DE10295477B4 - Method for improving the control behavior of a blockage-protected hydraulic motor vehicle brake system - Google Patents
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Abstract
Verfahren zur Verbesserung des Regelverhaltens einer blockiergeschützten hydraulischen Kraftfahrzeugbremsanlage in Bremssituationen mit aktiver ABS-Regelung, mit einer Steuer- und Regeleinheit, die von mindestens einem Radsensor Informationen über das Drehverhalten mindestens eines mit einem Luftreifen versehenen Fahrzeugrades erhält, wobei die ABS-Regelung unter Berücksichtigung von luftreifenspezifischen Eigenschaften durchgeführt wird und eine Auswertung des Raddrehverhaltens zwischen Reifentypen mit schmalem Maximum der μ-Schlupfkurve und Reifentypen mit breitem Maximum der μ-Schlupfkurve unterschieden wird, wobei der Reifentyp situationsabhängig, z. B. durch Witterungseinflüsse, Reibwertänderungen, Kurvenfahrt etc., wechseln kann, dadurch gekennzeichnet, dass der Gradient des Druckabbaus während eines ABS-Regelungsvorganges im Vergleich zu dem Druckabbaugradienten, den die Steuer- und Regeleinheit im Standardfall errechnet, abhängig von dem Reifentyp erhöht oder verringert wird.Method for improving the control behavior of an anti-lock hydraulic motor vehicle brake system in braking situations with active ABS control, with a control and regulating unit which receives information from at least one wheel sensor about the turning behavior of at least one vehicle wheel provided with a pneumatic tire, the ABS control taking into account Tire-specific properties is carried out and an evaluation of the wheel turning behavior between tire types with a narrow maximum of the μ-slip curve and tire types with a wide maximum of the μ-slip curve is differentiated, the tire type depending on the situation, e.g. B. by weather influences, changes in coefficient of friction, cornering, etc., characterized in that the gradient of the pressure reduction during an ABS control process compared to the pressure reduction gradient, which the control unit calculates in the standard case, increases or decreases depending on the type of tire becomes.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verbesserung des Regelverhaltens einer blockiergeschützten hydraulischen Kraftfahrzeugbremsanlage in Bremssituationen mit aktiver ABS-Regelung, mit einer Steuer- und Regeleinheit, die von mindestens einem Radsensor Informationen über das Drehverhalten mindestens eines mit einem Luftreifen versehenen Fahrzeugrades erhält, wobei die ABS-Regelung unter Berücksichtigung von luftreifenspezifischen Eigenschaften durchgeführt wird.The invention relates to a method for improving the control behavior of a blockage-protected hydraulic motor vehicle brake system in braking situations with active ABS control, with a control unit which receives information about the rotational behavior of at least one vehicle wheel provided with a pneumatic tire from at least one wheel sensor. Regulation is carried out taking into account air-tire-specific properties.
Der grundsätzliche Aufbau einer blockiergeschützten hydraulischen Kraftfahrzeugbremsanlage ist z. B. aus dem Heft der Firma Robert Bosch GmbH zur Technischen Unterrichtung: „PKW-Bremsanlagen”, 1. Auflage, erschienen 1989, Bestellnummer 1987722023 bekannt. In der
Aus der
In der
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren der eingangs genannten Art vorzustellen, das unter Berücksichtigung von luftreifenspezifischen Eigenschaften eine Verbesserung des Regelverhaltens in Hinblick auf Bremssituationen mit aktiver ABS-Regelung bewirkt.It is an object of the present invention to provide a method of the type mentioned above, which, taking into account tire-specific properties, causes an improvement in the control behavior with regard to brake situations with active ABS control.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren der eingangs genannten Art mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.This object is achieved by a method of the type mentioned above with the characterizing features of claim 1.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird durch eine Auswertung des Raddrehverhaltens zwischen Reifentypen mit schmalem Maximum der μ-Schlupfkurve und Reifentypen mit breitem Maximum der μ-Schlupfkurve unterschieden, wobei der Reifentyp situationsabhängig, z. B. durch Witterungseinflüsse, Reibwertänderungen, Kurvenfahrt, etc., wechseln kann, und dass der Gradient des Druckabbaus während eines ABS-Regelungsvorganges im Vergleich zu dem Druckabbaugradienten, den die Steuer- und Regeleinheit im Standardfall errechnet, erhöht oder verringert wird. Unter dem Standardfall wird hierbei der ABS-Regelungsvorgang ohne Berücksichtigung des Reifentyps (schmales oder breites Maximum) verstanden.In the method according to the invention, an evaluation of the wheel rotational behavior distinguishes between tire types with a narrow maximum of the μ-slip curve and tire types with a broad maximum of the μ-slip curve, the tire type depending on the situation, eg. B. by weathering, Reibwertänderungen, cornering, etc., can change, and that the gradient of the pressure reduction during an ABS control process compared to the pressure reduction gradient, which calculates the control unit in the standard case, increased or decreased. The standard case is understood here as the ABS control process without taking into account the type of tire (narrow or wide maximum).
