DE19609869A1

DE19609869A1 - Bremskraft-Regelungssystem für ein Kraftfahrzeug

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Publication number: DE19609869A1
Application number: DE19609869A
Authority: DE
Inventors: Yutaka Hirano; Akira Eiraku; Shin Ichi Soejima; Yoshinori Kadowaki
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1995-03-14
Filing date: 1996-03-13
Publication date: 1996-09-19
Anticipated expiration: 2016-03-14
Also published as: JPH08244592A; DE19609869B4; US5577812A; JP3565938B2

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Bremsregelung für ein Kraftfahrzeug. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung ein Bremskraft-Regelungssystem für ein Kraftfahrzeug, wobei ein hydraulischer Druck, der durch den Hauptzylinder (oder eine Pumpe) eines Bremssystems erzeugt wird, geregelt wird, um in Übereinstimmung mit den Fahrbedingungen des Kraftfahrzeuges an zusteigen oder abzufallen.

Es wurden bereits ABS-Systeme entwickelt, um die Stabilität und die Lenkfähigkeit eines Kraftfahrzeuges bei einem plötzlichen Bremsen etc. sicher zu stellen. Bei einem solchen System wird der hydraulische Druck, der durch den Hauptzylinder eines Bremssystems erzeugt wird, geregelt, um in Übereinstimmung mit den Fahrbedingungen des Kraftfahrzeuges anzusteigen oder abzu fallen, d. h. in Übereinstimmung mit der Rotations-Situation der Räder und der Beschaffenheit einer Straßenoberfläche. Somit verhindert das ABS-System, daß auf die Räder eine übermäßige Bremskraft aufgebracht wird und daß diese blockieren.

Entsprechend der offengelegten Japanischen Patentanmeldung Nr. 502423/1993 wird der Zielbremshydraulikdruck (oder erwünschter Bremshydraulikdruck) des Bremssystems durch eine PI- (propor tional-plus-integral) Feedback-Regelung erhalten, basierend auf der Abweichung zwischen einem Zielschlupf und einem aktuellen Schlupf, der aus den Radgeschwindigkeiten, einer Geschwindig keit des Fahrzeugs, etc. berechnet wird. Nebenbei bemerkt, wird die Umschaltung eines ABS-Regelungsventils für den hydrauli schen Druck so geregelt, daß die Schaltzeit des Ventils auf der Basis eines Umkehrmodells für den hydraulischen Druck entspre chend dem oben erwähnten Zielbremshydraulikdruck, auf der Basis eines Zufuhrdruckes, der durch den Hauptzylinder des Bremssy stems zugeführt wird, sowie auf der Basis einer Seitenkraft be rechnet wird, die auf das Rad einwirkt.

Bei jedem der Bremskraft-Regelungssysteme dieses Typs im Stand der Technik, auch bei dem zuvor erwähnten System nach der of fengelegten Japanischen Patentanmeldung Nr. 502423/1993, wird der Zielbremshydraulikdruck, der als der Index der Regelung dient, direkt aus solchen Parametern abgeleitet, wie etwa dem Zielschlupf, den Geschwindigkeiten der Räder und der Geschwin digkeit des Fahrzeugs. Dies hat das Problem aufgeworfen, daß eine umfangreichere oder umfassendere Regelung, die mit den Be wegungs-Eigenschaften des Kraftfahrzeuges übereinstimmt, nicht verwirklicht werden kann.

Beispielsweise benutzt das Regelungssystem, welches in der of fengelegten Japanischen Patentanmeldung Nr. 502423/1993 offen bart ist, bei der Berechnung der Schaltzeit des Ventils, unter Einsatz des Umkehrmodells für den hydraulischen Druck, ledig lich eine Öffnung als Modell für das Ventil und berechnet die Schaltzeit des Ventils in Übereinstimmung mit dem statischen Modell. In dem praktischen hydraulischen System kann jedoch ei ne hohe Präzision nicht sicher gestellt werden, solange die Än derung der Steifigkeit der Leitungen nicht berücksichtigt wird. Weiterhin kann der erzeugte hydraulische Druck nicht mit einer zufriedenstellenden Präzision geregelt werden, solange nicht die Schaltzeit des Ventils in Übereinstimmung mit einem dynami schen Modell berechnet wird, bei dem sogar die Bewegungen des Kraftfahrzeuges, die Stellung und Phase eines Stellgliedes, die Eigenschaften des hydraulischen Druckes des Stellgliedes, etc. Berücksichtigung finden.

Jedes der Regelungssysteme nach dem Stand der Technik hatte deshalb das Problem, daß beispielsweise die Stellung und die Phase des Stellgliedes oder die Eigenschaften des hydraulischen Druckes davon manchmal ungeeignet sind, um richtig mit den tat sächlichen Bewegungen des Kraftfahrzeuges übereinzustimmen, so daß die Regelung der Bremskräfte während der Regelung des (Fahr-) Verhaltens des Fahrzeugs nicht immer optimal wird.

Mit anderen Worten ausgedrückt: das zuvor erwähnte Verfahren, bei dem der "Zielbremshydraulikdruck" direkt aus den Parametern für den Zielschlupf, für die Geschwindigkeit der Räder, für die Geschwindigkeit des Fahrzeugs oder ähnlichem berechnet wird, weist das Problem auf, daß, sogar wenn beispielsweise solche Zielbremshydraulikdrücke unabhängig voneinander für die rechten und linken Räder geeignet berechnet werden, die "sich ergeben den tatsächlichen Bremskräfte für die rechten und linken Räder" nicht immer passend mit dem tatsächlichen (Fahr-)Verhalten des Kraftfahrzeuges übereinstimmen.

Deshalb ist es bis jetzt schwierig gewesen die Regelung der Bremskräfte für die Regelung der Bewegung und für die Lagerege lung etc. des Kraftfahrzeuges vorteilhaft einzusetzen.

Die vorliegende Erfindung wurde gemacht, um die Probleme des Standes der Technik zu lösen und hat die Aufgabe ein Brems kraft-Regelungssystem für ein Kraftfahrzeug zu schaffen, wel ches in der Lage ist, eine Bremsregelung durchzuführen, die mit dem aktuellen Bewegungs-Zustand oder dem aktuellen Fahrverhal ten des Kraftfahrzeuges übereinstimmt.

Die vorliegende Erfindung löst die oben angegebene Aufgabe durch Schaffung einer Konstruktion, wie sie im Anspruch 1 defi niert ist, deren Aufbau in der Fig. 1 dargestellt ist.

Während des Betriebs wird in Übereinstimmung mit der vorliegen den Erfindung der aktuelle Schlupffaktor (oder -rate) aus der Geschwindigkeit des Rades und der Geschwindigkeit des Fahrzeugs berechnet, sowie zuerst eine physikalische Größe, die als "Zielbremsdrehmoment" bezeichnet wird, berechnet wird, indem der berechnete aktuelle Schlupffaktor und der Zielschlupffaktor benutzt werden. Die physikalische Größe (Quantität) des Ziel bremsdrehmoments weist ein Konzept auf, nämlich mit einer iden tischen Dimension mit verschiedenen Elementen, die die Bewegung und die das Verhalten des Kraftfahrzeuges beschreiben. Der Wert kann deshalb so festgelegt werden, daß er sehr genau mit der tatsächlichen Bewegung und dem tatsächlichen Verhalten des Kraftfahrzeuges in jeder Situation übereinstimmt.

Danach wird das erwünschte Bremsdrehmoment in den gewünschten Bremshydraulikdruck umgewandelt bzw. umgerechnet. Nebenbei be merkt, es wird der geschätzte Bremshydraulikdruck, der ge schätzt wird und der tatsächlich in dem Bremssystem für die Rä der des Kraftfahrzeuges wirkt, aus dem letzten Wert des ge schätzten Bremshydraulikdrucks und aus dem hydraulischen Druck des Hauptzylinders berechnet, indem das Modell für den hydrau lischen Druck eingesetzt wird.

Weiterhin wird die tatsächlich geregelte Variable, die durch die Regeleinrichtung für den hydraulischen Druck festgesetzt wird, aus dem berechneten geschätzten Bremshydraulikdruck und dem erwünschten Bremshydraulikdruck berechnet, indem das Um kehrmodell für den hydraulischen Druck eingesetzt wird. Hierbei bedeutet der Ausdruck "geregelte Variable" beispielsweise die Erhöhung, Verringerung oder das Halten der Schaltzeit eines So lenoidventils mit 3 Positionen, welches in der Regeleinrichtung für den hydraulischen Druck eingesetzt wird oder des An triebsstromes eines linearen Regelventils, welches für die gleiche Einrichtung eingesetzt wird.

Auf diese Art und Weise wird bei der vorliegenden Erfindung der erwünschte Bremshydraulikdruck nicht direkt berechnet, sondern das erwünschte Bremsdrehmoment wird vorher berechnet. Es ist deshalb möglich den Index für die Regelung zu erhalten, der mit der tatsächlichen Bewegung des Kraftfahrzeuges übereinstimmt. Nebenbei bemerkt, ist es infolge der Einführung des Modells für den hydraulischen Druck und des Umkehrmodells für den hydrauli schen Druck möglich, den aktuellen hydraulischen Druck zum richtigen Zeitpunkt sehr genau zu erfassen und das Verfahren sehr genau zu erfassen, während dem der aktuelle hydraulische Druck sich tatsächlich in Richtung des erwünschten hydrauli schen Druckes verändert, d. h. mit anderen Worten ausgedrückt, es wird der hydraulische Druck dynamisch erfaßt. Es ist deshalb möglich die Regelung so auszuführen, daß das berechnete er wünschte Bremsdrehmoment tatsächlich auf das Kraftfahrzeug ef fektiv einwirkt.

Die vorliegende Erfindung ist dementsprechend nicht nur bei ei ner ABS-Regelung und einer Beschleunigungs-Schlupf-Regelung einsetzbar, sondern ebenso bei anderen verschiedenen Regelun gen, inklusive einer Regelung, bei der die Bewegung des Kraft fahrzeuges während des Lenkens mittels Aufbringung von Brems kräften auf die rechten und linken Räder geregelt wird (unabhängig vom Bremsen eines Fahrers). Somit kann die Stabili tät und die Lenkfähigkeit des Kraftfahrzeuges während der Fahrt verbessert werden, von einem umfassenden Standpunkt aus gese hen.

Darüber hinaus, in dem Fall, bei dem ein Fehler, der der Regel einrichtung für den hydraulischen Druck zuzurechnen ist, in der Berechnung des erwünschten Bremsdrehmoments kompensiert wird, kann die geregelte Variable in Übereinstimmung mit einem präzi sen Modell berechnet werden, infolge der Beseitigung einer Feh ler-Komponente.

Nebenbei bemerkt, kann, für den Fall, in dem eine Frequenzfor mung während der Kompensation des Fehlers ausgeführt wird, ba sierend auf der H-∞-Regelung, der Versatz der Phase eines gere gelten Systems in dem Gebiet der Frequenz der PI-Rückkopplung kompensiert werden, und zwar mittels eines Frequenzformungs- Filters.

