WO1994008829A1 - Antiblockierregelverfahren - Google Patents

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WO1994008829A1 PCT/DE1993/000885 DE9300885W WO9408829A1 WO 1994008829 A1 WO1994008829 A1 WO 1994008829A1 DE 9300885 W DE9300885 W DE 9300885W WO 9408829 A1 WO9408829 A1 WO 9408829A1
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60T—VEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T8/00—Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force
    • B60T8/17—Using electrical or electronic regulation means to control braking
    • B60T8/1755—Brake regulation specially adapted to control the stability of the vehicle, e.g. taking into account yaw rate or transverse acceleration in a curve
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60T—VEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T2201/00—Particular use of vehicle brake systems; Special systems using also the brakes; Special software modules within the brake system controller
    • B60T2201/16—Curve braking control, e.g. turn control within ABS control algorithm

Definitions

  • the driving situation is improved with a simpler sensor system. Due to the physical relationships between circumferential and lateral forces, which are theoretically described by the model approach of the "Kamm circle", there is always a conflict of objectives between optimal adaptation when designing ABS control algorithms and in the application stage (determining the ratio of circumferential to lateral forces) given coefficient of friction and sufficient steering ability. Adequate steerability is not guaranteed, especially in dynamic steering maneuvers, especially on low friction values. This deficiency is due to the compromise-related determination of the working point A in the ⁇ slip curve (FIG. 1), which should be close to the maximum of the curve when driving straight ahead.
  • ⁇ 1 the calculated realizable by the vehicle
  • a variable that can be used in the ABS control algorithm represents the difference between the analog sensor signal ⁇ 2 of a steering angle sensor and the steering angle calculated from the above equation. Depending on the size of this difference, the operating point in the
  • the steering angle setpoint that can be implemented by the vehicle can also be determined using the following relationship:
  • This relationship represents the low-pass filtered signal of the analog steering angle ⁇ 2 .
  • the filter size FI is, on the one hand, a vehicle-specific size (e.g. depending on slip resistance, mass, etc.), but on the other hand depends to a large extent on the current vehicle speed and the increase in the steering angle d / dt. If the vehicle speed is known, it is usually possible to infer the current coefficient of friction with sufficient accuracy from the time derivative, as is known from.
  • the functional relationship between filter size FI and the above sizes can thus be stored in the computer in the form of a map or a parameterized curve.
  • the method just described represents a more cost-effective variant because the determination of the target steering angle ABS case is possible without additional sensors. The lack that the vehicle movement cannot be observed in the course of the control intervention must be accepted.
  • a particularly advantageous application of the invention results if a separate parameterization, if necessary different, is carried out for the front and rear axles, i.e. separate operating point shift is carried out.
  • the self-steering behavior oversteering and understeering of a motor vehicle in ABS regular operation can be influenced in a targeted manner.
  • the rate of increase of the analog steering angle signal is also included in the evaluation (e.g. additive or multiplicative), the response behavior can be significantly improved.
  • This measure also avoids a certain hypersensitivity of the response threshold.
  • the driver's request can be met more quickly via the information about the differential steering angle and its adaptivity, without being braked in the further course of braking.
  • FIG. 3 shows a block diagram of a brake pressure regulator.
  • a control unit 1 the speed signals v 1 and v 2 of the front wheels (sensors 2 and 3) and the speed signal of the rear wheels (sensor 4) are supplied.
  • the control unit 1 When the wheels lock, the control unit 1 generates brake pressure control signals from the wheel speed signals v 1 to v 3 according to known criteria, which brake pressure control devices 5 to 7 are supplied to vary the brake pressure.
  • a transverse acceleration sensor 8 and a steering angle sensor 9 are also provided.
  • the steering angle ⁇ 1 is calculated from the constants stored there, the lateral acceleration a q supplied, which can also be estimated, and the vehicle speed provided by the control unit 1 and determined from the wheel speeds.
  • the steering angle difference ( ⁇ 2 - ⁇ 1 ) is then formed in a difference former 11.
  • This difference is now used to shift the operating point in the direction of the arrow according to FIG. 2, the value of the difference being a measure of the shift.
  • the differential signal is used to lower the thresholds, the exceeding of which triggers a pressure reduction (blocks 12), so that the pressure reduction begins earlier when a differential angle signal is present.
  • Figure 4 shows a second embodiment of the invention; this figure is largely identical to Figure 3; which
  • ⁇ 1n is determined according to the relationship given above.
  • the current ⁇ 2, n at time n the stored ⁇ 1, n-1 (the calculated ⁇ 1 value at time n-1) and the
  • a sub-block 15 of the control unit 1 determines the vehicle speed. This value and the steering angle gradient determined in a block 16 are fed to block 14, in which the variable FI is stored as a curve for the specific vehicle and depending on the current vehicle speed and the steering angle gradient.
  • the Fl value supplied by block 14 is less than 1.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Regulating Braking Force (AREA)

