DE102006031231A1 - Motor vehicle brake control, with an electronic control unit, applies a brake force according to detected tire impact forces - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Bremsregelungsanlage für Kraftfahrzeuge nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The The invention relates to a brake control system for motor vehicles according to the preamble of claim 1
Aus
verschiedenen Patentanmeldungen bzw. Patentschriften, so z. B. aus
Bekannt sind diese Verfahren bzw. Vorrichtungen beispielsweise unter den Namen Anfahrassistent, Bergassistent, Hillhold(er) oder Automatic Hold. Zusammenfassend werden diese Verfahren im Folgenden als automatische Feststellbremsfunktionen bezeichnet. Gemein ist allen diesen automatischen Feststellbremsfunktionen beispielsweise ein hydraulisches, mechanisches, elektrohydraulisches, elektromechanisches oder pneumatisches, elektronisch regelbares Bremssystem, mittels derer das Festhalten und die Verhinderung des Anrollens des Fahrzeuges bewerkstelligt wird. Auch sind Verfahren bekannt, bei denen das Anrollen des Fahrzeuges über das Getriebe (insbesondere Automatikgetriebe) verhindert wird. Bei all diesen Funktionen wird beispielsweise durch Betätigung des Bremspedals oder der Handbremse oder über damit in Verbindung stehende Schaltelemente bzw. auch sonstige Betätigungselemente (z. B. Schalter, Taster o. ä.) eine Aktivierung der Funktion durchgeführt; eine Deaktivierung erfolgt über die gleichen oder auch andere Hilfsmittel (wie z. B. Gaspedalstellung, Kupplungssignal, Antriebsmomentsignale des Motors o. ä. bzw. auch nach Ablauf einer definierten Haltezeit).Known These methods or devices, for example, among the Name Start Assist, Mountain Assistant, Hillhold (he) or Automatic Hold. In summary, these methods are hereinafter referred to as automatic parking brake functions designated. Common to all these automatic parking brake functions For example, a hydraulic, mechanical, electro-hydraulic, electromechanical or pneumatic, electronically controllable braking system, by means of the detention and the prevention of the rolling of the vehicle is accomplished. Also, methods are known in which the Rolling the vehicle over the transmission (especially automatic transmission) is prevented. at All of these functions, for example, by pressing the Brake pedal or the handbrake or over related Switching elements or also other actuating elements (eg switches, Button or similar) an activation of the function is performed; deactivation takes place via the same or other aids (such as accelerator pedal position, Clutch signal, drive torque signals of the engine o. Ä., Or after Expiration of a defined holding time).
Wichtige weitere benötigte Hilfsmittel, Steuersignale oder Schaltmittel für die Darstellung der Funktionen sind beispielsweise meist ein oder mehrere Geschwindigkeitssignale für die Erkennung des Fahrzeugstillstands, mechanische, pneumatische oder hydraulische Aktuatoren (ebenso sind prinzipiell auch elektrohydraulische, elektropneumatische oder elektrische Aktuatoren denkbar) in den Radbremsen bzw. in den Zuleitungen zu den Radbremsen, über die Bremswirkung auf- und abgebaut bzw. zumindest temporär gehalten werden kann (z. B. Steuer-/Regelventile integriert in Form einer vorhanden Steuer- oder Regeleinrichtung, beispielsweise ABS-, ASC-/ASR-, DSC-/ESP-/EHB-System), gegebenenfalls auch Längsbeschleunigungs- oder Neigungssensoren, mittels derer die Fahrbahnlängsneigung ermittelt und daraus die erforderliche Bremskraft für sicheren Stillstand des Fahrzeugs und das für die Fahrbahnneigung benötigte Anfahrmoment bestimmt werden können und ein bzw. mehrere Drucksensoren, mit deren Hilfe der Bremsdruck bzw. das aufgebrachte Bremsmoment an der bzw. den Radbremsen ermittelt werden kann.Important more needed Tools, control signals or switching means for displaying the functions For example, usually one or more speed signals for the Detection of vehicle arrest, mechanical, pneumatic or Hydraulic actuators (as well as electrohydraulic, electropneumatic or electric actuators conceivable) in the Wheel brakes or in the supply lines to the wheel brakes, on the Braking effect and dismantled or at least temporarily held can be used (eg control valves integrated in the form of a available control or regulating device, for example ABS, ASC / ASR, DSC / ESP / EHB system), where applicable, longitudinal acceleration or tilt sensors, by means of which the road lenght is determined and from this the required braking force for safe standstill of the vehicle and that for the roadway inclination needed Starting torque can be determined and one or more pressure sensors, with the aid of which the brake pressure or determines the applied braking torque at the wheel brakes or the can be.
