hindernis zu prallen.
Auf solcher einer Niederreibungs-Straßenoberfläche rutschen die einzelnen Räder typischerweise mit verschiedenem Grad, wodurch das Fahrverhalten des Fahrzeugs destabilisiert wird. Im schlechtesten Fall kann das Fahrzeug aus der beabsichtigten Fahrzeugspur steuern und in einen Unfall verwickelt werden. Heutzutage sind verschiedene Vorrichtungen verfügbar, welche ein stabiles Fahren von Fahrzeugen sicherstellen, wie beispielsweise ein Antiblockiersystem (ABS), welches den Rutschgrad von einzelnen Rädern erfasst und die Bremskräfte an die entsprechenden Räder individuell steuert, sowie ein Fahrzeugsstabilitätssteuerung(VSC)-System, welches die Steuertendenz des Fahrzeugs basierend auf Informationen erfasst, welche von einem Gierratensensor und einem Seitenbeschleunigungssensor eingespeist werden, sowie die Motorleistungsabgabe und die Bremskräfte an die individuellen Räder steuert. Damit diese Vorrichtungen ihre beabsichtigten Funktionen ausreichend zeigen, ist es jedoch wesentlich, dass zumindest einige Reifen ihren Griff aufrechterhalten.

Um Fahrzeugunfälle, so wie beispielsweise einen Aufprall auf Niederreibungs-Straßenoberflächen, zu vermeiden, wurde vorgeschlagen, an ein Fahrzeug neben einem herkömmlichen Bremssystem eine Rutschstoppeinrichtung zu montieren, um Rutschen des Fahrzeugs, durch Erhöhen des Reibungswiderstandes des Fahrzeugs relativ zur Straßenoberfläche, zu verhindern. Unter solchen Rutschstoppeinrichtungen gibt es jene, welche ein Rutschverhinderungsmaterial, wie beispielsweise Sand oder Körner aus Eis zwischen die einzelnen Reifen und die Straßenoberfläche streuen (wie in der JP-A-04-038204, JP-A-07-309101 und JP-A-08-025905 offenbart ist), von denen eine einen flüssigen Klebstoff auf die Reifenoberflächen anbringt und dann ein Rutschverhinderungsmaterial auf die Reifen sprüht, um dieses an die Reifenoberflächen anzuhaften (JP-A-63-02706), von denen eines kalte Luft gegen die Reifen bläst, um zu verhindern, dass die Reifen die gefrorene Straßenoberfläche auftauen (JP-A-50-100703), von denen eine eine Bremsplatte oder einen gezahnten Bremsring aufweist, welche so ausgeführt sind, dass sie gegen die Straßenoberfläche gedrückt werden (JP-A-49-002228, JP-A-54-122528, JP-A-08-040222 und JP-A-08-156760) und von denen eine einen Gassack aufweist, der füllbar ist, so dass er nach außen hervorsteht und gegen die Straßenoberfläche gedrückt wird (JP-A-06-286586).

Ferner zeigt DE 200 22 085 U1 eine gattungsbildende Hybridfahrzeugrutschstoppvorrichtung mit einer Vielzahl verschiedener Bauarten an Rutschstoppeinrichtungen zum Verhindern von Rutschen des Fahrzeugs durch Erhöhen des Reibungswiderstands relativ zu einer Straßenoberfläche, auf der das Fahrzeug fährt.

Nur eine solche herkömmliche Rutschstoppeinrichtung ist an ein Fahrzeug montiert. Wenn diese ausfällt oder wenn das Verbrauchsmaterial, wie beispielsweise ein Rutschverhinderungsmaterial oder flüssiger Klebstoff ausgeht und der Fahrer sich dieser Tatsache nicht bewusst ist, ist es folglich unmöglich das Rutschen des Fahrzeugs zu verhindern.

Einige der vorstehend beschriebenen Rutschstoppeinrichtungen können entsprechend dem Straßenoberflächenzustand das Rutschen des Fahrzeugs nicht effektiv verhindern. Beispielsweise kann eine Rutschstoppeinrichtung der Bauart, welche Rutschstoppmaterial, wie beispielsweise Sand verstreut, Rutschen auf einer gefrorenen Straßenoberfläche verhindern, aber auf einer trockenen gepflasterten Straße wird sie das Rutschen der Räder eher fördern als verhindern. Aber diese Bauart der Rutschstoppeinrichtung hat einen gewissen Vorteil darin, dass sie leicht in ihre ursprüngliche Position oder ihren Zustand zurückkehren und wiederholt betätigt werden kann.

Andererseits wirkt eine Rutschstoppeinrichtung der Bauart, welche eine Bremsplatte oder dergleichen aufweist, welche so ausgeführt ist, dass sie gegen die Straßenoberfläche gedrückt wird, auf jeder Straßenoberfläche effektiv, hat aber das Problem, dass es beschwerlich ist, sie in ihren ursprünglichen Zustand zurückzubringen, nachdem diese betätigt wurde.