Abstract

Es wird ein Antiblockierregelverfahren beschrieben, bei dem der Bremsdruck an den Rädern bei Blockierneigung variiert wird. Es wird der vom Fahrzeug realisierte Lenkwinkelistwert δ1 errechnet und die Differenz des tatsächlichen eingestellten und gemessenen Lenkwinkels δ2 und des errechneten Lenkwinkels δ1 gebildet. Diese Differenz (δ2 - δ1) wird zur Verschiebung des Arbeitspunktes auf der ν-Schlupf-Kurve im Sinne einer Erhöhung der Seitenstabilität benutzt.

Description

Antiblockierregelverfahren
Stand der Technik
Für eine Vielzahl von Fahrmanövern, insbesondere im ABS-Regelbetrieb oder im Teilbremsgebiet, ist es nützlich, die momentane Fahrsituation zu erfassen, um gegebenenfalls über ein Stell- oder Regelsystem korrigierend eingreifen zu können. Ein solches Verfahren ist aus der DE-Al 39 19 347 bekannt.
Vorteile der Erfindung
Bei der Erfindung wird mit einer einfacheren Sensorik die Fahrsituation verbessert. Aufgrund der physikalischen Zusammenhänge zwischen Umfangs- und Seitenkräften, die durch den Modellansatz des "Kammschen Kreises" theoretisch beschrieben werden, besteht bei der Konzipierung von ABS-Regelalgorithmen sowie im Applikationsstadium (Festlegung des Verhältnisses Umfangs- zu Seitenkräften) stets der Zielkonflikt zwischen optimaler Adaption an gegebene Reibwertverhältnisse und ausreichender Lenkfähigkeit. Gerade bei dynamischen Lenkmanövern, insbesondere auf niedrigen Reibwerten, ist eine ausreichende Lenkfähigkeit nicht gewährleistet. Dieser Mangel ist begründet in der kompromißbehafteten Festlegung des Arbeitspunktes A in der μ -Schlupf-Kurve (Figur 1), der bei Geradeausfahrt nahe beim Maximum der Kurve liegen soll.
Eine Unterscheidung zwischen Geradeaus- und Kurvenfahrt bzw. die Erkennung von dynamischen Fahrmanövern (z.B. Spurwechsel) ist hinreichend genau über den Ansatz des linearen Einspurmodells in Verbindung mit analogen Lenkwinkel- und Querbeschleunigungssensoren der folgenden Gleichung möglich.
Figure imgf000004_0001
Hierin bedeuten: δ 1 : der vom Fahrzeug realisierbare berechnete
Lenkwinkelsollwert
l : Radstand
m : Fahrzeugmasse
v : Fahrzeuggeschwindigkeit
cs v/h : Schräglaufsteife
l v/h : Abstand Rad-Schwerpunkt
k : Fahrzeugkonstante
Eine im ABS-Regelalgorithmus verwertbare Größe stellt die Differenz zwischen dem analogen Sensorsignal δ 2 eines Lenkwinkelgebers und dem aus der obigen Gleichung berechneten Lenkwinkel dar. Je nach Größe dieser Differenz läßt sich der Arbeitspunkt in der
μ-Schlupf-Kurve kontinuierlich in Richtung höheren Seitenkraft-beiwerts, d.h. verminderte Umfangskraft, entsprechend dem Pfeil P der Figur 2 verschieben. Können aufgrund eines Seitenkraft- Überschusses wieder höhere Umfangskräfte übertragen werden, nimmt die Winkeldifferenz ( δ 2 - δ 1) ab und es vollzieht sich der Vorgang in umgekehrter Richtung.
Alternativ zu der oben beschriebenen Methode der Ermittlung von δ 1 kann der vom Fahrzeug realisierbare Lenkwinkelsollwert auch nach folgender Beziehung ermittelt werden:
Figure imgf000005_0001
Diese Beziehung stellt das tiefpaß-gefilterte Signal des analogen Lenkwinkels δ 2 dar.
Die Filtergröße FI ist zum einen eine fahrzeugspezifische Größe (z. B. abhängig von Schräglaufsteife, Masse u. a.), zum anderen aber in starkem Maße von der aktuellen Fahrzeuggeschwindigkeit sowie des Anstiegs des Lenkwinkels d /dt abhängig. Ist die Fahrzeuggeschwindigkeit bekannt, läßt sich im ABS-Regelfall hinreichend genau aus der zeitlichen Ableitung zusätzlich auf den aktuellen Reibwert schließen, wie aus bekannt. Der funktionale Zusammenhang zwischen Filtergröße FI und obigen Größen kann somit in Form eines Kennfeldes oder einer parametrisierten Kurve im Rechner abgelegt werden.
Im Teilbremsbereich ist aufgrund des inaktiven ABS-Regelstatus die Annahme zulässig, daß zur Kurshaltung ausreichend Seitenführungskräfte zur Verfügung gestellt werden können. Ein Eingriff im Sinne des Anspruchs 1 wird als nicht erforderlich angesehen.
Im Vergleich zu dem oben beschriebenen Ansatz mit Querbeschleunigungsmessung stellt das gerade beschriebene Verfahren eine kostengünstigere Variante dar, weil die Feststellung des Sollenkwinkels ABS-Fall ohne zusätzliche Sensorik möglich ist. Der Mangel, daß die Fahrzeugbewegung im Verlauf des Regeleingriffs nicht beobachtet werden kann, muß in Kauf genommen werden.
Eine besonders vorteilhafte Anwendung der Erfindung ergibt sich, wenn für Vorder- und Hinterachse eine getrennte gegebenenfalls unterschiedlich Parameterisierung vorgenommen wird, d.h. getrennte Arbeitspunktverschiebung durchgeführt wird. Hierdurch kann das Eigenlenkverhalten (Über- und Untersteuerung) eines Kraftfahrzeugs im ABS-Regelbetrieb gezielt beeinflußt werden.
Wird zusätzlich zu der Lenkwinkeldifferenz die Anstiegsgeschwindigkeit des analogen Lenkwinkelsignals mit in die Bewertung einbezogen (z.B. additiv oder multiplikativ), so läßt sich das Ansprechverhalten noch deutlich verbessern.
So kann z.B. in einem Winkelbereich kleiner 10° durch ( δ 2 - δ 1) keine Reaktion hervorgerufen werden, jedoch durch d ( δ 2 - δ 1) < 10° sehr wohl eine Änderung bewirkt werden (z.B. bei
ä ( δ 2 - δ 1) /dt =/200°/s).
Ferner wird durch diese Maßnahme eine gewisse Überempfindlichkeit der Ansprechschwelle vermieden.
Die Möglichkeit, das Verhältnis von Umfangs- zu Seitenkräften in Abhängigkeit von einem Differenzlenkwinkel getrennt für Vorder- und Hinterachse einstellen zu können, gibt dem Applikateur ein Hilfsmittel, um das Eigenverhalten eines Fahrzeuges geeignet beeinflussen zu können.
Weiterhin kann über die Information des Differenzlenkwinkels und dessen Adaptivität dem Fahrerwunsch schneller entsprochen werden, ohne im weiteren Verlauf der Bremsung unterbremst zu sein.
Figurenbeschreibung
In Figur 3 ist ein Blockschaltbild eines Bremsdruckreglers dargestellt. Einem Steuergerät 1 werden die Geschwindigkeitssignale v1 und v2 der Vorderräder (Sensoren 2 und 3) und das Geschwindigkeitssignal der Hinterräder (Sensor 4) zugeführt. Das Steuergerät 1 erzeugt bei Blockierneigung der Räder aus den Radgeschwindigkeitssignalen v1 bis v3 nach bekannten Kriterien Bremsdrucksteuersignale, die Bremsdrucksteuereinrichtungen 5 bis 7 zur Variation des Bremsdrucks zugeführt werden.
Erfindungsgemäß ist noch ein Querbeschleunigungsgeber 8 und ein Lenkwinkelgeber 9 vorgesehen. In einem Block 10 wird aus den dort gespeicherten Konstanten, der zugeführten Querbeschleunigung aq, die auch geschätzt sein kann, und der von dem Steuergerät 1 gelieferten, aus den Radgeschwindigkeiten ermittelten Fahrzeug- geschwmdigkeit der Lenkwinkel δ 1 errechnet.
In einem Differenzbildner 11 wird dann die Lenkwinkeldifferenz ( δ 2 - δ 1) gebildet. Diese Differenz wird nun dazu benutzt den Arbeitspunkt in Pfeilrichtung gemäß Figur 2 zu verschieben, wobei der Wert der Differenz ein Maß für die Verschiebung ist. Im vorliegenden Beispiel wird das Differenzsignal dazu benutzt, die Schwellen, deren Überschreiten einen Druckabbau auslöst (Blöcke 12) zu erniedrigen, so daß der Druckabbau bei Vorliegen eines Differenzwinkelsignals früher einsetzt.
Die Figur 4 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung; diese Figur ist weitgehend identisch mit Figur 3; die sich
entsprechenden Teile tragen gleiche Bezugsziffern. In einem Block 13 wird δ 1n gemäß der oben angegebenen Beziehung ermittelt. Hierzu wird das aktuelle δ 2 , n zum Zeitpunkt n, das abgespeicherte δ 1 ,n-1 (der berechnete δ 1 Wert zum Zeitpunkt n-1) und die
Filtergröße FI benötigt. Ein Teilblock 15 des Steuergeräts 1 ermittelt die Fahrzeuggeschwindigkeit. Dieser Wert und der in einem Block 16 ermittelte Lenkwinkelgradient werden dem Block 14 zugeführt, in dem die Größe FI als Kurve für das spezielle Fahrzeug und abhängig von der aktuellen Fahrzeuggeschwindigkeit und vom Lenkwinkelgradienten abgelegt ist. Der vom Block 14 gelieferte Fl-Wert ist kleiner als 1.

Claims

Ansprüche
1. Antiblockierregelverfahren, bei dem bei Blockierneigung der Bremsdruck im Sinne des Verhinderns eines zu hohen Radschlupfs variiert wird, dadurch gekennzeichnet, daß der vom Fahrzeug realisierte Lenkwinkelistwert δ 1 ermittelt wird, daß mittels eines Sensors der eingestellte Lenkwinkel δ 2 gemessen wird und daß die Größe der Differenz ( δ 2 - δ 1) als Maß für die eine Verschiebung des Arbeitspunktes auf dem ansteigenden Ast derμ -Schlupf-Kurve nach kleineren Schlupfwerten hin verwendet wird.
2. Antiblockierregelverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anstiegsgeschwindigkeit des Lenkwinkelsignals zusätzlich auf die Verschiebung einwirkt.
3. Antiblockierregelverfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der vom Fahrzeug realisierte Lenkwinkelistwert δ 1 aus den Größen Fahrzeuggeschwindigkeit, Querbeschleunigung und fahrzeugspezifischen Fahrzeugkonstanten ermittelt wird.
4. Antiblockierregelverfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der vom Fahrzeug realisierte Lenkwinkelistwert zum Zeitpunkt n δ 1n nach Maßgabe der Beziehung δ 1n = δ1 n- 1 × FI + δ ln ( 1-FI ) ermittelt wird, wobei n-1 den vorhergehenden Rechenzeitpunkt beschreibt und FI eine fahrzeugspezifische Größe ist, die von der aktuellen Fahrzeuggeschwindikeit und vom Lenkwinkelgradienten abhängig ist.
GEÄNDERTE ANSPRUCHE
[beim Internationalen Büro am 27.Januar 1994 (27.01.94) eingegangen;
ursprünglicher Anspruch 1 geändert;
übrige Ansprüche unverändert (1 Seite)]
1. Antiblockierregelverfahren, bei dem bei Blockierneigung der
Bremsdruck im Sinne des Verhinderns eines zu hohen Radschlupfs variiert wird, bei dem der vom Fahrzeug realisierte Lenkwmkelistwert 62 ermittelt wird, bei dem mittels eines Sensors der eingestellte Lenkwinkel δ2 gemessen wird und bei dem die Große der Differenz (δ2-δ1) als Maß für die eine Versc.-.iebung des Arbeitspunktes auf dem
ansteigenden Ast der μ-Schlupf-Kurve nach kleinerer. Schlupfwerten hin verwendet wird, dadurch gekennzeichnet, daß der vom Fahrzeug
realisierte Lenkwinkelistvert δ1n zum Zeitpunkt n nach Maßgabe der Beziehung
δ1n = δ1 n-1 × FI + δ2n (1-FI) ermittelt wird, wobei n-1 den vorhergehenden Rechenzeitpunkt
beschreibt und FI eine fahrzeugspezifische Größe ist, die von der aktuellen Fahrzeuggeschwindigkeit und vom Lenkwmkelgradienten abhängig ist
PCT/DE1993/000885 1992-10-13 1993-09-20 Antiblockierregelverfahren Ceased WO1994008829A1 (de)

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