Es ist Aufgabe der Erfindung, mittels einer weiter verbesserten Bremsregelungsanlage die Sicherheit beim Fahren und Bremsen insbesondere auf geneigter Fahrbahn zu erhöhen.It is the object of the invention, by means of a further improved brake control system the safety when driving and braking in particular on inclined Increase roadway.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 und 4 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind die Gegenstände der abhängigen Ansprüche.These The object is achieved by the Characteristics of claim 1 and 4 solved. Advantageous developments The invention relates to the objects the dependent Claims.
Die erfindungsgemäße Bremsregelungsanlage für Kraftfahrzeuge mit einem elektronischen Steuergerät, das Eingangssignale zur direkten oder indirekten Ermittlung der Radaufstandskräfte erhält und das die Aktuatoren der Bremsregelungsanlage zum Ausüben von Bremskraft auf die Räder des Kraftfahrzeugs ansteuert, stellt bei Vorliegen eines Bremsbefehls mittels des Steuergeräts das Ausmaß der Bremskraft an den Rädern entsprechend den Radaufstandskräften in der Weise ein, dass die Bremskraft an mindestens einem Rad, dessen Aufstandskraft gegenüber anderen Rädern geringer ist, gegenüber der Bremskraft an den anderen Rädern begrenzbar oder reduzierbar ist.The brake control system according to the invention for motor vehicles with an electronic control unit that receives input signals to receives direct or indirect determination of the wheel contact forces and the the actuators of the brake control system for applying braking force to the Wheels of the motor vehicle controls, when there is a brake command by means of the control unit, the extent of the braking force at the wheels according to the wheel contact forces in such a way that the braking force on at least one wheel whose Riot power over other wheels is lower, opposite the braking force on the other wheels limited or reducible.
Die Erfindung umfasst eine Beeinflussung der Bremskraft bei Vorwärtsfahrt, bei Rückwärtsfahrt und auch im Stand, insbesondere bei geneigter Fahrbahn.The Invention comprises influencing the braking force when driving forwards, when reversing and even in the state, especially on inclined roads.
Vorzugsweise wird die Bremskraft an dem mindestens einen Rad mit der geringeren Aufstandkraft nur dann begrenzt oder reduziert, wenn diese geringere Aufstandkraft einen unteren Schwellwert unterschreitet.Preferably the braking force on the at least one wheel with the lower Riot force limited or reduced only if this lower Riot force falls below a lower threshold.