Darüber hinaus wird für den Fall, bei dem das Ziel der Regelung in Übereinstimmung mit der Geschwindigkeit des Fahrzeugs bei der Kompensation des Fehlers geändert wird (das Ziel wird wäh rend des Fahrens mit niedriger Geschwindigkeit hoch gesetzt), der Einfluß des Rauschens, der den Vibrationen der Räder zuzu ordnen ist, ausgeglichen.

Darüber hinaus kann in dem Fall, bei dem das Bremssystem das Proportionalventil (im folgenden als "P-Ventil" abgekürzt) um faßt, und zwar in der Leitung für den hydraulischen Druck auf der Seite des Hinterrads und bei dem das erwünschte Bremsdrehmoment konvertiert wird, so daß der erwünschte Brems hydraulikdruck auf der Seite der Hinterräder stärker ansteigt als auf der Seite der Vorderräder, das erwünschte Bremsdrehmo ment dynamisch konvertiert werden, und zwar in Übereinstimmung mit einem Modell, bei dem die Funktion des P-Ventils Berück sichtigung findet.

Zusätzlich kann in dem Fall, bei dem das Bremssystem das P- Ventil in der Leitung für den hydraulischen Druck auf der Seite der Hinterräder umfaßt und bei dem die Zeitkonstante für den hydraulischen Druck des Modells für den hydraulischen Druck (durch die Eigenschaften der Leitung für den hydraulischen Druck bestimmt) vor und nach dem Knickpunkt des hydraulischen Druckes des P-Ventils während der Berechnung des geschätzten Bremshydraulikdrucks auf der Seite der Hinterräder bestimmt wird, der Fehler im geschätzten hydraulischen Druck verringert werden.

Weiterhin kann für den Fall, daß die Spannung der Spannungs quelle erfaßt wird, um die Zeitkonstante für den hydraulischen Druck in Übereinstimmung mit der erfaßten Spannung zu verän dern, die Regelung für den hydraulischen Druck unter Berück sichtigung der Reaktions-Verzögerung der Regeleinrichtung für den hydraulischen Druck ausgeführt werden, die infolge der Schwankung des Wertes der Spannung der Spannungsquelle auf tritt.

Darüber hinaus kann in dem Fall, in dem die berechnete geregel te Variable korrigiert wird, um bis zum regelbaren Wert anzu steigen, wenn die berechnete geregelte Variable den Wert auf weist, der zu klein ist, um durch die Regeleinrichtung für den hydraulischen Druck geregelt zu werden, die Regelungszeit der Regeleinrichtung für den hydraulischen Druck an einer Verzöge rung gehindert werden.

Weiterhin, für den Fall, daß die Verzögerung des aktuellen Bremshydraulikdrucks hinsichtlich des berechneten geschätzten Bremshydraulikdrucks kompensiert wird, verringert sich die Ab weichung zwischen dem geschätzten Bremshydraulikdruck und dem aktuellen Bremshydraulikdruck, so daß der hydraulische Druck richtig geregelt werden kann.

Ebenso, für den Fall, wenn sich der berechnete geschätzte Bremshydraulikdruck auf den vorbestimmten wird verringert hat, der dem atmosphärischen Druck in der Regelung der Bremskraft äquivalent ist, wird der geschätzte Bremshydraulikdruck auf dem vorbestimmten Wert gehalten, bis die vorbestimmte Zeitdauer verstrichen ist, da der berechnete geschätzte Bremshydraulik druck wieder den Wert einnimmt, der größer ist als der vorbe stimmte Wert, sowie verhindert werden kann, daß sich die Diffe renz zwischen dem geschätzten Bremshydraulikdruck und dem aktu ellen Bremshydraulikdruck vergrößert, sowie der hydraulische Druck geregelt werden kann, nämlich unter Berücksichtigung des Einflusses der ungewöhnlichen Verzögerung des Anstiegs des hy draulischen Druckes, die auftritt, wenn der hydraulische Druck wiederum von dem Druck angehoben wird, der dem atmosphärischen Druck äquivalent ist.

Die oben erwähnten und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden Beschrei bung der Erfindung leichter ersichtlich, die zusammen mit den zugehörigen Zeichnungen zu lesen ist, wobei gleiche Bezugszei chen die gleichen oder ähnliche Bauteile bezeichnen, und wobei:

Fig. 1 ein konzeptionelles Blockdiagramm zeigt, in dem der Kern der vorliegenden Erfindung dargestellt ist;

Fig. 2 ein Blockdiagramm zeigt, in dem schematisch der Aufbau der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt ist;

Fig. 3 ein Blockdiagramm zeigt, in dem ein Regelkreis der ersten Ausführungsform dargestellt ist;

Fig. 4 ein erklärendes Diagramm zeigt, in dem Kräfte dar gestellt sind, die auf ein Rad einwirken;

Fig. 5 ein Diagramm zeigt, in dem die Beziehung zwischen der Reaktionskraft einer Straßenoberfläche und dem Schlupffak tor (Rate) des Rades dargestellt ist;

Fig. 6 ein erklärendes Diagramm zeigt, in dem die Funktion eines Regelungsmoduls für den hydraulischen Druck bei der er sten Ausführungsform dargestellt ist;

Fig. 7 ein Flußdiagramm zeigt, in dem die Regelung der er sten Ausführungsform nach der vorliegenden Erfindung darge stellt ist;

Fig. 8 ein Flußdiagramm zeigt, in dem die Regelung der zweiten Ausführungsform nach der vorliegenden Erfindung darge stellt ist;

Fig. 9 ein Diagramm zeigt, in dem die Änderungen eines ge schätzten Bremshydraulikdrucks auf der Seite der Hinterräder eines Kraftfahrzeuges dargestellt ist;

Fig. 10 ein Flußdiagramm zeigt, in dem die Regelung der dritten Ausführungsform nach der vorliegenden Erfindung darge stellt ist;

Fig. 11 ein Diagramm zeigt, welches die Beziehung zwischen der Spannung einer Batterie (eine Energiequelle) und jeder Zeitkonstanten des hydraulischen Druckes darstellt;

Fig. 12 ein Diagramm eines Schaltkreises zeigt, in dem ein Schaltkreis zur Überwachung einer Batteriespannung nach der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt ist;

Fig. 13 ein Flußdiagramm zeigt, in dem die Regelung der vierten Ausführungsform nach der vorliegenden Erfindung darge stellt ist;

Fig. 14 ein Diagramm zeigt, welches die Beziehung zwi schen dem aktuellen Bremshydraulikdruck und dem geschätzten Bremshydraulikdruck des Bremssystems darstellt;

Fig. 15 ein Diagramm zur Erklärung der Regelung nach der fünften Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;

Fig. 16 ein Flußdiagramm zeigt, in dem die Regelung nach der fünften Ausführungsform dargestellt ist;

Fig. 17 ein Diagramm zur Erklärung der Regelung nach der sechsten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;

Fig. 18 ein Flußdiagramm zeigt, in dem die Regelung nach der sechsten Ausführungsform dargestellt ist;

Fig. 19 ein Diagramm zur Erklärung der Regelung nach der siebenten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;

Fig. 20 ein Flußdiagramm zeigt, in dem die Regelung nach der siebenten Ausführungsform dargestellt ist.

Im folgenden werden die Ausführungsformen nach der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen detailliert be schrieben.

Bei der ersten Ausführungsform wird die vorliegende Erfindung bei einem ABS-Steuersystem eingesetzt. Der schematische Aufbau der ersten Ausführungsform ist in der Fig. 2 dargestellt, wäh rend ein Steuerungs-Schaltkreis dafür in der Fig. 3 darge stellt ist.

Ein Bremskraft-Steuerungssystem für ein Kraftfahrzeug nach die ser Ausführungsform ist so aufgebaut, daß ein hydraulischer Druck (Druck des Hauptzylinders) Pm, der durch den Hauptzylin der des bekannten Bremssystems (nicht dargestellt) des Kraft fahrzeuges 2 erzeugt wird, geregelt wird, um in Übereinstimmung mit dem Fahrzustand des Kraftfahrzeuges 2 erhöht oder verrin gert zu werden. Das Bremskraft-Steuerungssystem umfaßt ein Schlupffaktor-(Rate)-Regelungsmodul 4, ein N-P-Umrechnungsmodul 6 und ein Regelungsmodul für den hydraulischen Druck 8.

Das Regelungsmodul 4 für den Schlupffaktor entspricht den Be rechnungsmitteln für den aktuellen Schlupffaktor und den Be rechnungsmitteln für das Zielbremsdrehmoment, die in der Fig. 1 dargestellt sind, und berechnet einen aktuellen Schlupffaktor S sowie ein Zielbremsdrehmoment Nr. Das N-P-Umrechnungsmodul 6 entspricht den Umrechnungsmitteln für den Zielbremshydraulik druck und konvertiert das Zielbremsdrehmoment Nr in einen Ziel bremshydraulikdruck Pr. Das Regelungsmodul 8 für den hydrauli schen Druck entspricht den Berechnungsmitteln für den geschätz ten Bremshydraulikdruck und den Berechnungsmitteln für die ge regelte Variable, und berechnet eine Ventil-Regelungszeit t_i für eine Erhöhung des Druckes oder eine Ventil-Regelungszeit t_d für eine Verringerung des Druckes, wobei die Ventil- Regelungszeiten t_i und t_d erforderlich sind, um den Zielbremshy draulikdruck Pr zu erzeugen.

Insbesondere berechnet das Regelungsmodul 4 für den Schlupffak tor den aktuellen Schlupffaktor S aus einer Geschwindigkeit des Rades (Winkelgeschwindigkeit des Rades) ω und aus einer Ge schwindigkeit V des Fahrzeugs.

Nebenbei bemerkt, berechnet es das Zielbremsdrehmoment Nr aus dem Zielschlupffaktor Sr und dem aktuellen Schlupffaktor S, un ter Berücksichtigung des Fahrzustandes oder des Bewegungszu standes des Kraftfahrzeuges 2, so daß die Geschwindigkeit ω des Rades den erwünschten Schlupffaktor Sr aufweisen kann.

Das Regelungsmodul 8 für den hydraulischen Druck berechnet ei nen geschätzten Bremshydraulikdruck P, von dem eingeschätzt wird, daß er aktuell im Bremssystem wirkt, und zwar mittels des Einsatzes eines Modells des hydraulischen Druckes Pm des Hauptzylinders, der vom Hauptzylinder erzeugt wird, sowie mit tels des oben erwähnten Zielbremshydraulikdrucks Pr. Nebenbei bemerkt, berechnet es die Ventil-Regelungszeit t_i oder t_d für die Erhöhung des Druckes oder die Verringerung des Druckes, welche für die Erzeugung des Zielbremshydraulikdrucks Pr erfor derlich ist, der durch das N-P-Umrechnungsmodul 6 aus dem be rechneten geschätzten Bremshydraulikdruck P und diesem Ziel bremshydraulikdruck Pr berechnet wird.

