DE10118129A1

DE10118129A1 - Verfahren zur Verbesserung des Regelverhaltens eines KFZ-Regelungssystems

Info

Publication number: DE10118129A1
Application number: DE2001118129
Authority: DE
Inventors: Ralph Gronau; Dieter Burkhard; Dirk Waldbauer
Original assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Current assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Priority date: 2001-02-09
Filing date: 2001-04-11
Publication date: 2002-08-14
Anticipated expiration: 2021-04-12
Also published as: DE10118129B4

Abstract

Bei einem Verfahren zur Verbesserung des Regelverhaltens eines KFZ-Regelungssystems, insbesondere eines Fahrstabilitätsregelungssystems (ESP), bei dem die Giergeschwindigkeit und die Querbeschleunigung des Fahrzeugs sowie die Raddynamik der einzelnen Fahrzeugräder beobachtet werden und bei dem ein Überschreiten vorgegebener Schlupfschwellen, z. B. von ABS-Schwellen, zum Regelungseintritt führt, wird beim Erkennen von Kriterien für ein Driftmanöver, nämlich bei einer über einem Grenzwert von z. B. 2 DEG /s liegender Gierrate und einer über einem Grenzwert von z. B. 0,2 g liegender Querbeschleunigung und gleichzeitig geringer Raddynamik ein Schlupfschwellen-Offset gebildet, und es wird nach Regelungseintritt die Regelschwelle, d. h. die Schlupfschwelle für den regelungsbedingten Abbau von Bremsdruck in der jeweiligen Radbremse, durch den Schlupfschwellen-Offset erhöht.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Verbesse rung des Regelverhaltens eines KFZ-Regelungssystems, insbe sondere eines Fahrstabilitätsregelungssystem (ESP), bei dem die Giergeschwindigkeit und die Querbeschleunigung des Fahrzeugs sowie die Raddynamik der einzelnen Fahrzeugräder beobachtet werden und bei dem ein Überschreiten vorgegebe ner Schlupfschwellen, insbesondere von ABS-Schwellen, zum Regelungseintritt führt.

Bei Manövern, in denen ein Fahrzeug über alle vier Räder driftet, was auf Niedrigreibwerten leichter als auf Hoch reibwertfahrbahnen eintreten kann, können durch schräglauf bedingten Schlupf die ABS-Regelschwellen, die auch in einem Fahrstabilitätsregelungssystem (ESP) beim drohendem Bloc kieren eines Rades den Bremsdruck beeinflussen, erreicht oder überschritten werden. Dies führt dazu, dass ein Ein bremsen durch den Fahrer wegen des infolge der einsetzenden ABS-Regelung geschlossenen Einlassventils nicht mehr mög lich ist. Die Folge ist ein "hartes" Bremspedal, welches auch vom Normalfahrer als störend oder irritierend empfun den wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Regelverhal ten des Systems bei solchen Manövern zu verbessern.

Es hat sich herausgestellt, dass dies durch Anwendung des im Anspruch 1 beschriebenen Verfahrens gelingt. Die Beson derheit des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, dass beim Erkennen von Kriterien für ein Driftmanöver, näm lich bei einer über einem vorgegebenen Grenzwert liegender Gierrate, z. B. einer Gierrate in der Größenordnung von 2°/s, und einer über einem vorgegebenen Grenzwert von z. B. 0,2 g liegender Querbeschleunigung, bei gleichzeitig gerin ger Raddynamik, ein Schlupfschwellen-Offset gebildet wird und dass nach Eintritt in eine ABS-Regelung die Regel schwelle, nämlich die Schlupfschwelle für den regelungsbe dingten Abbau von Bremsdruck in der jeweiligen Radbremse, durch den Schlupfschwellen-Offset erhöht wird.

In den Unteransprüchen sind noch einige besonders vorteil hafte Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben.

