DE19540650A1

DE19540650A1 - Bremskraftsteuereinrichtung und Verfahren derselben

Info

Publication number: DE19540650A1
Application number: DE19540650A
Authority: DE
Inventors: Masahiko Kamiya; Yuzo Imoto; Masayoshi Oishi
Original assignee: NipponDenso Co Ltd
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1994-11-02
Filing date: 1995-10-31
Publication date: 1996-05-09
Anticipated expiration: 2015-11-01
Also published as: DE19540650B4; US5662393A; JPH08183439A; JP3391157B2

Description

Die vorliegende Anmeldung basiert auf den japanischen Patentanmeldungen Hei 6-269874, hinterlegt am 02. November 1994 und der Hei 7-203450, hinterlegt am 09. August 1995, de ren Priorität auch in Anspruch genommen wird und deren Inhalt mittels dieser Bezugnahme auch zum Inhalt der vorliegenden Anmeldung gemacht wird.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Brems kraftsteuereinrichtung, die die Bremskraft steuert, die auf die Fahrzeugräder aufgebracht wird, um ein Durchdrehen der Räder zu verhindern. Diese Art von Bremskraftsteuereinrich tung steuert die Bremskraft, die auf die Räder aufgebracht wird, um ein Abbremsrutschen (Sperren) zu verhindern; solche Einrichtungen sind gut bekannt als Antiskidsteuersysteme oder Antilockbremssysteme (hierin später als ABS-Einheit bezeich net) Bei solchen ABS-Einheiten sinkt die Raddrehzahl, wenn der Fahrer das Bremspedal betätigt, und wenn das Radrutschen einen ABS-Kontrollpegel erreicht (oder wenn ein Druckabnahme pegel erreicht wird), wird der Bremsflüssigkeitsdruck vermin dert, um ein Rutschen der Räder zu verhindern und danach steigt die Raddrehzahl wieder an. Es wird angemerkt, daß un ter Rutschen in erster Linie ein Blockieren der Räder zu ver stehen ist, das zu einem Rutschen des Reifens auf der Fahr bahnoberfläche führt.

Andererseits steuert die ABS-Einheit die Bremskraft ent sprechend einem Koeffizienten µB der Bremsreibung, wie darge stellt in Fig. 17 (hierin später als µB-Charakteristik be zeichnet). Mit anderen Worten ist der Bereich des Rutschver hältnisses unterhalb Sa (optimales Rutschverhältnis) der dem Höchstwert (Peak) der µB-Charakteristik entspricht (hierin später als µB-Höchstwert bezeichnet) relativ stabil und der Bereich oberhalb von Sa ist instabil und kann ein Blockieren der Räder verursachen. In dem stabilen Bereich nimmt die Bremsreibung zu sowie das Rutschen mit hohen seitlichen Hal tekräften zunimmt. Im instabilen Bereich wird der Bremsbe trieb instabil, da das Rutschen Sa übersteigt. Wenn der Bremsflüssigkeitsdruck abgesenkt wird bevor das Rutschver hältnis gleich Sa bei einer ABS-Steuerung wird, kann die Bremskraft nicht ausreichend erhöht werden, wodurch sich ein großer Bremsweg ergibt. Daher wird das Rutschverhältnis am Beginn der ABS-Steuerung geringfügig überhalb Sa angesetzt, um den Bremsweg zu verkürzen.

Jedoch kann bei solch herkömmlichen ABS-Einheiten es nicht erreicht werden, daß die ABS-Einheit mit einem optima len Rutschverhältnis arbeitet. D.h. die µB-Charakteristik (µB-Höchstwert), dargestellt in Fig. 17 und das Sa wechseln sowie sich die Radoberflächenbedingungen ändern und der Be reich für eine maximale Bremskraft (geringfügig oberhalb von Sa) ändert sich ebenfalls mit den Radoberflächenbedingungen. Entsprechend ist es möglich, daß das momentane Druckverminde rungsrutschverhältnis Sb beträchtlich von dem optimalen Rutschverhältnis Sa, wie dargestellt in Fig. 17 in den insta bilen Bereich verschoben wird. In diesem Fall wird der Druck nach einem optimalen Timing abgesenkt, was ein instabiles Fahren des Fahrzeugs bewirkt und eine übermäßige Druckabsen kung aufgrund anormalen Rutschens bewirkt.

Die vorliegende Erfindung wurde in Kenntnis der oben ge nannten Probleme gemacht und es ist die vornehmliche Aufgabe der Erfindung, eine Bremskraftsteuereinrichtung zu schaffen, die in der Lage ist, das Bremsen aufgrund von Informationen über den Bremsbetrieb in einem optimalen Bereich zu regeln.

Um dies zu erreichen und die Aufgabe zu lösen umfaßt die Einrichtung eine Einrichtung zum Erkennen von Schwingungs wechseln eines Rades, wenn eine Bremskraft auf dieses aufge bracht wird sowie eine Einrichtung, die über den momentanen Bremsbetrieb entscheidet aufgrund des Wechsels der Schwingun gen und eine Einrichtung zum Ändern der Bremskraft aufgrund der oben erwähnten Entscheidung.

Wenn eine Bremskraft auf die Räder aufgebracht wird, be ginnt die Raddrehzahl zu sinken und eine maximale Bremskraft kann anhand eines optimalen Rutschverhältnisses erzielt wer den, das dem µB-Höchstwert (mB-Peak) entspricht. Der Bremsbe trieb wird als ein schmales Band relativ zu einem Bremsbe reich für eine maximale Bremskraft angesehen und wenn dieser schmale Bereich gleich 0 ist, heißt das, daß der Bremsbetrieb der optimal möglich Bremsbetrieb ist. Wenn das µB im Bremsbe trieb sich ändert, ändert sich auch die Radschwingung, da das Rutschverhältnis des Reifens beim Kontakt mit der Radoberflä che nahe dem µB-Höchstwert liegt und dieses geringfügig in stabil wird zwischen dem Haftzustand und dem Rutschzustand. Daher kann die Tendenz des Rutschverhältnisses, die sich dem µB-Höchstwert nähert von einem Wechsel der Radschwingungen erfaßt werden und Änderungen der Bremsbedingungen (schmaler Rand) können aufgrund einer Änderung der Radschwingung erfaßt werden. Die Erfindung erlaubt eine hervorragende Bremssteue rung entsprechend dem momentanen Bremsbetrieb und daher kann eine optimale Bremskraftregelung geschaffen werden. Schwin gungen ungefederter Bereiche des Fahrzeuges die mit den Rä dern verbunden sind, wie beispielsweise Radaufhängungen, Tei le des Bremssystems oder Wellen ändern ihr Schwingungsverhal ten ebenso wie sich das Schwingungsverhalten der Räder än dert. Daher können die Schwingungen der Räder von irgendwel chen ungefederten Bereichen, die nicht unbedingt die Räder, Reifen oder mit diesen verbundenen Teile sein müssen, erfaßt werden.

Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Bremskraftregeleinrichtung zu schaffen, bei der die Bremskraft, die einen oberen Grenzwert eines Bereiches für eine Maximalbremskraft übersteigt, vermindert wird. Bei die ser Regelung wird der Bremsflüssigkeitsdruck abgesenkt oder konstant gehalten. Auf diese Weise kann ein optimaler Brems betrieb zu einem optimalen Zeitpunkt erzielt werden oder eine optimale Bremsflüssigkeitsdruckregelung, um die Räder nahe dem µB-Höchstwert zu steuern.

Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Bremskraftsteuereinrichtung zu schaffen, die eine Schwingungsänderungs-Erfassungseinrichtung umfaßt. Die Schwingungsänderungs-Erfassungseinrichtung erfaßt Schwin gungsänderungen, die zusammen mit Änderungen der Drehge schwindigkeit der Räder auftreten. Die Änderungen der Drehge schwindigkeit werden durch Reaktionskräfte der Fahrbahnober fläche erzeugt, wenn eine Bremskraft auf die Räder aufge bracht wird und der Betrag an Reaktionskräften ist in enger Verbindung mit dem Radrutschen, das durch den Reibungskoeffi zient der Fahrbahnoberfläche und die Bremskraft bedingt ist.

Daher kann eine optimale Rutschbedingung aufrecht erhalten werden, indem die Reaktionskräfte genau erfaßt werden.

Eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Bremskraftsteuereinrichtung zu schaffen, die Einrichtun gen umfaßt, die die Drehgeschwindigkeit des Rades messen so wie eine Frequenzanalyseeinrichtung, die eine Höchstwert- Charakteristik des Drehgeschwindigkeitssignales in einem spe ziellen Frequenzbereich erfaßt. Die Bremsbetriebentschei dungseinrichtung entscheidet über den momentanen Bremsbetrieb entsprechend dieser Höchstwert-Charakteristik des Drehge schwindigkeitssignals in einem bestimmten Frequenzbereich. Die Frequenzanalyseeinrichtung nimmt einen bestimmten Teil eines speziellen Frequenzbereichs der Raddrehgeschwindigkeit beispielsweise mittels eines Band-Pass-Filters heraus und er faßt ein Schwingungsstärkeniveau (beispielsweise eine Signal eines wirksamen Wertes der Raddrehgeschwindigkeit, das durch den Filter läuft). Der bestimmte Frequenzbereich ist so be stimmt, daß er eine Resonanzfrequenz eines Teils der ungefe derten Bereiche oder des Rades umfaßt. In diesem Fall wird das Schwingungsstärkeniveau der Raddrehgeschwindigkeit in dem bestimmten Frequenzbereich in Bereichen um den B-Höchstwert herum, ansteigen. Daher kann dieses Schwingungsstärkeniveau wirksam benutzt werden, um eine genaue Erfassung des Bremsbe triebes durchzuführen.

Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Bremskraftsteuereinrichtung vorzusehen, die eine Schwin gungsänderungs-Erfassungseinrichtung umfaßt, die eine Drehbe schleunigung des Rades erfaßt und eine Frequenzanalyseein richtung, die eine Höchstwert-Charakteristik der Radbeschleu nigung in einem bestimmten Frequenzbereich erfaßt. Die momen tane Bremsbetriebentscheidungseinrichtung entscheidet über den momentanen Bremsbetrieb des Fahrzeuges, entsprechend der Höchstwert-Charakteristik der Radbeschleunigung in dem be stimmten Frequenzbereich. Die Frequenzanalyseeinrichtung ent sprechend Anspruch 9, konvertiert zeitbezogene Daten der Rad beschleunigung in frequenzbezogene Daten, indem eine schnelle Fouriertransformationsschaltung (FFT) oder dergleichen be nutzt wird. Der bestimmte Frequenzbereich ist so vorgesehen, daß er die Resonanzfrequenz eines Teiles der ungefederten Be reiche einschließt. In diesem Fall wird der Höchstwert-Level der Radbeschleunigung in dem bestimmten Frequenzbereich an steigen, in den Bereichen, um den µB-Höchstwert herum. Daher ist dieser Höchstwert-Level sehr wirkungsvoll, um eine genaue Aussage über den Bremsbetrieb zu erlangen.

Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Bremskraftsteuereinrichtung zu schaffen, die eine Schwingungsänderungs-Erfassungseinrichtung aufweist, die Schwingungsänderungen eines ungefederten Abschnitts des Fahr zeuges einschließlich der Räder erfaßt sowie eine Schwin gungsbeschleunigungs- und Frequenzanalyseeinrichtung, die ei ne Höchstwert-Charakteristik der Beschleunigung der Schwin gungen in einem bestimmten Frequenzbereich umfaßt. Eine mo mentane Bremsbetriebsentscheidungseinrichtung entscheidet über den Bremsbetrieb des Fahrzeuges entsprechend dieser Höchstwert-Charakteristik der Schwingungsbeschleunigung in dem bestimmten Frequenzbereich. Die momentane Bremsbetriebs entscheidungseinrichtung entscheidet über den momentanen Bremsbetrieb entsprechend einer Schwingungsänderung der unge federten Bereiche. Die Frequenzanalyseeinrichtung konvertiert zeitbezogene Daten der Radbeschleunigung in frequenzbezogene Daten, indem eine schnelle Fouriertransformationsschaltung (FFT) oder dergleichen benutzt wird. Der bestimmte Frequenz bereich ist so vorgesehen, daß er der Schwingungsfrequenz ei nes Teiles der ungefederten Bereiche entspricht. In diesem Fall kann der Höchstwert-Level der Radbeschleunigung in die sem bestimmten Frequenzbereich ansteigen, in Bereich um den µB-Höchstwert herum. Daher ist dieser Höchstwert-Level (oder die Höchstwert-Frequenz) sehr wirkungsvoll, um einen genauen Aufschluß über den Bremsbetrieb zu erhalten.

Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Bremskraftsteuereinrichtung zu erfassen, die eine Brems kraftänderungseinrichtung umfaßt, die einen Bremsdrucksteuer aktuator entsprechend dem momentanen Bremsbetrieb einstellt. In diesem Fall wird der Druck an Bremsflüssigkeit, der auf die Radzylinder aufgebracht wird, kontinuierlich gesteuert, um eine übermäßige Änderung des Bremsdruckes zu verhindern. Dies führt zu dem Ergebnis, daß die Bremskraftsteuereinrich tung schlechte Einflüsse auf die Steuergenauigkeit aufgrund von Änderungen des Bremsdruckes ausschließt.

Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Bremskraftsteuereinrichtung zu schaffen, die eine Rad rutscherfassungseinrichtung aufweist, die ein Rutschen des Rades erfaßt. Die Bremskraftänderungseinrichtung verhindert einen Anstieg der Bremskraft, wenn entweder einer der Grenz werte für den Bremsbetrieb überschritten sind oder das Rut schen einen vorbestimmten Grenzwert überschreitet. Daher ist eine optimale Bremskraftsteuerung für jeglichen Bremsbetrieb gewährleistet. Auch wenn ein plötzliches anormales Rutschen auftritt, kann dieses sofort eliminiert werden.

Weitere Aufgaben, Merkmale und Eigenschaften der vorlie genden Erfindung werden sowie die Funktionsweise der entspre chenden Teile der vorliegenden Erfindung werden vom Studium der folgenden detaillierten Beschreibung, den Ansprüchen und den Zeichnungen besser verstanden werden.

Fig. 1 ist ein Schaltungsdiagramm, das die Grundstruktur einer ABS-Einheit für ein Fahrzeug auf zeigt.

Fig. 2 ist eine schematische Ansicht, die ein Schwin gungsmodell eines gefederten Bereichs eins Fahrzeugs dar stellt.

Fig. 3 ist eine Flußdiagramm, das eine ABS-Steuerung ge mäß dem ersten Ausführungsbeispiel zeigt.

Fig. 4 ist ein Flußdiagramm, das die Erfassungsschritte einer Bremsbelastung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel zeigt.

Fig. 5A, 5B, 5C und 5D sind Zeitdiagramme, die den Betrieb des ersten Ausführungsbeispiels verdeutlichen.

Fig. 6A und 6B sind Diagramme, die die µB- Charakteristik zeigen.

Fig. 7 ist ein Flußdiagramm, das die Erfassungsschritte der Bremsbelastung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel darstellt.

Fig. 8A, 8B, 8C und 8D sind Zeitdiagramme, die den Betrieb des zweiten Ausführungsbeispiels zeigen.

Fig. 9 ist ein Flußdiagramm, das die ABS-Steuerung gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel zeigt.

Fig. 10 ist ein Flußdiagramm, das die Erfassungsschritte der Bremsbelastung gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel darstellt.

Fig. 11A, 11B, 11C und 11D sind Zeitdiagramme, die den Betrieb des dritten Ausführungsbeispiels verdeutlichen.

Fig. 12A, 12B und 12C sind Zeitdiagramme, die den Be trieb des dritten Ausführungsbeispiels verdeutlichen.

Fig. 13 ist ein Flußdiagramm, das die Erfassungsschritte der Bremsbelastung gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel darstellt.

Fig. 14A, 14B, 14C und 14D sind Zeitdiagramme, die den Betrieb des vierten Ausführungsbeispiels verdeutlichen.

Fig. 15A, 15B und 15C sind Zeitdiagramme, die den Be trieb des vierten Ausführungsbeispiels verdeutlichen.

Fig. 16 ist ein Schaltungsdiagramm, das den Grundaufbau einer ABS-Einheit für ein Fahrzeug gemäß einem fünften Aus führungsbeispiel zeigt.

Fig. 17A und 17B sind Diagramme, die die µB- Charakteristik einer herkömmlichen Einrichtung darstellen.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele werden folgend unter Be zugnahme auf die anliegenden Zeichnungen erläutert.

Erstes Ausführungsbeispiel

Ein erstes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfin dung wird folgend unter die Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen erläutert.

Fig. 1 zeigt eine Bremskraftsteuereinrichtung, die fol gend als ABS (Antiblockierbremssystem)-Einheit bezeichnet wird. Die ABS-Einheit gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist aus x-förmigen Zweifachdruck leitungen (oder Diagonalleitungen) zusammengesetzt. Bei der ABS-Einheit ist ein Bremspedal 1 mit einem Vakuumtypbrems kraftverstärker 2 verbunden, der wiederum mit einem Tandem- Hauptbremszylinder 12 verbunden ist. Der Bremskraftverstärker 2 nutzt den Vakuumdruck, der im Einlaßbereich des Motors 28 erzeugt wird, und bringt eine erhöhte Bremskraft auf den Hauptzylinder 12 auf, wenn das Bremspedal 1 betätigt wird.

