DE19610863A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Ermittlung eines Reibwertsignals - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zur Ermittlung eines ReibwertsignalsInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren beziehungsweise eine
Vorrichtung zur Ermittlung eines den Reibwert der Fahrbahn
repräsentierenden Signals nach dem Oberbegriff des
Anspruchs 1 beziehungsweise des Anspruchs 10.
Bremsanlagen, bei denen zur Blockierverhinderung bei
bestimmten Bedingungen der Bremsdruck selbständig abgebaut
wird, sind beispielsweise bekannt aus "Technische
Unterrichtung, Bremssysteme, Ausgabe 94/95". Bei solchen
Bremsanlagen geschieht der Abbau des Bremsdrucks in einer
Radbremseinheit zur Blockierverhinderung durch eine
Rückförderpumpe, die durch ein entsprechendes Ansteuersignal
angesteuert wird. Zur optimalen Adaption der Bremsregelung
an den momentanen Betriebszustand des Fahrzeugs ist die
Kenntnis des aktuellen Reibwertes der Fahrbahn von großer
Bedeutung.
Aus der DE-Anmeldung P 195 28 697.9 ist ein Verfahren
beziehungsweise eine Vorrichtung zur Ermittlung einer
Druckgröße bei einer obengenannten Bremsanlage bekannt.
Hierdurch kann der Differenzdruck, insbesondere in einer
Bremsanlage mit Blockierschutz- und/oder
Antriebsschlupfregelung einfach und kostengünstig ermittelt
werden. Ebenso wie in der WO 94/07717 beinhaltet diese
Anmeldung auch ein Verfahren, um die Drehzahl der
Rückförderpumpe bei einer solchen Bremsanlage ohne
zusätzliche umfangreiche Sensorik zu bestimmen.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ohne
zusätzliche Sensorik in einfacher Weise den Reibwert der
Fahrbahn zu ermitteln.
Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des
Anspruchs 1 beziehungsweise des Anspruchs 10 gelöst.
Wie schon erwähnt, geht die Erfindung aus von einem
Verfahren zur Ermittlung eines den Reibwert der Fahrbahn
repräsentierenden Signals bei einer Bremsanlage, bei der zum
Abbau des Bremsdrucks in einer Radbremseinheit eine durch
ein Ansteuersignal gesteuerte Förderpumpe vorgesehen ist.
Der Kern der Erfindung besteht nun darin, daß das den
Reibwert der Fahrbahn repräsentierende Signal abhängig von
dem erfaßten, in Reaktion auf einen Druckabbau auftretende
Fördervolumen der Förderpumpe ermittelt wird. Der Erfindung
liegt die Erkenntnis zugrunde, daß das Volumen, das zur
Blockierverhinderung aus einer Radbremseinheit entfernt
werden muß, ein gutes Maß für den Reibwert der Fahrbahn, auf
dem sich das jeweilige Rad bewegt, darstellt. Durch die
Erfindung gelangt man in einfacher Weise zu einer
Abschätzung des Fahrbahnreibwertes.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist
vorgesehen, daß die Erfassung des Fördervolumens durch eine
Auswertung des Ansteuersignals dem Förderpumpe geschieht.
Dadurch kann auf eine zusätzliche Sensorik zur Erfassung des
Fördervolumens verzichtet werden. Die Ansteuerung der
Förderpumpe geschieht dabei getaktet, im allgemeinen
pulsweitenmoduliert.
Insbesondere kann vorgesehen sein, daß die Ansteuerung der
Förderpumpe derart geschieht, daß die Drehzahl der
Förderpumpe auf einen vorgebbaren Drehzahlwert geregelt
wird. Durch diese erfindungsgemäße Drehzahlregelung der
Förderpumpe kann aufgrund der Ansteuersignale das
Fördervolumen ermittelt werden. Hierzu kann vorgesehen sein,
daß die Erfassung des Fördervolumens derart geschieht, daß
in Reaktion auf einen Druckabbau die Zeit ermittelt wird,
während der die Förderpumpe eine bestimmte Fördermenge
fördert. Zur Erfassung des Fördervolumens wird dann das
Tastverhältnis des getakteten Ansteuersignals bestimmt und
in Reaktion auf einen Druckabbau die Zeit ermittelt, während
der das Tastverhältnis oberhalb eines Schwellwertes liegt.