Die Radaufstandskräfte können von einem anderen System (z. B. ICM-V – Integrated Chassis Management-Vertikal, VDC – Vertikal Dynamic Control, VDM – Vertikal Dynamic Management, EDC – Elektronische Dämpfer Control, ARS – Aktive RollStabiliserung/Dynamic Drive oder Luftfederung) bereitgestellt werden (z. B. über CAN) oder z. B. achsweise mittels Neigungssensoren indirekt durch Schätzung ermittelt werden und die Bremskraftbegrenzung oder Bremskraftreduzierung kann zumindest an einem Rad der Achse vorgenommen werden, die gegenüber der anderen Achse höher (bergauf) liegt. Dies kann beispielsweise in bekannter Weise über Eingangssignale des Steuergeräts zur Ermittlung der Fahrtrichtung bzw. der Standrichtung bezogen auf die Fahrbahn festgestellt werden.The wheel contact forces can be from another system (eg ICM-V - Integrated Chassis Management Vertical, VDC - Vertical Dynamic Control, VDM - Vertical Dynamic Management, EDC - Electronic Damper Control, ARS - Active Roll Stabilization / Dynamic Drive or Air Suspension) be provided (eg via CAN) or z. B. axle by tilt sensors can be determined indirectly by estimation and the braking force limitation or braking force reduction can be made at least on one wheel of the axle, which is higher (uphill) than the other axle. This can be determined, for example, in a known manner via input signals of the control unit for determining the direction of travel or the vertical direction relative to the roadway.
In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann die erfindungsgemäße Bremsregelungsanlage für Kraftfahrzeuge mit einem elektronischen Steuergerät, das Eingangssignale zur Ermittlung der Fahrbahnneigung und zur Erkennung der Fahrtrichtung erhält und das die Aktuatoren der Bremsregelungsanlage zum Ausüben von Bremskraft auf die Räder des Kraftfahrzeugs ansteuert, bei Vorliegen eines Bremsbefehls, ausgelöst durch den Fahrer oder durch ein System zur automatischen Bremsung, mittels des Steuergeräts bei Vorliegen einer Fahrbahnneigung, während einer Rückwärtsfahrt bergab oder einer Vorwärtsfahrt bergauf oder im Stillstand bergauf die Bremskraft auf mindestens ein Rad der Räder der Vorderachse und während einer Vorwärtsfahrt bergab oder einer Rückwärtsfahrt bergauf oder im Stillstand bergab die Bremskraft auf mindestens ein Rad der Räder der Hinterachse durch die Aktuatoren der Bremsregelungsanlage entsprechend dem Ausmaß der Fahrbahnneigung begrenzen oder reduzieren.In a particularly advantageous embodiment of the invention, the brake control system according to the invention for motor vehicles with an electronic control unit, the input signals for detection the road inclination and recognizing the direction of travel receives and the the actuators of the brake control system for applying braking force to the Wheels of the Motor vehicle drives, in the presence of a brake command, triggered by the driver or by a system for automatic braking, by means of of the control unit in the presence of a road inclination, during a reverse drive downhill or a forward drive uphill or downhill the braking force on at least a wheel of wheels the front axle and while a forward drive downhill or a reverse drive uphill or downhill the braking force down to at least a wheel of wheels the rear axle through the actuators of the brake control system according to the Extent of Limit or reduce road gradient.
Vorzugsweise wird die erfindungsgemäße Bremskraftbegrenzung oder -reduzierung nur unterhalb einer vorgegebenen Fahrzeuggeschwindigkeitsschwelle vorgenommen. Die Erfindung ist bei sehr glatter Fahrbahn besonders gut geeignet. Die Bremskraftbeeinflussung kann zusätzlich auch reibwertabhängig sein.Preferably is the braking force limitation according to the invention or -reduzierung only below a predetermined vehicle speed threshold performed. The invention is particularly in very slippery roads well suited. The braking force can also be added the coefficient of friction be.
Die Beeinflussung der Bremskraft ist beispielsweise gleichbedeutend mit einer Beeinflussung des Bremsmoments, des Druckgradienten oder des Bremsmomentgradienten.The Influencing the braking force is for example synonymous with an influence on the braking torque, the pressure gradient or the braking torque gradient.