Detaillierter erläutert, ist der Bremskraftverstärker 2 mit Kraftzylindern 4 und 5 versehen, die durch eine Membran 3 unterteilt sind. Der erste und zweite Zylinder 4 und 5 weisen Vakuumeinlaßöffnungen 6 und 7 jeweils auf, durch die der Va kuumdruck im Einlaßbereich eingeführt wird. Der Drucklevel wird durch erste und zweite Vakuumdrucksteuerventile 8 und 9 gesteuert. Diese bestehen aus elektromagnetischen Zweiposi tionsventilen und werden mittels einer ECU 26 gesteuert, um den Vakuumdruck an- oder abzuschalten. Wenn die ECU 26 kein Signal aussendet (wenn die Spulen der elektromagnetischen Ventile 8 und 9 nicht erregt sind) bleibt das Vakuumsteuer ventil 8 offen und das zweite Vakuumsteuerventil 9 bleibt ge schlossen (wie dargestellt in Fig. 1).

Der Umgebungsdruck wird auf den zweiten Kraftzylinder 5 über eine Lufteinlaßöffnung 10 eingeführt. Der Umgebungsdruck wird entsprechend der Betätigung des Bremspedals durch eine Drucksteuerventil (nicht dargestellt) geändert und in den zweiten Kraftzylinder 5 eingeführt. Dadurch wird eine erheb lich Druckdifferenz zu dem Druck im ersten Kraftzylinder 4 erzeugt. Die Lufteinlaßöffnung 10 wird auf- und zugeschaltet mittels eines Luftsteuerventiles 11, das aus einem elektroma gnetischen zweiten Positionsventil zusammengesetzt ist. Wenn das Luftsteuerventil 11 kein Signal von der ECU 26 erhält (wenn die Spule nicht erregt ist), wird dieses offen gehal ten, wie dargestellt in Fig. 1.

Der Hauptzylinder 12 weist eine erste Fluidöffnung 13 und eine zweite Fluidöffnung 14 auf. Die erste Fluidöffnung 13 ist mit einem Radzylinder 17 vorne rechts (FR) verbunden und mit einem Radzylinder 18 hinten links (RL) über eine er ste Fluidleitung 15; eine zweite Fluidöffnung 14 ist mit dem Radzylinder 19 hinten rechts (RR) und dem Radzylinder 20 vor ne links (FL) über eine zweite Fluidleitung 16 verbunden. Ein Proportionalventil 21 (P-Ventil) ist in der Fluidleitung 15 und 16 für die linken und rechten Räder der hinteren Seite (RL und RR) vorgesehen, um eine Fluiddruckdifferenz zwischen den Vorderräderzylindern und den Hinterräderzylindern zu ge währleisten.

Die Räder sind jeweils mit Raddrehzahlsensoren 22, 23, 24 und 25 versehen, die Signale erzeugen, die der ECU (oder eine elektronischen Steuereinheit) 26 zugeführt werden. Die Raddrehzahlsensoren 22 bis 25 bestehen aus elektromagneti schen Pickups oder photoelektrischen Sensoren. Das Bremspedal 1 ist mit einem Bremsschalter 27 versehen, der die Bremsbetä tigung erfaßt und ein entsprechendes Signal an die ECU 26 sendet.

Die ECU 26 besteht hauptsächlich aus einem Mikrocomputer und berechnet die geschätzte Fahrzeuggeschwindigkeit aus den Signalen, die von den jeweiligen Raddrehzahlsensoren 22 bis 25 kommen, und berechnet ebenfalls das Rutschverhältnis der jeweiligen Räder entsprechend der geschätzten Fahrzeugge schwindigkeit und der Raddrehzahlen. Die ECU 26 ermöglicht einen ABS-Steuerbetrieb entsprechend dem Rutschverhältnis der jeweiligen Räder und steuert den Druck an Bremsflüssigkeit um diesen entweder zu erhöhen, zu halten oder abzusenken. Bei dem ersten Ausführungsbeispiel umfaßt die ECU 26 eine Betäti gungserfassungseinheit, eine Bremsbedingungserfassungseinheit und eine Bremskraftsteuereinheit.

Der Betrieb der ABS-Einheit bei einer ABS-Steuerung (Druck erhöhen, Druck halten oder Druck absenken) wird fol gend beschrieben.

Bei dem Druckerhöhungsmodus (dargestellt in Fig. 1) steuert die ECU 26 das erste Vakuumdrucksteuerventil 8, um dieses zu öffnen. Das zweite Vakuumsteuerventil wird ge schlossen und das Luftsteuerventil 11 geöffnet. Dann nimmt der erste Kraftzylinder 4 den Einlaßvakuumdruck aus dem Motor 28 auf und der zweite Kraftzylinder 5 erhält den Umgebungs druck über die Lufteinlaßöffnung 10. Der Bremskraftverstärker 2 erhöht die Bremskraft, die auf den Hauptbremszylinder 12 aufgebracht wird, im Ansprechen auf die Druckdifferenz zwi schen dem Einlaßvakuumdruck und dem Druck im zweiten Kraftzy linder 5, der mittels des Druckeinstellventiles (nicht darge stellt) entsprechend der Betätigung des Bremspedals einge stellt wird. Im Ergebnis daraus wird der Fluiddruck in den Radzylindern 17 bis 20 erhöht.

Im Druckhaltemodus steuert die ECU 26 das erste Vakuum drucksteuerventil 20 in den geschlossen Zustand, das zweite Vakuumdrucksteuerventil wird ebenfalls geschlossen und auch das Luftsteuerventil 11. Dann sind der Vakuumdruck und der Umgebungsdruck nicht mehr mit dem ersten und zweiten Kraftzy linder 4 und 5 in Verbindung, so daß die Druckdifferenz zwi schen dem ersten Kraftzylinder 4 und dem zweiten Kraftzylin der 5 unverändert bleibt. So daß der Fluiddruck in dem Haupt bremszylinder 12 und der Bremsdruck in den Radzylindern 17 bis 20 konstant gehalten wird.

Im Druckabsenkmodus steuert die ECU 26 das erste Vakuum drucksteuerventil 8 in den geschlossenen Zustand, das zweite Vakuumdrucksteuerventil 9 wird geöffnet und das Luftsteuer ventil 11 wird geschlossen. Dann sind der erste und zweite Kraftzylinder 4 und 5 miteinander verbunden und die Druckdif ferenz zwischen diesen sinkt. Als Ergebnis daraus wird der Fluiddruck im Hauptbremszylinder 12 absinken und der Druck in den Radzylindern 17 bis 20 ebenfalls.

Bei dem ersten Ausführungsbeispiel stellen der Brems kraftverstärker 2 das erste Vakuumdrucksteuerventil 8, das zweite Vakuumdrucksteuerventil 9 und das Luftsteuerventil 11 sowie der Hauptbremszylinder eine Bremsdrucksteuereinrichtung dar. Da der Vakuumdruck, der in den Bremskraftverstärker 2 eingeleitet wird, geregelt wird, um den Bremsdruck konti nuierlich bei dieser ABS-Einheit zu steuern, kann eine sanfte ABS-Regelung durchgeführt werden. Dieses ist besonders bei der Bremssteuereinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung vorteilhaft, die mit hochfrequenten Schwingungen der Räder arbeitet, da eine Wechselwirkung zwischen den Schwingungen und dem Schwanken des Bremsflüssigkeitsdrucks verhindert wer den kann.

Es gibt Aufhängemechanismen, die Stoßdämpferfeder oder andere Komponenten aufweisen, Scheiben oder Trommelbremsme chanismen, Wellenachsen, Reifen und Räder, die als ungefeder te Bauteile des Fahrzeuges oder als Komponenten von ungefe derten Bauteilen wie zweidimensional in Fig. 2 dargestellt, vorhanden sind. Wie dargestellt in Fig. 2 werden diese unge federten Bauteile durch den Bremsbetrieb und die Straßenbe dingungen wie die Straßenoberfläche, die mit dem Rad in Kon takt ist, beeinflußt. D.h. vertikale oder Längsschwingungen der ungefederten Bauteile und Änderungen der Drehzahl der Rä der werden durch den Bremsbetrieb verändert.

