DE19546363B4

DE19546363B4 - Blockiergeschützte Fahrzeugbremsanlage

Info

Publication number: DE19546363B4
Application number: DE1995146363
Authority: DE
Inventors: Hubert Schmitt
Original assignee: Lucas Industries Ltd
Current assignee: ZF International UK Ltd
Priority date: 1995-12-12
Filing date: 1995-12-12
Publication date: 2005-04-14
Anticipated expiration: 2015-12-13
Also published as: DE19546363A1

Abstract

Blockiergeschützte Fahrzeugbremsanlage, bei der ein Bremsdruck bei Auftreten einer Blockiergefahr an einem gebremsten Rad in einer Mehrzahl von Regelspielen jeweils abgebaut und wieder aufgebaut wird, wobei der Bremsdruckaufbau in einem Regelspiel jeweils solange durchgeführt wird, bis die Drehverzögerung und/oder der Schlupf des Rades einen Schwellenwert erreicht, und bei der ein Mengenregelventil (30) verwendet wird, das den Druckaufbau in einer Bremse so regelt, daß einer Druckaufbauzeitspanne (t_auf) jeweils ein bestimmter Druckanstieg in der Bremse zugeordnet werden kann, dadurch gekennzeichnet, daß
– für die einzelnen Regelspiele jeweils die Druckaufbauzeitspannen (t n-2 / auf, t n-1 / auf, ...) und die Druckabbauzeitspannen (t n-2 / ab, t n-1 / ab, ...) auf auf gemessen und zumindest zeitweise gespeichert werden,
– und daß für ein gerade laufendes Regelspiel (n) die Druckabbauzeitspanne (t n / ab) derart bestimmt und eingestellt wird, daß sie proportional zu der Druckabbauzeitspanne (t n-1 / ab) des vorangegangenen Regelspiels (n-1) und umgekehrt proportional zu der Druckaufbauzeitspanne (t n-1 / auf) des vorangegangenen Regelspiels (n-1) sowie proportional zu einer vorgegebenen...

Description

Die Erfindung betrifft eine blockiergeschützte Fahrzeugbremsanlage, bei der ein Bremsdruck bei Auftreten einer Blockiergefahr an einem gebremsten Rad in einer Mehrzahl von Regelspielen jeweils abgebaut und wieder aufgebaut wird, wobei der Bremsdruckaufbau in einem Regelspiel jeweils solange durchgeführt wird, bis die Drehverzögerung und/oder der Schlupf des Rades einen Schwellenwert erreicht.
Bei einem blockiergeschützten Bremsvorgang wird die Drehgeschwindigkeit eines gebremsten Rades gemessen und dann, wenn die Verzögerung und/oder der Schlupf des Rades vorgegebene Schwellenwerte überschreiten, der Bremsdruck an dem betreffenden Rad abgebaut, damit es wieder beschleunigt wird, um aus dem blockiergefährdeten, sogenannten instabilen Bereich der Reibbeiwert/Schlupf-Kurve in den stabilen Bereich dieser Kurve zu gelangen.
Im Stand der Technik sind unterschiedliche Kriterien für die Festlegung des Zeitpunktes, an dem der Bremsdruckabbau beendet wird, bekannt. So ist zum Beispiel vorgeschlagen worden, den Druckabbau dann zu stoppen, wenn die Radumfangsbeschleunigung einen vorgegebenen Wert erreicht (z.B. – 1 g). Gemäß einer anderen bekannten Lösung wird der Druckabbau dann gestoppt, wenn die Radumfangsverzögerung nicht mehr weiter zunimmt (Wendepunkt). Gemäß einer dritten bekannten Lösung wird der Druckabbau dann gestoppt, wenn die Abnahme der Radumfangsbeschleunigung bzw. -verzögerung einen vorgegebenen Wert erreicht.
Diese bekannten Lösungen werfen aber insbesondere auf Straßen mit sehr hohem Reibbeiwert Probleme auf, weil es durch die sogenannten Totzeiten (Erfassung der Drehzahl der Räder, Berechnung der Ventilsteuersignale und Schaltzeiten der Magnetventile) zu einem relativ langen Druckabbau oder zu spätem Druckabbauende kommt, so daß Bremsweg verschenkt wird (sogenannte Unterbremsung). Bei Straßen mit geringem Reibbeiwert ist andererseits bei den oben genannten Lösungen der Druckabbau zu gering, wenn dieser bereits bei z.B. – 1 g beendet wird.
Im Stand der Technik ist es auch bekannt, für den Druckabbau feste Zeitspannen vorzugeben und danach eine feste Haltezeit vorzusehen, nach welcher der Druckabbau fortgesetzt wird. Dieses Verfahren hat aber eine große sogenannten Regelabweichung zur Folge, wenn der erste Druckabbau nicht ausreichend war, um das Rad wieder in den stabilen Bereich der Reibbeiwert/Schlupf-Kurve zu bringen. Dies gilt insbesondere für geringe Reibbeiwerte, da die Dauer des ersten Druckabbaus so ausgelegt sein muß, daß bei einem hohen Reibbeiwert keine Unterbremsung erfolgt.
Bei hohen Reibbeiwerten (guten Straßenverhältnissen) kann also eine zu starke Unterbremsung (Verschenkung von Bremsweg) somit nur durch ein relativ frühzeitiges Beenden des Bremsdruckabbaus verhindert werden. Ein vorzeitiges Druckabbauende hat beim Stand der Technik aber den Nachteil zur Folge, daß bei zunehmendem Massenträgheitsmoment die Regelabweichungen (Schwankun gen des Bremsdruckes) relativ gering sind und die Gefahr besteht, daß die Räder zu lange in zu hohem Schlupf laufen oder gar frühzeitig blockieren.
Eine blockiergeschützte Bremsung hängt, wie vorstehend erläutert, von den Massenträgheitsmomenten ab. Das System aus Bremse und Fahrzeug kann sehr unterschiedliche Massenträgheitsmomente aufweisen, welche insbesondere davon abhängen, ob eine Leichtmetallfelge oder eine Stahlfelge verwendet wird, ob der Raddurchmesser groß oder klein ist, ob das abgebremste Rad angetrieben wird, ob der Fahrzeugantrieb eingekuppelt ist oder nicht, in welchem Gang gefahren wird und ob alle Räder eingekuppelt sind.

