DE4440290C1 - Verfahren zur Bestimmung eines Auslöseschwellenwertes für einen automatischen Bremsvorgang - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung eines Auslöseschwellenwertes für einen automatischen Bremsvorgang nach dem Oberbegriff von Anspruch 1, wie er beispielsweise aus der DE 40 28 290 C1 als bekannt hervorgeht.

Aus dieser Schrift ist es bekannt, eine Notbremsung daran zu erkennen, daß die Betätigungsgeschwindigkeit des Bremspedals einen Schwellenwert überschreitet. Geschieht dies, so wird ein automatischer Bremsvorgang durchgeführt, bei dem ein gegenüber dem Bremsdruck der der Stellung des Bremspedals entspricht erhöhter Bremsdruck erzeugt wird. Der automatische Bremsvorgang dauert beispielsweise solange an, bis das Bremspedal seine unbetätigte Ruhestellung erreicht. Dabei muß der Auslöseschwel­ lenwert auch an die Gegebenheiten des Fahrzeugs angepaßt werden.

Dadurch ist der Schwellenwert für einen bestimmten Fahrzeugtyp festgelegt und bei allen Fahrzeugen dieses Typs der gleiche. Darüber hinaus ist es beispielsweise aus der nicht vorveröffent­ lichten DE 43 38 068 C1 bekannt, den Auslöseschwellenwert an das Verhalten des Fahrers anzupassen, damit es nicht zu unerwünschten Fehlaus­ lösungen des automatischen Bremsvorgangs kommt. Auch dabei werden die spezifischen Gegebenheiten des Fahrzeugs nicht berücksichtigt.

Aufgrund unterschiedlichen, fahrzeugspezifischen Gegebenheiten, kann es jedoch dazu kommen, daß bei Fahrzeugen eines Fahrzeug­ typs der Schwellenwert für die Gegebenheiten des Fahrzeugs schlecht bestimmt ist. Daraus folgen entweder unnötige Fehlaus­ lösungen oder das Nichtauslösen im Bedarfsfall.

Aufgabe der Erfindung ist es, die gattungsgemäß zugrundegelegte Auslösung des automatischen Bremsvorgangs dahingehend zu verbes­ sern, daß die Auslösung an fahrzeugspezifische Gegebenheiten angepaßt werden kann.

Als fahrzeugspezifische Gegebenheit kann dabei insbesondere das Ansprechverhalten der Bremsanlage und der Kraftschluß zwischen den Bremsbelägen und der Bremsscheibe bzw. Bremstrommel angesehen werden.

Diese Aufgabe wird bei Zugrundelegung des gattungsgemäßen automatischen Bremsvorgangs erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale von Anspruch 1 gelöst.

Zur Beurteilung der fahrzeugspezifischen Gegebenheiten wird bei jeder Bremsbetätigung eine Beziehung zwischen dem Pedalweg des Bremspedals und der Ableitung der Fahrzeugverzögerung nach dem Pedalweg gebildet. Aus dieser Beziehung wird ein Korrekturwert bestimmt. Der Auslöseschwellenwert für den Bremsvorgang wird in Abhängigkeit eines vorgegebenen Schwellenwertes und des Korrek­ turwertes ermittelt.

Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung können den Unteransprüchen entnommen werden; im übrigen ist die Erfindung an Hand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles nachfolgend noch erläutert; dabei zeigen:

Fig. 1 das Flußdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens,

Fig. 2 den Verlauf einer ermittelten Kurve von der Ableitung der Fahrzeugverzögerung nach dem Pedalweg über dem Pedalweg des Bremspedals.

Das erfindungsgemäße Verfahren, wie es in Fig. 1 dargestellt ist, gliedert sich in zwei Verfahrensteile. Der erste Teil mit den Schritten 101 bis 118 dient der Erfassung eines Bremsvorgan­ ges während dessen Auftretens. Die Schritte 119 bis 128 dienen der Auswertung des aufgrund der durchgeführten Erfassung eines Bremsvorgangs und der Berechnung eines neuen Korrekturwertes KW und eines neuen Auslöseschwellenwertes AS.

Der erste Verfahrensteil wird mit dem Schritt 1 eingeleitet. In diesem Schritt wird überprüft, ob eine Bremsbetätigung vorliegt. Dies geschieht an Hand der Stellung des Bremslichtschalters BLS. Schaltet dieser von seiner Stellung "0"-Bremsleuchten ausge­ schaltet - in seine Stellung "1"-Bremsleuchten ein - so wird die Erfassung des Bremsvorgangs begonnen.

