DE19910099A1

DE19910099A1 - Determination of route conditions

Info

Publication number: DE19910099A1
Application number: DE19910099A
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Kling; Robert Schmidt
Original assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Current assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Priority date: 1998-03-31
Filing date: 1999-03-08
Publication date: 1999-11-04

Abstract

The invention relates to the determination of road conditions in a non-braking or partially braking vehicle. Said road conditions are determined using a temporal derivation from the characteristic values established for at least one of the vehicle wheels, the averages of said characteristic values being calculated.

Description

Die Erfindung betrifft die Bestimmung von Fahrwegbedingun gen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to the determination of route conditions gene according to the preamble of claim 1.

Ein derartiges Verfahren wird benötigt, um bei Fahrzeugen das Drehverhalten der Räder den Reibbedingungen auf der Fahrbahn und den Fahrwegbedingungen anpassen zu können. Die Fahrzeuge weisen Bremsanlagen auf, bei denen die Rad bremsdrücke unabhängig von der vom Fahrer auf das Bremspe dal ausgeübten Kraft einzustellen oder zu regeln sind.Such a method is required to be used in vehicles the turning behavior of the wheels the friction conditions on the To be able to adapt the road and the route conditions. The Vehicles have braking systems in which the wheel brake pressures regardless of that applied by the driver to the brake The force exerted must be set or regulated.

Bei einem Antiblockiersystem wird der Bremsdruck derart geregelt, daß sich die Räder bei einer Vollbremsung mit einem Schlupf drehen, bei dem sowohl hohe Bremskräfte als auch hohe Seitenkräfte übertragen werden können. Dies hat zur Folge, daß das Fahrzeug bei einer Vollbremsung lenkbar bleibt.In an anti-lock braking system, the brake pressure is like this regulated that the wheels with an emergency stop a slip, in which both high braking forces high lateral forces can also be transmitted. this has as a result that the vehicle can be steered when the brakes are applied hard remains.

Es sind aber auch andere Bremsdruckregelungen bekannt. So wird bei einer Antriebsschlupfregelung versucht, ein Durch drehen der angetriebenen Räder beim Anfahren zu verhindern. Bei einer Fahrstabilitätsregelung soll durch einen geziel ten Bremsdruckaufbau an bestimmten Rädern ein Schleudern des Fahrzeugs um seine Hochachse verhindert werden.However, other brake pressure controls are also known. So If a traction control system is attempted, a through to prevent turning of the driven wheels when starting. In the case of a driving stability regulation, a Spin build-up on certain wheels of the vehicle around its vertical axis can be prevented.

Die für die Bremsdruckregelungen entwickelten Regelalgo rithmen basieren darauf, daß aus den Signalen der Radsenso ren, die das Drehverhalten der Räder erfassen, eine Fahr zeug-Referenzgeschwindigkeit abgeleitet wird und daß mit einem Regelalgorithmus versucht wird, die jeweilige Radge schwindigkeit, das ist die Winkelgeschwindigkeit des Rades, der Fahrzeug-Referenzgeschwindigkeit im Sinne eines optima len Schlupfes anzupassen.The control algo developed for brake pressure control rithms are based on the fact that the signals from the wheel sensors driving, which record the turning behavior of the wheels tool reference speed is derived and that with a control algorithm is attempted, the respective wheel speed, that is the angular speed of the wheel, the vehicle reference speed in the sense of an optima len slip adjust.

In dem Regelalgorithmus sind fahrzeugspezifische Grenzwerte definiert, bei deren Auftreten eine Anpassung des Bremsdruckes einsetzt.Vehicle-specific limit values are in the control algorithm defined, an adjustment of the Brake pressure begins.

So werden z. B. Radverzögerungen definiert, so daß der Bremsdruck abgebaut werden kann, wenn die Fahrzeugräder zu stark verzögern, also die Tendenz aufweisen zu blockieren. Auf diese Weise läßt sich der Radschlupf in engen Grenzen halten. Die Schwellenwerte der Regelung sind für feste, ebene Fahrbahnoberflächen unabhängig vom Reibwert der Fahrbahn definiert.So z. B. wheel decelerations defined so that the Brake pressure can be reduced if the vehicle wheels are too strongly decelerate, i.e. have a tendency to block. In this way, the wheel slip can be limited hold. The threshold values of the regulation are for fixed, flat road surfaces regardless of the coefficient of friction of the Roadway defined.