Bei der Einrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Belastung zwischen der Fahrbahnfläche und dem Reifen aufgrund des Bremsbetriebes als Bremsbelastung bezeichnet und ein Unterschied zwischen der Bremsbelastung, die den Rädern eine maximale Bremskraft zuteilt und der momentanen Bremsbe lastung wird als Randbereich oder schmaler Bereich des Brems betriebes bezeichnet. D.h. dieser Randbereich entspricht dem Unterschied zwischen Sa (dem optimalen Rutschverhältnis ent sprechend dem Maximalwert des Reibungskoeffizienten µB) und dem momentanen Rutschverhältnis. Wenn das Rutschverhältnis näher Sa kommt, steigt die Bremslast und im Gegenzug wird der Randbereich vermindert. Die Bremslast der Einrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung wird von der Bewegung des Schwin gungssystems erfaßt (Änderung der Rotationsdrehzahl in Radro tationsrichtung), um den Randbereich des Bremsbetriebes zu bestimmen, der auch dem Fahrer mittels eines Alarms 29 oder dergleichen angezeigt werden kann.

Folgend wird der Betrieb und die Wirkungsweise der Ein richtung gemäß der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf den folgenden Test beschrieben. Fig. 3 ist ein Flußdia gramm der Steuerschritte der ABS-Einheit, Fig. 4 ist ein Flußdiagramm, zur Bestimmung der Bremslast, die durch die ECU 26 ausgeführt wird. Fig. 5A, 5B, 5C und 5D sind Zeitdia gramme, die die entsprechende Bewegung des Schwingungssystems während eines Bremsbetriebes darstellen.

Wenn die Steuerschritte, dargestellt in Fig. 3 begonnen werden, entscheidet die ECU 26, ob das Fahrzeug fährt oder nicht im Schritt 100 und entscheidet im Schritt 101, ob der Bremsschalter 27 an- oder ausgeschaltet ist. Wie dargestellt in den Zeitdiagrammen gemäß den Fig. 5A, 5B, 5C und 5D be stimmt der Schritt 101 "Nein" vor dem Zeitpunkt t11 und die Schritte 100 und 101 werden wiederholt. Bei dem Zeitpunkt t11 wird, wenn die Schritte 100 und 102 "Ja" entscheiden ein Schritt 102 folgen. Die ECU 26 bestimmt dann die momentane Bremslast entsprechend dem Ergebnis, das unter Bezugnahme auf Fig. 4 erläutert wurde, und kehrt dann zum Schritt 100 zu rück, wenn die Bremslast geringer ist als ein vorbestimmter Wert oder schreitet zum Schritt 103 weiter, wenn die Brems last größer ist als der vorbestimmte Wert.

Fig. 4 zeigt die Details der Programmsubroutine für den Schritt 102, in dem die Entscheidung getroffen wird, ob die Bremslast hoch ist oder nicht. Gemäß Fig. 4 bestimme die ECU 26 die Raddrehzahl V_W entsprechend dem Ausgangssignal des Raddrehzahlsensors 22 bis 25 in einem Schritt 150 und berech net dann die Radbeschleunigung G_W aus der Differenzation der Raddrehzahl V_W im nächsten Schritt 151. Als nächstes setzt die ECU 26 in einem Schritt 152 einen Referenzlastlevel G1 entsprechend der Fahrbahnbedingung µ der Straße, die mit den Reifen in Kontakt ist (dieser Wert wird aus der Steuerkraft gewonnen, daher dem Betrag an Kraft, der auf das Lenkrad auf gebracht wird oder aus einer Reaktionskraft von der Fahr bahn). Der Referenzlastlevel G1 entspricht dem Referenzlevel einer maximalen Bremskraft, die auf der Basis einer maximalen Radbeschleunigung G_MAX (maximale Bremsverzögerung) bestimmt wurde, berechnet aus der oben erwähnten Oberflächenbedingung µ. Die Radbeschleunigung G_W oszilliert vertikal in Fig. 5 im Ansprechen auf die Längsschwingung des Fahrzeuges und der Schwingungen in Richtung der Raddrehung. Der Referenz lastlevel G1 ist auf einen vorbestimmten Level gesetzt, der größer ist als die maximale Radbeschleunigung G_MAX in negati ver Richtung (-). In der Zwischenzeit kann der Referenz lastlevel G1 leicht als konstanter Wert aus dem maximalen Wert bestimmt werden, der ein vorbestimmter Wert ist, größer als die in der Praxis maximale Straßenoberflächenbedingung µ (z. B. 1,0).

Danach vergleicht die ECU 26 den absoluten Wert, der oben erwähnten Radbeschleunigung G_W (oder Radabbremsung) mit dem absoluten Wert des Referenzlastlevels G1 im Schritt 153. Wenn |G_W| < |G1|, schreitet die ECU 26 zu einem Schritt 154 weiter und entscheidet, daß die Bremslast hoch ist, und wenn |G_W| |G1|, schreitet diese zu einem Schritt 155 weiter und entscheidet, daß die Bremslast gering ist. In an deren Worten wird wenn das Rutschverhältnis gleich Sa, wie dargestellt in Fig. 6, wird (das optimale Rutschverhältnis entspricht dem Höchstwert vom µB) wird die oszillierende Wel lenamplitude der Radbeschleunigung G_W erhöht aufgrund eines Wechsels der Drehzahl des Rades und die Ungleichung |G_W| < |G1| wird erfüllt. "Ja" und "Nein"-Entscheidungen werden im Schritt 153 alternativ in den Höchstwert-Bereichen der Radbe schleunigung G_W nach Verstreichen der Zeit t12 in Fig. 5 ge macht.

Wenn die Bremslast eines bestimmten Rades als groß er faßt wird, steuert die ECU 26 den Bremsdruck entsprechend den Schritten 103 bis 108. D.h. die ECU führt zum Schritt 103 weiter und setzt den Steuermodus auf den Druckverminderungs modus (oder Bremshaltemodus). Entsprechend werden die ABS- Aktuatoren (Steuerventil 8, 9 und 11) entsprechend dem Druck verminderungsmodus gesteuert (oder Druckhaltemodus) und ein Druckanstieg der Bremsflüssigkeit wird verhindert. Dann schaltet die ECU 26 einen Timer T im Schritt 104 an und ent scheidet, ob die An-Zeit des Timers eine vorbestimmte Zeit T1 überschreitet (kürzeste Zeitperiode, beispielsweise einige 10 Millisekunden, in der eine geeignete Einstellung möglich ist) im nächsten Schritt 105. Mit anderen Worten wird die Druckab senkzeit im Schritt 104 und 105 erfaßt. Wenn T T1, schaltet die ECU 26 zum Schritt 106 weiter und schaltet den Timer T aus.

Danach schaltet die ECU 26 zum Schritt 107 weiter und entscheidet, ob das momentane Rutschverhältnis S geringer ist als der Referenzlevel S1 oder nicht (d. h., ob das Rutschen des Rades beim Bremsen sich auf einem zulässigen Niveau be findet oder nicht). Und ob oder nicht eine Erhöhung des Rut schens plötzlich aufgrund eines plötzlichen Wechsels der µ-S- Charakteristik zwischen der Fahrbahnoberfläche und den Rädern auftritt oder nicht. Falls im Schritt 107 "Nein" entschieden wird, hält die ECU 26 am Druckabsenkmodus fest (oder Druck haltemodus) bis im Schritt 107 auf "Ja" entschieden wird. Dann wechselt die ECU 26 den ABS-Steuermodus zum Druckerhö hungsmodus im Schritt 108 und kehrt zum Schritt 100 zurück.

Entsprechend den oben erläuterten Steuerschritten kommt das Rutschverhältnis Sa auf einen Wert um ein Absenken des Bremsdruck, wie in Fig. 6A und 6B gezeigt, zu beginnen und wird in einem eng begrenzten Bereich ΔS um das Verhältnis Sa gehalten. Auch wenn ein Absinken oder Erhöhen des Bremsdruc kes wiederholt stattfindet, so wird die Fahrbahnbedingung µB auf einem vergleichsweise hohen Wert gehalten, in einem sta bilen Bereich, so daß übermäßiges Erhöhen oder Absinken des Bremsdruckes nicht zu erwarten ist. D.h., der Bremsdruckver minderungslevel (Sb, dargestellt in Fig. 17) wird nicht in den instabilen Bereich, wie bei einer herkömmlichen Einrich tung verschoben, wodurch eine signifikant gute Bremssteuerung in einem optimalen Rutschbereich gewährleistet ist.

Bei der ABS-Einheit wird der Bremsdruck nicht schwanken, da Schwankungen der Bremskraft die Bewegung der ungefederten Bauteile nicht beeinträchtigen, kann die Bremslast mit hoher Genauigkeit erfaßt werden.