In einer vorteilhaften Weiterbildung des Verfahrens wird bei dem Reifentyp mit schmalem Maximum beim Erreichen einer Instabilitätsgrenze der Druckabbaugradient im Vergleich zu dem Standarddruckabbaugradient erhöht, wohingegen bei dem Reifentyp mit breitem Maximum beim Erreichen der Instabilitätsgrenze der Druckabbaugradient im Vergleich zu dem Standarddruckabbaugradient verringert.In an advantageous development of the method, in the tire model with a narrow maximum when reaching an instability limit, the pressure reduction gradient is increased in comparison to the standard pressure reduction gradient, whereas in the tire type with a broad maximum when reaching the instability limit, the pressure reduction gradient is reduced in comparison to the standard pressure reduction gradient.
In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung des Verfahrens wird von der Steuer- und Regeleinheit der reifentypabhängige Druckabbaugradient aus einer Multiplikation eines Verstärkungsfaktors bzw. eines Reduktionsfaktors mit dem Standarddruckabbaugradienten bestimmt.In a further advantageous development of the method, the control and regulation unit determines the tire type-dependent pressure reduction gradient from a multiplication of a gain factor or a reduction factor with the standard pressure reduction gradient.
Vorteilhafterweise wird bei Erfüllung vorgegebener Bedingung der Luftreifen als Reifentyp mit einem breiten Maximum oder als Reifentyp mit einem schmalen Maximum bewertet.Advantageously, when the predetermined condition is met, the pneumatic tire is rated as a tire type with a wide maximum or as a tire type with a narrow maximum.
In einer vorteilhaften Weiterbildung des Verfahrens wird aus den Informationen über das Raddrehverhalten ein Indikator zur Erkennung der luftreifenspezifischen Eigenschaften durch Differenzbildung aus einem Radbeschleunigungssignal und einem gefilterten Radbeschleunigungssignal nach einer vorgegebenen Beziehung bestimmt.In an advantageous embodiment of the method, an indicator for detecting the tire-specific properties is determined by subtraction from a wheel acceleration signal and a filtered Radbeschleunigungssignal according to a predetermined relationship from the information about the Raddrehverhalten.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens wird ein aktuelles gefiltertes Radbeschleunigungssignal aus dem Radbeschleunigungssignal, aus einem in einem vorherigen Schritt ermitteltem gefilterten Radbeschleunigungssignal und aus einem dimensionslosen Zeitfaktor nach einer vorgegebenen Beziehung bestimmt.In a further advantageous refinement of the method, a current filtered wheel acceleration signal is determined from the wheel acceleration signal, from a filtered wheel acceleration signal determined in a previous step, and from a dimensionless time factor according to a predetermined relationship.
Weitere Vorteile und zweckmäßige Ausgestaltungsvarianten des erfindungsgemäßen Verfahrens gehen aus Unteransprüchen hervor. Das Verfahren wird im folgenden anhand von Zeichnungen näher erläutert.Further advantages and expedient embodiment variants of the method according to the invention will become apparent from the dependent claims. The method is explained in more detail below with reference to drawings.
Hierbei zeigt:Hereby shows:
Mehr denn je werden von den Herstellern der Fahrzeugregelsysteme die höchsten Bremsleistungen erwartet, und dies trotz der oben angeführten spezifischen Reifeneigenschaften diverser Produzenten.More than ever before, manufacturers of vehicle control systems expect the highest braking performance, despite the specific tire characteristics of various producers mentioned above.
Das bedeutet, dass unter allen Bedingungen das Reifenpotenzial, sowohl das der Reifentypen mit schmalem Maximum als auch diejenigen mit breitem Maximum, ausgenutzt werden muss.This means that under all conditions the tire potential, both the narrow maximum and the maximum maximum tire types, must be exploited.
Den entscheidenden Vorteil in der Potenzialausnutzung bringt die Druckmodulation.The decisive advantage in the exploitation of potential comes from the pressure modulation.