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Hybridfahrzeugrutschstoppvorrichtung bereitzustellen, welche zuverlässig ein Rutschen eines Fahrzeugs auf einer Straßenoberfläche bei jedem Zustand verhindern kann.

Diese Aufgabe ist mit einer Hybridfahrzeugrutschstoppvorrichtung mit den Merkmalen von Patentanspruch 1 gelöst.

Eine vorteilhafte Weiterbildung ist im abhängigen Patentanspruch 2 definiert.

Erfindungsgemäß ist eine Hybridfahrzeugrutschstoppvorrichtung mit einer Vielzahl an verschiedenen Bauarten an Rutschstoppeinrichtungen zum Verhindern von Rutschen eines Fahrzeugs durch Erhöhen des Reibungswiderstands relativ zur Straßenoberfläche bereitgestellt, auf der das Fahrzeugs fährt.

Durch Bereitstellen einer Vielzahl an Rutschstoppeinrichtungen verschiedener Bauarten kann, selbst wenn eine davon ausfällt oder wenn Rutschverhinderungsmaterial in einer der Rutschstoppeinrichtungen ausgeht, die andere Rutschstoppeinrichtung als Ersatz betätigt werden. Rutschen eines Fahrzeugs kann somit immer zuverlässig verhindert werden.

In der einfachsten Anordnung wird eine der Rutschstoppeinrichtungen aus der Vielzahl verschiedener Bauarten ausgewählt und betätigt, wenn ein Auswahlschalter durch den Fahrer gedrückt wird. Andererseits kann solch eine Auswahl automatisch durch eine Steuerung vorgenommen werden. In jedem Fall kann eine Priorität der Betätigung eingestellt werden. Wenn die Auswahl automatisch durch die Steuerung gemacht wird, kann die Steuerung so programmiert werden, dass sie kontinuierlich überprüft, ob die Rutschstoppeinrichtung normal arbeitet und die verbleibende Menge an Verbrauchsmaterial überwachen, so dass die Ergebnisse des Überprüfens und Überwachens bei der Auswahl und Betätigung einer der Rutschstoppeinrichtungen berücksichtigt.

Die Fahrzeugrutschstoppeinrichtung kann des Weiteren eine Straßenoberflächenzustandserfassungseinrichtung zum Erfassen eines Straßenoberflächenzustandes aufweisen, wobei eine der Rutschstoppvorrichtungen aus der Vielzahl verschiedener Bauarten gemäß des durch die Straßenoberflächenzustandserfassungseinrichtung erfassten Straßenoberflächenzustandes ausgewählt und betätigt wird. Mit dieser Anordnung ist es möglich, die am besten geeignete der Rutschstoppeinrichtungen auszuwählen und zu betätigen.

Die Straßenoberflächenzustandserfassungseinrichtung kann von der Bauart sein, bei der der Straßenoberflächenzustand indirekt aus der Beziehung zwischen der Summe an Rutschbeträgen der einzelnen Räder und der Beschleunigung des Fahrzeugs oder aus der Frequenzantwort der Übertragungscharakteristiken von einer Straßenoberflächenstörung an die Raddrehzahl gefolgert wird, wie in der JP-A-07-112659 und JP 2002-120709 A offenbart ist. Alternativ kann der Straßenoberflächenzustand direkt aus einfallenden und reflektierten Lichtstrahlen, Farbtönen, Temperaturen, usw. erfasst werden, welche von einer Erfassungsvorrichtung erlangt werden, die Laserstrahlen, eine TV-Kamera oder einen Temperatursensor verwendet.

Erfindungsgemäß kann, selbst wenn eine der Rutschstoppeinrichtungen aus der Vielzahl verschiedener Bauarten ausfällt oder das Rutschverhinderungsmaterial in einer dieser Rutschstoppeinrichtungen ausgeht, die andere Rutschstoppeinrichtung als Ersatz betätigt werden. Ein Rutschen des Fahrzeugs kann somit immer zuverlässig verhindert werden.

Mit der Anordnung, in der die Fahrzeugrutschstoppvorrichtung des Weiteren eine Straßenoberflächenzustandserfassungseinrichtung zum Erfassen des Straßenoberflächenzustandes aufweist, in der eine Rutschstoppeinrichtung aus der Vielzahl verschiedener Bauarten so ausgeführt ist, dass sie entsprechend dem Straßenoberflächenzustand, der durch die Straßenoberflächenzustandserfassungseinrichtung ausgewählt und betätigt wird, ist es möglich, die am besten geeignete der Rutschstoppeinrichtungen auszuwählen und zu betätigen.