Zweites Ausführungsbeispiel

Als nächstes wird eine ABS-Einheit gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung erläutert, da vor allem Unterschiede zu dem ersten Ausführungsbeispiel be tont werden. Bei dem ersten Ausführungsbeispiel werden die Bremsbedingungen entsprechend einem Wechsel der Drehgeschwin digkeit über den gesamten Frequenzbereich (Schritte darge stellt in Fig. 4) erfaßt. Andererseits wird bei der Einrich tung gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel die Bremsbedingung entsprechend eines Oszillationsniveaus (Schwingungscharak teristik) der Raddrehzahl in einem bestimmten Frequenzbereich erfaßt (Schritte dargestellt in Fig. 7). Bei dem zweiten Aus führungsbeispiel bildet die ECU 26 eine Betriebserfassungs einheit (eine Raddrehzahl-Erfassungseinheit und eine Oszilla tions-Erfassungseinheit) sowie eine Bremsbetriebs-Erfassungs einheit und eine Bremssteuer-Erfassungseinheit.

Fig. 7 ist ein Flußdiagramm, das Details der Entschei dungsschritte der Bremslast zeigt, die die Schritte des er sten Ausführungsbeispiels, dargestellt in Fig. 4, ersetzen. Fig. 8 ist ein Zeitdiagramm, das Details des Bremsbetriebs erläutert.

Wenn die Schritte, dargestellt in Fig. 7 anfänglich aus geführt werden, berechnet die ECU 26 die Raddrehzahl V_W aus den Ausgangssignalen der Sensoren 22 bis 25 in einem Schritt 160 und erzeugt in einem Schritt 161 eine Raddrehzahl V_W′ in einem bestimmten Frequenzbereich, in dem ein BPF (Band-Pass- Filter) oder dergleichen benutzt wird. Danach wird ein effek tiver Wert der Raddrehzahl in einem bestimmten Frequenzbe reich (in einer Periode, in der die Raddrehzahl in einem be stimmten Frequenzbereich bestimmt werden kann) berechnet. In einem Schritt 162 wird dieser effektive Wert als Power-Level P_W der Oszillation gesetzt.

Dann setzt die ECU 26 einen Referenzlastlevel P1 ent sprechend den Fahrzeugfahrbedingungen im Schritt 163. Dieser Referenzlastlevel P1 wird durch die Charakteristik der Linie L1, dargestellt in Fig. 8, bestimmt, die entsprechend einer vorhergehenden Charakteristiklinie erhalten wurden und die Fahrzeugfahrbedingung (Beschleunigung in Querrichtung während der Betätigung der Lenkung, Fahrzeugbewegung oder Fahrbahn oberflächenbedingungen). Der Referenzlastlevel P1 auf der Li nie L1 ist ein Wert, der auf dem Schwingungs-Powerlevel P_W in einem bestimmten Frequenzbereich beruht, der einer maximalen Vergleichsbremskraft entspricht und der maximalen Bremskraft entspricht, die in diesem Moment möglich ist. Die Charakte ristiklinie L1 kann ein Wert sein, der während jedes Fahrzu standes des Fahrzeuges abgespeichert wird oder einen Wert, der aus einer Funktion berechnet wurde, jedesmal wenn der Bremsschalter 27 angeschaltet ist.

Danach vergleicht die ECU 26 den Power-Level P_W der Os zillation mit dem Referenzlastlevel P1 im Schritt 164. Wenn P_W < P1 schreitet die ECU 26 zu einem Schritt 165 weiter und entscheidet, ob die Bremslast hoch ist. Wenn P_W < P1 ist, wird zu einem Schritt 166 weitergeschritten und entschieden, daß die Bremslast gering ist. Mit anderen Worten wird, wenn das Rutschverhältnis S nahe Sa ist (das optimale Rutschver hältnis, das dem Höchstwert von µB entspricht), wie darge stellt in Fig. 6, der Vibrations-Powerlevel P_W in einem be stimmten Frequenzbereich ansteigen und die Ungleichung P_W < P1 wird erfüllt werden. D.h. im Schritt 164 wird "Ja" ent schieden.

Nach t15 in den Zeitdiagrammen, dargestellt in den Fig. 8A bis 8D wird der Bremsschalter 27 angeschaltet und der Vibrations-Powerlevel P_W steigt an und sinkt von der Charak teristiklinie L1. Dann wird der Vibrations-Powerlevel P_W mit dem momentanen Referenzlastlevel P1 verglichen und entspre chend wird im Schritt 164, wie dargestellt in Fig. 7 auf "Ja" oder "Nein" entschieden.

Entsprechend dem zweiten Ausführungsbeispiel wird das Rutschverhältnis Sa (optimales Rutschverhältnis entsprechend dem µB-Höchstwert), dargestellt in Fig. 6, als Startpunkt für das Absenken des Bremsdruckes wie beim ersten Ausführungsbei spiel gesetzt, so daß das Rutschverhältnis innerhalb eines vorbestimmten Bereiches (ΔS in Fig. 6B) um Sa herum gesteuert wird, dadurch wird µB auf einen relativ hohen Level im stabi len Bereich gehalten.

Bei diesem Ausführungsbeispiel wird in den Schritten 161 bis 164 die Raddrehzahl V_W′ (ein Teil aus dieser, eines be stimmten Frequenzbereiches) in einen Power-Level P_W′ umgewan delt, der mit einem Vergleichslast-Level verglichen wird, um die Bremslast zu bestimmen. Jedoch kann der Schritt 162 des Umwandelns der Raddrehzahl V_W′ in einem bestimmten Frequenz bereich in den Schwingungs-Powerlevel P_W weggelassen werden, wenn die Schritte 163 und 164 wie folgt verändert werden. Es heißt, im Schritt 163 wird ein Referenzlastlevel V1′, um über die Amplitude der Raddrehzahl V_W′ zu entscheiden, nachdem BPF entsprechend den Fahrzeugbetriebsbedingungen gesetzt wurde, im Schritt 164, die Raddrehzahl V_W′ in dem bestimmten Fre quenzbereich mit dem Referenzlastlevel V1 verglichen. D.h. über die Bremslast wird durch einen Vergleich zwischen V_W′ und V1 entschieden (wenn V_W′ < V1′, ist die Bremslast hoch wodurch sich ähnliche Wirkungen, im Hinblick auf eine optima le Bremskraftsteuerung ergeben.

Drittes Ausführungsbeispiel

Eine ABS-Einheit gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird folgend beschrieben, wobei vornehmlich auf die Unterschiede zum ersten Ausführungsbei spiel eingegangen wird. Bei dem ersten Ausführungsbeispiel wurde über die Bremsbedingung aufgrund eines Wechsels in der Drehzahl entschieden. Andererseits wird bei der Einrichtung gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel über die Bremsbedingung entsprechend der Frequenzcharakteristik der Radbeschleunigung entschieden. Bei dem dritten Ausführungsbeispiel arbeitet die ECU 26 als Bewegungserfassungseinheit (eine Radbeschleuni gungs-Erfassungseinheit und eine Frequenzanalyseeinheit), ei ne Bremsbetätigungs-Erfassungseinheit und eine Bremskraft steuereinheit.

Fig. 9 ist ein Flußdiagramm, das einen ABS-Betrieb ent sprechend dem dritten Ausführungsbeispiel zeigt. Fig. 10 ist ein Flußdiagramm, das die Berechnungsschritte für die Brems last in einer Subroutine des Programmes, dargestellt in Fig. 9, zeigt und Fig. 11A, 11B, 11C und 11D sind Zeitdiagram me, die die Bewegung während des Bremsbetriebs zeigen.

In Fig. 9 entscheidet die ECU 26, ob das Fahrzeug fährt oder nicht, in einem Schritt 200 und ob der Bremsschalter an- oder ausgeschaltet ist, in einem Schritt 201. Wenn auf "Ja" entschieden wird, in beiden Schritten, wird zum Schritt 202 weitergeschaltet. In beiden Schritten, 200 und 201 wird zu einem Zeitpunkt t21 der Zeitdiagramme, dargestellt in Fig. 11A bis 11D auf "Ja" entschieden. Danach wird im Schritt 202 die ECU 26 über die Bremsbedingungen entsprechend einer Ana lyse der Daten der Radbeschleunigung G_W (Raddrehzahlbeschleu nigung) entschieden.

Entsprechend den Berechnungsschritten für die Bremslast, dargestellt in Fig. 10, wird in Fig. 10 von der ECU 26 die Raddrehzahl V_W der jeweiligen Räder in einem Schritt 250 be rechnet und die Radbeschleunigung G_W in einem Schritt 251. Danach regelt die ECU 26 die Wellenform der Radbeschleunigung G_W mittels einer FFT (schnellen Fouriertransformationsschal tung) oder eines Filters und wandelt die Daten der Radbe schleunigung, bezogen auf die Zeit in Daten, bezogen auf eine Frequenz um. Dann schreitet die ECU 26 zu einem Schritt 253 weiter, um eine Höchstwert-Abstimmung in einem bestimmten Frequenzbereich zwischen f1 und f2 (beispielsweise 20-50 Hz) über einen vorbestimmten Bereich ΔG (maximale Referenz bremskraft) zu entscheiden und berechnet die Bremslastdaten A(G_W), die in einem vorbestimmten Bereiches ΔG im folgenden Schritt 254 entsprechen. Der bestimmte Frequenzbereich zwi schen f1 und f2 ist so bestimmt, daß er einen Resonanzfre quenz eines ungefederten Bauteils des Fahrzeugs umfaßt. Der Referenzwert ΔG wird nach dem Auslöschen des weißen Rauschens festgesetzt (aufgrund der Rauhigkeit der Straßenoberfläche und des elektronischen Rauschens).

Fig. 12A, 12B und 12C zeigen die jeweiligen Daten der Radbeschleunigung G_W bezogen auf die Frequenzen der Zeit punkts t22, t23 und t24. Mit anderen Worten wird die Höchst wert-Abstimmung in dem bestimmten Frequenzbereich zwischen f1 und f2 und das Zeitpunkt t22 in Fig. 11 geringer sein, als das obere Limit des Referenzwertes ΔG, wie dargestellt in Fig. 12A und die Bremslastdaten A(G_W) werden . Die Höchst wert-Abstimmung des bestimmten Frequenzbereiches zwischen f1 und f2 zum Zeitpunkt t23 und t24 in Fig. 11 ist höher als das obere Limit des Referenzwertes ΔG, dargestellt in Fig. 12A und 12C und die Bremslastdaten A(G_W) entsprechend einem Be reich der Höchstwert-Abstimmung, der höher berechnet ist, als der Referenzwert ΔG.

Die ECU 26 geht dann zum Schritt 203, dargestellt in Fig. 9, weiter, nachdem die Bremslastdaten berechnet wurden und berechnet die Druckverminderungszeit (oder Druckhalte zeit) Tca1 über die folgende Gleichung (1).

Tca1 = a·A(G_W) + b (1),

in der a und b Konstanten sind.

Die ECU 26 setzt dann die ABS-Einheit auf den Druckver minderungsmodus (oder Druckhaltemodus) im nächsten Schritt 204 und treibt die ABS-Aktuatoren (die Kontrollventile 8, 9 und 11) entsprechend dem festgesetzten Modus an. Danach schaltet die ECU 26 eine Timer T im Schritt 205 an und ent scheidet, ob die Timer-An-Zeit die Druckverminderungszeit Tca1 die im Schritt 203 berechnet wurde, überschreitet oder nicht im nächsten Schritt 206. Wenn T Tca1, schreitet die ECU 26 zu einem Schritt 207 weiter und entscheidet, ob das Rutschverhältnis S geringer ist als ein vorbestimmter Refe renzverhältniswert S1 oder nicht (d. h., ob oder nicht das Radverzögerungsrutschen geringer ist als ein zulässiger Wert) und ob oder nicht ein plötzliches Ändern der Rutschbedingun gen aufgrund eines plötzlichen Wechsels der µ-S- Charakteristik zwischen dem Reifen und der Fahrbahnoberfläche auftritt. Wenn in Schritt 207 auf "Nein" entschieden wird, hält die ECU 26 den Druckverminderungsmodus (oder Druckhalte modus) bis im Schritt 207 auf "Ja" entschieden wurde. Danach wechselt die ECU 26 den ABS-Modus auf den Druckerhöhungsmodus im Schritt 208.

Die ECU 26 entscheidet, ob oder nicht die An-Zeit des Timers T die vorbestimmte Druckverminderungszeit Ts über schreitet und wenn T Ts, schreitet diese zum Schritt 210 weiter. Die ECU 26 schaltet den Timer T im Schritt 210 ab und kehrt zum Schritt 200 zurück.

Die Steuereinrichtung gemäß dem dritten Ausführungsbei spiel erfaßt den Bremsbetrieb exakt aufgrund der Verwendung von Radbeschleunigungsdaten bezogen auf die Frequenz, die mittels einer FFT-Schaltung erhalten wurde, um dieselbe Auf gabe gemäß der vorliegenden Erfindung wie beim ersten Ausfüh rungsbeispiel zu lösen.

Viertes Ausführungsbeispiel

Eine ABS-Einheit gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird folgend beschrieben, wobei vor allem auf die Unterschiede zum dritten Ausführungsbei spiel eingegangen wird.

Bei dem dritten Ausführungsbeispiel wurde der Bremsbe trieb über Frequenzanalysedaten der Radbeschleunigung G_W er faßt. Andererseits wird beim vierten Ausführungsbeispiel der Bremsbetrieb über die Beschleunigung der Schwingungen von un gefederten Bauelementen des Fahrzeuges erfaßt. Mit anderen Worten sind Beschleunigungssensoren, die aus Dehnungsmeß streifen, piezoelektronischen Elemente oder dergleichen zu sammengesetzt sind, an Verbindungsabschnitten des Fahrzeug aufhängungssystems oder Abschnitten der Wellen bzw. Achsen (Gelenken) angeordnet, um die Beschleunigung der längs, ver tikal und seitlichen Schwingungen zu erfassen. Bei diesem vierten Ausführungsbeispiel ist eine Schwingungsbeschleuni gungs-Erfassungseinheit vorgesehen, die Beschleunigungssenso ren aufweist, und die ECU 26 arbeitet als Bewegungser fassungseinheit (Frequenzanalyseeinheit) sowie als Bremsbe triebs-Erfassungseinheit und Bremskraftsteuereinheit.

Fig. 13 ist ein Flußdiagramm, das das Erfassen der Bremskraft beim vierten Ausführungsbeispiel zeigt und die Fig. 14A, 14B, 14C und 14D sind Zeitdiagramme, die die Bewe gung verschiedener Abschnitte des Fahrzeugs beim Bremsbetrieb zeigen.

In Fig. 13 berechnet die ECU 26 den Beschleunigungsbe trag eines ungefederten Bauteils entsprechend dem Ausgangs- Signal eines Beschleunigungssensors im Schritt 350 und be stimmt die Beschleunigung eines ungefederten Bauteils mittels einer FFT-Schaltung und wandelt die zeitbezogenen Beschleuni gungsdaten in frequenzbezogene Beschleunigungsdaten im Schritt 351 um. Dann fährt die ECU 26 zu einem Schritt 352 weiter und entscheidet, ob oder nicht ein Höchstwert in einem bestimmten Frequenzbereich zwischen f3 und f4 (beispielsweise 0,5 bis 2 kHz) einen oberen Grenzwert (maximale Referenz bremskraft) eines vorbestimmten Referenzbereiches ΔG über schreitet. Wenn der erhaltene Höchstwert größer ist als ΔG, fährt die ECU 26 zu einem Schritt 353 weiter, um die Brems lastdaten G_HÖCHSTWERT entsprechend dem erhaltenen Höchstwert zu berechnen. Wenn der erhaltene Höchstwert nicht größer ist als ΔG, wird die ECU 26 zu einem Schritt 354 fortfahren und die Bremslastdaten G_HÖCHSTWERT bestimmen. Der bestimm te Frequenzbereich zwischen f3 und f4 ist so festgesetzt, daß er innerhalb eines Bereiches liegt, in dem Schwingungsfre quenzen, die aufgrund eines Rutschens zwischen der Fahrbahn oberfläche und dem Reifen auftreten, erfaßt werden können.

Fig. 15A, 15B und 15C zeigen die frequenzbezogenen Beschleunigungsdaten einer Schwingung zu den Zeitpunkten t32, t33 und t34. D.h. der erhaltene Höchstwert in dem bestimmten Frequenzbereich zwischen f3 und f4 zu dem Zeitpunkt t32 in Fig. 14A bis 14D ist geringer als ein oberer Grenzwert eines Referenzbereiches AG, wie dargestellt in Fig. 15A und die Bremslastdaten G_HÖCHSTWERT werden auf gesetzt. Der zu dem Zeitpunkt t33 und t34 in einem bestimmten Frequenzbereich zwischen f3 und f4 erhaltene Höchstwert überschreitet den oberen Grenzwert des Referenzbereichs ΔG, wie dargestellt in Fig. 15B und 15C, und entsprechend werden die Bremslastda ten G_HÖCHSTWERT, die dem Bereich des Höchstwertes, der ein oberen Grenzwert zu dem Zeitpunkten überschreitet, berechnet.

Die Steuerschritte der ABS-Steuerung für den oben ge schilderten Betrieb werden in derselben Weise wie in Fig. 9 ausgeführt und die Druckabsenkzeit Tca1 (oder die Druckhalte zeit), die zu den oben erhaltenen Bremslastdaten G_HÖCHSTWERT korrespondiert, werden aufgrund der folgenden Gleichung 2 im einem Schritt 203 gemäß Fig. 9 berechnet.