Bei Bremsungen auf welligen bzw. holprigen, rauhen Fahr bahnoberflächen (Schlechtweg) erscheint es nicht ange bracht, mit den Werten zu rechnen, die für ebene Oberflä chen definiert worden sind. Man konnte nämlich feststellen, daß auf den Schlechtweg-Fahrbahnen die Bremswege verlängert werden. Dies läßt sich darauf zurückführen, daß durch Schwankungen des Fahrzeugs auf welligem Untergrund die Radlasten der einzelnen Räder sich sehr stark ändern, wodurch die Anpassung der Radgeschwindigkeit an die Fahr zeug-Referenzgeschwindigkeit nicht mehr optimal durchge führt werden kann. When braking on undulating or bumpy, rough driving it does not appear on the surface of the track (rough road) to calculate the values for flat surfaces Chen have been defined. You could see that the braking distances are extended on the rough road lanes become. This can be attributed to the fact that Fluctuations of the vehicle on a wavy surface Wheel loads of the individual wheels change very strongly, whereby the adaptation of the wheel speed to the driving tool reference speed is no longer optimally can be led.

Es ist daher für die genannten Fälle bereits vorgeschlagen worden, die Eingriffsschwellen der Regelalgorithmen, die für feste, ebene Fahrbahnuntergründe definiert sind, in dem Sinne anzupassen, daß höhere Schlupfwerte erlaubt sind.It is therefore already proposed for the cases mentioned been the intervention thresholds of the control algorithms are defined for firm, level road surfaces in which Adjust the sense that higher slip values are allowed.

Aus der US-PS 4969100 ist ein Verfahren zur Bestimmung einer Fahrzeug-Referenzgeschwindigkeit bekannt, die aus den Signalen, die von den Radsensoren geliefert werden, abge leitet wird. Gleichzeitig ist ein Beschleunigungssensor vorgesehen, dessen Werte mit der Referenz-Geschwindigkeit bzw. mit einer daraus abgeleiteten Referenz-Fahrzeugbe schleunigung verglichen werden. Im Falle einer Abweichung wird das Verfahren zur Bestimmung der Referenz-Ge schwindigkeit geändert.A method for determination is known from US Pat. No. 4,969,100 a vehicle reference speed known from the Signals delivered by the wheel sensors are abge is leading. At the same time is an acceleration sensor provided its values with the reference speed or with a reference vehicle code derived from it acceleration are compared. In the event of a deviation the procedure for determining the reference Ge speed changed.

Darüber hinaus ist es bekannt, die Längsbeschleunigung der Fahrzeugkarosserie mit der aus den Radgeschwindigkeiten abgeleiteten Referenz-Fahrzeugbeschleunigung zu vergleichen und bei einer Differenz Eingriffskriterien abzuleiten.In addition, it is known the longitudinal acceleration of the Vehicle body with that from the wheel speeds to compare derived reference vehicle acceleration and derive intervention criteria in the event of a difference.