Die obigen Probleme sind in der DE 39 36 510 A1 berücksichtigt. Dort wird bereits das Ziel gesetzt, den Bremsdruck in einer blockiergeschützten Fahrzeugbremsanlage so zu steuern, daß auch bei sehr unterschiedlichen Bedingungen bei guter Lenkbarkeit des Fahrzeuges ein möglichst kurzer Bremsweg erreicht wird. In Übereinstimmung mit allgemeinen Grundsätzen der ABS-Regelung soll also auch dort das Verfahren eine gute Bremswirkung sowohl bei geringen als auch bei guten Reibbeiwerten (der Fahrbahn) und auch bei schnellem Wechsel zwischen Be- und Entlastung des Rades ermöglichen. Eine Unterbremsung soll verhindert werden.

Die DE 39 36 510 A1 sieht hierfür vor, daß die Druckabbauzeitspanne eines gerade laufenden Regelzyklus (n) errechnet wird als Produkt aus einem ersten Faktor, der abhängig ist von der Druckabbauzeitspanne im vorangegangenen Regelzyklus (n-1), und einem zweiten Faktor, der abhängig ist von der maximalen Wiederbeschleunigung des Rades im vorangegangenen Regelzyklus.

Auch diese Lösung des Standes der Technik stellt eine Näherung an das allgemeine Ziel bei einer ABS-Regelung dar, die Bremsung immer im optimalen Bereich der sogenannten μ/Schlupf-Kurve durchzuführen. Bei Überschreiten eines vorgegebenen Schwellenwertes (der Drehverzögerung des gebremsten Rades oder seines Schlupfes) wird begonnen, den Druck in der Bremse des betroffenen Rades abzubauen. Wird der Druckabbau zu früh beendet, so läuft das Rad weiterhin in einem relativ hohen Schlupf, so daß nicht die optimale Haftreibungszahl bezüglich Bremskraft und Seitenführungskraft ausgenutzt wird. Wird hingegen der Druckabbau zu spät beendet, so fällt das Rad zu sehr in den positiven Bereich der μ/Schlupf-Kurve zurück und somit wird auch hier nicht die optimale Haftreibungszahl hinsichtlich der Bremskraft ausgenutzt (es wird also zwar Seitenführungskraft beibehalten, jedoch Bremsweg verschenkt).

DE 39 03 180 A1 offenbart eine blockiergeschützte Fahrzeugbremsanlage, bei der für die einzelnen Regelspiele jeweils die Druckaufbauzeitspannen und die Druckabbauzeitspannen gemessen und gespeichert werden. Für ein gerade laufendes Regelspiel werden den Druckaufbau bestimmende Puls- und Pulspausenzeiten in Abhängigkeit von der Dauer eines Druckaufbaus mit steilem Gradienten während des vorhergehenden Regelspiels, außerdem abhängig von der Dauer der gesamten Druckaufbauphase im vorhergehenden Regelspiel sowie abhängig von der Druckabbauzeitspanne des vorangegangenen Regelspiels bestimmt.

Aus DE 38 10 020 A1 ist es bekannt, bei einer blockiergeschützten Fahrzeugbremsanlage eine Druckhaltephase abhängig von einem Vergleich der Druckabbauzeitspannen und/oder der Druckaufbauzeitspannen des gerade durchgeführten Regelspiels und zumindest eines vorhergehenden Regelspiels einzustellen.