Im Schritt 102 wird ein aktueller Wert des Pedalwegs sP erfaßt. Dazu ist eine den Pedalweg sP oder eine mit ihm fest verbundene Größe, beispielsweise der Membranweg einer die Kammern eines Unterdruckverstärkers voneinander abtrennenden Membran, zu messen. Die Erfassung des Membranweges erfordert keine zusätz­ liche Sensorik, da die Auslösung eines automatischen Brems­ vorgang in der Regel die Erfassung des Pedalweges sP erfordert. Im Schritt 103 wird ein aktueller Wert der Fahrzeuggeschwindig­ keit v eingelesen. Die Fahrzeuggeschwindigkeit v kann dabei aus den Raddrehzahlen ω_i abgeleitet werden. Die Aufbereitung der Raddrehzahlen ω_i und das Berechnen der Fahrzeuggeschwindigkeit v kann dabei nach den von Antiblockiersystemen bekannten Methoden erfolgen.

Im Schritt 104 wird aus dem aktuellen Wert der Fahrzeuggeschwin­ digkeit v und dem Wert der Fahrzeuggeschwindigkeit va aus dem vorangegangenen Zyklus die tatsächliche Fahrzeugverzögerung berechnet. Dazu wird die Differenz der beiden Geschwindigkeiten v und va gebildet und durch die Zyklus­ dauer Δt für die Schritte 102 bis 115 dividiert. Beim ersten Rechenzyklus ist der Wert der Geschwindigkeit des vorangegan­ genen Zyklus unbestimmt. Es muß also, und dies ist in dem Flußdiagramm nicht dargestellt, nach dem ersten Erfassen einer Fahrzeuggeschwindigkeit zum Schritt 103 zurückgesprungen werden um zwei aufeinanderfolgende Werte der Fahrzeuggeschwindigkeit v erfaßt zu haben. Die Zyklusdauer Δt zwischen zwei Erfassungen der Fahrzeuggeschwindigkeit ist in diesem Fall verkürzt. Im Schritt 105 wird dann der Wert für die Fahrzeuggeschwindigkeit va des vorangegangenen Zyklus durch den aktuellen Wert der Fahrzeuggeschwindigkeit v aktualisiert.

Im Schritt 106 wird der aus dem Luftwiderstand resultierende Verzögerungsanteil aL berechnet. In erster Näherung kann dies durch die Gleichung aL = c + A_*v² geschehen, wobei A die Stirnfläche und c den Luftwiderstandsbeiwert repräsentieren. Die Stirnfläche des Fahrzeugs sowie der Luftwiderstandsbeiwert können als für den Fahrzeugtyp spezifische Werte vorgegeben sein.

Im Schritt 107 werden die Motordrehzahl n und die Fahrzeuggeschwindigkeit v eingelesen. Die entsprechenden Werte können von anderen Steuergeräten übernommen werden. Im Schritt 108 wird dann der aufgrund des Bremsmoments des Motors resultierende Verzögerungsanteil aM aus einem im Rechner abgelegten Kennfeld in Abhängigkeit der Motordrehzahl n und der Fahrzeuggeschwindigkeit v ermittelt.

Im Schritt 109 wird dann die aus der Betätigung der Bremse resultierende Fahrzeugverzögerung aB nach der Gleichung aB = a-aL-aM berechnet.

Im Schritt 110 wird dann die Ableitung daB/dsP der aus der Betätigung der Bremse resultierende Verzögerung aB nach dem Pedalweg sp (im weiteren kurz "Ableitung" genannt) in erster Näherung durch Bildung des Differenzenquotienten gebildet, wozu die Werte der aus der Betätigung der Bremse resultierenden Verzögerung aBa des vorangegangenen Zyklus und der Wert des Pedalwegs sPa des vorangegangenen Zyklus herangezogen wird.

Im Schritt 111 wird die Ableitung daB/dsP und der Pedalweg sP abgespeichert. Die Schritte 112 und 113 dienen dazu die Werte des Pedalwegs sPa und der aus der Betätigung der Bremse resul­ tierenden Fahrzeugverzögerung aBa des vorangegangenen Zyklus durch die neuen Werte zu aktualisieren.

Im Schritt 114 wird dann durch Vergleich mit dem bisher erreich­ ten Maximum Dmax abgefragt, ob die Ableitung daB/dsP ein Maximum erreicht hat oder nicht. Ist dies nicht der Fall, so wird im Schritt 115 der aktuelle Wert der Ableitung daB/dsP als neuer Wert für das bisher erreichte Maximum Dmax herangezogen und anschließend für einen neuen Zyklus zum Schritt 102 zurückgesprungen.

Wurde ein Maximum der Ableitung erreicht so wird die Erfassung der Ableitung daB/dsP beendet. In den Schritten 116 bis 118 werden die Werte des Erreichten Maximums Dmax, der durch die Betätigung resultierenden Verzögerung aBa des vorangegangenen Zyklus und des Pedalwegs sPa des vorangegangenen Zyklus durch zurücksetzen auf Null für die nächste Bremsbetätigung initiali­ siert. Damit ist der erste Verfahrensteil beendet und es wird zum zweiten Teil übergegangen.

Die im Schritt 111 im Speicher abgelegten Werte sowie die bei vorangegangenen Bremsbetätigungen in diesem Speicher abgelegten Werte der Ableitung daB/dsP und der dazugehörige Pedalweg sP werden im Schritt 119 wieder eingelesen. Aus den für mehrere Bremsvorgänge abgelegten Werten wird im Schritt 120 beispiels­ weise nach der Methode der kleinsten Fehlerquadrate die fahr­ zeugspezifische Kurve KI der Ableitung daB/dsP in Funktion des Pedalwegs sp berechnet. Im Schritt 121 wird dann die Abweichung A der Kurve KI zur für den Fahrzeugtyp vorgegebenen Sollkurve KS ermittelt. An Hand der Fig. 2 wird ein Beispiel dafür, wie eine Abweichung A ermittelt werden kann dargelegt. Im Schritt 122 wird der aus der Abweichung A resultierende Korrekturwert KW ermittelt.

In den Schritten 123 bis 126 wird der Korrekturwert auf ein bestimmtes Intervall begrenzt. Der Korrekturwert kann einen minimalen Korrekturwert KWmin von beispielsweise 0,8 nicht unterschreiten und einen maximalen Korrekturwert KWmax von beispielsweise 1,5 nicht überschreiten. Dazu wird im Schritt 123 überprüft, ob der ermittelte Korrekturwert KW kleiner ist als der minimale Korrekturwert KWmin. Ist dies der Fall, so wird im Schritt 124 der Korrekturwert KW auf den minimalen Korrekturwert KWmin gesetzt. Im Schritt 125 wird überprüft, ob der ermittelte Korrekturwert KW größer ist als der maximale Korrekturwert KWmax. Ist dies der Fall, so wird im Schritt 126 der Korrekturwert KW auf den maximalen Korrekturwert KWmax gesetzt.

Im Schritt 127 wird nun der fahrzeugspezifische Auslöseschwel­ lenwert AS durch Multiplikation des vorgegebenen Schwellenwertes S mit dem Korrekturwert KW berechnet. Der vorgegebene Schwellen­ wert S kann dabei sowohl fest vorgegeben sein, als auch bei­ spielsweise in Abhängigkeit des Verhaltens des Fahrers bestimmt sein.

Der Schritt 128 der nun folgt, ist eine Warteschleife, die dafür sorgt, daß eine erneute Ermittlung des Korrekturwertes erst bei der nächsten Bremsbetätigung erfolgen kann. Dazu wird abgefragt, ob die Bremsbetätigung, die die vorangegangene Ermittlung des Auslöseschwellenwertes AS zur Folge hatte, beendet ist, indem überprüft wird, ob der Bremslichtschalter BLS den Wert "0" aufweist.

Die Fig. 2 zeigt ein Beispiel für den Verlauf der Kurve KI der Ableitung daB/dsP über dem Pedalweg sp und einer fahrzeugtyp­ spezifisch vorgegebenen Sollkurve KS. Es ist leicht ersichtlich, daß die als Beispiel dargestellte Kurve KI gegenüber der Soll­ kurve KS in Richtung größerer Pedalwege sP verschoben ist. Um den Unterschied zwischen den Kurven festzustellen werden bei einem vorgegebenen Wert W der Ableitung die zugehörigen Koordinatenwerte S2 bzw. S1 der Kurve KI bzw. der Sollkurve KS ermittelt. Die Differenz zwischen den beiden Koordinatenwerten S1 und S2 wird in ein Verhältnis zu dem maximalen Pedalweg gesetzt. Man hat damit die Abweichung Δ gemäß der Gleichung Δ = (S2- S1)/Max. Mit einer vorgegebenen Beziehung, beispielsweise linearen Beziehung läßt sich aus der Abweichung Δ der Korrektur­ wert KW berechnen. Im dargestellten Fall ist der Koordinatenwert S2 größer als der Koordinatenwert S1. Dies deutet darauf hin, daß der Bremsdruckaufbau gegenüber dem Sollverhalten der Bremsanlage verzögert erfolgt. Daraus wiederum folgt für die Pedalbetäti­ gung, daß mit geringeren Kräften größere Pedalwege und auch größere Betätigungsgeschwindigkeiten erreicht werden. In diesem Fall muß, um zu häufige Auslösungen des automatischen Bremsvor­ gangs zu vermeiden, der Auslöseschwellenwert AS größer ein als der Schwellenwert S. Daher ist der Faktor KW größer als 1. Bei identischem Verlauf der Kurven KI und KS beträgt der Korrektur­ wert 1. Ist der Koordinatenwert S2 kleiner als der Koordinatenwert S1, so müssen Werte kleiner 1 als Korrekturwert genommen werden. Um zu starke Verschiebungen der Auslöseschwelle zu vermeiden ist der Korrekturwert beispielsweise auf ein Intervall zwischen 0,8 und 1,5 beschränkt.

Als weiteres Maß für den Unterschied der beiden Kurven KI, KS könnte beispielsweise numerisch das Integral der eingeschlos­ senen Fläche zwischen den Kurven KI und KS gebildet werden.

Bei der dargelegten Vorgehensweise wird die Fahrzeugmasse nur als indirekte Einflußgröße über das Verzögerungsverhalten des Fahrzeugs erfaßt. Ihr direkter Einfluß auf das Fahrzeugverhalten bleibt unberücksichtigt. Dabei ist es beispielsweise bei Fahr­ zeugen mit Luftfederung in einfacher Weise möglich, ein Maß für das aktuelle Fahrzeuggewicht aus dem benötigten Betriebsdruck für die Luftfederung zu erhalten. Damit kann ihr Einfluß auf das Verzögerungsverhalten des Fahrzeugs direkt als weiterer Verzöge­ rungsanteil berücksichtigt werden.

Claims (9)

1. Verfahren zur Bestimmung eines Auslöseschwellenwertes für einen automatischen Bremsvorgang, bei dem dann, wenn die Betätigungsgeschwindigkeit des Bremspedals den Auslöseschwellen­ wert überschreitet, ein gegenüber dem Bremsdruck der der Stellung des Bremspedals entspricht, erhöhter Bremsdruck aufgebaut wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Auslöseschwellenwert (AS) aus einem vorgegebenen Schwel­ lenwert (S) und einem fahrzeugspezifischen Korrekturwert (KW) bestimmt wird, wobei der fahrzeugspezifische Korrekturwert (KW) in Abhängigkeit einer Beziehung zwischen dem Pedalweg sP des Bremspedals und der Ableitung (daB/dsP) der aus der Betätigung der Bremse resultierenden Verzögerung (aB) des Fahrzeugs nach dem Pedalweg (sP) des Bremspedals bestimmt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die aus der Betätigung der Bremse resultierende Verzögerung (aB) des Fahrzeugs aus gemessenen Raddrehzahlen (ω_i) ermittelt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Ermittlung der aus der Betätigung der Bremse resultie­ rende Verzögerung (aB), von der aus den gemessenen Raddrehzahlen (ω_i) bestimmten tatsächlichen Fahrzeugverzögerung (a), Verzöge­ rungsanteile (aL, aM) abgezogen werden, die Fahrzeugverzögerungen bewirkende Kräfte repräsentieren, die nicht durch die Betätigung der Bremse des Fahrzeugs entstehen.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei den Verzögerungsanteilen zumindest die aus dem Luftwiderstand resultierende Fahrzeugverzögerung (aL) berücksichtigt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei den Verzögerungsanteilen zumindest die aus dem Schleppmoment des Motors resultierende Fahrzeugverzögerung (aM) berücksichtigt wird.

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei jeder Betätigung der Bremse die Ableitung (daB/dsP) der Verzögerung des Fahrzeugs nach dem Pedalweg ermittelt wird, daß diese Werte für mehrere zurückliegende Bremsvorgänge in einem Speicher (111, 119) abgelegt sind und daß aus den im Speicher (111, 119) abgelegten Werten eine Kurve (KI) der Ableitung (daB/dsP) der Verzögerung des Fahrzeugs nach dem Pedalweg in Abhängigkeit des Pedalwegs (sP) ermittelt wird.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die ermittelte Kurve (KI) mit einer für das Fahrzeug vorgegebenen Sollkurve (KS) verglichen wird und daß der Korrekturwert (KW) in Abhängigkeit der Abweichung (Δ) der ermittelten Kurve (KI) von der Sollkurve (KS) bestimmt wird.

8. Verfahren nach Anspruch 1 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein neuer Korrekturwert (KW) nach jedem Bremsvorgang ermittelt wird.

9. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Auslöseschwellenwert (AS) durch Multiplikation des vorgegebenen Schwellenwertes (S) mit dem Korrekturwert (KW) bestimmt wird und daß der Korrekturwert (KW) auf ein Intervall zwischen 0,8 und 1,5 begrenzt ist.