Im Falle des Reifentyps mit schmalem Maximum ist von entscheidender Bedeutung, im Augenblick des Abrisses das richtige Maß an Druck abzubauen, um diesen Zustand möglichst schnell zu beenden. Das heißt, einerseits genug um das Rad aus dem Schlupf zu holen, denn der Reifentyp mit schmalem Maximum bremst mit zunehmendem Schlupf schlechter, und andererseits nicht zu viel, um die Bremsleistung nach der Schlupfphase nicht zu gefährden.In the case of the narrow maximum tire type, it is crucial to release the right amount of pressure at the moment of the break to end this condition as quickly as possible. That is, on the one hand enough to get the wheel out of the slip, because the type of tire with a narrow maximum slows down with increasing slip, and on the other hand not too much, so as not to endanger the braking performance after the slip phase.
Im Falle des Reifentyps mit breitem Maximum ist von entscheidender Bedeutung, das Rad mit möglichst geringem Druckabbau aus dem Schlupf zu holen. Der Reifentyp mit breitem Maximum verliert mit zunehmendem Schlupf weniger an Bremsleistung als der Reifentyp mit schmalem Maximum, und nach der Schlupfphase ist die gute Bremsleistung durch den moderaten Druckabbau auch sichergestellt.In the case of the tire type with a wide maximum is crucial to get the wheel with the least possible pressure reduction from the slippage. The wide maximum tire type loses less braking power with increasing slip than the narrow maximum tire type, and after the slip phase, the good braking performance is also ensured by the moderate pressure reduction.
In zunehmendem Maße wird bei der Bremsenauslegung dem Zusammenwirken von Reifen und Bremse Bedeutung beigemessen. Eine Anpassung an den speziellen Reifentyp ist daher erforderlich.Increasingly, importance is attached to the interaction of tire and brake in brake design. An adaptation to the specific type of tire is therefore required.
Natürlich schlägt sich diese Eigenschaft unterschiedlicher Reifentypen, einerseits mit schmalem und andererseits mit breitem Maximum, auf ihr dynamisches Verhalten bei Wiederbeschleunigung aus einer Schlupfphase nieder.Of course, this characteristic of different tire types, on the one hand with a narrow and on the other hand with a broad maximum, is reflected in their dynamic behavior during re-acceleration from a slip phase.
Das unten beschriebene Verfahren ist gleichermaßen anwendbar bei Reifentypen mit schmalem als auch mit breitem Maximum, denn es analysiert die Dynamik der Schlupfzunahme bzw. Abnahme und ändert den Verstärkungsfaktor für den Druckabbau bzw. Druckaufbau. Das Verfahren ist gleichermaßen geeignet für ABS-Only-Systeme als auch für die Systeme, bei denen das ABS lediglich eine Untermenge darstellt, wie z. B. ESP.The method described below is equally applicable to narrow and wide maximum tire types, as it analyzes the dynamics of slip increase or decrease and changes the gain factor for pressure reduction or pressure build-up. The method is equally suitable for ABS-only systems as well as for systems in which the ABS is only a subset, such. Eg ESP.
Im Folgenden wird das Verfahren anhand beispielhafter Zahlenwerte erläutert:
Das aus jedem Radgeschwindigkeitssignal abgeleitete individuelle Radbeschleunigungssignal ACC ist Bestandteil eines heutigen elektronischen Reglers.In the following, the method is explained by means of exemplary numerical values:
The individual wheel acceleration signal ACC derived from each wheel speed signal is part of today's electronic controller.
Das ACC-Signal wird einem Filter zugeführt werden, das mit folgendem Term definiert ist:
- ACCFn, ACCFn-1:
- gefilterte Radbeschleunigungssignale
- ACC:
- Radbeschleunigungssignal
- T:
- dimensionsloser Zeitfaktor
- ACCF n , ACCF n-1 :
- filtered wheel acceleration signals
- ACC:
- wheel acceleration
- T:
- dimensionless time factor
Wird die Differenz ACC_DIFF = ACC – ACCF gebildet, so entsteht ein Signal dessen Größe als zuverlässiger Indikator für die Dynamik der Schlupfzunahme bzw. Abnahme bei einer ABS-Regelung angesehen wird. If the difference ACC_DIFF = ACC-ACCF is formed, then a signal whose magnitude is regarded as a reliable indicator for the dynamics of the slip increase or decrease in an ABS control results.
Dimension von ACC_DIFF ist die Erdbeschleunigung [g] oder auch [m/s2].Dimension of ACC_DIFF is the gravitational acceleration [g] or also [m / s 2 ].