Kurzbeschreibung der Zeichnungen
1 ist eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs, an welches eine Hybridfahrzeugrutschstoppvorrichtung eines ersten Ausführungsbeispiels montiert ist;
2 ist eine schematische Darstellung einer ersten Rutschstoppeinrichtung aus 1; und
3 ist ein Flussdiagramm eines Algorithmus zum Betätigen der Hybridfahrzeugrutschstoppvorrichtung aus 1.
Bevorzugte Weise zum Ausführen der Erfindung
Nun wird unter Bezugnahme auf die 1-3 das Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beschrieben. Zunächst Bezug nehmend auf 1, hat die Hybridfahrzeugrutschstoppeinrichtung eine erste Rutschstoppeinrichtung 1 zum Blasen eines Rutschverhinderungsmaterials zwischen die entsprechenden Reifen und die Straßenoberfläche, um den Reibungswiderstand zwischen den Reifen und der Straßenoberfläche zu erhöhen, eine zweite Rutschstoppeinrichtung 4 hat eine Bremsplatte 3 und einen Zylinder 2 zum Andrücken der Bremsplatte 3 gegen die Straßenoberfläche, wodurch der Reibungswiderstand zwischen dem Fahrzeug und der Straßenoberfläche erhöht wird, eine TV-Kamera 5 zum Aufnehmen des Bildes der Straßenoberfläche vor dem Fahrzeug A und eine Steuerung 6 zum wahlweisen Betätigen der ersten Rutschstoppeinrichtung 1 und der zweiten Rutschstoppeinrichtung 4.
Sensorausgaben werden von einem Andrückkraftsensor 9 zum Messen der Andrückkraft F, die an ein Bremspedal 8 zum Betätigen des Bremssystems (nicht dargestellt) angelegt wird, um die entsprechenden Räder 7 zu bremsen, und einem Verzögerungssensor 10 zum Messen der Verzögerung α des Fahrzeugs A, in die Steuerung 6 eingegeben. Die Steuerung 6 vergleicht folglich die erfasste Andrückkraft F und die erfasste Verzögerung α jeweils mit Schwellwerten F_T und α_T, um zu bestimmen, ob es erforderlich ist, die Rutschstoppvorrichtung zu betätigen. Wenn als erforderlich bestimmt, bestimmt die Steuerung 6 basierend auf dem Straßenoberflächenzustand, der aus dem Bild der Straßenoberfläche bestimmt wird, das von der TV-Kamera 5 aufgenommen wird, welche der ersten und zweiten Rutschstoppeinrichtung betätigt werden sollte.
Wie in 2 dargestellt, hat die erste Rutschstoppeinrichtung 1 jeweils einen Druckspeicher 12, eine Pumpe 11 zum Sammeln des Gasdrucks im Druckspeicher 12, einen Behälter 15 für ein Rutschstoppmaterial und eine Düse 16, die vor einem Rad 7 vorgesehen ist. Die Steuerung 6 öffnet Magnetventile 13 und 14, um druckbeaufschlagtes Gas, welches im Druckspeicher 12 gesammelt ist, in den Behälter 15 über die Magnetventile 13 und 14 und ein Rohr 17 zuzuführen, wodurch das Rutschstoppmaterial im Behälter 15 über eine Düse 16 geblasen wird. Obwohl nicht dargestellt, ist eine Vielzahl an solchen ersten Rutschstoppeinrichtungen 1 vorgesehen, jeweils eine für jedes Rad 7.
Ein Umleitungsrohr 17a erstreckt sich zwischen dem Magnetventil 14 und der Düse 16 während es das Rohr 17 überbrückt. Wie später beschrieben wird, wenn die Steuerung 6 bestimmt, dass es erforderlich ist, Maßnahmen zu ergreifen, um Rutschen anzuhalten und des Weiteren bestimmt, dass die Straßenoberfläche nass ist, als Ergebnis der Überprüfung des Bildes, dass durch die TV-Kamera 5 aufgenommen wurde, steuert sie die Magnetventile 13, 14, so dass nur Gas durch die Düse 16 geblasen wird, um jegliches Wasser in Vertiefungen in der Straße unmittelbar vor dem Rad 7 wegzublasen. Außerdem wird Gas über das Umleitungsrohr 17a zugeführt, um zu überprüfen, ob die Düse 16 verstopfungsfrei ist und folglich die erste Rutschstoppeinrichtung 1 normal funktioniert.
3 ist ein Flussdiagramm, welches den Algorithmus der Steuerung 6 zum wahlweisen Betätigen der Hybridfahrzeugrutschstoppeinrichtung darstellt. Zuerst vergleicht die Steuerung 6 die Andrückkraft F und die Verzögerung α, welche kontinuierlich vom Andrückkraftsensor 9 und dem Verzögerungssensor 10 eingespeist werden, jeweils mit Schwellwerten F_T beziehungsweise α_T (Schritt 1), und wenn die Andrückkraft F größer als der Schwellwert F_T und die Verzögerung α kleiner als der Schwellwert α_T ist, was bedeutet, dass das Fahrzeug A nicht ausreichend verzögert wird, trotz der Tatsache, dass der Fahrer das Bremspedal 8 stark niederdrückt, weil zumindest eines der Räder 7 rutscht, bestimmt die Steuerung 6, dass es erforderlich ist, die Rutschstoppvorrichtung zu betätigen (Schritt 2).
