DE69113827T2

DE69113827T2 - Strassenreibungswertabschätzung.

Info

Publication number: DE69113827T2
Application number: DE69113827T
Authority: DE
Inventors: Satomi Okubo
Original assignee: Akebono Brake Industry Co Ltd; Akebono Research and Development Centre Ltd
Current assignee: Akebono Brake Industry Co Ltd; Akebono Research and Development Centre Ltd
Priority date: 1990-02-16
Filing date: 1991-02-14
Publication date: 1996-03-21
Anticipated expiration: 2011-02-15
Also published as: EP0442500A2; US5123715A; JP2835760B2; DE69113827D1; EP0442500B1; JPH03239653A; EP0442500A3

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Abschatzen oder Bewerten eines Straßenflächen- Reibungskoeffizienten gemäß den Oberbegriffen der Ansprüche 1 bzw. 3.
Ein solches Verfahren ist aus EP-A-0 327 946 bekannt und umfaßt die Schritte: Festsetzen einer geschatzten Fahrzeuggeschwindigkeit aufgrund von Raddrehzahlen bei einem fahrenden Fahrzeug; Festsetzen mindestens eines Schwellenwertes, der vorbestimmte Straßenoberflachen-Reibungskoeffizienten darstellt; Errechnen einer Verzögerung (Abbremsung) der geschatzten Fahrzeuggeschwindigkeit; Schätzen des Straßenoberflächen-Reibungskoeffizienten durch Vergleichen der Verzögerung (Abbremsung) mit dem Schwellwert und Erhalten eines Schätzwertes für den Straßenoberflächen-Reibungskoeffizienten; und wiederholtes Ändern des hydraulischen Bremsdruckes entsprechend elektrischen Signalen, die für einen Schätzwert des Straßenoberflächen-Reibungskoeffizienten bezeichnend sind.
Allgemein steuert bei einer Anti-Blockier-Steuervorrichtung für Kraftfahrzeuge eine Mikrocomputer-Steuerungen enthaltende Steuervorrichtung den hydraulischen Bremsdruck während des Bremsens, um die Lenkbarkeit und die Fahrstabilität aufrecht zu erhalten. Diese Bremsdrucksteuerung setzt auch den Bremsweg herab.
Während des Betriebs der Antiblockier-Steuervorrichtung wird ein Steuermodus aufgrund eines für eine Raddrehzahl bezeichnenden elektrischen Signals bestimmt. Diese Raddrehzahl wird durch einen Raddrehzahl-Sensor erfaßt. Entsprechend dem Steuermodus werden ein Halteventil, das ein normal offenes Elektromagnetventil ist, und ein Abfallventil, das ein normal geschlossenes Elektromagnetventil ist, wahlweise geöffnet und geschlossen, um den hydraulischen Bremsdruck zu erhöhen, ihn konstant zu halten oder zu verringern.
Bei einer solchen Antiblockier-Steuerung wird die Steuerung in vielen Fällen ausgeführt durch die Schritte des Festsetzens einer Soll-Schlupfrate für das Bremsen, Erfassen einer Differenz zwischen einer aktuellen Raddrehzahl (nachfolgend einfach die Raddrehzahl genannt) und einer Soll-Drehzahl, die eine aus der Soll-Schlupfrate errechnete Raddrehzahl ist, und Bestimmen der erforderlichen Zu- oder Abnahme des hydraulischen Bremsdruckes aufgrund dieser erfaßten Differenz und der Beschleunigung/Abbremsung der Raddrehzahl. Deshalb wird die Raddrehzahl rasch zu der Solldrehzahl konvergieren.
Da sich jedoch die Raddrehzahl infolge geringfügiger Änderungen der Straßenoberfläche verändert, leidet die vorstehend erwähnte Antiblockier-Steuerung an solchen Problemen, wie daß das Erhöhen und Vermindern des hydraulischen Bremsdruckes unerwünschterweise infolge der Auswirkung der StraßenoberflächenÄnderungen oft wiederholt wird. Dadurch ist geraume Zeit erforderlich, um die Raddrehzahl zu der Solldrehzahl konvergieren zu lassen. Auch wird der Zeitraum erhöht, in dem die Bremskraft unzureichend ist, da der hydraulische Bremsdruck nicht rasch in ausreichendem Maße anwächst. 50 nimmt der Bremsweg zu, und das Fahrzeug wird unzureichend abgebremst.