Bei Schlupfzunahme mit niedriger Dynamik sind beide Größen (ACC, ACCF) negativ. Die aus Radgeschwindigkeit abgeleitete Größe ACC ist betragsmäßig immer größer als ACCF. Daher ist die Differenz ACC_DIFF immer negativ.With low dynamic slip both sizes (ACC, ACCF) are negative. The wheel speed derived quantity ACC is always greater in magnitude than ACCF. Therefore, the difference ACC_DIFF is always negative.
Gilt die Bedingung ACC_DIFF > erste Schwelle N1 = –2 g und ACC_DIFF < 0, also niedrige Dynamik der Schlupfzunahme, wird der Reifen für anstehende Instabilität als Reifentyp mit breitem Maximum identifiziert, und der ursprünglich berechnete Standarddruckabbaugradient durch Multiplikation mit einem Reduktionsfaktor kVR verringert.If the condition ACC_DIFF> first threshold N1 = -2 g and ACC_DIFF <0, ie low dynamics of slip increase, the tire for impending instability is identified as the wide maximum tire type and the originally calculated standard pressure reduction gradient is reduced by multiplication by a reduction factor k VR .
Der Reduktionsfaktor kVR wird berechnet als
Die Umrechnungskostante k = kN2 ist so gewählt, dass der Verstärkungsfaktor kVR = 0,8 beträgt wenn die ACC_DIFF Werte zwischen der Schwelle N1 = –2 g und einer Differenz Diff.N1 = –1,8 g liegen. Liegen die ACC_DIFF Werte zwischen Diff.N1 = –1,8 g und 0, so wird die Umrechnungskonstante k = kN1 so gewählt, dass der Verstärkungsfaktor kVR im Bereich 0,5 ≤ kVR < 0,8 liegt.The conversion constant k = k N2 is chosen such that the gain factor k VR = 0.8 when the ACC_DIFF values are between the threshold N1 = -2 g and a difference Diff.N1 = -1.8 g. If the ACC_DIFF values between Diff.N1 = -1.8 g and 0, the conversion constant is k = k N1 selected so that the gain k k VR VR is in the range 0.5 ≤ <0.8.
Der Term für kVR stellt sicher, dass bei geringen Beträgen von ACC_DIFF Signal, der Verstärkungsfaktor kVR progressiv abnimmt. Aus dem Grund ist die untere Begrenzung des Verstärkungsfaktors auf kVR = 0,5 festgelegt.The term for k VR ensures that for small amounts of ACC_DIFF signal, the gain k VR progressively decreases. For the reason, the lower limit of the gain is set to k VR = 0.5.
Gilt die Bedingung ACC_DIFF < Schwelle N2 = –3 g, also hohe Dynamik der Schlupfzunahme, wird der Reifen für anstehende Instabilität als Reifentyp mit schmalem Maximum identifiziert, und der ursprünglich berechnete Standarddruckabbaugradient durch Multiplikation mit dem Verstärkungsfaktor kVE erhöht. Der Verstärkungsfaktor kVE wird berechnet als
Die Umrechnungskostante k = kN3 ist so gewählt, dass der Verstärkungsfaktor kVE = 1,11 beträgt wenn die ACC_DIFF Werte zwischen der Schwelle N2 = –3 g und einer Differenz Diff.N2 = –3,3 g liegen. Liegen die ACC_DIFF Werte unterhalb von Diff.N2 = –3,3 g, so wird die Umrechnungskonstante k = kN4 so gewählt, dass der Verstärkungsfaktor kVE im Bereich 1,11 < kVE ≤ 2,0 liegt.The conversion constant k = k N3 is chosen such that the gain factor k VE = 1.11 if the ACC_DIFF values are between the threshold N2 = -3 g and a difference Diff.N2 = -3.3 g. If the ACC_DIFF values below Diff.N2 = -3.3 g, the conversion constant is k = k N4 chosen so that the gain k VE is 1.11 <k ≤ 2.0 VE in the field.
Bei Schlupfabnahme mit niedriger Dynamik sind beide Größen (ACC, ACCF) positiv. Die aus Radgeschwindigkeit abgeleitete Größe ACC ist betragsmäßig immer größer als ACCF. Daher ist die Differenz ACC_DIFF immer positiv.With low dynamic slip, both sizes (ACC, ACCF) are positive. The wheel speed derived quantity ACC is always greater in magnitude than ACCF. Therefore, the difference ACC_DIFF is always positive.