Die bisherigen Algorithmen zur Bestimmung von Fahrwegbedin gungen basieren auf einer Analyse der abgeleiteten Radge schwindigkeiten, die mit Kenngrößen verglichen werden, die entweder ein weiterer Sensor, z. B. ein Beschleunigungssen sor, erfaßt, oder auf einer Auswertung der Radbeschleuni gungen beruhen. Dabei wird eine periodische Schwingung der Raddrehzahl erwartet, wenn die Fahrbahnuntergründe ein gegenüber den Eingriffsschwellen der normalen Regelalgo rithmen abweichende, z. B. wellige Ausbildung aufweisen. Die Fahrbahnbedingungen werden über die Frequenz und Ampli tude der Schwingung erkannt. Die Signalerfassung dieser periodischen Schwingungen der Radbeschleunigungen kann typischerweise nur bei einer von den Fahrwegbedingungen bestimmten Meßgröße erfolgen, die bei mäßigen Schlechtweg fahrbahnen in der für die Erfassung erforderlichen Ausprä gung nicht vorhanden ist. So ergeben sich bei ungebremster oder teilgebremster Fahrt auf mäßigen Schlechtwegfahrbahnen Zustände, bei denen wegen noch nicht erkannter Fahrwegbe dingungen Regelvorgänge, z. B. bei einer Antiblockier-Re gelung, deutlich vor Erreichen des tatsächlichen Bloc kierdruckniveaus eingeleitet werden, die zu einer Vergröße rung der Bremswege der Fahrzeuge führen.The previous algorithms for determining route conditions conditions are based on an analysis of the derived wheel rim speeds that are compared with parameters that either another sensor, e.g. B. an accelerating sor, detected, or on an evaluation of the wheel acceleration conditions. A periodic oscillation of the Wheel speed expected when the road surface is on compared to the intervention thresholds of the normal rule algo rithms deviating, z. B. have wavy training. The road conditions are determined by the frequency and ampli tude of vibration recognized. The signal acquisition of this periodic vibrations of the wheel accelerations can typically only in one of the route conditions certain measured variable take place with moderate bad road lanes in the extent required for the registration supply is not available. This results in unbraked or partially braked driving on moderate rough roads Conditions in which due to unrecognized route conditions control processes, e.g. B. in an anti-lock re success, well before the actual bloc is reached pressure levels are initiated, leading to an increase the braking distances of the vehicles.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren anzugeben, mit dem Fahrwegbedingungen ermittelt werden können, welche zwischen den definierten ebenen Fahrbahnun tergründen und den extrem welligen Fahrbahnuntergründen angesiedelt sind.The invention has for its object a method specify with which route conditions are determined can, which between the defined level lane and extremely wavy road surfaces are located.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch Bestimmung von Fahrwegbedingungen bei ungebremster oder teilgebremster Fahrt eines Fahrzeugs über eine zeitliche Ableitung von am Rad des Fahrzeugs erfaßten Kenngrößen, deren Mittelwerte gebildet werden, gelöst.This object is achieved by determining Track conditions with unbraked or partially braked Driving a vehicle over a time derivative of am Wheel of the vehicle recorded parameters, their mean values be formed, solved.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.Advantageous developments of the invention are in the Subclaims specified.

Die Erfindung beruht auf der Überlegung, daß die Fahrwegbe dingungen nur über die vom Fahrweg unmittelbar beeinflußten Räder zu Kenngrößen führt, über deren Auswertung die Fahr wegbedingungen dargestellt werden können. Dabei wird über die zeitliche Ableitung der Kenngrößen und deren Vergleich eine Abbildung der Fahrwegzustände erreicht. Erfindungsge mäß werden als Kenngrößen das Drehverhalten der Räder bzw. die Radgeschwindigkeiten zeitlich abgeleitet. Über einen Vergleich des arithmetischen Mittelwertes mit dem betrags mäßigen Mittelwert lassen sich selbst mäßige Schlechtwegbe dingungen abbilden, da sich der arithmetische Mittelwert der Kenngrößen bei ebenen Fahrbahnuntergründen nur wenig oder gar nicht von den betragsmäßig erfaßten Mittelwerten der Kenngrößen abweicht, während bereits bei mäßigen "Schlechtwegen" ein deutlicher Unterschied zwischen den Mittelwerten auftritt. Die Erfindung nutzt hierbei den zeitlichen Verlauf des sowohl positive als auch negative Werte der Geschwindigkeitsänderung abbildenden Radbeschleu nigungswerte. Zur Mittelwertbildung wird ein Filter bzw. ein Tiefpaß verwendet, der den gefilterten Absolutwert ACCF_ABSOLUTE(n) nach der Beziehung
The invention is based on the consideration that the Fahrwegbe conditions leads only to the wheels directly influenced by the route to parameters, the evaluation of the driving conditions can be displayed. A mapping of the route conditions is achieved by deriving the parameters over time and comparing them. According to the invention, the turning behavior of the wheels and the wheel speeds are derived in time as parameters. By comparing the arithmetic mean with the mean in terms of amount, even moderate rough road conditions can be depicted, since the arithmetic mean of the parameters on level road surfaces deviates only slightly or not at all from the mean values of the parameters recorded in terms of amount, while even with moderate "bad roads" there is a clear difference between the means. The invention uses the time profile of the wheel acceleration values that represent both positive and negative values of the speed change. A filter or a low-pass filter is used for averaging, which filters the filtered absolute value ACCF_ABSOLUTE (n) according to the relationship