Es ist das Ziel der Erfindung, ein Verfahren oder eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 bzw. 3 so zu verbessern, daß der Bremsweg und die zum Anhalten des Fahrzeuges erforderliche Zeit weiter verringert werden. Dieses Ziel wird erreicht durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 bzw. 3.
Das erfindungsgemaße Verfahren wird gekennzeichnet durch die Schritte: Festsetzen einer Vielzahl von Druckanstiegsraten zum Erhöhen des hydraulischen Bremsdruckes; und Auswählen einer aus der Vielzahl von Druckanstiegsraten entsprechend dem Wert des geschätzten Straßenflächen-Reibungskoeffizienten.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Weitere Ausführungen der Erfindung sind in den angefügten Unteransprüchen bezeichnet.
Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, in welchen:
Fig. 1 ein Blockschaltbild ist, das eine der vorliegenden Erfindung entsprechende 3-Kanal-Antiblockier-Steuervorrichtung zeigt;
Fig. 2 ein Flußdiagramm ist, das die Schritte zum Bestimmen einer Druck-Anstiegsrate zeigt;
Fig. 3 ein erklärendes Schaubild für ein Verfahren zur Beurteilung eines Straßenoberflächen-Reibungskoeffizienten u ist; und
Fig. 4 ein einen Steuerstatus bei der Antiblockier-Steuerung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigendes Schaubild ist.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGEN
Bevorzugte Ausführungen der vorliegenden Erfindung werden nun mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
Es zeigt Fig. 1 ein Blockschaltbild einer der vorliegenden Erfindung entsprechenden 3-Kanal-Antiblockier-Steuervorrichtung.
Durch Radsensoren 1 bis 4 geschaffene Ausgangssignale werden jeweils an Rechenschaltungen 5 bis 8 übertragen. Diese Ausgangssignale sind für die Raddrehzahlen bezeichnend, wie sie jeweils durch die Radrehzahlsensoren 1 bis 4 erfaßt werden. Das Drehzahlsignal Vw1 für das rechte Vorderrad und Vw2 für das linke Vorderrad werden direkt als erste bzw. zweite System- Geschwindigkeitssignale Vs1 bzw. Vs2 einer ersten bzw. einer zweiten Steuerlogikschaltung 9 und 10 übergeben. Eine niedrigere Hinterrad-Drehzahl wird aus den Hinterrad-Drehzahlsignalen Vw3 für das linke und Vw4 für das rechte Hinterrad in einer Niedrig-Auswahlschaltung 11 ausgewählt. Dieses niedrigere Hinterrad-Drehzahlsignal wird als ein drittes System-Geschwindigkeitssignal Vs3 einer dritten Steuerlogikschaltung 12 übertragen. Jede Steuerlogikschaltung 9, 10 und 12 behandelt die jeweiligen System-Geschwindigkeitssignale Vs1, Vs 2 bzw. Vs3 als gesteuertes Objekt. Entsprechend den für die jeweiligen Raddrehzahlen bezeichnenden System-Geschwindigkeits signalen Vs1, Vs2 bzw. Vs3 steuert die jeweilige Steuerlogikschaltung das Öffnen und Schließen des Halteventils HV und des Abfallventils DV.
Die jeweils die Raddrehzahlen Vw1 bis Vw4 repräsentierenden Signale werden auch an ein Rechenmittel 13 für die Fahrzeuggeschwindigkeitsschätzung übermittelt. In dem Rechenmittel 13 für die Fahrzeuggeschwindigkeitsschätzung wird aus den vier Raddrehzahlen Vw1 bis Vw4 die höchste Raddrehzahl ausgewählt und ein Fahrzeuggeschwindigkeits-Schätzwert Vv erhalten mit einer Begrenzung von Beschleunigung/Abbremsung auf ± 1G, was die Begrenzung für das Rad mit der höchsten Drehzahl ist. Der Fahrzeuggeschwindigkeits-Schätzwert Vv wird an die Steuerlogikschaltungen 9, 10 und 12 ausgegeben.