Aus der folgenden Beschreibung anhand der beigefügten Dia gramme gehen noch weitere Merkmale, Vorteile und Einzelhei ten der Erfindung hervor. Es zeigen

Fig. 1 in schematischer Darstellung, als Diagramm den Ver lauf des Schlupfes, der Fahrzeug- und der Radge schwindigkeit sowie einiger Regelungssignale in ei ner Fahrsituation, in der die Bildung des Schlupf schwellen-Offsets vor dem Einsetzen der Regelung beginnt, während in der Situation nach

Fig. 2 die Bildung des Schlupfschwellen-Offsets erst nach dem Einsetzen der ABS-Regelung beginnt.

Die Diagramme dienen zur Erläuterung des erfindungsgemäßen Verfahrens.

In den Fig. 1 und 2 sind die Fahrzeuggeschwindigkeit (1), die Geschwindigkeit des betrachteten Rades (3), die ur sprüngliche ABS-Regelschwelle oder Schlupfschwelle (2) und die durch den Offset erhöhte Schlupfschwelle (4) wiederge geben. Außerdem zeigen die Figuren die Drift-Erkennung (5), die ABS-Regelungsverlauf (6), den Schlupfschwellen-Offset (7)und die Ansteuerung des Bremsdruckeinlass- oder -aufbauventils (8).

In der Fahrsituation nach Fig. 1 wird zum Zeitpunkt t₁ das Vorliegen eines Driftmanövers (5) erkannt. Dies geschieht erfindungsgemäß durch eine (nicht dargestellte) Auswertung der aktuellen Gierrate und der Querbeschleunigung, die bei de in dieser Situation über vorgegebene Grenzwerte liegen, während gleichzeitig eine relativ geringe Raddynamik fest zustellen ist; die Abweichung der Radgeschwindigkeit von der Fahrzeug- oder Fahrzeugreferenzgeschwindigkeit (Differenz zwischen (1) und (3)) bleibt innerhalb eines re lativ schmalen Toleranzbandes.

Die Bildung des Schlupfschwellen-Offset beginnt zum Zeit punkt t₁ der Drift-Erkennung. Die Blockierschwelle wird al lerdings erst später, nämlich zum Zeitpunkt t₂, erreicht. Erfindungsgemäß wird nun (zum Zeitpunkt t₂) die Regel- oder Schlupfschwelle durch das bis zu diesem Zeitpunkt errechne te Schlupfschwellen-Offset erhöht; dies wird in Fig. 1 durch die gestrichelt dargestellte Kennlinie - Übergang von (2) zu (4) - veranschaulicht. Zum Zeitpunkt t₃ unterschrei tet der Schlupf die erfindungsgemäß durch den Offset (7) erhöhte Schlupfschwelle (4); der Schlupfschwellen-Offset bleibt im weiteren Verlauf bis zur Beendigung der Drift- Situation konstant. Als Folge des Schlupfschwellen-Offsets, der die Empfindlichkeit der Regelung verringert, wird zum Zeitpunkt t₃ die Druckabbauphase wieder beendet und, in dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1, ungepulster Druckaufbau an der Vorderachse VA herbeigeführt, allerdings nur, wenn die Fahrzeugbremse noch betätigt ist bzw. Druck im Hauptzylin der herrscht. Bei drucklosem Hauptzylinder wird zum Zeit punkt t₃, wie in Fig. 1 gestrichelt angedeutet ist, die ABS-Regelung beendet.

In dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 beginnt das Errech nen des Schlupfschwellen-Offsets erst beim Einsetzen eines ABS-Regelungsvorganges, also zum Zeitpunkt t₄. Das Vorlie gen eines Driftmanövers wurde bereits zuvor beim Zeitpunkt t₁ erkannt. Im übrigen besteht Übereinstimmung mit der dem anhand der Fig. 1 beschriebenen Manöver.