Die Erfindung hat das Ziel, bei einer blockiergeschützten Fahrzeugbremsanlage der eingangs genannten Art den Druckabbau in einem Regelspiel so zu bemessen, daß das gebremste Rad auch bei wechselnden Bedingungen noch genauer im optimalen Bereich der μ/Schlupf-Kurve läuft.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß für die einzelnen Regelspiele jeweils die Druckaufbauzeitspannen und die Druckabbauzeitspannen gemessen und zumindest zeitweise gespeichert werden, und daß für ein gerade laufendes Regelspiel die Druckabbauzeitspanne derart bestimmt und eingestellt wird, daß sie proportional zu der Druckabbauzeitspanne des gerade vorangegangenen Regelspiels und umgekehrt proportional zu der Druckaufbauzeitspanne des vorangegangenen Regelspiels sowie proportional zu einer vorgegebenen Zeitspanne ist.

Die vorstehend genannten Proportionalitäten sind bevorzugt linear, können aber auch einer anderen Funktion folgen, also stärker oder schwächer als linear sein.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die vorgegebene Zeitspanne (t_soll) für die gegebene Fahrzeugbremsanlage konstant ist. Diese Zeitspanne kann aber auch als Funktion einer gemessenen Fahrzeugverzögerung eingestellt werden.

Gemäß einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die vorgegebene Zeitspanne (t_soll) so gewählt ist, daß in ihr mittels des Mengenregelventils ein Bremsdruckaufbau (delta p) in der Bremse erreicht wird, der für die Fahrzeugbremsanlage eine optimale Druckamplitude während der Regelspiele ist.

Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß dann, wenn die Druckabbauzeitspanne (t n / ab) für das gerade laufende Regelspiel (n) sich als größer als die vorgegebene Zeitspanne (t_soll) ergibt, der Schwellenwert reduziert wird.

Eine andere bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß dann, wenn die Druckabbauzeitspanne (t n / ab) für das gerade laufende Regelspiel (n) sich als kleiner als die vorgegebene Zeitspanne (t_soll) ergibt, der Schwellenwert vergrößert wird.

Die vorstehend genannten Ausführungsbeispiele der Erfindung setzen die Verwendung eines sogenannten Mengenregelventils voraus. Solche Mengenregelventile sind als solche im Stand der Technik bekannt. Sie haben die Eigenschaft, daß sie weitgehend unabhängig von der zwischen ihrem Ein- und Ausgang herrschenden Druckdifferenz ausgangsseitig einen Druckanstieg bewirken, der linear proportional ist zu der Zeitspanne, in der das Ventil geöffnet ist. Der Gradient des Druckanstiegs auf der Ausgangsseite hängt dabei von den spezifischen Daten des verwendeten Ventils ab. Typisch sind z.B. Mengenregelventile, bei denen die Druckaufbaurate (sogenannte flow-rate) 100 bis 200 bar/s beträgt. Solche Mengenregelventile werden in der Regel nicht elektrisch angesteuert. Ihre Durchlaßeigenschaften sind rein mechanisch vorgegeben.

Der Erfindungsgedanke läßt sich auch mit Fahrzeugbremsanlagen realisieren, die nicht notwendigerweise ein Mengenregelventil aufweisen. Bei einer derartigen Fahrzeugbremsanlage wird das oben genannte Ziel dadurch erreicht, daß für die einzelnen Regelspiele jeweils Druckaufbauzeitspannen gemessen werden und daß die Druckabbauzeitspanne in einem Regelspiel gegenüber der Druckabbauzeitspanne im vorangegangenen Regelspiel um einen Betrag verlängert wird, der um so größer ist, je kürzer die Druckaufbauzeitspanne im vorangegangenen Regelspiel war. Dabei kann für das erste Regelspiel ein Wert für die Druckabbauzeitspanne vorgegeben werden.

Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt:
1 schematisch eine Fahrzeugbremsanlage mit einem Regelventil;
2 schematisch einen typischen erfindungsgemäßen Verlauf des Bremsdruckes in einer Radbremse; und
3 über einer gemeinsamen Zeitskala schematisch über zwei aufeinanderfolgende Regelspiele die Verläufe der Drehgeschwindigkeit V_rad eines gebremsten Rades, die Zustände (Ein/Aus) des den Druckzustand in der Radbremse definierenden Elektromagnetventils und den zeitlichen Verlauf des Bremsdruckes (p_rad) in der Radbremse.
1 zeigt schematisch ein Ausführungsbeispiel einer blockiergeschützten Fahrzeugbremsanlage, mit der das erfindungsgemäße ABS-Regelverfahren bevorzugt durchgeführt wird.
Bei Betätigung eines Bremspedals 10 wird, gegebenenfalls verstärkt durch einen Bremskraftverstärker 12, eine Hydraulikflüssigkeit in einem Hauptbremszylinder 14 unter Druck gesetzt. Der Druck in der hydraulischen Bremsflüssigkeit wird über eine Leitung 16 übertragen.
Von der Leitung 16 zweigt eine Leitung 18 ab, die zu einer Pumpe 20 führt. Hinter der Pumpe 20 ist in bekannter Weise eine Expansionskammer 22 für Hydraulikflüssigkeit angeordnet. Eine Leitung 24 führt zu einem Elektromagnetventil 26, das normalerweise, also dann, wenn sein Elektromagnet nicht von Strom durchflossen ist, sich im Schließzustand befindet. Die Leitung 24 führt weiter zu einer Radbremse 28. Zwischen der Radbremse 28 und dem Bremshauptzylinder 14 ist ein Mengenregelventil 30 geschaltet. Solche Ventile werden auch als "Mengenregler" und auch als "Flow Valve" bezeichnet. Wird im Hauptbremszylinder 14 die Hydraulikflüssigkeit unter Druck gesetzt, dann liegt am Mengenregelventil 30 eine Druckdifferenz an. Das Mengenregelventil 30 regelt dann den Druckaufbau in der Radbremse 28, und zwar in bekannter Weise so, daß einer bestimmten Druckaufbauzeit jeweils ein ganz bestimmter Druckanstieg in der Radbremse zugeordnet werden kann. Die mechanischen und strukturellen Eigenschaften des Mengenregelventils legen einen Gradienten des Druckanstiegs fest, der weitgehend unabhängig ist von der am Mengenregler anliegenden Druckdifferenz. Dieser Druckanstiegsgradient bestimmt die Strömungsrate, mit der die hydraulische Flüssigkeit durch das Ventil strömt. Diese Strömungsrate wird als auch "Flow Rate" bezeichnet. Eine typische Strömungsrate für ein Mengenregelventil ist z.B. 100 bar/s oder auch 120 bar/s.
Beim Ausführungsbeispiel gemäß 1 wird also ausschließlich das Elektromagnetventil 26 durch einen elektrischen Strom gesteuert. Das Mengenregelventil 30 hingegen wird nicht elektrisch angesteuert.
Aus dem für das gegebene Mengenregelventil bekannten Druckanstiegsgradienten (der für dieses Ventil eine Konstante ist) läßt sich dann aus einer Druckaufbauzeit eindeutig der in der Radbremse 28 erreichte Druckanstieg berechnen. Der Druckanstieg ergibt sich als das Produkt aus der sogenannten Strömungsrate und der Druckaufbauzeit. Ist z.B. die Strömungsrate 100 bar/s und beträgt die Aufbauzeit 100 ms, so ergibt sich in der Radbremse ein Druckanstieg von 10 bar.
Bei einer blockiergeschützten Fahrzeugbremsanlage gemäß 1 sind im Falle einer ABS-Regelung die Druckaufbau- und Druckabbauzeiten dadurch definiert, daß eine Druckaufbauzeit immer dann vorliegt, wenn das Elektromagnetventil 26 geschlossen ist, während eine Druckabbauzeit immer dann vorliegt, wenn das Elektromagnetventil 26 geöffnet ist. Somit sind die Druckaufbau- und Druckabbauzeiten durch die elektrische Ansteuerung des Elektromagnetventils 26 definiert, d.h. immer dann, wenn die Spule des Elektromagneten des Ventils 26 mit Strom versorgt wird, liegt eine Druckabbauzeitspanne vor, während immer dann, wenn die Spule des Elektromagnetventils nicht mit Strom versorgt wird, eine Druckaufbauzeitspanne vorliegt.
Wie vorstehend dargelegt ist, ergeben sich aus den Ansteuerzeiten des Elektromagnetventils auch die Druckabbau- und Druckaufbauzeiten. Aus einer Druckaufbauzeit läßt sich dann eindeutig der in der Bremse erzielte Druckanstieg berechnen. Ein Meßinstrument zur Ermittlung des Druckes in der Radbremse ist nicht erforderlich.
Im Verlaufe einer Vielzahl von aufeinanderfolgenden Regelspielen bei einer ABS-Regelung (also dem periodischen Druckauf- und Druckabbau) pendelt der Druck in der Radbremse 28 zwischen höheren und tieferen Werten. Um bei solchem Pendeln des Bremsdruckes möglichst weitgehend im günstigsten Bereich der Reib beiwert/Schlupf-Kurve zu bleiben, ist es wichtig, die Pendelausschläge des Druckes weder zu groß noch zu gering einzustellen.
Als idealer Druckunterschied zwischen einem Druckabbau und einem anschließenden Druckaufbau kann bei einer typischen PKW-ABS-Fahrzeugbremsanlage ein Drucksprung von etwa 15 bar angesetzt werden. In Abhängigkeit von den Verhältnissen (Fahrzeug, Motorisierung, Bremseigenschaften etc.) kann der ideale Drucksprung auch andere Werte haben.
Liegt der Drucksprung aber in dem genannten Bereich, dann ist die Druckamplitude so klein wie möglich, um ein Überschießen und Unterschießen des Druckes über bzw. unter die günstigsten Grenzwerte zu vermeiden, und andererseits ist die während der Regelspiele transportierte Flüssigkeitsmenge ausreichend, um die Bremse hinreichend zu entlasten und so Blockiergefahr zu vermeiden.
Beträgt z.B. die Strömungsrate 100 bar/s und soll der vorstehend erläuterte ideale Drucksprung von 15 bar erreicht werden, so beträgt die Druckaufbauzeitspanne 150 ms. Hieraus ergibt sich für ein gegebenen Bremssystem eine ideale Druckaufbauzeitspanne t_soll, die fest in das ABS-Regelprogramm einprogrammiert werden kann, wie nachfolgend näher erläutert ist.
Ein entscheidendes Problem bei jeder ABS-Regelung ist, wie lange im Anschluß an einen Druckaufbau der Bremsdruck wieder abgebaut werden soll, d.h. der die ABS-Regelung steuernde Rechner muß für jedes gerade laufende Regelspiel ermitteln, wie lange der Bremsdruck abgebaut werden soll und dann entsprechende Befehle an die Ventile geben.
Um nun für einen nachfolgenden Regelzyklus (Regelspiel) die günstigste Druckabbauzeitspanne zu ermitteln, werden in einem vorangegangenen Regelspiel die Druckaufbauzeitspanne t_auf und die Druckabbauzeitspanne t_ab gemessen. Werden aufeinanderfolgende Regelspiele mit 1, 2, 3,... n bezeichnet, dann ergibt sich folgende Proportionalität:
Somit ergibt sich für die Druckabbauzeitspanne t n / ab für das gerade laufende Regelspiel Folgendes:
Die Sollzeit t_soll wurde oben bereits erläutert. Sie ist der Quotient aus dem idealen Drucksprung (Druckdifferenzsollwert) (z.B. 15 bar) und der Strömungsrate des Mengenregelventils (z.B. 100 bar/s). Also ist bei den vorstehend genannten beispielhaften Werten die Sollzeit t_soll 150 ms.
Die vorstehend genannten Gleichungen ergeben beispielsweise bei einer Druckaufbauzeitspanne im (n-1)-ten Regelspiel von 100 ms und einer Druckabbauzeitspanne im (n-t)-ten Regelspiel von 30 ms und einer idealen Sollzeit von 150 ms eine Druckabbauzeitspanne t n / ab für das gerade laufende n-te Regelspiel von 45 ms.
Dies bedeutet, daß im gerade durchgeführten Regelspiel bei einer Bremsanlage gemäß 1 das Elektromagnetventil 26 für 45 ms geöffnet wird.
Die 2 illustriert das vorstehend berechnete Ausführungsbeispiel, d.h. auf der Ordinate ist der Bremsdruck p aufgetragen und auf der Abszisse die Zeit t. Ebenfalls dargestellt sind die Druckaufbau- und Druckabbauzeitspannen sowie der ideale Drucksprung von 15 bar bei diesem Ausführungsbeispiel.
Somit kann ohne Zugrundelegung sonst üblicher Meßgrößen wie Bremsdruck, Ventilcharakteristik, Viskosität etc. nur über eine Verrechnung von gemessenen Zeitspannen unter Berücksichtigung von Apparatekonstanten die Ansteuerzeit der Ventile ermittelt und eingestellt werden.
In herkömmlicher Weise stehen dem Rechner der ABS-Anlage auch Schwellenwerte zur Verfügung, um Druckaufbauzeitspannen und ggf. auch Druckabbauzeitspannen zu bestimmen. Ein Druckabbau wird dann eingeleitet, wenn der Schlupf und/oder die Verzögerung eines Rades einen bestimmten Schwellenwert überschreiten. Dies bedeutet, daß das Ende einer Druckaufbauzeitspanne definiert ist durch das Überschreiten des genannten Schwellenwertes.
Andererseits ist oben dargelegt worden, daß im Verlaufe einer Vielzahl von aufeinanderfolgenden Regelspielen bei einer ABS-Regelung es wünschenswert ist, die Drucksprünge immer möglichst nahe am Idealwert des Systems (z.B. 15 bar) zu halten. Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht deshalb folgendes vor:
In herkömmlicher Weise wird bei Überschreiten eines Schwellenwertes (bezüglich Schlupf und/oder Verzögerung) ein Bremsdruckabbau eingeleitet, z.B. durch Öffnung des Elektromagnetventils 26 gemäß 1.
Hinsichtlich des Zeitpunktes des Beginns des Druckabbaus gelten folgende allgemeinen Betrachtungen:

– Beginnt der Druckabbau zu früh, so ist der Schwellenwert zu empfindlich. Das Fahrzeug ist dann unterbremst, da die Haftreibung nicht optimal ausgenutzt wird.
– Beginnt der Druckabbau zu spät, so ist der Schwellenwert zu unempfindlich. Der Nachteil besteht dann darin, daß der anschließend benötigte Druckabbau zu groß ist, um das Rad wieder in den "stabilen Bereich" der Reibbeiwert/Schlupf-Kurve zu bringen. Dabei fällt dann das gebremste Rad weit in den stabilen Bereich zurück, so daß wiederum erheblicher Bremsweg verloren geht.

Unter Berücksichtigung dieser Umstände läßt sich nun der Schwellenwert bezüglich des Beginns eines Druckabbaus so ändern (anpassen), daß der vorgegebene ideale Drucksprung (z.B. 15 bar entsprechend einer Zeitspanne von 150 ms) ausreicht, um das Rad möglichst optimal im günstigsten Bereich der Reibbeiwert/-Schlupf-Kurve zu halten.
Hierzu ist folgendes vorgesehen:
Es wird zunächst die wie oben beschrieben berechnete Druckabbauzeitspanne t n / ab (also die Ansteuerzeit des Druckabbauventils 26) mit dem fest einprogrammierten Sollwert t_soll in Beziehung gesetzt und entsprechend dem Ergebnis dieses Vergleichs wird der Schwellenwert angepaßt.
Dies geschieht wie folgt:

a) Ist die ermittelte Druckabbauzeitspanne t n / ab größer als die Sollzeitspanne t_soll, dann wird der Schwellenwert bezüglich des Druckabbaubeginns reduziert. Das Maß der Reduzierung hängt vom gegebenen System ab und muß für jeden Einzelfall (Fahrzeuggewicht, Bremseigenschaften etc.) optimiert werden. Im allgemeinen führt schon eine geringfügige Reduzierung des Schwellenwertes um einige Prozent zu einem vorteilhaften Effekt. Unter den genannten Voraussetzungen (Abbauzeit > Sollwert) ist also der (indirekt über die Zeit gemessene) Druckabbau größer als ein Idealwert und die Ansprechschwelle muß entsprechend empfindlicher (kleiner) eingestellt werden.
b) Ist die Druckabbauzeitspanne t n / ab kleiner als der Sollwert t_soll, dann wird der Schwellenwert bezüglich des Beginns des Druckabbaus vergrößert.