Der
Erfindung liegen folgende Erkenntnisse zugrunde:
Normalerweise
ist die Bremsanlage eines Fahrzeuges und damit die Verteilung der
Bremskraft so ausgelegt, dass beim Abbremsen des Fahrzeuges beispielsweise
bei Vorwärtsfahrt
auf hohen Reibwerten (auch infolge der dynamischen Achslastverlagerung nach
vorne) der Großteil
der Bremskraft von den Vorderradbremsen aufzubringen ist. Eine deutliche Überdimensionierung
der Hinterradbremsen hätte ein
instabiles Fahrverhalten beim Bremsen zur Folge und wird deshalb
im Allgemeinen vermieden.The invention is based on the following findings:
Normally, the brake system of a vehicle and thus the distribution of the braking force is designed so that when braking the vehicle, for example, when driving forward at high coefficients of friction (also due to the dynamic axle load shift forward), the majority of the braking force is applied by the front brakes. A significant over-dimensioning of the rear wheel brakes would result in an unstable driving behavior during braking and is therefore generally avoided.
Auf Niederreibwertfahrbahnen führt dies dazu, dass beispielsweise bei Rückwärts-Fahrmanövern beim starken Bremsen die Vorderräder gegenüber den Hinterrädern zuerst zum Blockieren neigen können, was bei Vorhandensein eines ABS-Systems jedoch vermieden und entsprechend ausgeregelt wird, so dass ein weitgehend stabiles Fahrverhalten und eine entsprechend ausreichende Lenkbarkeit des Fahrzeuges sichergestellt ist. Mit zunehmendem Fahrbahngefälle z. B. beim rückwärts Bergabfahren wird durch Entlastung der Vorderachse die Neigung zum Blockieren höher. Insbesondere dann, wenn in dieser Fahrsituation beim Abbremsen und Verringern der Geschwindigkeit die ABS-Regelschwelle unterschritten wird (z. B. v < 1,0 m/s bei bekannten ABS-Regelsystemen) und dabei die Räder bei zu hohem Verzögerungswunsch durch den Fahrer blockieren, ist die Lenkbarkeit des Fahrzeuges nicht mehr gegeben. In dieser Situation kann das Fahrzeug – speziell auf Niedrigreibwerten, z. B. vereisten Fahrbahnen – weiterrutschen bzw. sich drehen.On Low-cost carriageway leads this in that, for example, in reverse driving maneuvers during heavy braking the front wheels across from the rear wheels may tend to block first, but avoided in the presence of an ABS system and accordingly is regulated, so that a largely stable driving behavior and a correspondingly sufficient steerability of the vehicle ensured is. With increasing road gradient z. B. when going back downhill By relieving the front axle the tendency to block higher. Especially then when in this driving situation when braking and reducing the Speed falls below the ABS control threshold (eg v <1.0 m / s at known ABS control systems) and thereby the wheels at too high delay desire Blocking by the driver is the steerability of the vehicle not given anymore. In this situation, the vehicle - especially on low friction, z. As icy roads - continue to slide or to turn.
Erfindungsgemäß kann beispielsweise bei Vorhandensein eines Fahrbahnneigungssignals (z. B. aus einem Neigungssensor oder rechnerisch ermittelt mittels eines Längsbeschleunigungssensors, wie bei aktuellen ESP- bzw. DSC-/EHB-Systemen häufig schon vorhanden) und beispielsweise unter Berücksichtigung einer erkannten Rückwärtsfahrt bergab oder Vorwärtsfahrt bergauf (ausgewertet z. B. über Gangschalthebelstellung bzw. Getriebeinformation und/oder über Radsensorik), durch ein vorhandenes Regelsystem wie z. B. ABS, ASC, DSC (ebenso durch ein elektrohydraulisches, elektromechanisches oder elektropneumatisches Regelsystem) die Bremskraft auf mindestens ein Rad der Vorderachse durch die Aktuatoren der Bremsregelungsanlage entsprechend dem Ausmaß der Fahrbahnneigung begrenzt bzw. auf einen Grenzwert reduziert werden; d.h. je steiler die Fahrbahnneigung ist, desto geringer ist die Bremskraft auf die Räder der Vorderachse (absolut oder zur Hinterachse relativ gesehen); denn bei Rückwärtsfahrt bergab oder bei Vorwärtsfahrt bergauf sind die Radaufstandskräfte an den Rädern der Hinterachse größer als die Radaufstandkräfte an den Rädern der Vorderachse.For example, according to the invention in the presence of a lane slope signal (eg from a Inclination sensor or calculated by means of a longitudinal acceleration sensor, such as in current ESP or DSC / EHB systems often already exist) and for example considering a recognized reverse drive downhill or driving forward uphill (evaluated eg over Gearshift position or gearbox information and / or wheel sensors), through an existing rule system such. ABS, ASC, DSC (as well by an electro-hydraulic, electro-mechanical or electropneumatic Control system) the braking force on at least one wheel of the front axle the actuators of the brake control system according to the extent of the road inclination limited or reduced to a limit; i.e. the steeper the road inclination is, the lower the braking force on the Wheels of the Front axle (absolute or relative to the rear axle); because in reverse downhill or when driving forward Uphill are the wheel-upforce at the wheels the rear axle is larger than the wheel-breaking forces at the wheels the front axle.