Tca1 = a·G_HÖCHSTWERT + b (2),

wobei a und b Konstanten sind.

Die Bremslastdaten können aufgrund eines Wechsels der Höchstwertfrequenz der Schwingung erfaßt werden (Wechsel in den Auswirkungen der Frequenz der Schwingung). In diesem Fall wird die oben genannte Gleichung 2 durch die folgende Glei chung 3 ersetzt werden, in der die Frequenz f_HÖCHSTWERT die Frequenz darstellt, wenn die Daten G_HÖCHSTWERT erzeugt wer den.

Tca1 = a·f_HÖCHSTWERT + b (3),

wobei a und b Konstanten sind.

Bei dem vierten Ausführungsbeispiel können mittels der FFT-Schaltung zum Einregeln der frequenzbezogenen Daten der Beschleunigung der Schwingung der Bremsbetrieb präzise erfaßt werden und die Aufgaben, die der vorliegenden Erfindung zu grunde liegen, können wie bei dem ersten bis dritten Ausfüh rungsbeispiel gelöst werden.

Fünftes Ausführungsbeispiel

Bei einem fünften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird die ABS-Einheit wie in Fig. 16 gezeigt, modi fiziert. Gemäß Fig. 16 ist ein Bremspedal 1 mit einem Ver stärker 2 verbunden, der wiederum mit einem Tandem- Bremszylinder 12 verbunden ist. Eine erste Druckfluidöffnung 13 des Hauptzylinders 12 ist mit einer ersten Fluiddrucklei tung 15 zu den Radzylindern 17 und 18 verbunden und eine zweite Druckfluidöffnung 14 ist über eine zweite Druckfluid leitung 16 mit den Radzylindern 19 und 20 verbunden.

ABS-Linear-Aktuatoren 30 bis 33, die den Bremsfluiddruck der Räder linear ändern, sind in den entsprechenden Fluidlei tungen 15 und 16 vorgesehen, die mit dem Hauptzylinder 12 und den Radzylindern 17 bis 20 der entsprechenden Rädern verbun den sind. Mit anderen Worten umfaßt beim fünften Ausführungs beispiel die ABS-Linear-Aktuatoren 31 bis 33 einen Fluid drucksteuer-Aktuator.

Der ABS-Linear-Aktuator 30, der einer der genannten Ak tuatoren ist, weist eine Ventilkammer 34 und eine Kolbenkam mer 35 auf. Ein im wesentlichen sphärisches Ventilgehäuse 37 ist in der Ventilkammer 34 angeordnet und gegen einen Ventil sitz 38 mittels einer Schraubenfeder 35 gedrängt und ein Kol ben 39 ist in der Kolbenkammer 35 eingesetzt, um in dieser gleitend aufgenommen zu werden. Der Kolben 39 ist mit einem Motor 41 über ein Paar von Getriebezahnrädern 40a und 40b verbunden.

Wenn der Ventilkörper 37 von dem Ventilsitz entfernt ist, wie dargestellt in Fig. 16, nimmt der Bremsfluiddruck zu. Der Motor 41 treibt den Kolben 39 nach rechts in Fig. 16. Wenn der Kolben 39 zusammen mit dem Ventilkörper 37 stoppt, der an dem Ventilsitz 38 anstößt, wird der Fluiddruck kon stant gehalten. Wenn der Kolben weiter nach rechts angetrie ben wird, wird das Volumen einer linken Fluiddruckkammer 35a ansteigen und der Bremsfluiddruck wird absinken. Mittels des Ansaugens oder Abgebens von Bremsflüssigkeit zwischen dem Kolben 39 und dem Radzylinder 17 durch eine hin- und herge hende Bewegung des Kolbens 39, wird der Bremsfluiddruck ge steigert, gehalten oder abgesenkt.

Die oben geschilderte ABS-Einheit erfüllt ebenfalls die der Erfindung zugrundeliegenden Aufgaben mit denselben Be triebsschritten, wie bei dem vorangegangen ersten bis vierten Ausführungsbeispiel. Da das Volumen der Fluiddruckkammer 35a linear geändert wird, können Änderungen des Bremsfluiddruckes verhindert werden und eine genaue Erfassung der Bremslast ge währleistet werden.

Die vorliegende Erfindung kann weiterhin realisiert wer den, indem wie folgt auf der Grundlage der genannte Ausfüh rungsbeispiele vorgegangen wird.

(1) Der Referenzlastlevel G1 wird entsprechend der Fahr bahnoberflächenbedingung µ in Kontakt mit dem Rad im Schritt 152 in Fig. 4 entsprechend dem ersten Ausführungsbeispiel be rechnet. Jedoch kann der Referenzlastlevel G1 auch wie folgt berechnet werden. D.h. ein mittlerer Level einer Amplitude einer Radbeschleunigung G_W wird zunächst berechnet und der Referenzlastlevel G1 wird von Zeit zu Zeit neu berechnet als "Mittellevel + α" (wobei α ein fester Wert ist, der in nega tiver Richtung ansteigt).
(2) Der Höchstwert in einem bestimmten Frequenzbereich wird von der Radbeschleunigung oder der Beschleunigung eines ungefederten Bauteiles, die mittels einer FFT-Schaltung er halten wird, erfaßt, jedoch kann dieser auch mittels einer BFT (Band-Pass-Filter) erfaßt werden, die bestimmte Frequenz komponenten erstellt.
(3) Der Bremsbetrieb kann auch in folgender Weise, zu sätzlich zu den genannte Ausführungsmöglichkeiten erfaßt wer den.

Eine physikalische Änderung, die auf die Bewegung eines ungefederten Bauteils zurückzuführen ist, wie beispielsweise ein Geräusch, das durch die ungefederten Bauteile erzeugt wird, ein Federungsstoß, die Belastung der Radaufhängung, die Belastung einer Achse, die Belastung des Rades oder derglei chen können ermittelt werden und der Bremsbetrieb kann von dem erhaltenen Höchstwert der oben genannten Daten in einem bestimmten Frequenzbereich oder aufgrund einer Frequenzände rungsrate erfaßt werden.

(4) Die Bremslastdaten werden von dem frequenzbezogenen Daten einer Radbeschleunigung G_W bei dem dritten Ausführungs beispiel erhalten, jedoch können die Bremslastdaten auch von frequenzbezogenen Daten der Änderung der Raddrehzahl V_W er faßt werden.
(5) Ein Referenzwert bezogen auf den µB-Höchstwert kann benutzt werden, um den Bremsbetrieb bei den oben erläuterten Ausführungsbeispielen zu erfassen, jedoch kann der Bremsbe trieb auch vor dem µB-Höchstwert erfaßt werden, indem die An sprechverzögerung der Aktuatoren berücksichtigt wird. Mit an deren Worten kann bei herkömmlichen Aktuatoren aufgrund der Ansprechverzögerung ein weiteres Ansteigen des Rutschen auf treten, wobei jedoch dieses Problem in der genannten Weise gelöst werden kann.

Die vorangehende Beschreibung der vorliegenden Erfindung wurde unter Bezugnahme auf bevorzugte Ausführungsbeispiele gemacht. Jedoch ist es verständlich, daß zahlreiche Modifika tionen und Änderungen der speziellen Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung gemacht werden können, ohne den brei teren Schutzbereich und den Erfindungsgedanken, wie er in dem anliegenden Ansprüchen formuliert ist, zu verlassen. Entspre chend muß die Beschreibung der vorliegenden Erfindung in die sem Dokument als beschreibend und nicht beschränkend angese hen werden.

Mit der Erfindung wird eine Einrichtung zum optimalen Auf bringen einer Bremskraft bei einem Fahrzeug geschaffen, die Bremsbetriebsdaten auswertet. Eine Steuereinrichtung (ECU) erfaßt den Bremsbetrieb (Bremslast) entsprechend geänderten Bedienungen der Raddrehung. Im Detail wird durch die ECU die Radbeschleunigung berechnet und ein Referenzlastwert entspre chend der Fahrbahnbedingung µ bezüglich des Kontakts mit dem Rad festgesetzt. Wenn die Amplitude der Radbeschleunigung auf steigt und einen Referenzlastwert überschreitet, wird be stimmt, daß die Bremslast stark ist. Wenn die Bremslast stark ist, senkt die ECU den Fluidbremsdruck des entsprechenden Ra des ab. In diesem Fall kann das Rutschverhältnis um einen µB- Höchstwert herum gesteuert werden.

Claims

1. Eine Bremskraftsteuereinrichtung mit einer Einrichtung (2, 8, 9, 11, 12, 17 ∼ 20) zum Aufbringen einer Bremskraft auf ein Fahrzeug;
eine Einrichtung (22 ∼ 25, 26, 150, 151, 152, 161, 250, 251) zum Erfassen einer Schwingungsänderung eines Rades, wenn die Bremskraft aufgebracht wurde;
eine Einrichtung (26, 153, 154, 155, 164, 165, 166, 254, 353, 354) zur Bestimmung des momentanen Bremsbetriebes, bezo gen auf den Bremskraftbereich für eine maximale Bremskraft entsprechend der Bewegungsänderung; und
eine Einrichtung (30 ∼ 33) zur Änderung der Bremskraft, die auf die Räder aufgebracht wird entsprechend dem momenta nen Bremsbetrieb.

2. Eine Bremskraftsteuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremskraftänderungseinrichtung (30 ∼ 33), die die Brems kraft, die auf das Rad zumindest in Richtung Erhöhen oder Ab senken ändert und verhindert, daß die Bremskraft weiter an steigt, wenn der momentane Bremsbetrieb einen oberen Grenz wert des Bremskraftbereiches überschreitet.

3. Eine Bremskraftsteuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwingungswechsel-Erfassungseinrichtung (22 ∼ 25, 26, 150, 151, 152, 161, 162, 163, 250, 251, 252, 253) die Schwin gungsänderung erfaßt, die aufgrund einer Rotationsänderung des Rades auftritt, wenn die Bremskraft auf das Rad aufge bracht wird, wobei die momentane Bremsbetriebentscheidungs einrichtung (26, 153, 154, 155, 164, 165, 166, 254, 353, 354) über den momentanen Bremsbetrieb entsprechend einer Rota tionsänderung des Rades entscheidet.

4. Eine Bremskraftsteuereinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwingungsänderungs-Erfassungseinrichtung (22 ∼ 25, 26, 150, 151, 152, 161, 162, 163, 250, 251, 252, 253, 350, 351, 352) eine Einrichtung (22 ∼ 25) umfaßt, zur Erfassung der Dreh zahl des Rades.

5. Eine Bremskraftsteuereinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Vibrationsänderungs-Erfassungseinrichtung (22 ∼ 25, 26, 150, 151, 152, 161, 162, 163, 250, 251, 252, 253, 350, 351, 352) eine Einrichtung (22 ∼ 25, 26) umfaßt, die die Drehbe schleunigung des Rades erfaßt.

6. Eine Bremskraftsteuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwingungsänderungs-Erfassungseinrichtung (22 ∼ 25, 26, 350, 351, 352) eine Schwingungsänderung eines ungefederten Bauteiles des Fahrzeuges erfaßt und daß die momentane Brems betriebentscheidungseinrichtung (26, 353, 354) über den mo mentanen Bremsbetrieb des Fahrzeuges entsprechend der Schwin gungsänderung des ungefederten Bauteils entscheidet.

7. Eine Bremskraftsteuereinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwingungsänderungs-Erfassungseinrichtung (22 ∼ 25, 26, 350, 351, 352) eine Einrichtung (22 ∼ 25, 26) zur Erfassung der Beschleunigung eine Schwingung eines ungefederten Bauteiles umfaßt.

8. Eine Bremskraftsteuereinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwingungsänderungs-Erfassungseinrichtung (22 ∼ 25, 26, 150, 151, 152, 161, 162, 163, 250, 251, 252, 253) eine Ein richtung (22 ∼ 25) umfaßt, die die Drehzahl des Rades erfaßt und eine Einrichtung (26, 253) zur Erfassung einer Höchst wertcharakteristik der Drehzahl in einem bestimmten Frequenz bereich und dadurch, daß die momentane Bremsbetriebsentschei dungseinrichtung (26, 254) über den momentanen Bremsbetrieb des Fahrzeuges entsprechend der Höchstwertcharakteristik des Drehzahlsignales in dem bestimmten Frequenzbereich entschei det.

9. Eine Bremskraftsteuereinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwingungsänderungs-Erfassungseinrichtung (22 ∼ 25, 26, 250, 251, 252, 253) eine Einrichtung (251) zur Erfassung ei nes Radbeschleunigungssignales aufweist und eine Einrichtung (253) zur Erfassung der Höchstwertcharakteristik des Radbe schleunigungssignales in einem bestimmten Frequenzbereich und dadurch daß die momentane Bremsbetriebsentscheidungseinrich tung (26, 254) über den momentanen Bremsbetrieb des Fahrzeu ges entsprechend der Höchstwertcharakteristik des Radbe schleunigungssignals in einem bestimmten Frequenzbereich ent scheidet.

10. Eine Bremskraftsteuereinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwingungsänderungs-Erfassungseinrichtung (22 ∼ 25, 26, 350, 351, 352) eine Einrichtung zur Erfassung der Beschleuni gung von Schwingungen ungefederter Bauteile umfaßt und eine Einrichtung (351, 352) zur Erfassung einer Höchstwertcharak teristik der Beschleunigung der Schwingung in einem bestimm ten Frequenzbereich, und dadurch daß die momentane Bremsbe triebsentscheidungseinrichtung (253, 254) über den momentanen Bremsbetrieb des Fahrzeuges entsprechend der Höchstwertcha rakteristik der Beschleunigung der Schwingung in einem be stimmten Frequenzbereich entscheidet.

11. Eine Bremskraftsteuereinrichtung nach einem der vorange henden Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremskraftänderungseinrichtung (26, 30 ∼ 33, 103, 104, 105, 106, 107, 108, 203, 204, 205, 206, 207, 208, 209, 210) einen Fluiddrucksteuer-Aktuator (30 ∼ 33) umfaßt, zum Regeln des Fluiddrucks, der auf einen Radzylinder für ein Rad aufge bracht wird, kontinuierlich entsprechend dem momentanen Bremsbetrieb.

12. Eine Bremskraftsteuereinrichtung nach einem der voran gehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß die Bremskraftänderungseinrichtung (26, 30 ∼ 33, 103, 104, 105, 106, 107, 108, 203, 204, 205, 206, 207, 208, 209, 210) eine Einrichtung (107; 207) zur erfassen des Rutschen des Rades aufweist und einen Anstieg der Bremskraft verhindert, wenn einer der Werte des Bremsbetriebs und des Rutschens einen Re ferenzwert überschreitet.

13. Ein Verfahren zum Steuern der Bremskraft eines Fahrzeu ges, das die folgenden Schritte umfaßt:
Aufbringen einer Bremskraft auf ein Fahrzeugrad;
Erfassen der Bewegungsänderung des Rades, wenn die Bremskraft aufgebracht wurde;
Entscheiden über den momentanen Bremsbetrieb in Bezug auf einen Bremskraftbereich für eine maximale Bremskraft ent sprechend dem momentanen Bremsbetrieb.

14. Ein Verfahren zum Steuern der Bremskraft für ein Fahr zeug nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Bremskraftänderungsschritt folgende Unterschritte umfaßt:
Ändern der momentanen Bremskraft zumindest in Richtung Erhöhen oder Absenken und
Verhindern des Anstieges der Bremskraft, wenn der momen tane Bremsbetrieb einen oberen Grenzwert eines Bremskraftbe reiches überschreitet.

15. Ein Verfahren zum Steuern der Bremskraft für ein Fahr zeug nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt der Erfassung der Bewegungsänderung folgende Un terschritte umfaßt:
Erfassen der Bewegungsänderung, die aufgrund einer Rota tionsänderung des Rades auftritt, wenn die Bremse aktiviert wurde, und
dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt des Entscheidens über den momentanen Bremsbetrieb einen Unterschritt umfaßt, in dem über den momentanen Brems betrieb entsprechend der Drehänderung des Rades entschieden wird.

16. Ein Verfahren zur Steuerung der Bremskraft für ein Fahr zeug nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt der Erfassung einer Bewegungsänderung einen Schritt zum Erfassen der Drehgeschwindigkeit des Rades um faßt.

17. Ein Verfahren zur Steuerung der Bremskraft für ein Fahr zeug nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt zur Erfassung einer Bewegungsänderung einen Un terschritt zur Erfassung der Drehbeschleunigung des Rades um faßt.

18. Ein Verfahren zur Steuerung der Bremskraft eines Fahr zeuges nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet,
daß der Schritt zur Erfassung einer Bewegungsänderung einen Schritt zum Erfassen einer Schwingungsänderung eines ungefe derten Abschnittes des Fahrzeuges umfaßt und
daß der Schritt zum Entscheiden über den momentanen Bremsbe trieb ein Unterschritt zum Entscheiden über den momentanen Bremsbetrieb gemäß der Schwingungsänderung des ungefederten Bauteils umfaßt.

19. Ein Verfahren zur Steuerung der Bremskraft für ein Fahr zeug nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt zur Erfassung der Bewegungsänderung einen Unter schritt zur Erfassung der Beschleunigung einer Schwingung ei nes ungefederten Bauteiles umfaßt.