Gilt die Bedingung ACC_DIFF < Schwelle H1 = 2 g, also niedrige Dynamik der Schlupfabnahme, wird der Reifen für das anstehende Erreichen des stabilen Bereiches der μ-Schlupfkurve als Reifentyp mit breitem Maximum identifiziert, und der ursprünglich berechnete Standarddruckaufbaugradient durch Multiplikation mit dem Verstärkungsfaktor kVR reduziert.If the condition ACC_DIFF <threshold H1 = 2 g, ie low slip reduction dynamics, the tire is identified as the wide maximum tire type for the upcoming attainment of the stable range of the μ-slip curve and the originally calculated standard pressure increase gradient multiplied by the gain factor k VR reduced.
Der Verstärkungsfaktor für Reduktion kVR wird berechnet als
Die Umrechnungskostante k = kH2 ist so gewählt, dass der Verstärkungsfaktor kVR = 0,8 beträgt wenn die ACC_DIFF Werte zwischen der Schwelle H1 = 2 g und einer Differenz Diff.H1 = 1,8 g liegen. Liegen die ACC_DIFF Werte zwischen Diff.H1 = 1,8 g und 0, so wird die Umrechnungskonstante k = kH1 so gewählt, dass der Verstärkungsfaktor kVR im Bereich 0,7 ≤ kVR < 0,8 liegt.The conversion constant k = k H2 is chosen such that the gain factor k VR = 0.8 when the ACC_DIFF values lie between the threshold H1 = 2 g and a difference Diff.H1 = 1.8 g. If the ACC_DIFF values between Diff.H1 = 1.8 g and 0, the conversion constant is k = k H1 selected so that the gain k k VR VR is in the range 0.7 ≤ <0.8.
Der Term für kVR stellt sicher, dass bei geringen Beträgen von ACC_DIFF Signal, der Verstärkungsfaktor kVR progressiv abnimmt. Aus dem Grund ist die untere Begrenzung des Verstärkungsfaktors auf kVR = 0,7 festgelegt.The term for k VR ensures that for small amounts of ACC_DIFF signal, the gain k VR progressively decreases. For the reason, the lower limit of the gain is set to k VR = 0.7.
Gilt die Bedingung ACC_DIFF > Schwelle H2 = 3 g, also hohe Dynamik der Schlupfabnahme, wird der Reifen für das anstehende Erreichen des stabilen Bereiches der μ-Schlupfkurve als Reifentyp mit schmalem Maximum identifiziert, und der ursprünglich berechnete Standarddruckaufbaugradient durch Multiplikation mit dem Verstärkungsfaktor kVE erhöht.If the condition ACC_DIFF> Threshold H2 = 3 g, ie high dynamics of slippage decrease, the tire is identified as a narrow maximum tire type for the upcoming reaching of the stable range of the μ-slip curve, and the originally calculated standard pressure build-up gradient multiplied by the gain factor k VE elevated.
Der Verstärkungsfaktor kVE wird berechnet als
Die Umrechnungskostante k = kH3 ist so gewählt, dass der Verstärkungsfaktor kVE = 1,11 beträgt wenn die ACC_DIFF Werte zwischen der Schwelle H2 = 3 g und einer Differenz Diff.H2 = 3,3 g liegen. Liegen die ACC_DIFF Werte oberhalb von Diff.H2 = 3,3 g, so wird die Umrechnungskonstante k = kH4 so gewählt, dass der Verstärkungsfaktor kVE im Bereich 1,11 < kVE ≤ 2,0 liegt.The conversion constant k = k H3 is chosen such that the gain factor k VE = 1.11 if the ACC_DIFF values are between the threshold H2 = 3 g and a difference Diff.H2 = 3.3 g. If the ACC_DIFF values above Diff.H2 = 3.3 g, the conversion constant is k = k H4 selected so that the gain k VE VE k ≤ 2.0 is in the range 1.11 <.
Für alle ACC_DIFF Werte zwischen N1 = –2 g und N2 = –3 g, sowie zwischen H1 = 2 g und H2 = 3 g, wird der Verstärkungsfaktor kVE auf kVE = 1,0 gesetzt. In diesen Bereichen ist keine Aussage über die Art des Reifentyps möglich.For all ACC_DIFF values between N1 = -2 g and N2 = -3 g, as well as between H1 = 2 g and H2 = 3 g, the gain factor k VE is set to k VE = 1.0. In these areas, no statement about the type of tire type is possible.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8181 | Inventor (new situation) |
Inventor name: KALFF, MATTHIAS, 65527 NIEDERNHAUSEN, DE Inventor name: BATISTIC, IVICA, 60385 FRANKFURT, DE |
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8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
8125 | Change of the main classification |
Ipc: B60T 8/176 AFI20051017BHDE |
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R016 | Response to examination communication | ||
R018 | Grant decision by examination section/examining division | ||
R020 | Patent grant now final |
Effective date: 20130328 |
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R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |