DE10133168A1

DE10133168A1 - Detektor für schlechte Straßen

Info

Publication number: DE10133168A1
Application number: DE2001133168
Authority: DE
Inventors: Ichiro Tsumagari
Original assignee: Hino Motors Ltd; Hino Jidosha Kogyo KK
Current assignee: Hino Motors Ltd
Priority date: 2000-07-07
Filing date: 2001-07-07
Publication date: 2002-01-17
Also published as: JP2002019601A; GB0116037D0; GB2368649A; GB2368649B

Abstract

Die Fahrt eines Fahrzeugs auf schlechter Straße oder die Fahrt eines Fahrzeugs mit Gleitschutzketten wird automatisch und in kurzer Zeit erfaßt. Das Ausgangssignal eines Beschleunigungssensors, der die Beschleunigung des Fahrzeugs in Fahrtrichtung erfaßt, und das Ausgangssignal eines Beschleunigungssensors, der die Querbeschleunigung des Fahrzeugs in der zur Fahrtrichtung senkrechten Richtung erfaßt, werden nach der Zeit abgeleitet, wobei dann, wenn die Absolutwerte der Ableitungen einen vorgegebenen Wert überschreiten, ein Erfassungssignal für die Fahrt auf schlechter Straße erzeugt wird. Eine Stabilitätskontrollvorrichtung für Fahrzeuge sperrt die Nullpunktkorrektur des Querbeschleunigungssensors, solange das Signal, das eine schlechte Straße kennzeichnet, erzeugt wird.

Description

Die Erfindung betrifft einen Detektor für schlechte Straßen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

In einer in einem Fahrzeug eingebauten elektronischen Fahrzeug steuervorrichtung wie etwa ABS (Antilock Brake System) oder VSC (Vehicle Stability Control) kann der Fall eintreten, daß die Steuerlogik dieser Vorrichtung entscheiden muß, ob das Fahrzeug auf einer ebenen Straße wie etwa auf einer Autobahn fährt oder ob es auf einer schlechten Straße fährt. Aus JP H11-241853-A ist ein Detektor für schlechte Straße bekannt, der der Steuerlogik eine solche Unterscheidung ermöglicht und erkennt, wenn ein Fahrzeug, in dem ein Beschleunigungssensor eingebaut ist, auf einer schlechten Straße fährt. Im Zusammenhang mit diesem Detektor ist eine Verarbeitungslogik zur Erfassung des Zustands, daß das Fahrzeugs auf einer schlechten Straße fährt, beschrieben, bei der das Ausgangssignal des Beschleunigungssensors in eine Rechenschaltung eingegeben wird und für eine bestimmte Zeitperiode die Schwankung dieses Ausgangssignals berechnet wird, wobei dann, wenn diese einen vorgegebenen Wert überschreitet, entschieden wird, daß das Fahrzeug auf einer schlechten Straße fährt.

Ferner ist in JP S60-255515-A (siehe vor allem Fig. 4 und deren Beschrei bung) und in JP H08-99516-A eine sich auf eine Radaufhängungssteuervor richtung für Fahrzeuge beziehende Verarbeitungslogik beschrieben, die den Zustand, daß das Fahrzeug auf einer schlechten Straße fährt, anhand des Aus gangssignals eines im Fahrzeug eingebauten Beschleunigungssensors feststellt.

Bei der Durchführung verschiedener Tests wurde festgestellt, daß bei den bekannten Vorrichtungen eine gewisse Zeit vergeht, bis der Zustand, daß das Fahrzeugs auf einer schlechten Straße fährt, erfaßt ist. Das heißt, daß es erst dann möglich ist, diesen Zustand zu erfassen, wenn das Fahrzeug eine längere Strecke auf der schlechten Straße zurückgelegt hat.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen Detektor für schlechte Straßen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zu schaffen, der mit einer Verar beitungslogik ausgestattet ist, die den Zustand, daß das Fahrzeug auf einer schlechten Straße fährt, einfach und genau ermitteln kann.

Diese Aufgabe wird entsprechend dem kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 gelöst.

Ein derartiger Detektor kann nicht nur in einer Stabilitätskontrollvor richtung, sondern auch in anderen Steuervorrichtungen wie beispielsweise in einer Radaufhängungssteuervorrichtung oder einer Bremssteuervorrichtung für Fahrzeuge eingesetzt werden.

Der Detektor kann durch eine Verbesserung der Verarbeitungslogik anstatt einer Erweiterung der Hardware den Zustand, daß das Fahrzeugs auf einer schlechten Straße fährt, in kurzer Zeit genau ermitteln.

Eine VSC-Vorrichtung kann ein ungewöhnliches Fahrverhalten des Fahrzeugs, wenn es auf eine schlechte Straße gerät, verhindern, indem die Steuerlogik der VSC-Vorrichtung verändert wird, wenn erfaßt wird, daß das Fahrzeug auf einer schlechten Straße fährt.

In einer VSC-Vorrichtung kann unmittelbar, nachdem erfaßt wurde, daß Fahrzeug auf einer schlechten Straße fährt, von einer Steuerlogik zur anderen gewechselt und zur ursprünglichen Steuerlogik zurückgekehrt werden, wenn das Fahrzeug die schlechte Straße passiert hat und wieder auf ebener Straße fährt.

Der Zustand, daß das Fahrzeug auf einer schlechten Straße fährt, wird anhand der zeitlichen Ableitung des Ausgangssignals eines im Fahrzeug eingebauten Beschleunigungssensors erfaßt wird. Dies basiert darauf, daß der Zeitpunkt, zu dem sich das Ausgangssignal des Beschleunigungssensors abrupt ändert, dem Zeitpunkt entspricht, zu dem ein auf einer ebenen Straße fahrendes Fahrzeug auf eine schlechte Straße gerät. Diese Tatsache konnte durch Untersuchungen belegt werden.

In einer ersten Ausführungsform umfaßt der Detektor Beschleunigungs sensoren (Sx, Sy) sowie eine mit den Ausgangssignalen dieser Beschleu nigungssensoren gespeiste Verarbeitungsschaltung (DET), wobei die letztere eine Verarbeitungseinrichtung zur zeitlichen Ableitung der Ausgangsgrößen der Beschleunigungssensoren (Sx, Sy) und eine Einrichtung zum Erzeugen eines Signals für schlechte Straße, wenn die Ableitung der Ausgangsgröße eines der beiden Beschleunigungssensoren einen vorgegebenen Wert (S₀) überschreitet, umfaßt.

Obwohl es möglich wäre, nur einen einzigen Beschleunigungssensor zu verwenden, werden vorzugsweise ein Beschleunigungssensor zur Erfassung der Beschleunigung in Fahrtrichtung, d. h. der Beschleunigung des Fahrzeugs in Vor wärts- oder Rückwärtsrichtung, und ein Beschleunigungssensor zur Erfassung der Querbeschleunigung, d. h. der Beschleunigung des Fahrzeugs nach links und nach rechts, eingesetzt. In diesem Fall umfaßt die Verarbeitungseinrichtung dann eine Einrichtung zum Ermitteln der zeitlichen Ableitungen der Ausgangsgrößen der beiden Beschleunigungssensoren und eine Einrichtung zum Erzeugen des Signals für schlechte Straße, die vorzugsweise so konzipiert ist, daß sie dieses Signal erzeugt, wenn der Absolutwert wenigstens einer der abgeleiteten Werte einen vorgegebenen Wert überschreitet.

Durch Fahrtests mit einem realen Fahrzeug wurde festgestellt, daß das Ausgangssignal eines im Fahrzeug eingebauten Beschleunigungssensors gering fügig schwankt, wenn das Fahrzeug auf eine schlechte Straße mit starken Fahr bahnunebenheiten gerät. Daraus wurde hergeleitet, daß der Übergang eines Fahr zeug von einer ebenen Straße auf eine schlechte Straße präziser erfaßt werden kann, wenn nicht nur die Amplitude der Fahrzeugbeschleunigung aufgezeichnet wird, sondern auch die Änderung der Amplitude der Fahrzeugbeschleunigung, d. h. die zeitliche Ableitung der Ausgangsgröße eines im Fahrzeug eingebauten Beschleunigungssensors, ermittelt wird.

Im allgemeinen enthält ein mit VSC ausgestattetes Fahrzeug sowohl einen Beschleunigungssensor zur Erfassung der Beschleunigung in Fahrtrichtung als auch einen Beschleunigungssensor zur Erfassung der Querbeschleunigung, d. h. der Beschleunigung des Fahrzeugs senkrecht zur Fahrtrichtung. Somit ist es mög lich, ein Fahrzeugsteuerungssystem zu entwerfen, das beide Beschleunigungs sensoren für die Erfassung einer schlechten Straße verwendet, um dann, wenn der Absolutwert der zeitlichen Ableitung wenigstens einer beiden Ausgangsgrößen der Beschleunigungssensoren einen vorgegebenen Wert überschreitet, ein Signal für schlechte Straße zu erzeugen.

Dadurch, daß im Fahrzeugsteuerungssystem eine Einrichtung zur Bestimmung der Beharrungszeit vorgesehen ist, die die Zeitspanne t₀ ermittelt, während der der Zustand, in dem der Absolutwert der zeitlichen Ableitung den vorgegebenen Wert überschreitet, bewahrt wird, kann ein zu häufiges Ein- und Ausschalten des Signals für schlechte Straße vermieden werden. Die Behar rungszeit t₀ kann gemäß den Merkmalen des VSC-Systems, das das Signal für schlechte Straße verwendet, optimal gewählt werden.

In einer zweiten Ausführungsform ist eine VSC-Vorrichtung, die den Detektor für schlechte Straße verwendet, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Einrichtung zur Unterbrechung der Steuerung umfaßt, die einen Teil der Steuerung oder die gesamte Steuerung für eine bestimmte Zeitspanne außer Betrieb setzt, wobei sich diese Zeitspanne aus der Zeitspanne, in der das Signal für schlechte Straße kontinuierlich erzeugt wird, und einer vorgegebenen Zeit spanne, nachdem dieses Signal nicht mehr erzeugt wird, zusammensetzt. Vor zugsweise umfaßt die Einrichtung zur Unterbrechung der Steuerung eine Einrich tung zum Sperren der Nullpunktkorrektur der Querbeschleunigung des Fahrzeugs.

Das heißt, daß die VSC-Vorrichtung einen Anstieg der Querbeschleunigung, also der Fahrzeugbeschleunigung nach links und nach rechts, erfaßt und bestimmte Räder des Fahrzeugs bremst, derart, daß das Fahr zeug automatisch in eine Richtung beschleunigt wird, die der Richtung erhöhter Beschleunigung entgegengesetzt ist.

Unter den der VSC-Vorrichtung zugeleiteten Signalen ist das Aus gangssignal des Querbeschleunigungssensors dasjenige, das von einer Fahrt auf schlechter Straße am stärksten beeinflußt wird, wobei dies daher rührt, daß die Nullpunktkorrektur des Querbeschleunigungssensors während der Fahrt auf schlechter Straße nicht korrekt ausgeführt wird. Da während der Fahrt auf schlechter Straße die Nullpunktkorrektur des Querbeschleunigungssensors erfin dungsgemäß vorübergehend gesperrt wird, kann die für die Fahrt auf schlechter Straße am wenigsten geeignete Steuerung ausgeschaltet werden.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind der nachfolgenden Beschrei bung und den Unteransprüchen zu entnehmen.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in den beigefügten Abbildungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.

Fig. 1 zeigt einen Blockschaltplan einer Ausführungsform eines Detektors für schlechte Straßen.

Fig. 2 zeigt einen Ablaufplan, der die Arbeitsweise des Detektors zeigt.

Der in Fig. 1 gezeigte Detektor für schlechte Straße gemäß einer Ausfüh rungsform umfaßt einen am Fahrzeugrahmen angebrachten Beschleunigungssen sor Sx, der die Beschleunigung in Fahrtrichtung, d. h. die Beschleunigung des Fahrzeugs in Vorwärts- oder Rückwärtsrichtung, erfaßt, und einen ebenfalls am Fahrzeugrahmen angebrachten Querbeschleunigungssensor Sy, der die Querbe schleunigung, d. h. die Beschleunigung des Fahrzeugs nach links und nach rechts; erfaßt. Die Ausgangssignale der Beschleunigungssensoren Sx und Sy werden in eine Logikschaltung DET eingegeben. Das Ausgangssignal der Logik schaltung DET wird zu einer VSC-Vorrichtung weitergeleitet. In dieser Ausfüh rungsform sind die Logikschaltung DET und die VSC-Vorrichtung zu einer einzi gen Verarbeitungsschaltung zusammengefaßt.

Die VSC-Vorrichtung wird über eine Eingabe/Ausgabe-(E/A)-Schnittstelle mit Informationen über die Querbeschleunigung, die Fahrgeschwindigkeit, die Motordrehzahl, die Stellung der Kupplung und die Schaltstellung gespeist. Die VSC-Vorrichtung ist so konzipiert, daß sie über die E/A-Schnittstelle Steuersignale für die Bremsen der jeweiligen Räder an ein (nicht gezeigtes) Bremssystem aus gibt.

Im folgenden wird eine Steuerungsprozedur zur Erfassung einer schlech ten Straße unter Verwendung des wie oben erwähnt konzipierten Detektors be schrieben.