Tatsächlich werden die Funktionen des Regelungsmoduls 4 für den Schlupffaktor, des N-P-Umrechnungsmoduls 6 sowie des Regelungs moduls 8 für den hydraulischen Druck durch einen ABS-Computer 20 (ABS-Bremssystem) ausgeführt, der in der Fig. 3 darge stellt ist. Insbesondere wird die Rad-Geschwindigkeit ω jedes Rades des Kraftfahrzeuges mittels eines entsprechenden Sensors 11a bis 11d für die Radgeschwindigkeit erfaßt, während der Druck Pm des Hauptzylinders durch einen (Haupt-) Drucksensor 12 gemessen wird. Die oben erwähnte Berechnung wird in dem ABS- Computer 20 ausgeführt, so daß eines der Solenoidventile 31a bis 31d und 32a bis 32d, welches dem jeweiligen Rad entspricht, für die berechnete Ventil-Regelungszeit t_i oder t_d geregelt wird.

Im folgenden wird der Betrieb nach dieser Ausführungsform im Detail beschrieben, und zwar die einzelnen Regelungs-Funktionen derselben.

Zuerst wird der Betrieb des Regelungsmoduls 4 für den Schlupffaktor beschrieben, mittels der Gleichungen der Bewegun gen eines Rades (spezifisches Rad) Wh und des Kraftfahrzeuges.

M bezeichnet das Gewicht eines Fahrzeugs, entsprechend einem Rad (aufgeteilt), V bezeichnet eine Geschwindigkeit des Fahr zeugs, I bezeichnet das Trägheitsmoment eines Reifens, R be zeichnet den Radius des Reifens, N bezeichnet ein Bremsdrehmo ment, ω bezeichnet die Geschwindigkeit eines Rades (die Winkel geschwindigkeit des Rades), S bezeichnet einen aktuellen Schlupffaktor (Rate), und F(S) bezeichnet die Reaktionskraft einer Straßenoberfläche, die auf den Reifen wirkt, wobei die Kräfte, die auf den Reifen Wh wirken in der Fig. 4 dargestellt sind. Die Gleichungen der Bewegungen des Rades Wh und des Kraftfahrzeuges werden jeweils durch die folgenden Gleichungen (1) und (2) ausgedrückt:

I·(dω/dt) = R·F(S) - N (1)

M·(dV/dt) = -F(S) (2)

Nebenbei bemerkt, ist der aktuelle Schlupffaktor S durch die folgende Gleichung (3) gegeben:

S = (V - Rω)/V (3)

Die Beziehung zwischen dem aktuellen Schlupffaktor S und der Reaktionskraft F(S) der Straßenoberfläche ist in der Fig. 5 dargestellt. Darüber hinaus wird die Gleichung (3) für die Ge schwindigkeit ω des Rades gelöst, wie es durch die folgende Gleichung (4) angegeben ist:

ω = (1- S) V/R (4)

Wenn der Ausdruck F(S) aus den Gleichungen (1) und (2) elimi niert wird, so wird die folgende Gleichung (5) erhalten:

N = -I·(dω/dt) - R·M·(dV/dt) (5)

Die Ableitung eines Zielbremsdrehmoments Nr, basierend auf dem Verfahren der polaren Anordnung wird im folgenden beschrieben.

Wenn ein Zielschlupffaktor mit Sr bezeichnet wird und in die Gleichung (4) eingesetzt wird, so ist eine Zielradgeschwindig keit ω_r durch die folgende Gleichung (6) gegeben:

l_r= (1 - Sr) V/R (6)

Hierbei ergibt sich eine Gleichung (8), wenn die Abweichung e zwischen der Radgeschwindigkeit ω und der Zielradgeschwindig keit ω_r angegeben wird, wie es in der folgenden Gleichung (7) angegeben ist und wenn sie nach der Zeit t differenziert wird:

e = ω - ω_r = ω - (1 - Sr) V/R (7)

de/dt = dω/dt - {(1 - Sr)/R}·(dV/dt) (8)

Wenn der Ausdruck dω/dt aus den Gleichungen (5) und (8) elimi niert wird, ergibt sich die folgende Gleichung (9):

de/dt = {-(R·M/I) - (1 - Sr)/R}·(dV/dt) - N/I (9)

Falls der Ausdruck de/dt = -a·e ist, wobei a eine positive Konstante bezeichnet (a < 0) konvergiert die Abweichung e gegen Null (e → 0) (Verfahren der polaren Anordnung). Deshalb, wenn die Gleichung (9) in die folgende Gleichung (10) verändert wird, kann das Zielbremsdrehmoment Nr durch die folgende Glei chung (11) erhalten werden:

-a·e = {-(R·M/I) - (1 - Sr)/R}·(dV/dt) - N/I (10)

Nr = I·a·e + {-R·M - (1 - Sr) I/R}·(dV/dt) (11)

Hierbei wird der Ausdruck dV/dt der Gleichung (11) betrachtet. Dieser Ausdruck dV/dt ist essentiell die Reaktionskraft F(S) der Straßenoberfläche, die auf das Rad Wh wirkt, wie es aus der Gleichung (2) zu ersehen ist. Betrachtet man das Rad Wh, wel ches gerade ABS geregelt wird, so umfaßt der Ausdruck dV/dt ei ne schnelle Bewegung, die der Schwankung eines Schlupfes zuzu ordnen ist sowie eine langsame Bewegung, die dem Bremsen des Kraftfahrzeuges selbst zuzuordnen ist (für gewöhnlich ist die langsame Bewegung eine konstante Verzögerung).

Da es jedoch zur Zeit schwierig ist die Fahrzeug-Geschwindig keit V direkt zu erfassen, wurde diese bisher unter Einsatz ei ner Art von Schutzbereich für die angenommenen Werte einer Ver zögerung des Fahrzeugs berechnet, wobei der Schutzbereich als eine Enveloppe der Funktion der Radgeschwindigkeit ω jedes Ra des festgelegt wird. Dementsprechend fehlt die schnelle Bewe gung, die der Schwankung des Schlupfes zuzuordnen ist, bei der berechneten Geschwindigkeit V des Fahrzeugs.

Aus der Gleichung (5) ergibt sich ebenso, daß die schnelle Be wegung der Reaktionskraft F(S) der Straßenoberfläche, d. h. die echte Verzögerung dV/dt, sehr gut durch den Ausdruck dω/dt wie dergegeben wird, während die langsame Bewegung durch den mitti gen Wert des Bremsdrehmoments N wiedergegeben wird.

Dementsprechend wird, wenn der mittige Wert des Bremsdrehmo ments als ein nominales Bremsdrehmoment Nnom festgelegt wird, die wahre Verzögerung dV/dt aus der folgenden Gleichung (12) ableitbar bzw. abschätzbar:

dV/dt = k1·(dω/dt) + k2·Nnom (12)

hierbei bezeichnen die Symbole k1 und k2 jeweils Konstanten.

Wenn die Gleichung (12) in die Gleichung (11) eingesetzt wird, um den Ausdruck dV/dt zu eliminieren, so ergibt sich die folgende Gleichung (13):

Nr = I·a·e + {-RM - (1-Sr)I/R}·{k1·(dω/dt) + k2·Nnom} = Kp·e + Kd·(dω/dt) + Kn·Nnom (13)

Hierbei bezeichnen die Symbole Kp, Kd und Kn jeweils Feedback- Zielwerte.

Es ist dementsprechend möglich das Zielbremsdrehmoment Nr in Übereinstimmung mit der obigen Gl. (13) zu berechnen. In der Gl. (13) kann der Ausdruck dω/dt ebenso durch die Ableitung de/dt ersetzt werden, welche unsymmetrisch ist. Nebenbei be merkt, ist das nominale Bremsdrehmoment Nnom eine Quantität, die einer durchschnittlichen Verzögerung bei der Verlangsamung des Kraftfahrzeugs entspricht. Deshalb kann der Ausdruck dω/dt ebenso durch die geglättete Verzögerung dV/dt (durch "(dV/dt)s" ausgedrückt) ersetzt werden, welche durch ein Verfahren nach dem Stand der Technik oder ein ähnliches Verfahren berechnet wird.

Somit kann die Gl. (13) in die folgende Gleichung (14) umge schrieben werden:

Nr = Kp′ + Kd′·(de/dt) + Kn′·(dV/dt)s (14)

Hierbei bezeichnen die Symbole Kp′, Kd′ und Kn′ jeweils Feed back-Zielwerte.

Entsprechend der Gl. (14) wird das Zielbremsdrehmoment Nr bere chenbar, wenn die Radgeschwindigkeit ω und-der Zielschlupffak tor Sr gegeben sind. Die Gl. (14) kann ebenfalls als ein Glei chung des PD-Feedbacks () der Abweichung e angesehen werden, zu der ein Vor- bzw. Zusatzwert addiert wird, der der durch schnittlichen Verzögerung entspricht. Dementsprechend kann die Gl. (14) ebenfalls so angesehen werden, daß sie die Werte der Feedbackziele Kp′ und Kd′ mittels Entfernung ("bestowing") des Zusatzwertes klein hält, um so unnütze Schwingungen zu unter drücken.

Wie es später beschrieben wird, wird, um das oben erwähnte Zielbrems(dreh)moment Nr zu erzeugen, die Ventil-Regelungszeit t_i oder t_d bestimmt, und zwar unter Einsatz eines Umkehrmodells für einen hydraulischen Kreis in dem Regelungsmodul 8 für den hydraulischen Druck. In dieser Hinsicht, für einen Fall, bei dem sich die Parameter des Modells und eine tatsächliche Abwei chung des Stellglieds fortlaufend akkumulieren, verändert sich die Abweichung e zu einem Vorwert, der der Fehler-Akkumulation zuzuordnen ist. Um diesen Vorwert zu eliminieren, muß deshalb das Integral der Abweichung e in die Regelung zurückgeführt werden.

Eine Regelung für die Praxis ergibt sich somit durch die fol gende Gl. (15), die sich durch Addition eines Integral- Ausdruckes zu der Gl. (14) ergibt:

Hierbei bezeichnet das Symbol KI′ den Feedback-Zielwert des In tegral-Ausdruckes.

Folglich wird das Zielbremsmoment Nr durch eine PID-(Pro portional-plus-Integral-plus-Ableitungs)-Feedback-Regelung er halten. Hierbei wird über ein Intervall integriert, beginnend vom Start der Regelung bis zum aktuellen Zeitpunkt.

Nebenbei bemerkt, können die einzelnen Feedback-Zielwerte Kp′, Kd′ und KI′ ebenfalls Konstanten sein. Da jedoch der Wert der Abweichung e in Übereinstimmung mit der Absenkung der Geschwin digkeit V des Fahrzeuges kleiner wird, infolge eines identi schen Schlupffaktors, sollten die Feedback-Ziele Kp′, Kd′ und KI′ vorzugsweise der Geschwindigkeit des Fahrzeugs angepaßt werden, um für eine geringere Geschwindigkeit des Fahrzeugs V kleiner zu sein.

Als nächstes wird die Konvertierung des Zielbremsmoments Nr in den Zielbremshydraulikdruck Pr in dem N-P-Umrechnungsmodul 6 beschrieben.

Für gewöhnlich wird der Zielbremshydraulikdruck Pr als propor tional zu dem Bremsmoment Nr angesehen. Der Druck kann daher durch die folgende Gleichung (16) angegeben werden:

Pr = k3·Nr (16)

Hierbei bezeichnet k3 eine Konstante.

Da jedoch die Seite mit den Hinterrädern des Kraftfahrzeuges ein bekanntes P-Ventil umfaßt (Proportional-Ventil), ist dessen erwünschter Bremshydraulikdruck Pr durch ein Kennfeld gegeben, in dem die Eigenschaften des P-Ventils Berücksichtigung finden. Dementsprechend kann der Druck Pr auf der Seite der Hinterräder wie folgt erhalten werden, so wie es durch die folgende Glei chung (17) angegeben ist:

Pr = Pr(Nr) (17)

Als nächstes wird der Betrieb des Regelungsmoduls 8 für den hy draulischen Druck erklärt.

Wenn das Stellglied in die Form eines Modells für den hydrauli schen Druck gebracht wird, in Übereinstimmung mit einem Modell für die Strömungsrate und der Veränderung einer Brems- Steifigkeit, in Abhängigkeit von der Quantität des Bremsfluids oder des Öls, werden die folgenden Gleichungen (18) und (19) für den Fall eines Modells zur Druckerhöhung erhalten:

Hierbei bezeichnet P einen geschätzten Bremshydraulikdruck, Pm einen Druck des Hauptzylinders, K die Brems-Steifigkeit, und a_i eine Quantität, die bezüglich einer Druckerhöhungs-Ventil regelung relevant ist (Zeitkonstante des hydraulischen Druc kes). Der Buchstabe k bezeichnet ebenfalls eine Konstante. Ne benbei bemerkt, es wird über das Integral während einer Druc kerhöhung integriert, beginnend bei dem Zeitpunkt t = 0 bis zu dem Zeitpunkt t = t.

Andererseits werden für den Fall eines Modells der Druckverrin gerung die folgenden Gleichungen (20) und (21) erhalten:

hierbei bezeichnet Pres einen Druck eines Reservoirs und a_d eine Quantität, die bezüglich einer Druckverringerungs- Ventilregelung relevant ist (Zeitkonstante für den hydrauli schen Druck). Nebenbei bemerkt, es wird über das Integral wäh rend einer Druckverringerung integriert, beginnend bei dem Zeitpunkt t = t_f - t bis zu dem Zeitpunkt t = t_f.

Wenn die Gleichungen (18) und (19) gelöst werden, indem der Ausdruck P(k-1) den geschätzten Bremshydraulikdruck vor der Druckerhöhung bezeichnet und das Symbol t_i eine Zeitdauer der Ventilregelung für die Druckerhöhung bezeichnet, so ist der ge schätzte aktuelle Bremshydraulikdruck P(k) durch die folgende Gleichung (22) gegeben:

Genauso ergibt sich die folgende Gleichung (23), wenn die Glei chungen (20) und (21) gelöst werden, indem das Symbol t_d eine Zeitdauer für die Ventilregelung zur Druckverringerung bezeich net:

Als nächstes wird die Berechnung der Ventilregelungszeit t_i oder t_d unter Einsatz des Umkehrmodells für den hydraulischen Druck erklärt.

Wenn die Gleichungen (22) und (23) jeweils gelöst werden, und zwar die Ventilregelungszeit t_i für die Druckerhöhung und die Ventilregelungszeit t_d für die Druckverringerung, indem der Zielbremshydraulikdruck Pr in den geschätzten Bremshydraulik druck P(k) eingesetzt wird, so werden die folgenden Gleichungen (24) und (25) erhalten:

Die obige Beschreibung ist in der Fig. 6 schematisch wiederge geben. Die Ventilregelungszeit t_i oder t_d wird aus dem Ziel bremshydraulikdruck Pr mittels der entsprechenden Gleichung (24) oder (25) berechnet. Im Gegensatz dazu wird der aktuelle geschätzte Bremshydraulikdruck P(k) aus der Ventilregelungszeit t_i oder t_d mittels der entsprechenden Gleichung (22) oder (23) berechnet.

Die zuvor erwähnten Berechnungen werden alle durch den ABS- Computer 20 ausgeführt, der in der Fig. 3 dargestellt ist. Ein praktikabler Algorithmus dafür ist als ein Flußdiagramm in der Fig. 7 dargestellt.

Die Berechnungen, die in der Fig. 7 dargestellt sind, sollten für jedes Rad ausgeführt werden, und zwar in einem feststehen den Zyklus.

Zuerst wird in einem Schritt 100 eine Radgeschwindigkeit ω und ein Druck Pm des Hauptzylinders geladen bzw. eingelesen, sowie in einem Schritt 102 ein erwünschter Schlupffaktor Sr gesetzt wird. Im folgenden wird eine Geschwindigkeit V des Fahrzeugs geschätzt und berechnet, mittels einer beliebigen bekannten Me thode, in einem Schritt 104.

Als nächstes wird eine Zielradgeschwindigkeit ω_r in Überein stimmung mit der Gleichung (6) in einem Schritt 106 berechnet, sowie eine Abweichung e = ω - ω_r in einem Schritt 108 be rechnet wird. Nebenbei bemerkt, wird ein Zielbremsdrehmoment Nr in Übereinstimmung mit der Gleichung (15) in einem Schritt 110 berechnet, sowie ein Zielbremshydraulikdruck Pr in Übereinstim mung mit der Gleichung (16) oder der Gleichung (17) in einem Schritt 112 berechnet wird. Dann werden ein geschätzter Brems hydraulikdruck P(k-1) des letzten Zyklus bzw. Durchgangs und ein Zielbremshydraulikdruck Pr in einem Schritt 114 verglichen. Falls der hydraulische Druck Pr größer ist als der hydraulische Druck P(k-1), d. h., falls Pr < P(k-1) erhalten wird, so wird eine Ventilregelungszeit t_i zur Druckerhöhung in Übereinstim mung mit der Gleichung (24) im nächsten Schritt 116 berechnet, wobei eine Ventilregelungszeit t_d zur Druckverringerung auf Null gesetzt wird.

Andererseits, falls der Zielbremshydraulikdruck Pr nicht größer ist als der geschätzte Bremshydraulikdruck P(k-1) im letzten Durchgang, d. h., daß Pr P(k-1) durch die Entscheidung in dem Schritt 114 erhalten wird, so verzweigt die Regelung (der Algo rithmus) zu einem Schritt 118, in dem der Zielbremshydraulik druck Pr wiederum mit dem geschätzten Bremshydraulikdruck P(k- 1) des letzten Durchgangs verglichen wird. Falls der Zielbrems hydraulikdruck Pr kleiner ist, d. h., falls Pr < P(k-1) erhalten wird, so wird die Ventilregelungszeit t_d für die Druckverringe rung in Übereinstimmung mit der Gleichung (25) in einem Schritt 120 berechnet, während die Ventilregelungszeit t_i für die Druc kerhöhung auf Null gesetzt wird. Im Gegensatz dazu wird dann, falls der Zielbremshydraulikdruck Pr nicht kleiner ist als der geschätzte Bremshydraulikdruck P(k-1) des letzten Durchgangs, bei der Entscheidung im Schritt 118, Pr = P(k-1) erhalten, und deshalb werden beide Ventilregelungszeiten t_i und t_d in einem Schritt 122 auf Null gesetzt.

Im folgenden wird in einem Schritt 124 der Wert des geschätzten Bremshydraulikdrucks P(k) in Übereinstimmung mit der Gleichung (22) unter der Bedingung Pr < P(k-1) aktualisiert und in Über einstimmung mit der Gleichung (23) unter der Bedingung Pr < P(k-1) aktualisiert. Darüber hinaus wird der Wert des geschätz ten Bremshydraulikdrucks P(k-1) des letzten Durchgangs unter der Bedingung Pr = P(k-1) unverändert gehalten.

Schließlich wird in einem Schritt 126 das eine entsprechende Ventil 31a bis 31d und 32a bis 32d auf der Basis der Ventilre gelungszeit t_i oder t_d angetrieben, wie oben berechnet. Somit wird die Druckerhöhungs- oder Druckverringerungs-Regelung durchgeführt.

Obwohl die Gleichung (15) bei der Berechnung des Zielbremsmo ments Nr in dem Schritt 110 eingesetzt wurde, kann genauso die Abweichung (S - Sr) der Schlupffaktoren selbst benutzt werden, anstatt der Abweichung e = (ω - ω_r), und die Feedback-Zielwerte Kp′, Kd′ und KI′ können in Übereinstimmung mit der Geschwindig keit V des Fahrzeugs genauso verändert werden, wie es zuvor er wähnt wurde. Zusätzlich kann die geglättete Verzögerung (dV/dt)s ebenso durch ein nominales Bremsmoment Nnom ersetzt werden, welches vorher als ein Kennfeld festgelegt wird, um so seinen Wert zu verändern, nämlich in Abhängigkeit von der Ge schwindigkeit V des Fahrzeugs oder/und dem Zustand der Straßen oberfläche.

Der anfängliche Wert des geschätzten Bremshydraulikdrucks P sollte der Druck Pm des Hauptzylinders vor der ABS-Regelung sein (der Druck Pm wird für jedes der Hinterräder mittels der Eigenschaften des P-Ventils berechnet). Weiterhin sollte auf der Basis einer beliebigen bekannten Logik entschieden werden, ob die ABS-Regelung durchgeführt wird oder ob nicht.

Wie es oben beschrieben ist, wird in Übereinstimmung mit der ersten Ausführungsform der Zielbremshydraulikdruck Pr zur Be rechnung der Ventilregelungszeit nicht direkt aus dem aktuellen Schlupffaktor S oder dem Zielschlupffaktor Sr berechnet, son dern wird berechnet, nachdem das Zielregelungsmoment Nr, wel ches einfach angepaßt wird, um mit dem Zustand des Kraftfahr zeuges übereinzustimmen, berechnet wird und dann in Überein stimmung mit dem Zustand des Fahrzeugs angepaßt wird. Es ist deshalb möglich, die geregelte Variable zu berechnen, die der aktuellen Bewegung des Fahrzeugs angepaßt ist.

Darüber hinaus wird bei dieser Ausführungsform die Phasendiffe renz durch den abgeleiteten Ausdruck der PID-Regelung kompen siert, so daß der hydraulische Nachlauf, der der Phasenver schiebung des Stellgliedes zuzuordnen ist, am Auftreten gehin dert werden kann. Zudem werden die Feedback-Zielwerte in Über einstimmung mit der Geschwindigkeit des Fahrzeugs geändert, so daß ein Rauschen, welches den Vibrationen des Kraftfahrzeuges, etc. zuzuordnen ist, beseitigt werden kann.

Als nächstes wird die zweite Ausführungsform nach der vorlie genden Erfindung beschrieben.

Die zweite Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, daß die Logik zur Berechnung des erwünschten Bremsmoments Nr in dem Re gelungsmodul 4 für den Schlupffaktor (in der Fig. 2 gezeigt) mit Frequenz-Charakteristika (Frequenz-Formung) ausgestattet ist.

Diese Anordnung ist gewählt, um das im folgenden dargestellte Problem zu lösen. Bei dem vorliegenden ABS-Regelungssystem un terliegt das Stellglied und das zugehörige hydraulische System einer Totzeit und einer Verzögerung. Deshalb hat die PI- Rückkopplung (Feedback) entsprechend beispielsweise der Technik nach der offengelegten Japanischen Patentanmeldung Nr. 502423/1993 das Problem, daß, wenn der Zielwert der Rückkopp lung hoch angesetzt wird, um eine verbesserte Leistung der Re gelung zu erreichen, ein Nachlaufauftritt bzw. Regelungs schwingungen auftreten, wobei es nicht verhindert werden kann, daß der Zielwert niedrig angesetzt wird, um die Regelungs schwingungen zu unterdrücken. Dieses Problem ist der Tatsache zuzuordnen, daß die Zielwert-Eigenschaft der PI-Rückkopplung keine komplizierte Gestaltung im Frequenzbereich davon einneh men kann.

Beispielsweise hängt der Zielwert eines Totzeit-Elements nicht von der Frequenz ab, sondern die Phase desselben verschiebt sich proportional zur Frequenz. Dementsprechend wird, in dem Fall, in dem das geregelte System die Totzeit umfaßt, der Ziel wert niedrig angesetzt, um in einem hohen Frequenzbereich eine erhöhte Stabilität zu erhalten, wodurch die Regelungsschwingun gen unterdrückt werden können, während der Zielwert in einem niedrigen Frequenzbereich hoch angesetzt wird, wodurch die Fol ge-Eigenschaften (Leistung) hinsichtlich eines Zielwerts ver bessert werden können. Auf diese Art und Weise muß die Fre quenz-Formung zur Einstellung des Zielwerts in dem Frequenzbe reich durchgeführt werden, und zwar bezüglich des geregelten Systems, welches eine beliebige frequenzabhängige Eigenschaft zeigt, wie etwa die Totzeit, die Verzögerung oder einen Schwin gungs-Modus.

Als nächstes wird ein praktisches Verfahren zur Berechnung ge mäß der zweiten Ausführungsform beschrieben.

Ein Filter für die Frequenz-Formung, wie oben angegeben, ist in der Form einer System-Koeffizienten-Matrix oder in Form einer Übertragungsfunktion angegeben, und zwar durch ein beliebiges Verfahren nach der "H-∞-Regelungs"-Theorie, basierend auf dem physikalischen Modell des Fahrzeugs und der Räder, wie das ge regelte System bilden. Wenn die System-Koeffizienten-Matrix, bestehend aus den Elementen A, B, C und D, gegeben ist, so wird das Zielbremsmoment Nr[k] zu einem Zeitpunkt k aus der Abwei chung e[k] der Radgeschwindigkeit in Übereinstimmung mit den folgenden Gleichungen (26) und (27) berechnet (wobei der Buch stabe n die Ordnung des Filters bezeichnet):

x[k+1] = A x[k] + B e[k] (26)

Nr[k] = C x[k] + D e[k] (27)

Hierbei ist der Ausdruck x[k] ein vertikaler Vektor der Ordnung n, der den internen Zustand des geregelten Systems zum Zeit punkt k darstellt. Nebenbei bemerkt, es können die Gleichungen (26) und (27) ebenfalls als eine Übertragungsfunktion von der Abweichung e zum Zielbremsmoment Nr ausgedrückt werden. Insbe sondere wird die folgende Gleichung (28) erhalten, in der der Buchstabe z einen Verzögerungs-Operator bezeichnet:

Nr = F(z) e,
F(z) = D + C (z I - A)^-1·B = (b0 + b1 z^-1 + . . . + bn z^-n) /(1 + 1 z^-1 + . . . + an z^-n) (28)

Das Zielbremsmoment Nr kann ebenso mittels der folgenden Glei chung (29) berechnet werden:

Nr[k] = b0 e[k] + b1 e[k-1] + . . . + bn e[k-n] - a1 Nr[k-1] - . . . - an Nr[k-n] . . . (29)

Das Verfahren zur Berechnung des Zielbremsmoments Nr mittels des Regelungsmoduls 4 für den Schlupffaktor, nach der zweiten Ausführungsform, ist als ein Flußdiagramm in der Fig. 8 darge stellt. Zuerst werden in einem Schritt 202 die Radgeschwindig keit ω jedes Rades sowie die Geschwindigkeit V des Fahrzeugs über die jeweiligen zugehörigen Sensoren eingelesen. Dann wird in einem Schritt 204 die Abweichung e zwischen der Ziel- Radgeschwindigkeit ω_r und der Radgeschwindigkeit ω (nämlich e = ω_r - ω) für jedes Rad berechnet. Zuletzt wird in einem Schritt 206 das Zielbremsmoment Nr von jedem Rad mittels der Gleichun gen (26) und (27) oder der Gleichung (29) berechnet, und jedes berechnete Ergebnis wird in das N-P-Umrechnungsmodul 6 eingege ben.

Die gesamte Berechnung (Schritte 202 bis 206), die oben angege ben ist, wird bei jedem Zyklus wiederholt. Hierbei müssen die Werte e[k], Nr[k], x[k] etc. immer aktualisiert werden, wenn die Berechnung durchgeführt wird. Die Berechnungen der Module, mit Ausnahme des Regelungsmoduls 4 für den Schlupffaktor, sind denen bei der ersten Ausführungsform ähnlich und werden deshalb hier nicht beschrieben.

Entsprechend der zweiten Ausführungsform kann die Verschiebung der Phase in dem Frequenzbereich durch den Filter für die Fre quenz-Formung kompensiert werden.

Im folgenden wird die dritte Ausführungsform nach der vorlie genden Erfindung beschrieben.

Wie oben beschrieben, ist das P-Ventil in dem hydraulischen Kreis auf der Seite des Hinterrads angeordnet. Entsprechend verändern sich die Druckerhöhungs- oder Druckverringerungs- Gradienten des aktuellen Bremshydraulikdrucks auf der Seite des Hinterrads vor und nach dem Knickpunkt des P-Ventils. Aus die sem Grund kann bei der Berechnung des geschätzten Bremshydrau likdrucks P mittels des Regelungsmoduls 8 für den hydraulischen Druck (in der Fig. 2 gezeigt) der hydraulische Druck P nicht einfach als der aktuelle Bremshydraulikdruck berechnet werden, falls die Zeitkonstanten a_i und a_d für den hydraulischen Druck eindeutig (fest) bestimmt werden. Um einen solchen Nachteil zu beseitigen, sieht die dritte Ausführungsform vor, daß der Wert jeder Zeitkonstante a_i und a_d für den hydraulischen Druck vor und nach dem Knickpunkt des P-Ventils verändert wird, um so die Regelung zu erhalten, die gewünscht ist.

Die Fig. 9 zeigt ein Diagramm, in dem Änderungen des geschätz ten Bremshydraulikdrucks P auf der Seite des Hinterrads darge stellt sind. Unter Bezugnahme auf die Figur bezeichnet das Sym bol Pp den hydraulischen Druck des vorbestimmten Knickpunkts des P-Ventils. Die Symbole a_ih und a_dh zeigen die Werte der Zeit konstanten a_i und a_d für den hydraulischen Druck auf einer Hoch druck-Seite an, jeweils relativ zum Druck Pp. Ähnlich zeigen die Symbole a_il und a_dl die Werte der Zeitkonstanten a_i und a_d für den hydraulischen Druck auf einer Niederdruck-Seite an, jeweils relativ zum Druck Pp.

Darüber hinaus zeigt die Fig. 10 ein Flußdiagramm, in dem die Regelung nach der dritten Ausführungsform dargestellt ist.

Die praktikable Regelung nach der dritten Ausführungsform wird unter Bezugnahme auf das Flußdiagramm nach der Fig. 10 im fol genden beschrieben.

Zuerst wird in einem Schritt 302 in der Fig. 10 entschieden, welches der vier Räder des Kraftfahrzeuges aktuell bearbeitet werden soll. Somit wird die Schleife für ein passendes Programm gestartet und dieses wird für die vier Räder wiederholt. Für den Fall, daß in dem Schritt 304 entschieden wurde, daß das zu bearbeitende Rad ein Vorderrad ist, müssen die Parameter a_i und a_d vor und hinter dem Knickpunkt des P-Ventils nicht verändert werden. Deshalb verzweigt die Regelung zu einem Schritt 312, in dem die Zeitkonstanten a_i und a_d des hydraulischen Druckes nach den Gleichungen (22) und (24) und den Gleichungen (23) und (25) jeweils auf die Zeitkonstanten a_if und a_df für den hydraulischen Druck im Druckerhöhungs- und Druckverringerungs-Betrieb gesetzt werden, und zwar in Übereinstimmung mit den Druckerhöhungs- und Druckverringerungs-Gradienten auf der Seite der Vorderräder. Dann folgt auf den Schritt 312 ein Schritt 310.

Andererseits, wenn bei der Entscheidung in dem Schritt 304 ent schieden wird, daß das zu verarbeitende Rad kein Vorderrad ist, sondern das Hinterrad, so wird der bereits berechnete Bremshy draulikdruck P(k-1), der im letzten Durchgang dieser Routine zur Regelung geschätzt bzw. berechnet wurde, mit dem Druck Pp des Knickpunkts des P-Ventils im nächsten Schritt 306 vergli chen. Falls der im letzten Durchgang berechnete Bremshydraulik druck P(k-1) größer ist als der Druck Pp, so verzweigt die Rou tine zur Regelung zu einem Schritt 314, in dem die Zeitkonstan ten a_i und a_d für den hydraulischen Druck jeweils auf die Zeit konstanten a_ih und a_dh für die Hochdruck-Seite gesetzt werden, wonach der Schritt 310 folgt. Weiterhin, falls der berechnete Bremshydraulikdruck P(k-1) im letzten Durchgang bzw. Zyklus nicht höher ist als der Druck Pp, so verzweigt die Routine zur Regelung zu einem Schritt 308, in dem die Zeitkonstanten a_i und a_d für den hydraulischen Druck jeweils auf die Zeitkonstanten a_il und a_di für die Niederdruck-Seite gesetzt werden, wonach der Schritt 310 folgt.

In dem Schritt 310 wird mittels der Gleichungen (24) oder (22) und der Gleichungen (25) oder (23) die Ventilregelungszeit t_i oder t_d bestimmt, sowie der geschätzte Bremshydraulikdruck P(k) berechnet wird.

Entsprechend dieser Ausführungsform werden die Zeitkonstanten a_i und a_d für den hydraulischen Druck jeweils in Übereinstimmung mit den Unterschieden in den Druckerhöhungs- und Druckverringe rungs-Gradienten vor und hinter dem Knickpunkt des P-Ventils ausgewählt. Deshalb kann der geschätzte Bremshydraulikdruck P(k) noch präziser berechnet bzw. geschätzt werden und die Lei stung bzw. Genauigkeit der Regelung auf den Zielbremshydraulik druck Pr hin wird um diesen Betrag verbessert.

Die Regelungen der Module, mit Ausnahme des Regelungsmoduls 8 für den hydraulischen Druck, sind denen des ersten Ausführungs beispiels ähnlich.

Entsprechend der dritten Ausführungsform werden die Zeitkon stanten a_i und a_d für den hydraulischen Druck jeweils durch das Modell für den hydraulischen Druck geändert, und zwar in Über einstimmung mit den Druckerhöhungs- und Druckverringerungs- Gradienten, vor und hinter dem Knickpunkt des P-Ventils, so daß verhindert werden kann, daß der Fehler des geschätzten hydrau lischen Druckes, der berechnet wird, sich erhöht.

Im folgenden wird die vierte Ausführungsform nach der vorlie genden Erfindung beschrieben.

In einem Fall, in dem sich eine Spannung verändert (absinkt), die an das Stellglied angelegt wird, zeigt das Stellglied eine verzögerte Antwort und kann nicht richtig geregelt werden. Um einen solchen Nachteil zu beseitigen, schlägt die vierte Aus führungsform vor, daß jede der Zeitkonstanten a_i und a_d für den hydraulischen Druck bei der Berechnung der zugehörigen Ventil regelungszeiten t_i und t_d verändert wird, und zwar mittels des Regelungsmoduls 8 für den hydraulischen Druck, welches in der Fig. 2 gezeigt ist.

Die Fig. 11 zeigt die Beziehung zwischen der Spannung einer Energiequelle (Batterie) und jeder der Zeitkonstanten a_i und a_d für den hydraulischen Druck. Wie es in der Figur gezeigt ist, kann beispielsweise in einem Fall, in dem die Spannung der Bat terie niedrig ist, das Stellglied nicht wie beabsichtigt gere gelt werden, ohne den Wert der Zeitkonstanten a_i und a_i für den hydraulischen Druck zu vergrößern.

Die Fig. 12 zeigt einen Schaltkreis zur Überwachung einer Spannung der Batterie, welcher bei der vierten Ausführungsform eingesetzt wird.

Unter Bezugnahme auf die Fig. 12 sind die Anode und die Katho de einer Batterie 40 zu einer Steuerung 42 geführt, sowie ein Widerstand mit hoher Impedanz 44 quer über die Elektroden ver bunden ist. Der Wert einer Spannung, die an den Widerstand 44 angelegt wird, wird als die Spannung (Wert) Eb der Batterie 40 gemessen und wird als digitaler Wert einem Computer (CPU) 48 eingegeben, und zwar mittels eines A/D-(analog zu digital)- Konvertierungs-Schaltkreises 46.

Die praktische Regelung mit dem Regelungsmodul 8 für den hy draulischen Druck nach der vierten Ausführungsform ist als ein Flußdiagramm in der Fig. 13 dargestellt, auf das nun bezug ge nommen wird. Die Regelungen mittels den Modulen, mit Ausnahme des Regelungsmoduls 8 für den hydraulischen Druck, sind denen des ersten Ausführungsbeispiels ähnlich.

Zuerst wird in einem Schritt 400 der Zielbremshydraulikdruck Pr aus dem N-P-Umrechnungsmodul 6 gelesen bzw. geladen. Im folgen den wird in einem Schritt 402 der Wert der Spannung Eb der Bat terie 40 mittels der Steuerung berechnet, die in der Fig. 12 dargestellt ist. Im nächsten Schritt 404 wird der Zielbremshy draulikdruck Pr mit dem geschätzten Bremshydraulikdruck P(k-1) des letzten Durchgangs verglichen, um so zu entscheiden, ob der hydraulische Druck vergrößert oder verringert werden soll.

In einem Fall, in dem in dem Schritt 404 auf Druckerhöhung ent schieden wurde, verzweigt die Routine zur Regelung zu einem Schritt 406. Hier wird die Zeitkonstante a_i für den hydrauli schen Druck, die die Ventilregelungszeit t_i für die Druckerhö hung bestimmt, zur Korrektur berechnet, mittels des Wertes der Spannung Eb, der in dem Schritt 402 berechnet wird. Wie es aus der Fig. 11 zu ersehen ist, wenn der Wert der Spannung Eb eine niedrige Spannung anzeigt, wird die Zeitkonstante a_i für den hydraulischen Druck vergrößert, um die Ventilregelungszeit t_i zu verlängern. Im Gegensatz dazu, wenn der Wert Eb für die Spannung eine höhere Spannung anzeigt, wird die Zeitkonstante a_i für den hydraulischen Druck verkleinert.

Nach der korrigierenden Berechnung der Zeitkonstante a_i für den hydraulischen Druck in dem Schritt 406 verzweigt die Routine zur Regelung zu einem Schritt 408, in dem die Regelungszeitdau er für das Ventil t_i zur Druckerhöhung in Übereinstimmung mit der Gl. (24) berechnet wird, auf den dann ein Schritt 414 folgt.

Andererseits, in einem Fall, in dem in dem Schritt 404 auf die Druckverringerung entschieden wurde, verzweigt die Routine zur Regelung zu einem Schritt 410. Hier wird die Zeitkonstante a_d für den hydraulischen Druck, die die Regelungszeit t_d für das Ventil für die Druckverringerung bestimmt, zur Korrektur mit tels des Einsatzes des Wertes Eb der Spannung berechnet, der in dem Schritt 402 berechnet wird. Die Regelungszeit t_d für das Ventil zur Druckverringerung wird in Übereinstimmung mit der Gleichung (25) als nächstes im Schritt 412 berechnet, dem der Schritt 414 folgt.

In dem Schritt 414 wird der geschätzte Bremshydraulikdruck P(k) zum aktuellen Zeitpunkt in Übereinstimmung mit den Gleichungen (22) oder (23) berechnet, indem die Regelungszeit für das Ven til t_i oder t_d eingesetzt wird, die in dem zugehörigen Schritt 408 oder 412 berechnet wird.

In dem Schritt 414 wird der geschätzte Bremshydraulikdruck P(k) zum aktuellen Zeitpunkt in Übereinstimmung mit der Gleichung (22) oder der Gleichung (23) mittels der Ventilregelungszeit t_i oder t_d berechnet, die in dem zugehörigen Schritt 408 oder 412 berechnet wird.

Entsprechend dieser Ausführungsform werden die Zeitkonstanten a_i und a_d für den hydraulischen Druck in Übereinstimmung mit dem Wert Eb der Spannung geändert, wodurch verhindert werden kann, daß das Stellglied die Antwort-Verzögerung aufweist, die infol ge der Schwankung des Wertes Eb der Spannung der Spannungsquel le auftritt.

Im folgenden wird die fünfte Ausführungsform nach der vorlie genden Erfindung beschrieben.

Bei jeder bisher beschriebenen Ausführungsform wird jedes der Ventile 31a bis 31d und 32a bis 32d in der Ventilregelungszeit t_i oder t_d angetrieben, die in Übereinstimmung mit der Gleichung (24) oder der Gleichung (25) berechnet wird, um so den aktuel len Bremshydraulikdruck auf den Zielbremshydraulikdruck Pr zu regeln. In dieser Hinsicht tritt ein Problem auf, welches im folgenden angegeben wird, für einen Fall, in dem die Ventilre gelungszeit t_i oder t_d als Anweisung zur Druckerhöhung oder Druckverringerung kürzer ist als eine spezifische Regelungszeit (z. B. 3 [msek.]). Insbesondere, sogar wenn die Anweisung der kürzeren Ventilregelungszeit ausgegeben wird, wird der aktuelle Bremshydraulikdruck kaum verändert, und zwar infolge der Cha rakteristika des Stellgliedes. Nichtsdestotrotz verändert sich der geschätzte Bremshydraulikdruck P(k) in Übereinstimmung mit dem Wert der Anweisung. Folglich vergrößert sich eine Differenz zwischen dem aktuellen Bremshydraulikdruck und dem geschätzten Bremshydraulikdruck P(k) geringfügig. Hierbei wird das oben an gegebene Problem der geringfügigen Vergrößerung der Differenz sicher verhindert, und zwar in einem Fall, in dem die Anweisung der Ausgabe jedes Wertes verhindert wird, der kleiner ist als beispielsweise 3 [msek.], jedoch tritt dann ein Problem auf, welches im folgenden angegeben wird.

Insbesondere stellt die Fig. 14 die Beziehung zwischen dem Zielbremshydraulikdruck Pr und dem geschätzten Bremshydraulik druck P(k) dar. In dem Fall, in dem, wie es in der Fig. 14 ge zeigt ist, die Anweisung zur Druckerhöhung oder Druckverringe rung nicht ausgegeben wird, indem der Wert der Anweisung, wenn er unter 3 [msek.] liegt, auf Null gesetzt wird, wird die An weisung das erste Mal ausgegeben, wenn die Differenz im hydrau lischen Druck zwischen dem Zielbremshydraulikdruck Pr und dem geschätzten Bremshydraulikdruck P(k) so groß geworden ist, daß eine Druckerhöhung oder eine Druckverringerung für zumindest 3 [msek.] erforderlich ist, wie es bei dem Zeichen C in der Figur dargestellt ist. In der Nähe des Maximums D der Kurve des Ziel bremshydraulikdrucks Pr in der Fig. 14 beinhaltet der ge schätzte Bremshydraulikdruck P(k) dementsprechend weiterhin für eine lange Zeitdauer Fehler (relativ zum Zieldruck Pr). Dieser Zustand kann beispielsweise eine Schwingung der Bewegungen der Räder verursachen, wodurch die Leistung der Regelung des Brems kraft-Regelungssystems verringert wird.

Die fünfte Ausführungsform löst dieses Problem, d. h., daß die Verzögerung bzw. Verschiebung des Timings der Anweisung zur Druckerhöhung oder zur Druckverringerung beseitigt wird, so daß die Anweisung bei einem Wert, der kleiner als 3 [msek.] ist, als Anweisung des Wertes mit 3 [msek.] ausgegeben wird, bei spielsweise wird jede Anweisung zwischen 1 [msek.] und 3 [msek.] als Anweisung mit 3 [msek.] ausgegeben.