3 zeigt über einer gemeinsamen Zeitskala schematisch über zwei aufeinanderfolgende Regelspiele die Verläufe der Drehgeschwindigkeit V_rad eines gebremsten Rades, die Zustände (Ein/Aus) des den Druckzustand in der Radbremse definierenden Magnetventils und den zeitlichen Verlauf des Bremsdruckes p_rad in der betreffenden Radbremse. Unter 3 sind auch beispielhaft Werte für die einzelnen Zeiten des Druckauf- und Druckabbaus angegeben. Diese Zeiten ergeben sich entsprechend den oben genannten Formeln.
Gemäß einen anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung kann die Druckabbauzeitspanne auch wie folgt bestimmt werden: tnab = tn-1ab + Xwobei der Korrekturwert "X" gemäß folgender Gleichung gegeben ist:
Der Korrekturwert "X", um den also die Druckabbauzeitspanne im n-ten Regelzyklus gegenüber der Druckabbauzeitspanne im vorangegangenen (n-ten)-Regelzyklus verändert wird, kann sowohl positiv als auch negativ sein. t_soll ist eine vorgegebene Zeitspanne, die beispielsweise einem typischen Wert einer Druckaufbauzeitspanne entspricht. Z.B. kann t_soll auf 100 Millisekunden vorgegeben werden. Dieser Wert hängt vom betrachteten ABS-System und vom Fahrzeug ab.
Es werden also während aufeinanderfolgender Regelspiele jeweils die Druckaufbauzeitspannen t_auf gemessen. Diese sind, wie oben erläutert ist, durch das Überschreiten von Schwellenwerten bestimmt. Für das erste Regelspiel kann ein typischer Wert für die Druckabbauzeitspanne vorgegeben werden (dies gilt auch für das obige erste Ausführungsbeispiel). Für alle nachfolgenden Regelspiele können dann die Druckabbauzeitspannen gemäß den vorstehenden Gleichungen ermittelt werden. Der jeweils errechnete und für das gerade laufende Regelspiel zugrunde gelegte Wert für die Druckabbauzeitspanne wird mit dem oben genannten Verfahren berechnet und liefert einen Druckabbau in den einzelnen Regelzyklen, der zur Folge hat, daß das gebremste Rad weitgehend im optimalen Bereich der μ/Schlupf-Kurve läuft.
Für die oben stehenden Formeln ergeben sich folgende Plausibilitätsbetrachtungen:
Ist die Druckaufbauzeitspanne t_auf sehr kurz, dann bedeutet dies, daß die Drehverzögerung und/oder der Schlupf des gebremsten Rades sehr schnell einen vorgegebenen Schwellenwert erreicht haben, also eine relativ "glatte Fahrbahn" vorliegt (geringer Reibbeiwert μ). In diesem Falle ergibt die oben stehende Formel für die Druckabbauzeitspanne t n / ab im anschließenden Regelspiel einen relativ großen Wert, d.h. der Druck wird relativ stark abgebaut.
Andererseits ergeben die Formeln für die Druckabbauzeitspanne t n / ab für den Fall, daß die Druckabbauzeitspanne t n-1 / ab im vorangegangenen Regelspiel relativ lang war, wiederum einen großen Wert für t n / ab, was ebenfalls Sinn gibt.
Gemäß dem zweiten Beispiel ist die Druckaufbauzeitspanne t n-1 / auf im vorangegangenen Regelspiel hinsichtlich des Einflusses auf den Korrekturwert für das nachfolgende Regelspiel stärker gewichtet als die Druckabbauzeitspanne t n-1 / ab im vorangegangenen Regelspiel.
Der Wert X der Formel kann sowohl negative als auch positive Werte annehmen, je nachdem, ob t_soll größer bzw. kleiner ist als t n-1 / auf.
Die vorstehend beschriebenen Maßstäbe zur Bestimmung der Druckabbauzeitspannen ermöglichen eine schnelle Anpassung der ABS-Bremsung an wechselnde Fahrbahnverhältnisse, also insbesondere Übergänge von hohen zu tiefen μ-Werten und umgekehrt. Liegt ein positiver μ-Sprung vor, so wird eine relativ lange Druckaufbauzeitspanne t_auf gemessen, so daß eine relativ kleine Druckabbauzeitspanne t_ab für das nachfolgende Regelspiel berechnet wird. Liegt hingegen ein negativer μ-Sprung vor, so ergibt sich eine relativ lange Druckabbauzeitspanne t_ab im nachfolgenden Regelspiel.
Bei ABS-Bremsungen können aus vielfältigen Gründen kurzfristige Störungen (im Millisekundenbereich) auftreten, die mit der eigentlichen ABS-Bremsung nichts zu tun haben, aber zu Störungen der Regelung führen können. Beispielsweise können Achsschwingungen relativ große Beschleunigungen des Rades oder auch Verzögerungen desselben vortäuschen, ohne daß dies etwas mit der Bremsung zu tun hätte. Auch bei Fahrt durch Schlaglöcher oder dergleichen treten derartigen Störungen auf.
Um negative Einflüsse derartiger Störungen auf die ABS-Regelung zu verhindern, ist gemäß einer Abwandlung des vorstehenden Ausführungsbeispiels vorgesehen, für die Bemessung der Druckabbauzeitspanne in dem gerade laufenden Regelspiel nicht nur Daten aus einem einzigen vorangegangenen Regelspiel zugrunde zu legen, sondern es können Werte für die Druckaufbauzeitspanne t_auf im vorangegangenen Regelspiel (n-1) und in weiteren, diesem Regelspiel vorangegangenen Spielen herangezogen werden, also die Spiele (n-2), (n-3) .... Entsprechendes gilt auch für die Heranziehung der Druckabbauzeitspannen t_ab auf den rechten Seiten der obigen Formeln. Eine derartige Betrachtung mehrerer Regelzyklen bedingt allerdings eine Reduzierung der Anpaßgeschwindigkeit der ABS-Regelung an wechselnde Fahrbahnverhältnisse. Ein guter Kompromiß zwischen Reaktionsgeschwindigkeit der ABS-Regelung auf wechselnde Verhältnisse einerseits und der Ausfilterung kurzfristiger Störungen andererseits, wird gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel dadurch erreicht, daß die für ein kommendes Regelspiel berechnete Druckabbauzeit t n' / ab gebildet wird als Mittelwert aus dem sich gemäß obigen Formeln rechnerisch ergebenden Wert und dem Wert t n-1 / ab im vorangegangenen Regelspiel, also tn'ab (tnab + tn-1ab )/2.
Die 3 zeigt zwei aufeinanderfolgende Regelspiele, wobei im (n-1)-ten Regelspiel eine relativ lange Druckaufbauzeitspanne t n-1 / auf gemessen wird, was dazu führt, daß im anschließenden n-ten Regelspiel die Druckabbauzeitspanne t n / ab relativ kurz ist. Die Zeichnung zeigt auch, daß im Anschluß an die Druckabbauzeitspanne t n / ab eine Zeitspanne t_const eingestellt werden kann, indem der Bremsdruck p_rad in der gebremsten Radbremse quasi konstant ist. Der Bremsdruck wird, wie sich auch aus der Figur ergibt, im n-ten Regelspiel auf den gleichen Wert aufgebaut wie im (n-1)-ten Regelspiel. Ist also der Bremsdruck p_rad im n-ten Regelspiel während der Druckabbauzeitspanne t n / ab relativ geringfügig abgebaut worden, dann kann an diese Zeitspanne t n / ab sich eine Zeitspanne t_const anschließen, in der durch pulsierenden Betrieb des Ventils der Bremsdruck p_rad relativ konstant gehalten wird, woran sich eine Zeitspanne t n / auf anschließt, in welcher der Bremsdruck wieder auf den vorherigen Wert aufgebaut wird. Die Zeitspanne t n / auf läßt sich aus der Zeitspanne t n / ab ermitteln, da bei Verwendung eines Mengenregelventils (Flow-Valve) zu einer bestimmten Druckabbauzeitspanne auch eine bestimmte Druckaufbauzeitspanne gehört.
Die vorstehend beschriebenen Kriterien zur Einstellung der Druckabbau- und Druckaufbauzeitspannen bei mehreren Regelspielen einer ABS-Bremsung werden, wie dem Fachmann bekannt ist, in zeitgemäßer Technik durch entsprechende Programmierung eines Prozessors realisiert. Die vorstehende Beschreibung beinhaltet deshalb nur die wesentlichen Merkmale des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Vorstehend wurde das Verfahren bei Anwendung auf eine ABS-Anlage mit Mengenreglerventil (Flow-Valve) beschrieben. Das Verfahren läßt sich auch anwenden bei ABS-Regelanlagen mit sogenannter Puls- oder Druckstufenregelung. Voraussetzung dafür ist jedoch, daß einer bestimmten Ansteuerzeit des Magnetventils für den Druckaufbau jeweils eine bestimmte Druckänderung in der Bremse zugeordnet werden kann.