Beispielsweise kann also bei Rückwärtsfahrt bergab auf die Räder der Hinterachse eine maximal mögliche Bremskraft (100%) zugelassen werden, während die Bremskraft auf die Räder der Vorderachse auf einen Grenzwert kleiner 100% eingestellt wird oder bleibt. Auch kann durch die erfindungsgemäße Bremskraftbegrenzung oder -reduzierung an den Rädern der Vorderachse insgesamt eine Verschiebung der Bremskraftaufteilung von den Rädern der Vorderachse auf die Räder der Hinterachse umfasst sein.For example so can downhill when reversing on the wheels the rear axle a maximum possible Braking force (100%) are allowed while the braking force on the Wheels of the Front axle is set to a limit less than 100% or remains. Also, by the invention brake force limitation or Reduction at the wheels the front axle as a whole a shift in the brake force distribution from the wheels the front axle on the wheels the rear axle includes his.
Vorzugsweise wird die erfindungsgemäße Bremskraftbegrenzung nur unterhalb einer vorgegebenen Fahrzeuggeschwindigkeitsschwelle, die sich an der ABS-Geschwindigkeitsregelschwelle orientieren kann, vorgenommen.Preferably is the braking force limitation according to the invention only below a predetermined vehicle speed threshold, which can be based on the ABS speed control threshold, performed.
Dadurch können im untersten Geschwindigkeitsbereich, insbesondere wenn noch keine ABS-Regelung vorgenommen wird/werden kann, Blockierzustände der Vorderräder, die für die Nicht-Lenkbarkeit oder eine nur unzureichende Lenkbarkeit des Fahrzeugs Vorraussetzung sind, verhindert werden.This allows in the lowest speed range, especially if not yet ABS control is / can be prevented, blocking states of the front wheels, which are prerequisite for non-steerability or insufficient vehicle steerability.
Die Ausführungen zur Rückwärtsfahrt bergab bzw. Vorwärtsfahrt bergauf und den Rädern der Vorderachse gelten für die Vorwärtsfahrt bergab bzw. Rückwärtsfahrt bergauf und den Rädern der Hinterachse analog.The versions to the reverse downhill or forward drive uphill and the wheels the front axle apply to the forward drive downhill or reverse uphill and the wheels the rear axle analog.
Bei einer (elektro-)hydraulischen Regelanlage können die Bremskräfte/Bremsmomente an den Rädern z. B. über temporäres Absperren bzw. Öffnen oder Schalten in die Druckhaltestellung der Magnetventile moduliert werden. Analoges gilt für die nicht-(elektro-)hydraulischen Systeme.at an (electro) hydraulic control system, the braking forces / braking torques at the wheels z. B. over temporary Shut off or open or Switch to the pressure holding position of the solenoid valves are modulated. The same applies to the non- (electro-) hydraulic systems.
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