Die Fig. 15 zeigt ein Diagramm zur Erklärung einer Veränderung des hydraulischen Druckes, basierend auf dem Betrieb nach der fünften Ausführungsform.

Unter Bezugnahme auf den Zielbremshydraulikdruck Pr und den ge schätzten Bremshydraulikdruck P(k), die in der Fig. 15 gezeigt sind, zeigt das Bezugszeichen E eine Zeitsteuerung der Druck verringerung für jede der ersten bis vierten Ausführungsformen. In dem Fall, in dem der Wert der Anweisung, der nicht kleiner als 1 [msek.] und der kleiner als 3 [msek.] ist, auf 3 [msek.] verändert wird, um so die entsprechende Anweisung auszugeben, ist nur 1 [msek.] der Differenz zwischen dem Zielbremshydrau likdruck Pr und dem geschätzten Bremshydraulikdruck P(k) aus reichend, um die Anweisung zur Druckverringerung auszugeben. Dementsprechend wird der Zeitpunkt E zur Druckverringerung um einen solchen Betrag nach vorne versetzt, d. h., daß die Anwei sung zur Druckverringerung bei einem Zeitpunkt F ausgegeben wird, wie es in der Fig. 15 dargestellt ist.

Der erwünschte Bremshydraulikdruck Pr kann oszillierend werden, und zwar infolge der Änderung des Werts der Anweisung (zwischen 1 [msek.] und 3 [msek.]) auf einen Wert der Anweisung von 3 [msek.]. Da jedoch das Kraftfahrzeug wesentlich stärker durch die Schwingung der Radgeschwindigkeit ω und die Verschlechte rung der Genauigkeit der Regelung beeinflußt wird, welche der Verschiebung des Timings der Druckerhöhung oder der Druckver ringerung zuzuordnen sind, wird die Regelung nach dieser Aus führungsform als besonders bevorzugt anzusehen sein.

Die praktikable Regelung nach der fünften Ausführungsform wird unter Bezugnahme auf das Flußdiagramm nach der Fig. 16 im fol genden erklärt.

Ein Schritt 500 in der Fig. 16 zeigt eine Routine zur Berech nung der Ventilregelungszeit t_i oder t_d in Übereinstimmung mit dem Modell für den hydraulischen Druck, und zwar mittels des Regelungsmoduls 8 für den hydraulischen Druck, welches in der Fig. 2 dargestellt ist. Die fünfte Ausführungsform enthält zu sätzlich eine neue Logik nach dem Schritt 500.

Im nächsten Schritt 502 wird der Wert der Ventilregelungszeit t_i oder t_d, der im Schritt 500 berechnet wird, überprüft. Falls der berechnete Wert größer ist oder gleich 3 [msek.] ist, so verzweigt die Routine zur Regelung zu einem Schritt 510, in dem der Wert als ein Anweisungswert zu dem Stellglied ausgegeben wird, und zwar ohne eine Änderung.

Andererseits, wenn in dem Schritt 502 entschieden wurde, daß die Ventilregelungszeit t_i oder t_d kleiner als 3 [msek.] ist, wird sie in einem Schritt 504 mit 1 [msek.] verglichen. Unter der Bedingung, daß die Ventilregelungszeit t_i oder t_d größer oder gleich 1 [msek.] ist, verzweigt die Routine zur Regelung zu einem Schritt 506, in dem diese Ventilregelungszeit t_i oder t_d auf 3 [msek.] geändert (erhöht) wird, gefolgt durch den Schritt 510. Im Gegensatz dazu verzweigt die Routine zur Rege lung zu einem Schritt 508, unter der Bedingung, daß die Ventil regelungszeit t_i oder t_d kleiner als 1 [msek.] ist (Schritt 504), wobei im Schritt 508 diese Ventilregelungszeit t_i oder t_d auf Null gesetzt wird, gefolgt durch den Schritt 510.

Obwohl der Wert, der kleiner als 1 [msek.] ist, bei dieser Aus führungsform als Null [msek.] behandelt wird, kann die Ventil regelungszeit t_i oder t_d im Bereich von 0 bis 1 [msek.] eben falls auf 3 [msek.] gesetzt werden, um so die entsprechende An weisung auszugeben.

Entsprechend dieser Ausführungsform wird in dem Fall, in dem diese Regelungszeit als kürzer berechnet wird als die spezifi sche Zeitdauer, mit der das Stellglied den hydraulischen Druck nicht regeln kann, diese Regelungszeit als die kürzeste Rege lungszeit behandelt, die die Regelung ermöglicht, wodurch die Verzögerung des Zeitpunkts der Regelung durch das Stellglied verhindert werden kann.

Im folgenden wird die sechste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben.

Bei der Bremsregelung verstreicht, nach der Ausgabe des Signals zur Regelung (ein Signal zur Druckerhöhung, ein Signal zur Druckverringerung oder ein Haltesignal an eines der Ventile 31a bis 31d und 32a bis 32d), für gewöhnlich eine spezifische Zeit dauer (z. B. etwa 5 [msek.]), und anschließend beginnt der hy draulische Druck sich zu verändern, nämlich infolge einer Ver zögerung, die dem hydraulischen Druck inhärent ist. Um diese Verzögerung zu beseitigen, umfaßt die sechste Ausführungsform einen Berechnungsschritt, in dem der geschätzte Bremshydraulik druck P(k-1) des vorhergehenden Durchgangs als der (oder an statt) geschätzte Bremshydraulikdruck P(k) zum aktuellen Zei tung ausgegeben wird.

In dem Fall, in dem der hydraulische Druck durch den Einsatz des Modells des hydraulischen Druckes geregelt wird, ohne eine Berücksichtigung der oben erwähnten Verzögerung, vergrößert sich die Abweichung zwischen dem Zielbremshydraulikdruck Pr und dem geschätzten Bremshydraulikdruck P(k) geringfügig. Dies kann das Problem verursachen, daß eine erforderliche Bremskraft- Regelung nicht verwirklicht werden kann, die von dem Regelungs system erwartet wird, so daß das Kraftfahrzeug nicht auf den Zielschlupffaktor Sr geregelt werden kann. Deshalb sollte diese Verzögerung bevorzugt beseitigt werden.

Ein Verfahren zur Beseitigung dieser Verzögerung wird unter Be zugnahme auf die Fig. 17 erklärt.

Wie es in der Fig. 17 gezeigt ist, ist die Verzögerung oder Abweichung von 5 [msek.] vorhanden, bevor der aktuelle Bremshy draulikdruck Pa(k) den gleichen Wert einnimmt wie der des ge schätzten Bremshydraulikdrucks P(k).

Dementsprechend bezeichnet das Bezugszeichen P1 den geschätzten Bremshydraulikdruck P(k=t₁) zu einem bestimmten Zeitpunkt t₁, wobei dieser geschätzte Druck dem aktuellen Bremshydraulikdruck Pa(k=t₁) entspricht, der durch das Bezugszeichen bzw. Symbol P2 in der Figur bezeichnet ist. Deshalb existiert eine Differenz im hydraulischen Druck C1 (= P1 - P2) zwischen den Drücken P1 und P2.

Um diese Differenz C1 im hydraulischen Druck zu beseitigen, er setzt die vorliegende Ausführungsform den Wert P1 des geschätz ten Bremshydraulikdrucks P(k=t₁) zu dem Zeitpunkt t₁ mit dem Wert P3 des geschätzten Bremshydraulikdrucks P(k-1=t₀), der zu einem Zeitpunkt t₀ berechnet wird, der 5 [msek.] vor dem Zeit punkt t₁ liegt. Somit wird die Differenz C1 im hydraulischen Druck beseitigt.

Die praktisch ausgeführte Regelung nach der sechsten Ausfüh rungsform wird unter Bezugnahme auf das Flußdiagramm in der Fig. 18 im folgenden erklärt.

Die sechste Ausführungsform betrifft die Berechnung des ge schätzten Bremshydraulikdrucks P(k) in dem Regelungsmodul 8 für den hydraulischen Druck, welches in der Fig. 2 gezeigt ist, wobei die anderen Regelungen ähnlich denen des ersten Ausfüh rungsbeispiels sind.

In einem Schritt 602 in der Fig. 18 erhält das Regelungsmodul 8 für den hydraulischen Druck den Zielbremshydraulikdruck Pr von dem N-P-Umrechnungsmodul 6. In einem Schritt 604 wird die Ventilregelungszeit t_i oder t_d in Übereinstimmung mit den ent sprechenden Gleichungen (24) oder (25) berechnet. Im nächsten Schritt 606 wird der geschätzte Bremshydraulikdruck P(k) in Übereinstimmung mit den entsprechenden Gleichungen (22) oder (23) berechnet.

Hierbei beträgt die Dauer des Zyklus zur Berechnung in Überein stimmung mit der Verzögerung des hydraulischen Druckes 5 [msek.]. Im nächsten Schritt 608 wird deshalb der geschätzte Bremshydraulikdruck P(k-1) des um 5 [msek.] vorhergegangenen Zyklus zur Berechnung ausgegeben, anstatt des geschätzten Bremshydraulikdrucks P(k), der in jeder der ersten bis fünften Ausführungsformen ausgegeben wird. Somit wird der geschätzte Bremshydraulikdruck mit einer Verschiebung von 5 [msek.] ausge geben und stimmt mit dem Wert des aktuellen Bremshydraulik drucks Pa(k) überein.

Wie es aus der obigen Beschreibung zu ersehen ist, kann in ei nem Fall, in dem die Verzögerung im hydraulischen Druckkreis beispielsweise 6 [msek.] beträgt, der geschätzte Bremshydrau likdruck, der ausgegeben werden soll, durch eine Interpolation über den geschätzten Bremshydraulikdruck P(k-1) von vor 5 [msek.] und über den geschätzten Bremshydraulikdruck P(k-2) von vor weiteren 5 [msek.] berechnet werden.

Entsprechend dieser Ausführungsform kann die Verzögerung im hy draulischen Druck des Stellgliedes, relativ zu dem Regelungs signal (geschätzter Bremshydraulikdruck P(k)), mit dem Modell für den hydraulischen Druck kompensiert werden, welches bei dem Regelungsmodul 8 für den hydraulischen Druck eingesetzt wird.

Im folgenden wird die siebte Ausführungsform nach der vorlie genden Erfindung beschrieben.