Das Ausgangssignal des Beschleunigungssensors Sx und das Ausgangssignal des Querbeschleunigungssensors Sy werden jeweils nach der Zeit abgeleitet, worauf ermittelt wird, ob die Absolutwerte der zeitlichen Ableitun gen der Ausgangsgrößen der Beschleunigungssensoren Sx und Sy jeweils einen vorgegebenen Schwellenwert S₀ überschreiten. Wenn die Absolutwerte größer gleich dem Schwellenwert S₀ sind, führen die Ausgangssignale der Beschleuni gungssensoren zu Erfassungssignalen für schlechte Straße. In dieser Ausfüh rungsform enthält die Einrichtung zur Bestimmung der Beharrungszeit ein Tief paßfilter mit der Zeitkonstante t₀. Die Beharrungszeit für schlechte Straße wird nämlich dadurch bestimmt, daß der auf einen der Beschleunigungssensoren be zogene und unterhalb des Schwellenwerts S₀ liegende Absolutwert durch dieses Tiefpaßfilter geschickt wird. Wenn die Logikschaltung DET, die die obige Berech nung durchführt, eine digitale Schaltung ist, führt sie eine Prozedur aus, die der obenerwähnten analogen Tiefpaßfilterung mit der Zeitkonstante t₀ gleichkommt. Wenn die Beharrungszeit bestimmt ist, wird ein Merker für schlechte Straße ge setzt, der angibt, daß sich das Fahrzeug auf einer schlechten Straße bewegt.

Der Merker für schlechte Straße wird an die VSC-Vorrichtung gesendet, worauf die Nullpunktkorrektur des Beschleunigungssensors Sy in der VSC-Vor richtung für die Zeitspanne, in dieser Merker gesetzt ist, gesperrt wird.

Im folgenden werden als Beispiel optimale Vorgabewerte angegeben, die bei durchgeführten Untersuchungen mit realen Fahrzeugen herausgefunden wur den:

0,04 g/0,01 s = 4 g/s,

wobei g der Fallbeschleunigung entspricht und die Zeitkonstante t₀1 s beträgt.

Das Erfassungssignal für schlechte Straße von der Logikschaltung DET wird zur VSC-Vorrichtung weitergeleitet, worauf diese die Nullpunktkorrektur des Beschleunigungssensors solange sperrt, wie dieses Signal vorhanden ist.

Wie oben beschrieben wurde, ist es möglich, den Zustand des Fahrens auf schlechter Straße oder des Fahrens mit auf den Rädern angebrachten Gleitschutzketten in kurzer Zeit genau zu erfassen. In einer Anwendung dieser Erfassung kann verhindert werden, daß die VSC-Vorrichtung während des Fahrens auf schlechter Straße unzulänglich arbeitet.

Claims

1. Detektor für schlechte Straße, mit:
wenigstens einem Beschleunigungssensor (Sx, Sy) und
einer Logikschaltung (DET), die mit dem Ausgangssignal des Beschleuni gungssensors (Sx, Sy) gespeist wird,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Logikschaltung (DET) eine Einrichtung, die die Ausgangsgröße des Beschleunigungssensors (Sx, Sy) nach der Zeit ableitet, und eine Einrichtung umfaßt, die ein Erfassungssignal für schlechte Straße erzeugt, wenn die zeitliche Ableitung einen vorgegebenen Wert überschreitet.

2. Detektor für schlechte Straße nach Anspruch 1, der einen ersten Be schleunigungssensor zur Erfassung der Beschleunigung in Fahrtrichtung (Sx) und einen zweiten Beschleunigungssensor (Sy) zur Erfassung der Beschleunigung in einer zur Fahrtrichtung senkrechten Richtung umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß die Logikschaltung (DET) eine Einrichtung, die die Ausgangsgrößen der Be schleunigungssensoren (Sx, Sy) nach der Zeit ableitet, und eine Einrichtung um faßt, die ein Erfassungssignal für schlechte Straße erzeugt, wenn ein Absolutwert wenigstens einer der zeitlichen Ableitungen einen vorgegebenen Wert über schreitet.

3. Detektor für schlechte Straße nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich net, daß die Logikschaltung (DET) eine Einrichtung zur Bestimmung der Behar rungszeit umfaßt, um das Erfassungssignal für schlechte Straße dann zu erzeu gen, wenn die Zeitspanne, in der ein Absolutwert der Ableitung einen vorgegebe nen Wert überschreitet, einer vorgegebenen Zeitspanne t₀ entspricht.

4. Stabilitätskontrollvorrichtung für Fahrzeuge, gekennzeichnet durch einen Detektor für schlechte Straße nach Anspruch 3 und eine Einrichtung, die die Steuerung während der Zeit, in der das Erfassungssignal für schlechte Straße fortwährend erzeugt wird, teilweise oder insgesamt außer Betrieb setzt.

5. Stabilitätskontrollvorrichtung für Fahrzeuge nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Einrichtung umfaßt, die die Nullpunktkorrektur des zweiten Beschleunigungssensors in der Steuerung, die durch die Einrichtung zur Unterbrechung teilweise oder insgesamt außer Betrieb gesetzt ist, sperrt.