ACCF_ABSOLUTE(n)=ACCF_ABSOLUTE(n-1).((T-1)/T)+|ACC(n)|.(1/T))
ACCF_ABSOLUTE (n) = ACCF_ABSOLUTE (n-1). ((T-1) / T) + | ACC (n) |. (1 / T))

bildet, wobei ACCF die gefilterte Radbeschleunigung, n die Nummer des aktuellen Loop, in der der Mittelwert gebildet wird, T die Filterzeitkonstante des Tiefpassfil ters und ACC die ungefilterte Radbeschleunigung ist. where ACCF is the filtered wheel acceleration, n the Number of the current loop in which the mean T is the filter time constant of the low-pass fil ters and ACC is the unfiltered wheel acceleration.

Der arithmetische Mittelwert ACCF wird unter Verwendung eines Filter oder Tiefpasses nach der Beziehung
The arithmetic mean ACCF is calculated using a filter or low pass according to the relationship

ACCF(n) = ACCF(n-1).((T-1)/T)+ACC(n).(1/T)
ACCF (n) = ACCF (n-1). ((T-1) / T) + ACC (n). (1 / T)

gebildet, wobei ACCF die gefilterte Radbeschleunigung, n die Nummer des aktuellen Loop, in der der Mittelwert gebil det wird.formed, where ACCF is the filtered wheel acceleration, n the number of the current loop in which the mean value is built det.

T die Filterzeitkonstante des Tiefpassfilters und ACC die ungefilterte Radbeschleunigung ist.T the filter time constant of the low pass filter and ACC the is unfiltered wheel acceleration.

Die Mittelwerte werden bei einer Loopzeit in der Größenord nung zwischen 5 und 20 ms über eine Zeitspanne von der Größenordnung zwischen 50 und 200 ms gebildet.With a loop time, the mean values are of the order of magnitude voltage between 5 and 20 ms over a period of Order of magnitude between 50 and 200 ms.

Ergibt sich bei dem Vergleich des arithmetischen Mittelwer tes der Kenngrößen mit dem betragsmäßigen Mittelwert eine Differenz größer 0,2 g, vorzugsweise größer 0,5 g, läßt sich hieraus ein Eingriffssignal generieren, welches Krite rien für die Bestimmung der Fahrwegssituation darstellt nach deren Maßgabe in den Regelalgorithmus zur Bremsdruck regelung eingegriffen wird. So können in Abhängigkeit von der erkannten Schlechtwegfahrbahn Regelschwellen angepaßt werden, eine für die Fahrbahn zu empfindliche Regelung eines Antiblockiersystems kann vermieden werden.This results from the comparison of the arithmetic mean tes of the parameters with the mean value one Difference greater than 0.2 g, preferably greater than 0.5 g generate an intervention signal, which criteria represents for the determination of the route situation according to their stipulation in the control algorithm for brake pressure regulation is intervened. So depending on Adjusted thresholds to the recognized bad road lane become too sensitive a regulation for the road an anti-lock braking system can be avoided.

Die Kenngrößen werden dabei an jedem Rad des Fahrzeugs erfaßt, die Mittelwerte werden gebildet und miteinander verglichen. Die radindividuellen Fahrwegkriterien lassen innerhalb eines Bremsdruckregelverfahrens für ein Fahrzeug radindividuelle Eingriffsmöglichkeiten zu, die beispiels weise einseitige Fahrwegunterschiede berücksichtigen.The parameters are shown on each wheel of the vehicle recorded, the mean values are formed and together compared. Leave the cycle-specific route criteria within a brake pressure control method for a vehicle Wheel-specific intervention options, for example Consider wise unilateral travel path differences.

Entsprechend festgelegten Kriterien lassen sich damit Ereignissignale ausgeben, aufgrund denen der Regelalgorith mus zur Bremsdruckregelung während der Antiblockier-Re gelung, der Antriebs-Schlupfregelung oder der Fahrstabi litätsregelung angepaßt wird.You can use it to set criteria Output event signals, based on which the control algorithm brake pressure control during anti-lock braking control, the traction control system or the driving stabilization lity regulation is adjusted.

Die Bestimmung von Fahrwegbedingungen benötigt hierzu lediglich die vorhandenen Radsensoren zur Erfassung eines winkelaufgelösten Signales, deren zeitliche Ableitung die Winkelgeschwindigkeit der Räder oder kurz gesprochen die Radgeschwindigkeit darstellt. Weitere Sensoren sind nicht erforderlich.The determination of route conditions requires this only the existing wheel sensors to detect one angularly resolved signals, the time derivative of which Angular speed of the wheels or in short the Represents wheel speed. There are no other sensors required.

Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgedankens ist in der Zeichnung schematisch dargestellt.An embodiment of the inventive concept is in the Drawing shown schematically.

Mit 1 ist ein schematisch dargestelltes Fahrzeug angedeu tet. Dieses wird über vier Räder 2, 3, 4, 5 und allgemein bekannte Radaufhängungen getragen. Das Drehverhalten eines jeden Rades kann mit Hilfe eines sog. Radsensors 6 erfaßt werden, wobei aus Übersichtsgründen nur dem Rad 2 ein Radsensor 6 zugeordnet ist.With 1 a schematically represented vehicle is indicated. This is carried over four wheels 2 , 3 , 4 , 5 and generally known wheel suspensions. The rotational behavior of each wheel can be detected with the aid of a so-called wheel sensor 6 , only one wheel sensor 6 being assigned to wheel 2 for reasons of clarity.

Der Radsensor 6 gibt ein winkelaufgelöstes Signal wieder, dessen zeitliche Ableitung die Winkelgeschwindigkeit der Räder oder kurz gesprochen die Radgeschwindigkeit dar stellt. The wheel sensor 6 reproduces an angle-resolved signal, the time derivative of which represents the angular speed of the wheels or, in short, the wheel speed.

Aufgrund dieser Signale läßt sich über Auswerteeinheiten 7 und 8 durch eine zeitliche Ableitung der arithmetische Mittelwert ACCF und der betragsmäßige Mittelwert ACCF_ABSOLUTE der Kenngrößen der Radbeschleunigung ermit teln. Setzt man die beiden Signale 9, 10 in einem Differenz bildner 11 in Vergleich, so erhält man ein Maß E für die auf ein Rad 6 einwirkenden Fahrbahnstörungen. Die Zeitkon stante, über die die Mittelwertbildung erfolgt, entspricht in etwa 8 Programmdurchläufen. Die Abtastschritte betragen hierbei ca. 7 ms.On the basis of these signals, the arithmetic mean ACCF and the mean value ACCF_ABSOLUTE of the parameters of the wheel acceleration can be determined by means of evaluation units 7 and 8 . If one compares the two signals 9 , 10 in a difference generator 11 , one obtains a measure E for the road disturbances acting on a wheel 6 . The time constant over which the averaging takes place corresponds to approximately 8 program runs. The sampling steps are approx. 7 ms.

Ein Ereignissignal 12 läßt darauf schließen, daß das Fahr zeug auf welligem Untergrund bewegt wird. Je nach nachdem, welche Bremsdruckregelung beeinflußt werden soll, lassen sich aus den Ereignissignal E weitere Kriterien ableiten und eine Anpassung des Algorithmus vornehmen.An event signal 12 suggests that the vehicle is moved on a wavy surface. Depending on which brake pressure control is to be influenced, further criteria can be derived from the event signal E and the algorithm can be adapted.

