WO2004081691A2 - Verfahren und computerprogrammprodukt zur kompensation oder vermeidung des anhalterucks beim abbremsen eines kraftfahrzeugs - Google Patents

Verfahren und computerprogrammprodukt zur kompensation oder vermeidung des anhalterucks beim abbremsen eines kraftfahrzeugs Download PDF

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    • B60T2230/04—Jerk, soft-stop; Anti-jerk, reduction of pitch or nose-dive when braking

Definitions

  • the invention relates to a method and a computer program product according to the preambles of the independent claims.
  • a stop jerk When braking a vehicle to a standstill using the service brake, a stop jerk often occurs, which in many situations, e.g. when stopping at traffic lights, during "stop and go" operation in a traffic jam or slow traffic is perceived as annoying.
  • the occurrence of a stopping jerk is caused or significantly influenced by different effects at low differential speeds or low vehicle speed.
  • there is a strong connection due to a strong increase in the frictional connection between the tire and the road on the other hand the friction between the brake pad and the brake disc increases. This results in a sudden increase in power on the wheels.
  • DE-A-44 01 082 discloses a method for avoiding the stopping jerk by lowering the pressure in the master cylinder of an electronically controlled or regulated brake system. In order to maintain the braking distance, the possibility is described of briefly increasing the braking pressure before lowering. However, this method does not yet differentiate between brake pressure on the front axle and brake pressure on the rear axle.
  • DE-A-101 31 323 also pursues the idea of shifting brake pressure from the front axle to the rear axle in order to avoid the stopping jerk, or of merely lowering the brake pressure on the front axle.
  • the known behavior already makes the control behavior of an electronic controllable braking system improved when braking the vehicle to a standstill with a special control.
  • the special regulation for avoiding the stopping jerk is carried out essentially during the braking process when the vehicle speed reaches or falls below a limit value of approximately 7 to 3 km / h. The vehicle is therefore still in motion while the special control is activated. It is expressly pointed out that if the vehicle comes to a near or complete standstill, the change in the braking force distribution is canceled again.
  • the cause of the stopping jerk is mainly attributed to the abrupt increase in the coefficient of friction at low speeds already mentioned above (friction value road / brake).
  • the invention also primarily deals with the idea that the strong deceleration leads to compressive and deforming forces that act on the vehicle. Some of these compressive forces cause the vehicle to deflect or nod. Additional forces lead, for example, to slight torsion and / or compression of the body, as well as to deformation of the tires, the chassis, etc.
  • the invention therefore relates to a method according to claim 1, which is particularly suitable for reducing the effects of the compressive forces described above.
  • a further reduction in the stopping jerk can advantageously be achieved by.
  • the invention is therefore based on the idea of bringing about "relaxation” or “de-stiffening" of the vehicle by releasing the brakes when the vehicle is at a standstill.
  • the brake pressure is preferably evaluated, which in particular on the master cylinder or directly on the wheels e.g. is measured by means of pressure sensors.
  • the brake pressure is reduced by taking the brake pressure determined by sensors (for example, the current pressure at the output of the master cylinder when the pedal is actuated) and reducing this to a factor of, in particular, 20 to 60% of the output brake pressure. It is possible and also expedient to limit the pressure modulation to a minimum level in order to ensure a residual braking force at a standstill.
  • a fixed pressure value (p red ) can preferably be used as the minimum level, which is calculated from the initial pressure (Ps tart ) at the beginning of the special regulation using a predetermined proportion factor (k).
  • the special regulation according to the invention is preferably only activated almost when the vehicle is at a standstill. This has the advantage in comparison with previous, known methods for avoiding the stopping jerk that the braking distance is increased only insignificantly due to the already very low remaining speed of the vehicle.
  • the special regulation for reducing the stopping jerk described above can preferably also be made dependent on the vehicle deceleration in addition to the vehicle speed.
  • the delay activation of the special arrangement was carried out at an earlier point in time. For example, an earlier starting point is used for the activation in the event of a delay above a predetermined threshold value.
  • the special control described is preferably not activated when an electronic brake control function with a higher rank, such as ABS, EBV, ESP, TCS etc., is activated. As a result, a mutual undesirable influence on the braking functions is excluded.
  • the braking pressure can also be reduced to a certain extent on the wheels of the front axle simultaneously with the pressure reduction on the rear axle. This enables a further improvement of the method.
  • the method of the invention is preferably carried out only on the rear axle in order to enable braking force modulation (in particular an increase in the deceleration) in the standstill or holding phase by the driver.
  • Fig. 1 is a diagram showing curves about driving parameters of a vehicle in which the inventive method has been implemented.
  • the driving parameters in FIG. 1 were recorded during a braking operation of 6 km / h until the vehicle stopped. net. As can be seen from the curves, pressure modulation on the rear axle of the vehicle carried out according to the exemplary method leads to a reduction in the stopping jerk.
  • Sub-picture a) represents the vehicle speed v as a function of the time t.
  • Line 1 denotes the point in time from which the pressure modulation carried out according to the exemplary method is active until the vehicle comes to a standstill.
  • Part b) shows the pressure curve p HA on the friction brake of the rear axle (HA).
  • Curve 3 shows the pressure curve with a special regulation according to the example.
  • Curve 4 is used to compare the pressure curve in a vehicle in which the special control described is not active.
  • Curves 6, 7 in partial image c) represent the longitudinal acceleration a la ns of correspondingly braked vehicles also as a function of time t ,
  • P rcd k * p.tart is dismantled.
  • the improvement in comfort can be recognized by the lower amplitudes A SS ⁇ (see curve 6 in FIG. 1c)) compared to the amplitude of the vibration A def (curve 5 in FIG. 1c)) of the vehicle without the algorithm according to the invention.
  • To- the oscillation frequency (period T SSA greater than period T d ⁇ f ) of the vehicle with the special regulation according to the example is lower than with a vehicle without the special regulation according to the example.