Das erfindungsgemäß ermittelte, den Reibwert der Fahrbahn
repräsentierende Signal kann zur Stützung der
Fahrzeugreferenzgeschwindigkeit während Bremsvorgängen oder
zur Adaption der Bremsvorgänge an die Fahrbahnbeschaffenheit
herangezogen werden. Zur Ermittlung des Radschlupfes ist
eine Größe notwendig, die die Fahrzeuglängsgeschwindigkeit
hinreichend gut beschreibt. Die Ermittlung einer solchen
Fahrzeugreferenzgeschwindigkeit ist aber während der
ablaufenden Bremsvorgänge schwierig, da diese
Fahrzeugreferenzgeschwindigkeit im allgemeinen auf der
Grundlage der gebremsen Räder bestimmt werden muß.
Insbesondere bei vierradgetriebenen Fahrzeugen wird zur
Stützung der Referenzgeschwindigkeit in bekannter Weise ein
Fahrzeuglängsbeschleunigungssensor herangezogen. Durch die
Erfindung lassen sich Rückschlüsse auf die
Fahrbahnbeschaffenheit (Reibwert) gewinnen, die es erlauben,
auf die Fahrzeugverzögerung und damit auf die
Fahrzeugreferenzgeschwindigkeit während eines Bremsvorgangs
zu schließen, ohne Zurhilfenahme eines
Längsbeschleunigungssensors oder anderer Hilfsgrößen (zum
Beispiel Differenzierung der Referenzgeschwindigkeit).
Neben der erfindungsgemäßen Reibwertermittlung kann ein
weiteres Signal ermittelt werden, das den durch den Fahrer
durch Betätigung des Bremspedals vorgebbaren Bremsdruck
repräsentiert. Dieses weitere Signal, das auch den
Bremsdruck im Hauptzylinder repräsentiert, wird
erfindungsgemäß abhängig von dem in Reaktion auf einen
Druckabbau auftretenden maximalen Ansteuersignal der
Förderpumpe ermittelt. Auch bei dieser Ausgestaltung kann
vorgesehen sein, daß die Ansteuerung der Förderpumpe
getaktet geschieht und die Erfassung des maximalen
Ansteuersignals derart geschieht, daß das Tastverhältnis des
Ansteuersignals bestimmt wird und das in Reaktion auf einen
Druckabbau auftretende maximale Tastverhältnis erfaßt wird.
Hierdurch gelangt man ohne zusätzliche Sensorik zu einer
Abschätzung des Bremsdrucks im Hauptzylinder beziehungsweise
zu einem Maß für den Bremswunsch des Fahrers.
Neben dem Verfahren zur Ermittlung der obengenannten Größen
beinhaltet die Erfindung auch eine entsprechende Vorrichtung
zur Durchführung des. Verfahrens. Hierzu sind Mittel zur
Ermittlung eines den Reibwert der Fahrbahn repräsentierenden
Signals bei einer Bremsanlage vorgesehen, wobei diese Mittel
derart ausgestaltet sind, daß das den Reibwert der Fahrbahn
repräsentierende Signal abhängig von dem erfaßten in
Reaktion auf einen Druckabbau auftretende Fördervolumen der
Förderpumpe ermittelt wird.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den
Unteransprüchen zu entnehmen.
Die Fig. 1 zeigt die wichtigsten Teile einer Bremsanlage,
von der die Erfindung ausgeht. Die Fig. 2 und 3 zeigen
Blockschaltbilder der Erfindung. Die Fig. 4 stellt ein
Ablaufdiagramm und die Fig. 5 einen zeitlichen Verlauf des
Ansteuersignals der Förderpumpe dar.
Im folgenden soll die Erfindung anhand eines
Ausführungsbeispiels beschrieben werden.