Claims

Blockiergeschützte Fahrzeugbremsanlage, bei der ein Bremsdruck bei Auftreten einer Blockiergefahr an einem gebremsten Rad in einer Mehrzahl von Regelspielen jeweils abgebaut und wieder aufgebaut wird, wobei der Bremsdruckaufbau in einem Regelspiel jeweils solange durchgeführt wird, bis die Drehverzögerung und/oder der Schlupf des Rades einen Schwellenwert erreicht, und bei der ein Mengenregelventil (30) verwendet wird, das den Druckaufbau in einer Bremse so regelt, daß einer Druckaufbauzeitspanne (t_auf) jeweils ein bestimmter Druckanstieg in der Bremse zugeordnet werden kann, dadurch gekennzeichnet, daß – für die einzelnen Regelspiele jeweils die Druckaufbauzeitspannen (t n-2 / auf, t n-1 / auf, ...) und die Druckabbauzeitspannen (t n-2 / ab, t n-1 / ab, ...) auf auf gemessen und zumindest zeitweise gespeichert werden, – und daß für ein gerade laufendes Regelspiel (n) die Druckabbauzeitspanne (t n / ab) derart bestimmt und eingestellt wird, daß sie proportional zu der Druckabbauzeitspanne (t n-1 / ab) des vorangegangenen Regelspiels (n-1) und umgekehrt proportional zu der Druckaufbauzeitspanne (t n-1 / auf) des vorangegangenen Regelspiels (n-1) sowie proportional zu einer vorgegebenen Zeitspanne (t_soll) ist.
Fahrzeugbremsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die vorgegebene Zeitspanne (t_soll) für die gegebene Fahrzeugbremsanlage konstant ist.
Fahrzeugbremsanlage nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die vorgegebene Zeitspanne (t_soll) so gewählt ist, daß in ihr mittels des Mengenregelventils (30) ein Bremsdruckaufbau (delta p) in der Bremse (28) erreicht wird, der für die Fahrzeugbremsanlage eine optimale Druckamplitude während der Regelspiele ist.
Fahrzeugbremsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß dann, wenn die Druckabbauzeitspanne (t n / ab) für das gerade laufende Regelspiel (n) sich als größer als die vorgegebene Zeitspanne (t_soll) ergibt, der Schwellenwert reduziert wird.
Fahrzeugbremsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß dann, wenn die Druckabbauzeitspanne (t n / ab) für das gerade laufende Regelspiel (n) sich als kleiner als die vorgegebene Zeitspanne (t_soll) ergibt, der Schwellenwert vergrößert wird.
Fahrzeugbremsanlage nach einem der Ansprüche 1, 3, 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die vorgegebene Zeitspanne (t_soll) in Abhängigkeit von einer gemessenen Fahrzeugverzögerung eingestellt wird.
Blockiergeschützte Fahrzeugbremsanlage, bei der ein Bremsdruck bei Auftreten einer Blockiergefahr an einem gebremsten Rad in einer Mehrzahl von Regelspielen jeweils abgebaut und wieder aufgebaut wird, wobei der Bremsdruckaufbau in einem Re gelspiel jeweils solange durchgeführt wird, bis die Drehverzögerung und/oder der Schlupf des Rades einen Schwellenwert erreicht, dadurch gekennzeichnet, daß für die einzelnen Regelspiele jeweils Druckaufbauzeitspannen (t_auf) gemessen werden und daß die Druckabbauzeitspanne (t n / ab) in einem (n-ten) Regelspiel gegenüber der Druckabbauzeitspanne (t n-1 / ab) im vorangegangenen [(n-1)-ten] Regelspiel um einen Betrag verlängert wird, der um so größer ist, je kürzer die Druckaufbauzeitspanne (t n-1 / auf) im vorangegangenen [(n-1)-ten] Regelspiel war.