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Abstract

Beschrieben ist ein Verfahren und ein entsprechendes Computerprogrammprodukt zur Kompensation oder Vermeidung des Rucks beim Abbremsen eines Kraftfahrzeugs bis zum Stillstand. Nach der Erfindung wird bei bzw. im wesentlichen in der Nähe des Fahrzeugstillstandes eine Entspannung bzw. Entsteifung des Fahrzeugs durchgeführt.

Description

Verfahren und Computerprogramiriproduϊ.t zur Kompensation oder Vermeidung des .änhalterucl.s beim abbremsen eines Kraftfahrzeugs
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und ein Computerprogrammprodukt gemäß Oberbegriffen der unabhängigen Patentansprüche .
Beim Abbremsen eines Fahrzeugs bis zum Stillstand mit Hilfe der Betriebsbremse tritt häufig ein Anhalteruck auf, der in vielen Situationen, z.B. beim Anhalten an Ampeln, beim "Stop And Go"-Betrieb in einem Stau oder stockendem Verkehr als störend empfunden wird. Das Auftreten eines Anhalterucks wird durch unterschiedliche Effekte bei kleinen Differenzgeschwindigkeiten oder kleiner FahrZeuggeschwindigkeit verursacht bzw. maßgeblich beeinflusst. Zum einen besteht ein starker Zusammenhang durch eine starke Erhöhung des Kraftschlusses zwischen dem Reifen und der Fahrbahn, zum anderen erhöht sich die Reibung zwischen dem Bremsbelag und der Bremsscheibe. Hierdurch ergibt sich ein plötzlicher Kraftanstieg an den Rädern.
Aus der DE-A-44 01 082 geht ein Verfahren zur Vermeidung des Anhalterucks durch Absenken des Drucks im Hauptzylinder einer elektronisch gesteuerten bzw. geregelten Bremsanlage hervor. Zur Beibehaltung des Bremswegs wird die Möglichkeit beschrieben, den Bremsdruck vor dem Absenken kurzzeitig zu erhöhen. Dieses Verfahren unterscheidet jedoch noch nicht zwischen Bremsdruck an der Vorderachse und Bremsdruck an der Hinterachse.
Auch in der DE-A-101 31 323 wird der Gedanke verfolgt, zur Vermeidung des Anhalterucks Bremsdruck von der Vorderachse auf die Hinterachse zu verlagern bzw. den Bremsdruck lediglich an der Vorderachse abzusenken. Durch das bekannte Verfahren wird bereits das Regelverhalten einer elektronisch steuerbaren Bremsanlage beim Abbremsen des Fahrzeugs bis zum Stillstand mit einer Sonderregelung verbessert. Die Sonderregelung zur Vermeidung des Anhalterucks wird nach diesem Verfahren im wesentlichen während des Abbremsvorganges beim Erreichen oder Unterschreiten eines Grenzwertes der Fahrzeuggeschwindigkeit von etwa 7 bis 3 km/h durchgeführt. Das Fahrzeug ist somit während der Aktivierung der Sonderregelung noch in Bewegung. Es wird ausdrücklich darauf hingewiesen, dass bei annäherndem oder völligem Stillstand des Fahrzeugs die Änderung der Bremskraftverteilung wieder aufgehoben wird.
Im Stand der Technik wird überwiegend die Ursache des Anhalterucks dem oben bereits erwähnten plötzlichen Reibwertanstieg bei niedrigen Geschwindigkeiten (Reiberwert Stras- se/Bremse) zugeschrieben. Die Erfindung setzt sich zusätzlich jedoch hauptsächlich mit dem Gedanken auseinander, dass die starke Verzögerung zu das Fahrzeug komprimierenden und verformenden Kräften führt, die auf das Fahrzeug einwirken. Ein Teil dieser komprimierenden Kräfte führt zum Einfedern oder Nicken des Fahrzeugs. Weitere Kräfte führen beispielsweise zu einer leichten Verwindung und/oder Stauchung der Karosserie sowie zu einer Verformung der Reifen, des Fahrwerks etc..
Es hat sich nun gezeigt, dass über die bekannten Maßnahmen hinaus eine weitere Reduktion des Anhalterucks dadurch erreicht werden kann, in dem eine Sonderregelung bei oder im wesentlichen in der Nähe des Fahrzeugstillstandes durchgeführt wird.
Die Erfindung betrifft daher ein Verfahren gemäß Anspruch 1, welches besonders geeignet ist, die Effekte der weiter oben beschriebenen komprimierenden Kräfte zu verringern. Hier- durch kann vorteilhaft eine weitere Reduktion des Anhalterucks erzielt werden. Der Erfindung liegt daher der Gedanke zugrunde, eine "Entspannung" bzw. "Entsteifung" des Fahrzeugs durch Lösen der Bremsen bei Fahrgeugstillstand herbeizuführen.
Weiterhin wird bevorzugt der Bremsdruck ausgewertet, welcher insbesondere am Hauptbremszylinder oder direkt an den Rädern z.B. mittels Drucksensoren gemessen wird.
Nach einer bevorzugten Ausführungs orm wird der Bremsdruck vermindert, in dem der sensorisch bestimmte Bremsdruck zugrundegelegt wird (z.B. der aktuelle Druck am Ausgang des Hauptzylinders bei Betätigung des Pedals) und dieser auf einen Faktor von insbesondere 20 bis 60 % des Ausgangsbremsdruck reduziert wird. Es ist möglich und auch zweckmäßig, die Druckmodulation auf ein Mindestniveau zu begrenzen, um eine Restbremskraft im Stillstand zu gewährleisten. Als Mindestniveau kann bevorzugt ein fester Druckwert (pred) herangezogen werden, der über einen vorgegebenen Anteilsfaktor (k) aus dem Ausgangsdruck (Pstart) zu Beginn der Sonderregelung berechnet wird.
Die Sonderregelung nach der Erfindung wird bevorzugt erst nahezu bei Fahrzeugstillstand aktiviert. Dies hat im Vergleich mit früheren, an sich bekannten Verfahren zur Vermeidung des Anhalterucks den Vorteil, dass auf Grund der bereits sehr geringen Restgeschwindigkeit des Fahrzeugs der Bremsweg nur unwesentlich erhöht wird.
Die vorstehend beschriebene Sonderregelung zur Reduzierung des Anhalterucks kann vorzugsweise neben der Fahrzeuggeschwindigkeit auch von der Fahrzeugverzögerung abhängig gemacht werden. Insbesondere wird in Abhängigkeit der Verzöge- rung die Aktivierung der Sonderregelung zu einem früheren Zeitpunkt durchgeführt. Zum Beispiel wird bei einer Verzögerung oberhalb eines vorgegebenen Schwellenwertes ein früherer Startpunkt für die Aktivierung verwendet.
Bevorzugt wird die beschriebene Sonderregelung dann nicht aktiviert, wenn eine elektronische Bremsenregelfunktion mit höherem Rang, wie ABS, EBV, ESP, TCS etc., aktiviert ist. Hierdurch wird eine gegenseitige unerwünschte Beeinflussung der Brems unktionen ausgeschlossen.
Der Bremsdruck kann auch zu gewissen Anteilen an den Rädern der Vorderachse gleichzeitig mit dem Druckabbau an der Hinterachse reduziert werden. Hierdurch ist eine weitere Verbesserung des Verfahrens möglich.
Aus Gründen der Sicherheit wird jedoch das Verfahren der Erfindung bevorzugt nur an der Hinterachse durchgeführt, um eine Bremskraftmodulation (besonders eine Erhöhung der Verzögerung) in der Stillstands- bzw. Haltephase durch den Fahrer ohne weiteres zu ermöglichen.
Weitere bevorzugte Ausführungs ormen ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels an Hand einer Figur.
Es zeigt
Fig. 1 ein Diagramm zur Darstellung von Kurven über Fahrparameter eines Fahrzeugs, in dem das erfindungsgemäßen Verfahren verwirklicht worden ist.
Die Fahrparameter in Fig. 1 wurden tvährend eines Bremsvorgangs von 6 km/h bis zum Anhalten des Fahrzeugs aufgezeich- net. Wie den Kurven zu entnehmen ist, führt eine nach dem beispielgemäßen Verfahren durchgeführte Druckmodulation an der Fahrzeughinterachse zu einer Reduzierung des Anhalterucks .
Teilbild a) stellt die Fahrzeuggeschwindigkeit v in Abhängigkeit der Zeit t dar. Linie 1 bezeichnet den Zeitpunkt, ab dem die nach dem beispielgemäßen Verfahren durchgeführte Druckmodulation bis zum Fahrzeugstillstand aktiv ist.
In Teilbild b) ist der Druckverlauf pHA an der Reibmittelbremse der Hinterachse (HA) dargestellt . Kurve 3 gibt den Druckverlauf mit beispielgemäßer Sonderregelung an. Kurve 4 dient zum Vergleich mit dem Druckverlauf in einem Fahrzeug, bei dem die beschriebene Sonderregelung nicht aktiv ist.
Die Kurven 6,7 in Teilbild c) stellen die Längsbeschleunigung alans von entsprechend abgebremsten Fahrzeugen ebenfalls in Abhängigkeit von der Zeit t dar. Kurve 6 gibt den Beschleunigungsverlauf eines Fahrzeugs mit beispielgemäßer Sonderregelung und Kurve 5 den Verlauf der Beschleunigung eines Fahrzeugs ohne Sonderregelung an.
Während der beispielgemäßen Sonderregelung werden bei einer festgelegten Geschwindigkeit vstart (siehe Fig. la) die Ein- lassventile an der Hinterachse geschlossen und anschließend die Auslassventile der Hinterachse solange geöffnet, bis der Bremsdruck in den Rädern bis auf einen berechneten Restdruck Prcd = k * p.tart abgebaut ist. Dadurch kann das Fahrzeug in dieser Situation frei ausschwingen. Der Anhalteruck wird gedämpft. Die Komfortverbesserung ist durch die geringeren Amplituden ASSÄ (siehe Kurve 6 in Fig. lc) ) im Vergleich zur Amplitude der Schwingung Adef (Kurve 5 in Fig. lc) ) des Fahrzeugs ohne den erfindungsgemäßen Algorithmus erkennbar. Zu- dem ist die Schwingungsfrequenz (Periode TSSA größer, als Periode Tdβf) des Fahrzeuges mit beispielgemäßer Sonderregelung geringer, als bei einem Fahrzeug ohne die beispielgemäße Sonderregelung.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Kompensation oder Vermeidung des Rucks beim Abbremsen eines Kraftfahrzeugs bis zum Stillstand, dadurch gekennzeichnet, dass bei bzw. im wesentlichen in der Nähe des Fahrzeugstillstandes eine Entspannung bzw. Entsteifung des Fahrzeugs durchgeführt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Entspannung bzw. Entsteifung durch Modulation, insbesondere durch Verminderung, des Bremsdrucks an den Rädern der Hinterachse und/oder der Vorderachse erfolgt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Entspannung bzw. Entsteifung durch Modulation, insbesondere durch Verminderung, des Bremsdrucks ausschließlich an einem oder mehreren Rädern der Hinterachse erfolgt.
4. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Geschwindigkeitsbereich, in dem das Verfahren gemäß Anspruch 1 ausgeführt wird, im Bereich von kleiner etwa 3 km/h, insbesondere kleiner etwa 2 km/h, liegt.
5. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Verminderung des Bremsdrucks ein Bruchteil des vorgegebenen, sensorisch bestimmten Bremsdrucks ist.
6. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckmodulation durch Schließen der Einlassventile an der Hinterachse und anschließendes Öffnen der Auslassventile erfolgt, wobei die Auslassventile solange geöffnet werden, bis der Bremsdruck in den Rädern auf einen vorgegebenen gemessenen oder abgeschätzten Restdruck reduziert ist.
Computerprogrammprodukt, dadurch gekennzeichnet, dass ein Verfahren entsprechend mindestens einem der Ansprüche 1 bis 6 ausführbar ist.
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