Die Fig. 1 zeigt eine aus dem Stand der Technik bekannte
Bremsanlage, bei der in der Radbremse 5 gezielt eine
Bremsdruckzuführung, ein Bremsdruckabbau und ein
Konstanthalten des Bremsdrucks zu realisieren ist. Zur
Einleitung eines Bremsvorgangs betätigt der Fahrer das
Bremspedal 6, woraufhin durch einen Bremskraftverstärker der
durch den Hauptzylinder aufgebrachte Bremsdruck PHZ durch
eine Öffnung des Einlaßventils 4a geschieht. Bei der
Einleitung des Bremsvorgangs ist das Auslaßventil 4b zu
schließen beziehungsweise geschlossen zu halten. Wird nun an
dem Rad, zu dem die Radbremse 5 gehört, eine Blockierneigung
festgestellt, so wird im allgemeinen der weitere Aufbau des
Bremsdrucks durch Schließen des Einlaßventils 4a
unterbunden. Reicht eine solche Konstanthaltung des
Bremsdrucks zur Verhinderung der Blockierneigung nicht aus,
so kann das Auslaßventil 4b geöffnet werden, woraufhin über
die Speicherkammer 5 und ein Rückschlagventil durch die
Rückförderpumpe 3 der Bremsdruck zurückgepumpt wird. Mit dem
Bezugszeichen 1 ist eine Dämpferkammer und mit dem
Bezugszeichen 2 eine Drossel gekennzeichnet. Der
Bremsdruckabbau geschieht so lange, bis der Bremsschlupf an
dem Rad wieder einen zulässigen Wert annimmt. Durch die
Rückförderpumpe 3 muß also der zu dem unerwünschten
Bremsschlupfführende Bremsdruck in Form eines
Bremshydraulikvolumens von der Radbremse 5 weggefördert
werden. Gegenstand der Erfindung ist es, dieses
Fördervolumen in Reaktion auf ein Öffnen des
Auslaßventils 4b möglichst genau zu erfassen, da das
Fördervolumen ein relativ gutes Maß für den Reibwert der
Fahrbahn angibt, auf der sich das Rad, zu dem die
Bremseinheit 5 gehört, bewegt.
Dies geschieht durch die anhand der Fig. 2 zu beschreibende
Vorgehensweise. Mit den Bezugszeichen 107vr, 107vl, 107hr
und 107hl sind Raddrehzahlsensoren gekennzeichnet, die die
entsprechenden Raddrehzahlen Nÿ der Räder an das
Bremssteuergerät 106 abgeben. Abhängig von den Raddrehzahlen
und gegebenenfalls abhängig von anderen Größen werden die
Einlaß- und Auslaßventile 4a und 4b (Fig. 1) angesteuert,
um einen Druckaufbau, einen Druckabbau oder ein
Konstanthalten des Bremsdrucks zu bewirken.
Neben den Raddrehzahlen und den gegebenenfalls anderen
Signalen werden dem Bremssteuergerät 106 von der Einheit 105
Signale SRW zugeführt, die die Reibwerte der Fahrbahn
repräsentieren. Diese Reibwerte betreffen die
Fahrbahnbeschaffenheit, auf denen sich jedes einzelne Rad
bewegt. Weiterhin werden dem Bremssteuergerät von der
Einheit 105 der Hauptzylinderbremsdruck PHZ zugeführt. Von
dem Bremssteuergerät werden der Einheit 105 die
Ansteuersignale der Auslaßventile 4b (AV) zugeleitet. Die
Rückförderpumpe 3 (Fig. 1) wird durch den Pumpenmotor 104
betrieben. Der Pumpenmotor 104 wird wiederum durch ein
getaktetes Ansteuersignal PWM angesteuert, wobei die
Drehzahl der Förderpumpe, also die Pumpenmotordrehzahl durch
den Regler R (103) geregelt wird. Hierzu wird in der
Einheit 101 die Istpumpendrehzahl Np,ist und in der
Einheit 102 eine Solldrehzahl Np,soll dem Regler 103
zugeführt. Das Ansteuersignal PWM des Pumpenmotors 104 wird
der Einheit 105 zugeleitet (Verzweigung 110).