Der Erfindung liegen die folgenden grundsätzlichen Überle gungen und Feststellungen zugrunde:
Ein Driftmanöver auf Niedrigreibwert ist einerseits durch eine Gierrate (z. B. < 2°/s), eine Querbeschleunigung (z. B. < 0.2 g) und gegebenenfalls (bei Allradfahrzeugen mit Längs beschleunigungssensor) durch eine Längsbeschleunigung (z. B. < -0.2 g) charakterisiert. Gleichzeitig ist eine sehr gerin gen Raddynamik erkennbar; der Radverlauf bleibt innerhalb eng begrenzter Schlupfbänder. Ist ein Längsbeschleunigungs signal vorhanden, kann auf eine Auswertung der Radsignale verzichtet werden.

Des weiteren ist über den Drucksensor erkennbar, ob der Fahrer die Bremse betätigt hat. Wenn dies nicht der Fall ist, kann das detektierte Radmuster nur durch Schräglauf schlupf begründet sein. Aus der Radmusterüberwachung ist es bereits bekannt, nach Ablauf einer gewissen Zeit in der Druckabbauphase die Schlupfschwellen (radindividuell) stu fenweise zu erhöhen.

Nach vorliegender Erfindung ist es vorgesehen, nicht nur die Abbauschwellen in der Regelung zu erhöhen, sondern die Erkennung ggf. schon vor dem ABS-Eintritt zu starten (siehe Fig. 1) und die Aufbaumodulation so zu modifizieren, dass der Pedalkomfort und das Fahrverhalten (querdynamisch) ver bessert werden.

Wird das oben angesprochene Rad- und/oder Sensormuster er kannt, wird der Schlupfschwellen-Offset sofort gebildet, nicht aber auf die Schlupfschwelle zum Regelungseintritt aufaddiert. Wenn das entsprechende Rad in die ABS-Regelung kommt, wird der ggf. schon vor der Regelung akkumulierte Offset auf die Schwelle (radindividuell) aufaddiert.

Die Überwachung der entsprechenden Muster vor der Regelung kann, muss aber nicht erfolgen.

Die Raddynamik beschreibt das Drehverhalten der Räder. Eine geringe Raddynamik ist gegeben, wenn die Räder im Schlupf band nur relativ geringe Verzögerungen und (Wieder) Be schleunigungen erfahren. Geringe Raddynamik ist für ein Driftmanöver oder Schleudermanöver durch schräglaufbeding ten Schlupf typisch.

Der Schlupfschwellen-Offset wird in Abhängigkeit von Schlupf und vorliegenden Raddynamik mit unterschiedlichen Zählraten gebildet. D. h. je geringer die Raddynamik und um so höher der Schlupf ist, desto schneller wird Offset ge bildet. Der Offset wird auf ein Maximum limitiert, um eine Regelung nicht gänzlich zu verhindern. Diese Limitierung errechnet sich wie folgt:

OffSet_max = V_ref-V_rad-Sshwelle_normal + 5.V_ref/100,

wobei "V_ref" die Fahrzeugreferenzgeschwindigkeit, "V_rad" die Drehgeschwindigkeit des betrachteten Fahrzeugrades und "Schwelle_normal" die normale, d. h. die ohne Driftmanöverer kennung gültige Schlupfschwelle bezeichnen.

Wenn der Radschlupf kleiner als die modifizierte Regel schwelle (Schwelle + Offset) ist, wird nicht nur die Ab bauphase verlassen, sondern auch die Vorderachse auf unge pulsten Aufbau gesetzt um dem Fahrer die Möglichkeit zum Einbremsen zu geben. Durch den dann möglichen Druckaufbau an der VA ist ein stabilisierender Effekt zu erwarten, da der Druckaufbau an der VA einen Impuls in Richtung Unter steuern und damit eine Stabilisierung des Fahrzeuges be wirkt. Zusätzlich kann die Fahrzeugreferenz auf die Ge schwindigkeit des Rades, das zuerst in eine Aufbauphase eingetreten ist, gesetzt werden, um diese Phase möglichst lange aufrechterhalten zu können.

Alternativ zu dem Setzen der Vorderräder in einen ungepul sten Aufbau (Fahrzeug bleibt aber in der ABS-Regelung) kann, wenn der Fahrer das Bremspedal noch nicht betätigt hat (Drucksensorwert auf Obar) und der Schlupf < Schwelle + Offset und Drucksensorwert = 0, die ABS-Regelung been det werden.

Um ein erneutes Überschreiten der ABS-Regelschwellen nach Beendigung der ABS-Regelung während des Driftmanövers zu erschweren, wird der Offset auf die Schlupfschwellen, so lange aufrechterhalten, wie die Bedingungen zum Erkennen des Driftmanövers vorliegen und mindestens 2 Räder und/oder 1 Vorderrad einen Schlupf < 1 Km/h haben. D. h. wenn die zu vor genannten Bedingungen nicht mehr vorliegen, wird der Algorithmus beendet.

Claims

1. Verfahren zur Verbesserung des Regelverhaltens eines KFZ-Regelungssystems, insbesondere eines Fahrstabili tätsregelungssystem (ESP), bei dem die Giergeschwindig keit und die Querbeschleunigung des Fahrzeugs sowie die Raddynamik der einzelnen Fahrzeugräder beobachtet wer den und bei dem ein Überschreiten vorgegebener Schlupf schwellen, z. B. einer ABS-Regelschwelle, zum Regelungs eintritt führt, dadurch gekennzeichnet, dass beim Er kennen von Kriterien für ein Driftmanöver, nämlich bei einer über einem Grenzwert liegender Gierrate und einer über einem Grenzwert liegender Querbeschleunigung und bei gleichzeitig geringer Raddynamik, ein Schlupf schwellen-Offset gebildet wird und dass nach Regelungs eintritt die Regelschwelle, d. h. die Schlupfschwelle für den regelungsbedingten Abbau von Bremsdruck in der jeweiligen Radbremse, durch den Schlupfschwellen-Offset erhöht wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bildung des Schlupfschwellen-Offsets nach dem Er kennen eines Driftmanövers einsetzt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich net, dass die Bildung des Schlupfschwellen-Offsets nach dem Erkennen eines Driftmanövers und dem Überschreiten der ABS-Regelschwellen einsetzt.

4. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass für die Gierrate ein Grenzwert in der Größenordnung von 2°/s und für die Querbeschleunigung ein Grenzwert in der Größenordnung von 0,2 g vorgegeben werden.

5. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der die Höhe des Schlupfschwellen-Offsets in Abhängigkeit vom momentanen Schlupf und der momentaner Raddynamik, d. h. vom Schlupf und von der Raddynamik beim Erkennen des Driftmanövers, bemessen wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch ge kennzeichnet, dass der Schlupfschwellen-Offset auf ei nen Maximalwert (Offset max), der nach der Beziehung
OffSet_max = V_ref - V_rad - Schwellenormal + 5.V_ref/100
ermittelt wird, begrenzt wird, wobei mit "V_ref" die Fahrzeugreferenzgeschwindigkeit, mit "V_rad" die Drehge schwindigkeit des betrachteten Fahrzeugrades und mit "Schwelle_normal" die normale, d. h. die ohne Driftmanö vererkennung gültige Schlupfschwelle bezeichnet sind.

7. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass nach Beendigung der Drifterkennung, wenn der Schlupf des betrachteten Rades kleiner wird als die durch den Schlupfschwellen-Offset erhöhte Regelschwelle, die Druckabbauphase verlassen und die Einsteuerung von Bremsdruck in die Radbremse der Vorderachse bzw. der Bremsdruckaufbaugradient an der Vorderachse erhöht werden.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass nach Beendigung der Drifterkennung der Bremsdruck an der Vorderachse bei einem im Normalfall mit Druckauf baupulsen gesteuerten Regelungssystem durch ungepulsten Druckaufbau erhöht wird.