Der durch die Rechenschaltung 13 erhaltene Fahrzeuggeschwindigkeits-Schätzwert Vv wird auch einer Beurteilungsschaltung 14 für den Straßenoberflächen-Reibungskoeffizienten u zugeleitet. Für den Straßenoberflächen-Reibungskoeffizienten u, wie er durch die Beurteilungsschaltung 14 bestimmt wird, bezeichnende Signale werden an die Steuerlogikschaltungen 9, 10 und 12 ausgegeben. Entsprechend diesen Signalen bestimmt jede Steuerlogikschaltung 9, 10 und 12 eine Druckanstiegsrate von einem Punkt an, an dem der hydraulische Bremsdruck anzuwachsen beginnt.
Fig. 2 zeigt ein Flußdiagramm, welches eine Routine bezeichnet, bei der die Druckanstiegsrate entsprechend den für den Straßenoberflächen-Reibungskoeffizienten u bezeichnenden Signalen bestimmt wird, die durch die Beurteilungsschaltung 14 für den Straßenoberflächen-Reibungskoeffizienten u (von jetzt einfach Beurteilungsschaltung 14) geschaffen wurden. Das in Fig. 2 gezeigte Flußdiagramm wird nun mit Bezug auf Fig. 3 und 4 erklärt.
Im Schritt S1 wird ein Geschwindigkeitsabnahmewert ΔV des Fahrzeuggeschwindigkeit-Schätzwertes Vv während eines vorgegebenen Zeitraumes ΔT durch die Beurteilungsschaltung 14 berechnet. Im Schritt S2 wird eine Abbremsung VvG (=ΔVΔT) des Fahrzeuggeschwindigkeits-Schätzwertes Vv gleichfalls durch die Beurteilungsschaltung 14 berechnet. Im Schritt S3 bestimmt die Beurteilungsschaltung 14, ob der Abbremsungswert VvG gleich oder größer als die vorgegebene erste Referenz-Abbremsung VvG1 ist, oder nicht.
Wenn im Schritt S3 bestimmt wird, daß der Abbremsungswert VvG gleich der oder größer als die erste(n) Referenz-Abbremsung VvG1 ist (VvG ≥ VvG1), wird im Schritt 4 bestimmt, daß der Straßenoberflächen-Reibungskoeffizient u ein hoher Wert ist, und die Beurteilungsschaltung 14 schafft dafür bezeichnende Signale. im Schritt S5 vergleichen die Steuerlogikschaltungen 9, 10 und 12 die Signale für den Straßenoberflächen-Reibungskoeffizienten u mit dem Fahrzeuggeschwindigkeits-Schätzwertsignal Vv und den System-Geschwindigkeitssignalen Vs1 , Vs2 bzw. Vs3. Die Steuerlogikschaltungen 9, 10 und 12 steuern entsprechend dem Ergebnis des genannten Vergleichs das Öffnen und Schließen des Halteventils HV und des Abfallventils DV, und führen so den Druckanstieg mit dem kürzesten Druckanstiegzyklus t1 durch. Dieser (in Fig. 4 gezeigte) Druckanstiegszyklus t1 ist für den höchstwertigen Straßenoberflächen-Reibungskoeffizienten u vorgegeben.
In dieser Ausführung der vorliegenden Erfindung ist, wie sich aus Fig. 4 ergibt, ein Druckanstiegszyklus durch eine Einheit bestimmt, die eine Kombination aus einem Druckanstiegs-Zeitraum und einem Druckhalte-Zeitraum umfaßt. Während eines Druckanstiegszyklus wird der hydraulische Bremsdruck schrittweise erhöht durch Wiederholen des Druckanstiegs-Zeitraums und des Druckhalte-Zeitraums. Der Druckanstiegszyklus wird so verändert, daß der Druckhalte-Zeitraum geändert wird, während der Druckanstiegs-Zeitraum konstant gehalten wird.
Wenn die Beurteilungsschaltung 14 im Schritt S3 bestimmt, daß die Abbremsung VvC kleiner ist als die erste Referenz-Abbremsung VvG1 (VvG ( VvG1), bestimmt im Schritt S6 die Beurteilungsschaltung 14, ob die Abbremsung VvG gleich der oder größer als die vorgegebene(n) zweiten Referenz-Abbremsung VvG2 ist. Diese zweite Referenz-Abbremsung VvG2 ist geringer als die erste Referenz VvG1 (VvG2 ( VvG1).
Wenn die Beurteilungsschaltung 14 im Schritt 56 bestimmt, daß die Abbremsung VvG gleich der oder kleiner als die zweite(n) Referenz-Abbremsung VvG2 ist (VvG ≥ VvG2), bestimmt die Beurteilungsschaltung 14 im Schritt 7 den Straßenoberflächen- Reibungskoeffizienten u als einen Straßenoberflächen-Reibungskoeffizienten u von mittlerem Wert.
Im Schritt 58 vergleichen die Steuerlogikschaltungen 9, 10 und 12 die Signale für den Straßenoberflächen-Reibungskoeffizienten u mit dem Fahrzeuggeschwindigkeits-Schätzwertsignal Vv und den Systemgeschwindigkeitssignalen Vs1, Vs2 bzw. Vs3. Die Steuerlogikschaltungen 9. 10 und 12 steuern entsprechend dem Ergebnis des angegebenen Vergleichs das Öffnen und Schließen des Halteventils HV und des Abfallventils DV und führen so den Druckanstiegszyklus t2 (t2 > t1) aus. Dieser Druckanstiegszyklus t2 (in Fig. 4 gezeigt) ist für die mittelwertigen Straßenoberflächen-Reibungskoeffizienten u vorgegeben.
Wenn andererseits die Beurteilungsschaltung 14 im Schritt S6 bestimmt, daß die Abbremsung VvG geringer als die zweite Referenz-Abbremsung VvG2 ist (VvG ( VvG2), bestimmt die Beurteilungsschaltung 14 im Schritt S9 den Straßenoberflächen- Reibungskoeffizienten u als mit niedrigem Wert behaftet.
Im Schritt S10 vergleichen die Steuerlogikschaltungen 9, 10 und 12 die Signale für den Straßenoberflächen-Reibungskoeffizienten u mit den Fahzeuggeschwindigkeits-Schätzwertsignalen Vv und den Systemgeschwindigkeitssignalen Vs1, Vs2 bzw. Vs3. Die Steuerlogikschaltungen 9, 10 und 12 steuern entsprechend dem Ergebnis des angeführten Vergleiches das Öffnen und Schließen des Halteventils HV und des Abfallventils DV und führen so den Druckanstieg durch einen Druckanstiegszyklus t3 (t3 > t2) aus. Dieser Druckanstiegszyklus t3 (in Fig. 4 gezeigt) ist für den Straßenoberflächen-Reibungskoeffizienten u mit niedrigem Wert vorgegeben.
Demgemäß wird aufgrund eines ausgewählten der Druckanstiegszyklen t1, t2 und t3 eine Druckanstiegsrate für die antiblokkier-gesteuerten Räder bestimmt.
Wie sich aus der vorangehenden Erläuterung ergibt, wurde eine Vielzahl von Druckanstiegsraten entsprechend den verschiedenen Straßenoberflächen-Reibungskoeffizienten u im voraus festgesetzt. Die Reibungskoeffizienten u werden aufgrund einer während des Abbremsens des Fahrzeuges auftretenden Fahrzeuggeschwindigkeits-Abbremsungsgröße festgesetzt und aufgrund dieser Bestimmung wird eine der Druckanstiegsraten ausgewählt. Dann wird der hydraulische Bremsdruck mit der ausgewählten Druckanstiegsrate erhöht. Es ergibt sich, daß es nicht nur möglich ist, übermäßigen Anstieg des hydraulischen Bremsdrucks an einer Straßenoberfläche mit einem niedrigen Reibungskoeffizienten u zu vermeiden, sondern auch rasch mit Umständen fetigzuwerden, bei denen der Straßenoberflächen-Reibungskoeffizient u während des Bremsens von einem niedrigen zu einem hohen Wert übergeht. Dadurch wird der Bremsweg verkürzt.
Da der Straßenoberflächen-Reibungskoeffizient u aufgrund der Fahrzeugabbremsung bestimmt wird, tritt kein Problem auf, durch das die Druckanstiegsrate für die Straßenoberfläche wegen der Tatsache nicht geeignet ist, daß sich die Raddrehzahl bei kleinen Änderungen einer Straßenoberfläche variabel ändert. Es ist deshalb möglich, die Zeit zu verringern, die zum Konvergieren der Raddrehzahl auf die Solldrehzahl gebraucht wird, und damit eine stabilere Antiblockier-Steuerung zu schaffen.

Claims

1. Verfahren zum Abschätzen eines Straßenoberflächen-Reibungskoeffizienten (u) für ein zu bremsendes, fahrendes Fahrzeug mit den Schritten:

a) Einstellen einer abgeschätzten Fahrzeuggeschwindigkeit (Vv) aufgrund von Radgeschwindigkeiten (Vw) des fahrenden Fahrzeugs,

b) Einstellen mindestens eines Schwellenwertes (VvG1, VvG2) die vorbestimmte Straßenoberflächen-Reibungskoeffizienten angeben;

c) berechnen einer Verzögerung (VvG) der abgeschätzten Fahrzeucceschwindigkeit (Vv);

d) Abschätzen des Straßenoberflächen-Reibungskoeffizienten (u) durch Vergleichen der Verzögerung (VvG) mit dem Schwellenwert (VvG1, VvG2) und Erhalten eines abgeschätzten Straßenoberflächen-Koeffizienten (u), und

wiederholtes Ändern des hydraulischen Bremsdruckes nach Maß habe mit elektrischen Signalen, die einen Wert des abgeschätzten Straßenoberflächen-Reibungskoeffizienten (u) angeben;

gekennzeichnet durch die Schritte:

f)Einstellen einer Vielzahl von Druckanstiegsraten (t1, t2, t3) zum Vergrößern des hydraulischen Bremsdruckes, und

g) Auswählen einer aus der Vielzahl von Druckanstiegsraten (t1, t2, t3) nach Maßgabe des Wertes des abgeschätzten Straßenoberflächen-Reibungskoeffizienten (u)

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenzizeichnet, daß

jede aus der Vielzahl von Druckanstiegsraten (t1, t2, t3) durch eine Vielzahl von ersten Zeitdauern definiert ist, n der der hydraulische Bremsdruck vergrößert wird, und einer Vielzahl von zweiten Zeitdauern, in denen der hydraulische Bremsdruck konstant gehalten wird, wobei die ersten und zweiten Zeitdauern in Folge abwechselnd auftreten.

3. Vorrichtung zum Abschätzen eines Straßenoberflächen-Reibungskoeffizienten (u) für ein zu bremsendes, fahrendes Fahrzeug mit:

a) einer ersten Einrichtung (13) zum Empfangen einer Vielzahl von Radgeschwindigkeitssignalen (Vw1, Vw2, Vw3, Vw4) zum Bestimmen einer abgeschätzten Fahrzeuggeschwindigkeit (Vv) aufgrund der Radgeschwindigkeitssignale und zum Ausgeben eines ersten Steuersignals, das die abgeschätzte Fahrzeuggeschwindigkeit angibt;

b) einer zweiten Einrlchtung (14) zum Empfangen des ersten Steuersignals zum Berechnen einer Verzögerung (VvG) aufgrund des ersten Steuersignals, zum Einstellen mindestens eines chwellenwertes VvG1, VvG2) , die vorbestimmte Straßenoberflächen-Reibungskoeffizienten angeben, und zum Ausgeben eines zweiten Steuersignals, das einen abgeschätzten Straßenoberflächen-Reibungskoeffizienten (u) angibt, wobei der abgeschätzte Straßenoberflächen-Keibungskoeffizient (u) durch Vergleichen der Verzögerung (VvG) mit dem mindestens einen Schwellenwert VvG1, VvG2) erhalten wird, und

c) einer dritten Einrichtung (9, 10, 11, 12) zum Empfangen der Vielzahl von Radgeschwindigkeitssignale (Vw1, Vw2, Vw3, Vw4) des ersten Steuersignals und des zweiten Steuersignals und zum Ausgeben einer Vielzahl von dritten Steuersignaien zum wiederholten Ändern des hydraulischen Bremsdruckes;

dadurch gekennzeichnet, daß

d) die dritte Einrichtung (9, 10, 11, 12) eine Vielzahl von Druckanstiegsraten (t1, t2, t3) zum Vergrößern des hydraulischen Bremsdruckes einstellt, und

e) die dritte Einrichtung (9, 10, 11, 12) eine aus der Vielzahl von Druckanstiegsraten (t1, t2, t3) nach Maßgabe eines Wertes des abgeschätzten Straßenoberflächen-Reibungskoeffizienten (u) auswählt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die dritte Einrichtung (9, 10, 11, 12) jede aus der Vielzahl der Druckanstiegsraten (t1, t2, t3) durch Definieren einer Vielzahl von ersten Zeitdauern, in denen der hydraulische Bremsdruck vergräßert wird, und einer Vielzahl von zweiten Zeitdauern, in denen der hydraulische Bremsdruck konstant gehalten wird, einstellt, wobei die ersten und zweiten Zeitdauern in Folge abwechselnd auftreten.