Die Berechnung des absoluten und arithmetischen Mittelwer tes bei einer negativen Beschleunigung von -0,3 g gemäß Ausführungsbeispiel 1 bildet eine "ebene Fahrbahn" und gemäß Ausführungsbeispiel 2 eine "Schlechtwegfahrbahn" ab.The calculation of the absolute and arithmetic mean tes at a negative acceleration of -0.3 g according to Embodiment 1 forms a "flat roadway" and according to embodiment 2 from a "rough road".

Ausführungsbeispiel 1 Embodiment 1

Ausgangswert -0,3 ACCF bzw. 0,3 g ACCF_ABSOLUTE Initial value -0.3 ACCF or 0.3 g ACCF_ABSOLUTE

Wie ein Vergleich der in Tabelle 1 angegebenen Werte zeigt, ist ACCF-ABSOLUTE-|ACCF|<0,2 g, d. h. es liegt eine ebene Fahrbahn vor.As a comparison of the values given in Table 1 shows, is ACCF-ABSOLUTE- | ACCF | <0.2 g, i. H. it lies on a level Road ahead.

Ausführungsbeispiel 2 Embodiment 2

Ausgangswert -0,3 g ACCF, bzw. +0,3 ACCF_ABSOLUTE Initial value -0.3 g ACCF, or +0.3 ACCF_ABSOLUTE

Wie ein Vergleich der in Tabelle 2 angegebenen Werte zeigt, ist ACCF-ABSOLUTE-|ACCF|<0,2 g, d. h. es liegt eine Schlecht wegfahrbahn vor.As a comparison of the values given in Table 2 shows, is ACCF-ABSOLUTE- | ACCF | <0.2 g, i. H. there is a bad roadway ahead.

Claims

1. Determination of route conditions during unbraked or partially braked travel of a vehicle via a time derivative of wheel-specific parameters recorded on at least one wheel of the vehicle, characterized in that indicative average values are formed from the parameters for the route conditions.

2. Determination according to claim 1, characterized in that the turning behavior of the individual wheels as parameters or their speed can be detected.

3. Determination according to claim 1 or 2, characterized net that of the time-derived parameters of Wheel acceleration the arithmetic mean and de The average amount was calculated and compared become.

4. Determination according to one of claims 1 to 3, characterized in that a filter or a low-pass filter is used for averaging, which is the filtered absolute value
ACCF_ABSOLUTE (n) after the relationship
ACCF_ABSOLUTE (n) = ACCF_ABSOLUTE (n-1). ((T-1) / T) + | ACC (n) |. (1 / T))
forms, where mean:
ACCF = filtered wheel acceleration
n = number of the current loop or cycle in which the mean value is formed
T = filter time constant of the low-pass filter
ACC = unfiltered wheel acceleration.

5. Determination according to one of claims 1 to 4, characterized in that a filter or a low-pass filter is used for averaging, which is the filtered value
ACCF (n) after the relationship
ACCF (n-1). ((T-1) / T) + ACC (n). (1 / T)
where ACCF is the filtered wheel acceleration, n is the number of the current loop in which the mean value is formed,
T is the filter time constant of the low pass filter and
ACC is the unfiltered wheel acceleration.

6. Determination according to one of claims 1 to 5, characterized characterized in that at a difference in amounts between Characteristics <0.2 g, an intervention signal E is generated.

7. Determination according to one of claims 1 to 6, characterized characterized in that at a difference in amounts between Characteristics <0.5 g, an intervention signal E is generated.

8. Determination according to one of claims 1 to 7, characterized characterized that at a loop time in sizes order between 5 and 20 ms the mean value over a Time span of the order of 50 to 200 ms is formed.

9. Determination according to one of claims 1 to 8, characterized characterized that the parameters are recorded on each wheel, Mean values formed and the mean values compared become.

10. Determination according to one of claims 1 to 9, characterized records by capturing the parameters within brake pressure control for phases with stable Wheel behavior.