Die Steuerung 6 überprüft dann den Zustand der Straßenoberfläche basierend auf dem Bild, das durch die TV-Kamera 5 aufgenommen wird (Schritt 3) und wenn bestimmt wird, dass die Straßenoberfläche gefroren ist oder mit Schnee bedeckt ist, wird sie die erste Rutschstoppeinrichtung 1 betätigen, um Rutschverhinderungsmaterial zu streuen (Schritt 4). Wenn die Straßenoberfläche als nass bestimmt wird, betätigt die Steuerung 6 die erste Rutschstoppeinrichtung 1 um lediglich Gas durch das Umleitungsrohr 17a jeder Einrichtung 1 zu blasen (Schritt 5). Wenn der Straßenoberflächenzustand anders ist, betätigt sie die zweite Rutschstoppeinrichtung 4 (Schritt 6).
Die Rutschstoppvorrichtung des vorstehenden Ausführungsbeispiels weist eine Rutschstoppeinrichtung der ersten Bauart auf, um Rutschstoppmaterial zwischen den Reifen und der Straßenoberfläche zu streuen, und weist eine Rutschstoppeinrichtung der zweiten Bauart mit einer Bremsplatte, die gegen die Straßenoberfläche zu drücken ist, auf. Aber eine oder beide der ersten und zweiten Bauart an Rutschstoppeinrichtungen können mit anderen Bauarten ausgetauscht werden. Natürlich kann die Rutschstoppvorrichtung Rutschstoppeinrichtungen von drei oder mehr verschiedenen Bauarten aufweisen.
Außerdem kann ein Auswahlschalter vorgesehen werden, so dass der Fahrer irgendeine der Rutschstoppeinrichtungen durch Betätigen des Schalters auswählen kann.
In dem Ausführungsbeispiel bestimmt die Steuerung 6 den Straßenoberflächenzustand basierend auf dem Bild der Straßenoberfläche, das durch die TV-Kamera aufgenommen wird. Stattdessen kann der Straßenoberflächenzustand basierend auf Informationen von einem Temperatursensor zum Messen der Straßenoberflächentemperatur oder einer Vorrichtung zum Abstrahlen eines Laserstrahls auf eine Straßenoberfläche und zum Messen des Straßenoberflächenzustands aus der Streuung der Intensität des von der Straßenoberfläche reflektierten Laserstrahls bestimmt werden. Alternativ kann der Straßenoberflächenzustand indirekt aus der Beziehung zwischen der Summe der Rutschbeträge von einzelnen Rädern und der Beschleunigung des Fahrzeugs abgeleitet werden oder aus der Frequenzantwort der Übertragungscharakteristiken der Straßenoberflächenstörung an die Raddrehzahl abgeleitet werden, wie in der JP-A-07-112659 und JP 2002-120709 A offenbart ist.
In diesem Ausführungsbeispiel wird die Rutschstoppvorrichtung betätigt, wenn das Bremspedal fest niedergedrückt wird und zumindest ein Rad anfängt zu rutschen. Aber die Rutschstoppvorrichtung kann auch betätigt werden, wenn zumindest eines der Räder rutscht, wenn das Fahrzeug anfährt oder wenn die Räder mit unterschiedlichem Grad rutschen, wodurch das Fahrzeug destabilisiert wird.

Claims

Hybridfahrzeugrutschstoppvorrichtung mit einer Vielzahl verschiedener Bauarten an Rutschstoppeinrichtungen (1, 4) zum Verhindern von Rutschen des Fahrzeugs (A) durch Erhöhen des Reibungswiderstands relativ zu einer Straßenoberfläche, auf der das Fahrzeug (A) fährt, gekennzeichnet durch eine Straßenoberflächenzustandserfassungseinrichtung (5, 6) zum Erfassen eines Straßenoberflächenzustands, wobei eine der Vielzahl der Rutschstoppeinrichtungen (1, 4) verschiedener Bauarten gemäß dem durch die Straßenoberflächenzustandserfassungseinrichtung (5, 6) erfassten Straßenoberflächenzustand auswählbar und betätigbar ist.
Hybridfahrzeugrutschstoppvorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei die Vielzahl verschiedener Bauarten an Rutschstoppeinrichtungen (1, 4) für den gleichen bestimmten Reifen (7) des Fahrzeugs (A) vorgesehen sind.