Zur Funktionsweise des Blocks 101 soll auf die eingangs
erwähnte DE-Anmeldung P 195 28 697.9 beziehungsweise auf die
WO 94/07717 verwiesen werden. Hier werden Verfahren
vorgestellt, wie man aus der während der Pulspausenzeiten
von dem Pumpenmotor 104 erzeugten Generatorspannung die
Pumpendrehzahl Np,ist ermitteln kann. Wichtig für die
Erfindung in diesem Ausführungsbeispiel ist lediglich, daß
die Drehzahl der Förderpumpe 3 beziehungsweise des
Pumpenmotors 104 auf einen vorgebbaren Drehzahlwert Np,soll
geregelt wird.
Die Fig. 3 zeigt den Block 105 der Fig. 2 detaillierter.
Das von der Verzweigung 110 herkommende Ansteuersignal PWM
für den Pumpenmotor 104 wird einem
Tastverhältnisanalysator 1051 zugeführt. Das Ansteuersignal
für den Pumpenmotor 104 ist ein pulsweitenmoduliertes
Signal. Der Pumpenmotor 104 wird also durch das
Ansteuersignal PWM eine gewisse Zeit ein- und eine gewisse
Zeit ausgeschaltet. Das Verhältnis zwischen Ein- und
Ausschaltzeit wird in dem Analysator 1051 in bekannter Weise
als Tastverhältnis TV bestimmt. Dieses Tastverhältnis TV
wird der Einheit 1052 zugeführt. Darüber hinaus wird dem
Block 1052 die Ansteuerung des Auslaßventils der
betreffenden Radeinheit zugeleitet. Anhand der Fig. 4 soll
nun die Funktionsweise des Blocks 1052 näher beschrieben
werden.
Nach dem Startschritt 401 wird im Schritt 402 abgefragt, ob
das Auslaßventil 4b des betrachteten Rades offen ist. Ist
das Auslaßventil geschlossen, so wird direkt zum
Endschritt 410 übergegangen. Wurde das Auslaßventil jedoch
geöffnet, so wird im Schritt 403 ein Zählerwert T auf Null
gesetzt. Im Schritt 404 wird dann das im Analysator 1051
gebildete Tastverhältnis TV eingelesen und im Schritt 405
mit einem Schwellwert SW verglichen. Überschreitet das
Tastverhältnis den Schwellwert SW, so wird der Zähler T im
Schritt 406 um einen Zählwert erhöht, woraufhin im
Schritt 404 das aktuelle Tastverhältnis TV eingelesen und im
Schritt 405 erneut mit dem Schwellwert SW verglichen wird.
Diese Schleife wird so lange durchlaufen, bis das
Tastverhältnis TV den Schwellwert SW unterschreitet,
woraufhin dann im Schritt 407 der Zählwert T ausgelesen
wird. Setzt man voraus, daß der in der Fig. 4 gezeigte
Ablauf in festen Zeiteinheiten durchlaufen wird, so gibt der
Zählwert T an, wie lange die Förderpumpe 3 benötigt hat, um
den durch Öffnen des Auslaßventils anstehenden überflüssigen
Bremsdruck wegzufördern. Dies ist in der Fig. 5 gezeigt, in
der das Tastverhältnis über der Zeit in dem Fall aufgetragen
ist, in dem das Auslaßventil geöffnet wurde. Durch die
Öffnung des Auslaßventils AV gelangt ein bestimmtes
Fördervolumen an die Förderpumpe, die dieses Volumen durch
eine Erhöhung des Tastverhältnisses (Pumpendrehzahl wird
konstant geregelt) von der Radeinheit wegfördert. Die Zeit T
ist dabei ein Maß für das Fördervolumen Vol. Zurück zur
Fig. 4 wird im Schritt 408 mittels einer Kennlinie aus der
Zeit T über das Volumen Vol auf den Reibwert SRW
geschlossen. Im Schritt 409 wird dann dieser den Reibwert
der Fahrbahn repräsentierende Wert SRW ausgelesen. Nach dem
Endschritt 410 wird das in der Fig. 4 gezeigte Programm
erneut gestartet. Wie schon erwähnt, wird das
Reibwertesignal SRW der Bremssteuereinheit 106 zugeführt.
Neben dem in der Fig. 5 schraffiert gekennzeichneten
Fördervolumen als Maß für den Reibwert der Fahrbahn kann
weiterhin das maximale Tastverhältnis Tvmax in Reaktion auf
eine Betätigung des Auslaßventils ermittelt werden. Dies
geschieht mit einer bekannten Maximalwertbestimmung im
Block 1053 der Fig. 3. Das maximale Tastverhältnis Tvmax in
Reaktion auf ein Öffnen des Auslaßventils 4b, (das
Einlaßventil 4a ist dabei selbstverständlich geschlossen)
ist ein direktes Maß für den Druck PHZ im Hauptzylinder und
damit ein direktes Maß für den Bremswunsch des Fahrers
(Fahrpedal 6). Auch dieser Wert PHZ wird der
Bremssteuereinheit 106 zugeführt.
Claims (10)
1. Verfahren zur Ermittlung eines den Reibwert der Fahrbahn
repräsentierenden Signals (SRW) bei einer Bremsanlage, bei
der zum Abbau des Bremsdrucks in einer Radbremseinheit eine
durch ein Ansteuersignal (PWM) gesteuerte Förderpumpe (104)
vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß das den Reibwert
der Fahrbahn repräsentierende Signal (SRW) abhängig von dem
erfaßten, in Reaktion auf einen Druckabbau (AV) auftretenden
Fördervolumen (Vol) der Förderpumpe (104) ermittelt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die Erfassung des Fördervolumens (Vol) durch eine Auswertung
des Ansteuersignals (PWM) der Förderpumpe (104) geschieht.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß
die Ansteuerung der Förderpumpe (104) getaktet geschieht.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß
die Ansteuerung der Förderpumpe (104) derart geschieht, daß
die Drehzahl (Np,ist) der Förderpumpe (104) auf einen
vorgebbaren Drehzahlwert (Np,soll) geregelt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß
die Erfassung des Fördervolumens (Vol) derart geschieht, daß
in Reaktion auf einen Druckabbau die Zeit (T) ermittelt
wird, während der die Förderpumpe (104) eine bestimmte
Fördermenge fördert.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß
die Erfassung des Fördervolumens (Vol) derart geschieht, daß
das Tastverhältnis (TV) des Ansteuersignals (PWM) bestimmt
wird und in Reaktion auf einen Druckabbau die Zeit (T)
ermittelt, während der das Tastverhältnis (TV) oberhalb
eines Schwellwertes (SW) liegt.
7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
das ermittelte, den Reibwert der Fahrbahn repräsentierende
Signal (SRW) zur Stützung der
Fahrzeugreferenzgeschwindigkeit (Vref) während der
Bremsvorgänge oder zur Adaption der Bremsvorgangs an die
Fahrbahnbeschaffenheit herangezogen wird.
8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
neben dem den Reibwert der Fahrbahn repräsentierenden Signal
(SRW) ein weiteres Signal (PHZ) ermittelt wird, das den
durch den Fahrer durch Betätigung des Bremspedals
vorgegebbaren Bremswunsch repräsentiert, wobei das weitere
Signal (PHZ) abhängig von dem in Reaktion auf einen
Druckabbau (AV) auftretenden maximalen Ansteuersignal (PWM)
ermittelt wird.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß
die Ansteuerung der Förderpumpe (104) getaktet geschieht und
die Erfassung des maximalen Ansteuersignals (PWM) derart
geschieht, daß das Tastverhältnis (TV) des Ansteuersignals
(PWM) bestimmt wird und das in Reaktion auf einen Druckabbau
auftretende maximale Tastverhältnis bestimmt wird.
10. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach
Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel (105) zur
Ermittlung eines den Reibwert der Fahrbahn repräsentierenden
Signals (SRW) bei einer Bremsanlage vorgesehen sind mit
einer zum Abbau des Bremsdrucks in einer Radbremseinheit
eine durch ein Ansteuersignal (PWM) gesteuerten Förderpumpe
(104), dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel (106) derart
ausgestaltet sind, daß das den Reibwert der Fahrbahn
repräsentierende Signal (SRW) abhängig von dem erfaßten, in
Reaktion auf einen Druckabbau (AV) auftretende Fördervolumen
(Vol) der Förderpumpe (104) ermittelt wird.
Priority Applications (1)
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