DE4239177A1 - Antilock braking system adaptation to state of road surface - involves evaluation of phase difference between peaks of wheel-slip and deceleration as criterion for relaxation of antilock threshold - Google Patents
Antilock braking system adaptation to state of road surface - involves evaluation of phase difference between peaks of wheel-slip and deceleration as criterion for relaxation of antilock thresholdInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur besseren Anpassung einer Blockierschutzregelung an den jeweiligen Straßenzustand bzw. an die jeweilige Fahrbahncharakteri stik, bei den beim Überschreiten vorgegebener Regelschwel len ein weiterer Bremsdruckanstieg verhindert oder der Bremsdruck abgesenkt wird und bei dem aus dem Drehverhal ten der einzelnen Räder, das mit Radsensoren ermittelt und elektronisch ausgewertet wird, eine Fahrzeugreferenzge schwindigkeit gebildet wird und Bremsdrucksteuersignale abgeleitet werden.The invention relates to a method for better Adaptation of an anti-lock control to the respective Road condition or the respective lane characteristics stik, when the predetermined threshold is exceeded prevent a further increase in brake pressure or the Brake pressure is reduced and at the turn of the th of the individual wheels, which is determined with wheel sensors and is electronically evaluated, a vehicle reference ge speed is formed and brake pressure control signals be derived.
Bremsanlagen mit elektronischer Blockierschutzregelung (ABS) haben sich in den letzten Jahren auf dem Markt für PKW der mittleren und gehobenen Preisklassen durchgesetzt. Die weitere Verbilligung dieser elektronischen Systeme ohne Einbußen an die Bremswirkung, aber auch die Verbes serung der Regelstrategien oder Regelphilosophien, um noch kürzere Bremswege und den Erhalt der Fahrstabilität auch in ungünstigen Situationen zu erreichen, sind Ziel umfang reicher Entwicklungsarbeiten. Schwierigkeiten bereitet weiterhin die Anpassung der Regelung an extrem unterschied liche Straßencharakteristiken, die durch die Kraftschluß- Schlupf-Kurven (µ-Schlupf Kurven) beschrieben werden. Brake systems with electronic anti-lock control (ABS) have been on the market for Cars in the middle and upper price categories prevailed. The further cheapening of these electronic systems without sacrificing braking, but also the verb improvement of the control strategies or control philosophies in order to shorter braking distances and maintaining driving stability too Achieving in unfavorable situations is a goal rich development work. Creates difficulties continue to adapt the regulation to extremely different road characteristics that are caused by the frictional Slip curves (µ-slip curves) can be described.
Heutige ABS sind so ausgelegt, daß sie im wesentlichen - abgesehen von speziellen Situationen - als Beschleuni gungsregler arbeiten. Die Blockierschutzregelung setzt ein, sobald die Beschleunigung bzw. Verzögerung an einem Rad einen vorgegebenen Grenzwert überschreitet.Today's ABS are designed to essentially - apart from special situations - as an accelerator regulator work. The anti-lock control sets as soon as the acceleration or deceleration on a Wheel exceeds a predetermined limit.
Im Prinzip wird also für die Druckkonstanthaltung bzw. dem Druckabbau dasjenige Bremsdruckniveau sensiert, das, wenn eine weitere Drucksteigerung stattfindet, zum Überschrei ten des vorgegebenen Radverzögerungs-Grenzwertes führt.In principle, therefore, for keeping the pressure constant or Pressure reduction senses the brake pressure level that, if a further increase in pressure takes place, for overriding leads to the specified wheel deceleration limit.
Bei einer Straßensituation mit einer µ-Schlupf-Charakte ristik, die ein ausgeprägtes Maximum zeigt, wird eine Bremsdrucksteigerung im aufsteigenden Ast der µ-Schlupf- Kurve, also bis zum Erreichen des Maximums, grundsätzlich durch das sich einstellende höhere Straßenmoment kompen siert, so daß die auftretende Radbeschleunigung weitgehend der Fahrzeugverzögerung entspricht. Erst beim Überschrei ten des Schlupf-Maximalwertes kann die Bremsmomentenstei gerung nicht durch das Straßenmoment kompensiert werden, was eine hohe Radverzögerung bzw. eine Überschreitung des Verzögerungs-Grenzwertes zur Folge hat. Auf Fahrbahnen mit solchen Charakteristika führt daher die vorgenannte Regel strategie der heutigen Blockierschutzregelsysteme zu maxi maler Bremsleitung mit minimalem Bremsweg. In a street situation with a µ-slip character Statistics that show a pronounced maximum becomes one Brake pressure increase in the ascending branch of the µ slip Basically, until the maximum is reached compensate for the higher road moment Siert, so that the occurring wheel acceleration largely corresponds to the vehicle deceleration. Only when crossing the maximum slip value can increase the braking torque not be compensated for by the road moment, what a high wheel deceleration or exceeding the Delay limit results. On roads with the above rule therefore leads to such characteristics strategy of today's anti-lock control systems to maxi Painterly brake line with minimal braking distance.
Bei Straßensituationen mit ansteigender µ-Schlupf-Charak teristik, also ohne ausgeprägte Kraftschluß-Maxima, wird nicht nur im Anfangsbereich der µ-Schlupf-Kurve, d. h. bis zu einem dem Maximalwert im vorgenannten Fall entspre chenden Schlupf, sondern auch bei noch höheren Schlupfwer ten ein weiterer Anstieg des Bremsdruckes durch die Ver größerung des Straßenmomentes über den höheren Schlupf kompensiert. Um jedoch in diesen höheren Schlupfbereich zu gelangen, tritt eine deutliche Erhöhung der Radverzögerung ein, die größer ist als der vorgegebene Grenzwert bzw. die Regelschwelle und die daher zum Einsetzen des Druckabbaus oder der Druckkonstanthaltung führt. Die theoretisch erreichbare maximale Bremsleistung wird also in solchen Situationen mit den heutigen Regelstrategien nicht erreicht.In street situations with increasing µ-slip character teristics, i.e. without pronounced adhesion maxima not only in the beginning of the µ slip curve, i. H. to corresponds to a maximum value in the aforementioned case appropriate slip, but also with even higher hatchers ten a further increase in brake pressure by the Ver increase in road torque via higher slip compensated. However, to get into this higher hatching range a significant increase in wheel deceleration occurs one that is greater than the specified limit or Control threshold and therefore the onset of pressure reduction or keeping the pressure constant. Theoretically achievable maximum braking power is such Situations with today's control strategies are not reached.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Ver fahren zur besseren Anpassung der Regelung an die jeweili ge Straßensituation und insbesondere zur Erhöhung der Bremsleistung bei Fahrbahncharakteristika mit ansteigender µ-Schlupf-Kurve - d. h. bei Fahrbahncharakteristika ohne ausgeprägte Kraftschluß-Maxima - zu erreichen.The invention is therefore based on the object, a Ver drive to better adapt the regulation to the respective ge street situation and in particular to increase the Braking performance with road characteristics with increasing µ slip curve - d. H. with lane characteristics without pronounced adhesion maxima - to achieve.
Es hat sich gezeigt, daß diese Aufgabe mit einem Verfahren der eingangs genannten Art gelöst werden kann, dessen Be sonderheit darin besteht, daß der zeitliche Verlauf der Fahrzeugverzögerung bzw. ein aus der Fahrzeugreferenzge schwindigkeit abgeleiteter, angenäherter Wert und der zeitliche Verlauf des mittleren Radschlupfes der Fahrzeug räder ermittelt werden, daß der Verlauf der Fahrzeugverzö gerung mit dem Verlauf des mittleren Radschlupfes vergli chen wird und daß Regelschwellen der Blockierschutzrege lung in Abhängigkeit von der Phasenlage zwischen der Fahr zeugverzögerung und dem mittleren Radschlupf variiert wer den, so daß bei geringer Phasenverschiebung die Blockier schutzregelung einen höheren Radschlupf im Vergleich zu Situationen mit größerer Phasenverschiebung zuläßt.It has been shown that this task can be accomplished with a method of the type mentioned can be solved, the Be The special feature is that the time course of the Vehicle deceleration or one from the vehicle reference ge speed derived approximate value and the temporal course of the average wheel slip of the vehicle wheels are determined that the course of the vehicle delays comparison with the course of the middle wheel slip Chen and that control thresholds of anti-lock rain depending on the phase position between the driving deceleration and the average wheel slip varies who the, so that with a small phase shift the blocking protection regulation a higher wheel slip compared to Allows situations with a larger phase shift.
Die Erfindung macht also von der Erkenntnis Gebrauch, daß bei Straßencharakteristika des Typs A (glatte, homogene Oberfläche) Fahrzeugverzögerung und mittlerer Radschlupf phasenverschoben sind, während bei einer Straße des Typs B (inhomogene, mehrschichtig aufgebaute Fahrbahn, z. B. mit Schotter oder mit Kiesauflage) maximale Verzögerung und der Maximalwert des mittleren Schlupfes gleichzeitig oder nahezu gleichzeitig auftreten.The invention therefore makes use of the knowledge that for type A road characteristics (smooth, homogeneous Surface) vehicle deceleration and medium wheel slip are out of phase, while on a type B road (inhomogeneous, multilayered roadway, e.g. with Gravel or with gravel surface) maximum deceleration and the maximum value of the mean slip at the same time or occur almost simultaneously.
Nach einem Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Ver fahrens wird die Fahrzeugverzögerung mit Hilfe eines zu sätzlichen Fahrzeug-Beschleunigungssensors ermittelt.According to an embodiment of the Ver driving is decelerated with the help of a additional vehicle acceleration sensor determined.
Eine weitere Ausführungsart des erfindungsgemäßen Verfah ren besteht darin, daß bei relativ geringer Phasenver schiebung zwischen der Fahrzeugverzögerung und dem mitt leren Radschlupf nur die Regelschwellen des Vorderrades angehoben werden, während an den Hinterrädern ein geringe rer maximaler Schlupf zugelassen wird. Bei manchen Fahr zeugen wird durch diese Maßnahme die Fahrstabilität in kritischen Situationen entscheidend erhöht.Another embodiment of the method according to the invention ren is that at a relatively low phase ver shift between the vehicle deceleration and the mean wheel slip only the control thresholds of the front wheel be raised while on the rear wheels a slight maximum slip is permitted. With some driving This measure will testify to driving stability in critical situations increased significantly.
Weitere Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung gehen aus der folgenden Beschreibung von Aus führungsbeispielen anhand der beigefügten Diagramme her vor.Other features, advantages and possible uses of the Invention emerge from the following description of examples using the attached diagrams in front.
Es zeigen:Show it:
Fig. 1 Ein Kraftschluß-Schlupf-Diagramm (µ-Schlupf- Diagramm) mit ausgeprägtem Maximum (Straßen charakteristik Typ A), Fig. 1 shows a motor circuit diagram slip (μ-slip chart) with a strong maximum (roads characteristic type A),
Fig. 2 ein Kraftschluß-Schlupf-Diagramm mit an steigender Charakteristik bzw. ohne Maximum (Straßencharakteristik Typ B), Fig. 2 is a force-locking slip diagram of rising characteristic or without maximum (road characteristic type B),
Fig. 3 den Verlauf der Fahrzeugverzögerung und des mittleren Schlupfes während einer geregel ten Bremsung auf einer Straße mit der Straßencharakteristik des Typs A und Fig. 3 shows the course of the vehicle deceleration and the average slip during a regulated braking on a road with the road characteristics of type A and
Fig. 4 die Fahrzeugverzögerung und den mittleren Schlupf bei einer geregelten Bremsung in einer Situation mit der Charakteristik des Typs B. Fig. 4 shows the vehicle deceleration and the average slip at a controlled braking in a situation with the characteristics of the type B.
Die Diagramme nach den Fig. 1 und 2 zeigen also typi sche µ-Schlupf-Kurven des Typs A bzw. des Typs B. In "nor malen" Straßensituationen tritt ein mehr oder weniger aus geprägtes Kraftschlußmaximum bei ansteigendem Schlupf auf (Typ A).The diagrams according to FIGS. 1 and 2 thus show typical μ-slip curves of type A or type B. In “normal” road situations, a more or less pronounced maximum adhesion occurs with increasing slip (type A).
Bei den heutigen hochwertigen ABS dürfte der Schlupf wäh rend der Blockierschutzregelung - abgesehen von Ausnahme situationen - innerhalb des in Fig. 1 und 2 schraffierten Schlupfbereiches bleiben.With today's high-quality ABS, the slip during the anti-lock control - apart from exceptional situations - should remain within the hatched area in FIGS . 1 and 2.
Beim Kurventyp A (Fig. 1) gilt für die Phasenlage des zeitlichen Verlaufs der Fahrzeugverzögerung aFZ und des mittleren Schlupfes SFZ, d. h. des aus dem Radschlupf der einzelnen Räder gebildeten Mittelwertes, der Kurvenverlauf nach Fig. 3. Die Phasenverschiebung, die durch die Zeit spanne ΔT1 zwischen dem Schlupf-Maximum zum Zeitpunkt tsmax1 und dem Verzögerungs-Maximum zum Zeitpunkt tamax1 zum Ausdruck kommt, ist vergleichsweise groß.In the case of curve type A ( FIG. 1), the course of the curve according to FIG. 3 applies to the phase position of the temporal course of the vehicle deceleration a FZ and the mean slip S FZ , ie the mean value formed from the wheel slip of the individual wheels The time span ΔT 1 between the maximum slip at time t smax1 and the maximum delay at time t amax1 is expressed is comparatively long .
Bei einer Straßencharakteristik des Typs B (Fig. 2) ist dagegen die Phasenverschiebung ΔT2 oder ΔT3, wie Fig. 4 zeigt, gering im Vergleich zu der Phasenlage die ser Größen bei einer Straßencharakteristik des Typs A (vergleiche Fig. 1 und Fig. 3). Auch in diesem Fall läßt sich die Phasenlage zwischen der Fahrzeugverzögerung aFZ und dem mittleren Schlupf SFZ durch Messen der Zeitpunkte tsmax2, tamax2; tsmax3, tamax3 feststellen, an denen die Fahrzeugverzögerung aFZ bzw. der mittlere Schlupf SFZ ihren Maximalwert einnehmen. When a road characteristic of the type B (Fig. 2), however, is the phase shift .DELTA.T 2 or .DELTA.T 3, as shown in FIG. 4, in a road characteristic is small compared to the phase position of the ser sizes of type A (see FIG. 1 and FIG. 3). In this case too, the phase position between the vehicle deceleration a FZ and the average slip S FZ can be measured by measuring the times t smax2 , t amax2 ; Determine t smax3 , t amax3 at which the vehicle deceleration a FZ or the average slip S FZ assume their maximum value.
Der zeitliche Verlauf der Fahrzeugverzögerung aFZ läßt sich natürlich mit einem Fahrzeugbeschleunigungs-Sensor ermitteln. Einfacher und kostengünstiger ist es jedoch, die Fahrzeugverzögerung aus der ohnehin für die Blockier schutzregelung benötigten Fahrzeugreferenzgeschwindigkeit abzuleiten. Dieser Wert entspricht annähernd und hinrei chend genau der Fahrzeugverzögerung.The time course of the vehicle deceleration a FZ can of course be determined with a vehicle acceleration sensor. However, it is simpler and less expensive to derive the vehicle deceleration from the vehicle reference speed that is required anyway for the anti-lock control system. This value corresponds approximately and sufficiently accurately to the vehicle deceleration.
Bei einem elektronischen System mit digitaler Verarbeitung der Signale läßt sich die Fahrzeugverzögerung auf Basis der Referenzgeschwindigkeit nach folgender Formel (1) er mitteln:In an electronic system with digital processing The signals can be based on the vehicle deceleration the reference speed according to the following formula (1) average:
wobei n eine ganze Zahl ist und den Verarbeitungstakt sym bolisiert.where n is an integer and the processing clock sym bolized.
Aus dem zeitlichen Verlauf der Fahrzeugverzögerung REF müssen dann noch die Zeitpunkte, an denen Verzögerungs maxima auftreten, festgestellt werden.From the time course of the vehicle deceleration REF , the times at which deceleration maxima occur must then be determined.
Der mittlere Radschlupf SFZ läßt sich durch Vergleich der Rotationsgeschwindigkeit der einzelnen Räder mit der Fahrzeuggeschwindigkeit oder Fahrzeugreferenzgeschwindig keit bestimmen. Die Zeitpunkte des maximalen Schlupfes werden hiermit tsmax symbolisiert. The mean wheel slip S FZ can be determined by comparing the rotational speed of the individual wheels with the vehicle speed or vehicle reference speed. The times of maximum hatching are hereby symbolized t smax .
Die Einstufung der Straßencharakteristik als Charakteri stik des Typs A oder des Typs B erfolgt dann bei einem digitalen System mit dem Arbeitstakt n nach der FormelThe classification of the street characteristic as a character Type A or Type B stik then takes place at a digital system with the work cycle n according to the formula
wobei k z. B. zwischen 3 und 8, vorzugsweise 4 bis 6 liegen sollte.where k z. B. between 3 and 8, preferably 4 to 6 should.
In einem Ausführungsbeispiel der Erfindung wurde k = 5 angenommen und das Vorliegen einer Straßencharakteristik des Typs B dann angenommen, wenn die vorgenannte Bedingung erfüllt war. Diese Bedingung besagt nämlich, daß die Schlupfmaxima und Verzögerungsmaxima auf der Zeitskala dicht beieinander liegen.In one embodiment of the invention, k = 5 assumed and the existence of a road characteristic of type B then accepted if the aforementioned condition was fulfilled. This condition states that the Slip maxima and deceleration maxima on the time scale are close together.
Nach dem Erkennen einer Straßensituation mit der Charak teristik B, die z. B. auf Schotter, Schnee, nasser Wiese etc. vorliegt und die bekanntlich für herkömmliche Regel strategien kritisch ist, werden erfindungsgemäß die Regel schwellen des Blockierschutzregelungssystems derart ange hoben, daß die Regelung einen höheren Bremsschlupf zuläßt. Dadurch wird aus den erläuterten Gründen bei diesen Straßencharakteristika des Typs B die Bremswirkung erhöht.After recognizing a street situation with the Charak teristik B, the z. B. on gravel, snow, wet meadow etc. exists and which is known for conventional rule strategies is critical, the rule according to the invention thresholds of the anti-lock control system are so raised that the regulation allows a higher brake slip. This will, for the reasons explained, apply to these Type B road characteristics increase braking efficiency.
Sobald die vorgenannte Bedingung laut Gleichung (2) nicht mehr erfüllt ist, das Fahrzeug sich also wieder in einer Straßensituation mit der Charakteristik des Typs A befin det, werden die Regelschwellen zurückgestellt, so daß die Regelung wieder bei einem relativ geringen Schlupf anspricht.As soon as the aforementioned condition according to equation (2) does not is more fulfilled, so the vehicle is in one again Road situation with the characteristics of type A det, the control thresholds are reset so that the Regulation again with a relatively low slip appeals.
Wird das erfindungsgemäße Verfahren der Schlupfschwellen anhebung nur auf die Vorderräder angewandt, wird sicherge stellt, daß auch in solch kritischen Situationen auf Straßen des Typs B über die Vorderräder eine erhöhte Bremsleistung aufgebracht wird, während die Hinterräder, deren Schlupfschwelle nicht angehoben wird, für eine hohe Seitenführung und damit für die Beibehaltung der Fahrsta bilität Sorge tragen.Will the inventive method of slip thresholds Raising only applied to the front wheels is ensured puts that up even in such critical situations Type B roads above the front wheels Braking power is applied while the rear wheels, whose slip threshold is not raised, for a high Lateral guidance and thus for maintaining the driving position care.
Erfindungsgemäß wird also durch eine relativ einfache Maß nahme, nämlich durch die Anhebung der Schlupfschwelle bei erkannter Straßensituation mit der Charakteristik des Typs B, ohne Inkaufnahme irgendwelcher Nachteile die Bremswir kung in kritischen Situationen, d. h. auf Schotter, Neu schnee etc., wesentlich erhöht.According to the invention is therefore a relatively simple measure increase, namely by raising the slip threshold recognized street situation with the characteristics of the type B, without accepting any disadvantages, the brake wire in critical situations, d. H. on gravel, new snow etc., significantly increased.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OM8 | Search report available as to paragraph 43 lit. 1 sentence 1 patent law | ||
8141 | Disposal/no request for examination | ||
8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: CONTINENTAL TEVES AG & CO. OHG, 60488 FRANKFURT, D |