Bei der Regelung des hydraulischen Druckes, wenn sich ein ge schätzter Bremshydraulikdruck P (berechnet) während der Berech nung auf den atmosphärischen Druck verringert hat, verzögert sich der hydraulische Druck um eine spezifische Zeitdauer (z. B. 50 [msek.]) beim nächsten Anstieg, und zwar infolge des Ein flusses des Spaltes zwischen einer Bremsscheibe und einem Bremsbelag sowie infolge der Steifigkeits-Eigenschaften des hy draulischen Druckes selbst, etc. Wenn die Verzögerung nicht be rücksichtigt wird, entsteht ein Fehler zwischen dem Zielbrems hydraulikdruck Pr und dem geschätzten Bremshydraulikdruck P(k). Die siebte Ausführungsform besteht darin, daß, wenn der berech nete geschätzte Bremshydraulikdruck P (berechnet) einen vorbe stimmten hydraulischen Druck Pth einnimmt, der dem atmosphäri schen Druck oder niedriger äquivalent ist, ein geschätzter Bremshydraulikdruck P (Ausgabe) ausgegeben und auf dem vorbe stimmten hydraulischen Druck Pth gehalten wird, bis der berech nete geschätzte Bremshydraulikdruck P (berechnet) einen Wert bzw. Zustand einnimmt, der größer ist als der vorbestimmte hy draulische Druck Pth, und weiterhin bis die vorbestimmte Zeit dauer (50 [msek.]) seit der Einnahme dieses Wertes verstrichen ist.

Hierbei bezeichnet "der Zustand, in dem sich der hydraulische Druck verringert hat, um während der ABS-Regelung äquivalent dem atmosphärischen Druck zu werden" beispielsweise einen Zu stand, in dem sich das Kraftfahrzeug von einer Straße mit gro ßem µ (Reibfaktor) zu einer Straße mit niedrigem µ fort bewegt hat, so daß der hydraulische Druck abrupt verringert worden ist und dem atmosphärischen Druck entspricht.

Das Verfahren, welches ausgeführt wird, nachdem sich der be rechnete geschätzte Bremshydraulikdruck P (berechnet) verrin gert hat, um dem atmosphärischen Druck oder weniger äquivalent zu werden, wird im folgenden konkret, unter Bezugnahme auf die Fig. 19 beschrieben.

Es wird nun in der Fig. 19 angenommen, daß der geschätzte Bremshydraulikdruck P (berechnet) durch Berechnung erhalten wird, wie es durch eine Strichpunktlinie in der Figur angegeben ist. In diesem Fall wird der aktuelle Bremshydraulikdruck Pa, der tatsächlich auf das Rad Wh einwirkt, nicht niedriger als der atmosphärische Druck (=Pth), sogar wenn der Wert des hy draulischen Druckes P (berechnet) niedriger wird als der vorbe stimmte Wert Pth, der dem atmosphärischen Druck äquivalent ist. Solange deshalb der geschätzte Bremshydraulikdruck P (ausge geben) als Ausgang auf dem vorbestimmten Wert Pth gehalten wird, unterscheidet sich dieser vom aktuellen Bremshydraulik druck Pa, wodurch die Leistungsfähigkeit der Regelung des hy draulischen Druckes verringert wird. Dementsprechend wird der ausgegebene geschätzte Bremshydraulikdruck P (Ausgabe), der ak tuell für die Regelung eingesetzt wird, auf dem vorbestimmten Wert Pth gehalten (siehe die gestrichelte Linie), sogar wenn sich der berechnete Wert P (berechnet) des geschätzten Bremshy draulikdrucks P auf einen Wert verringert hat, der niedriger ist als der vorbestimmte Wert Pth.

In der Zwischenzeit, sogar wenn der berechnete geschätzte Bremshydraulikdruck P (berechnet) einen Zustand (Wert) einge nommen hat, der größer ist als der vorbestimmte Wert Pth, näm lich aus einem Zustand, der gleich oder kleiner dieses Wertes ist, zu einem Zeitpunkt t₅, wird eine Zeitdauer von etwa 50 [msek.] erforderlich, um den aktuellen Bremshydraulikdruck Pa über den vorbestimmten Wert Pth zu heben, wie oben beschrieben. Deshalb, solange der geschätzte Bremshydraulikdruck P zu einem Zeitpunkt t₆ nicht ausgegeben wird, der von dem Zeitpunkt t (berechnete Wiederaufnahme) um 50 [msek.) verzögert ist, stimmen der geschätzte Bremshydraulikdruck P (Ausgabe) und der aktuelle Bremshydraulikdruck Pa nicht überein. Aus diesem Grund wird veranlaßt, daß der geschätzte Bremshydraulikdruck P (Ausgabe) als Ausgabe zum Zeitpunkt t₆ ansteigt, der 50 [msek.] später liegt als der Zeitpunkt t₅ in der Fig. 19. Im Ergebnis kann die Differenz zwischen dem aktuellen Bremshydraulikdruck Pa und dem berechneten bzw. geschätzten Bremshydraulikdruck P (Aus gabe) auf einen kleinen Wert verringert werden.

Die praktisch ausführbare Regelung nach der siebten Ausfüh rungsform wird im folgenden unter Bezugnahme auf das Flußdia gramm nach der Fig. 20 erklärt.

Die Regelung nach dieser Ausführungsform wird anschließend an die Berechnung der Ventilregelungszeit t_i oder t_d und die Be rechnung des geschätzten Bremshydraulikdrucks P ausgeführt, und zwar durch das Regelungsmodul 8 für den hydraulischen Druck, welches in der Fig. 2 dargestellt ist.

Zuerst wird in einem Schritt 702 der geschätzte Bremshydraulik druck P (berechnet) mit dem vorbestimmten Wert Pth verglichen, der dem atmosphärischen Druck äquivalent ist. Wenn der ge schätzte Bremshydraulikdruck P (berechnet) gleich oder kleiner ist als der vorbestimmte Wert Pth, so verzweigt die Routine zur Regelung zu einem Schritt 704, in dem entschieden wird, ob ein Flag P_Flag gesetzt ist oder nicht, welches die Ausführung der Regelung zur Kompensation der Verzögerung anzeigt.

Falls das Flag P_FLAG nicht (AN) gesetzt ist, so hat sich der geschätzte Bremshydraulikdruck P (berechnet) in diesem Zyklus das erste Mal von dem Wert, der größer ist als der atmosphäri sche Druck, zu dem Wert verringert, der gleich oder kleiner ist als der atmosphärische Druck. In einem Schritt 706 wird deshalb das Flag P_FLAG auf AN gesetzt, um den geschätzten Bremshydrau likdruck P (Ausgabe) auf eine Atmosphäre zu setzen (oder den vorbestimmten Wert Pth: das gleiche gilt im folgenden). Neben bei bemerkt, falls das Flag P_FLAG gesetzt ist, so wird die Rege lung zur Kompensation der Verzögerung ausgeführt und der ge schätzte Bremshydraulikdruck P (Ausgabe) wird in einem Schritt 707 auf einer Atmosphäre gehalten.

Andererseits, wenn der geschätzte Bremshydraulikdruck P (berechnet) größer ist als der vorbestimmte Wert Pth, nach der Entscheidung in dem Schritt 702, so verzweigt die Routine zur Regelung zu einem Schritt 708, in dem entschieden wird, ob das Flag P auf AN gesetzt ist oder ob nicht. Falls das Flag P_Flag auf AN gesetzt ist, so ist der Zustand gemeint, in dem der ge schätzte Bremshydraulikdruck P (berechnet) den Wert eingenommen hat, der größer ist als der atmosphärische Druck, ausgehend von dem Wert, der gleich oder kleiner als derselbe ist. Im nächsten Schritt 710 wird deshalb entschieden, ob die Regelung zur Kom pensation innerhalb von 50 [msek.] ausgeführt wird, und zwar nach der oben erwähnten Einnahme des Wertes.

Da bei dieser Ausführungsform ein Zyklus zur Berechnung 5 [msek.] dauert, wird dann auf die Ausführung der Regelung zur Kompensation innerhalb von 50 [msek.] entschieden, wenn die ge zählte Anzahl i der Berechnungs-Zyklen gleich 9 oder weniger beträgt. In diesem Fall wird in einem Schritt 712 der geschätz te Bremshydraulikdruck P (Ausgabe) auf einer Atmosphäre gehal ten und die gezählte Anzahl i der Berechnungs-Zyklen wird um 1 erhöht.

Andererseits, wenn die Anzahl i größer als 9 wird, in der Ent scheidung in dem Schritt 710, bedeutet dies, daß die Zeitdauer von 50 [msek.] verstrichen ist, seitdem der geschätzte Bremshy draulikdruck P (berechnet) den Wert eingenommen hat, der größer ist als der vorbestimmte Wert Pth. In einem Schritt 714 wird deshalb die Anzahl i auf Null gesetzt und das Flag P_FLAG auf AUS gesetzt, sowie ein geschätzter Bremshydraulikdruck P(k-10, be rechnet) als geschätzter Bremshydraulikdruck P (Ausgabe) be nutzt wird, der 10 Zyklen vorher berechnet worden ist.

Nebenbei bemerkt, wenn bei der Entscheidung in dem Schritt 708 das Flag Ppa nicht auf AN gesetzt ist, bedeutet dies, daß die Regelung zur Kompensation der Verzögerung nicht ausgeführt wird und daß sich der geschätzte Bremshydraulikdruck P (berechnet) nicht auf den atmosphärischen Druck oder weniger verringert hat. Deshalb wird das Verfahren sofort beendet.

Die Verzögerung verschwindet normalerweise im Laufe der Zeit. Deshalb wird beispielsweise ein geschätzter Bremshydraulikdruck P(k: Ausgabe) geringfügig auf den geschätzten Bremshydraulik druck P(k-10, berechnet) der 10 vorhergegangenen Zyklen verän dert → auf den geschätzten Bremshydraulikdruck P(k-9, berech net) der 9 vorhergegangenen Zyklen → auf den geschätzten Bremshydraulikdruck P(k-8, berechnet) der 8 vorhergegangenen Zyklen verändert, . . . , und zwar bei jedem vorbestimmten Zyklus. Auf diese Art und Weise wird der geschätzte Bremshydraulikdruck P(k: Ausgabe) schließlich auf den geschätzten Bremshydraulik druck P(k-1, berechnet) konvergiert, nämlich den vorherigen Zy klus, der der gleichmäßigen Verzögerung entspricht, wie bei der sechsten Ausführungsform, die in der Fig. 18 dargestellt ist.

Entsprechend der siebten Ausführungsform wird in dem Fall, in dem sich der hydraulische Druck auf den spezifischen Druck ver ringert hat, der dem atmosphärischen Druck äquivalent ist, näm lich während der ABS-Regelung, der Wert des geschätzten Brems hydraulikdrucks P(k) für die vorbestimmte Zeitdauer auf dem vorbestimmten Wert Pth gehalten. Es ist deshalb möglich, die Verzögerung im hydraulischen Druck, die dem Stellglied eigen ist, zu verhindern, die auftritt, wenn die Druckverringerung, die dem atmosphärischen Druck entspricht, wiederum zu der Druc kerhöhung übergeht.

Obwohl die ABS-Regelung als das geregelte Objekt in den vorste henden Ausführungsformen beschrieben worden ist, ist die vor liegende Erfindung nicht darauf beschränkt. Offensichtlich ist die vorliegende Erfindung ähnlich bei jedem Regelungssystem an wendbar, in dem eine Bremskraft geregelt wird, nämlich auf der Basis eines Zielschlupffaktors und eines aktuellen Schlupffak tors, so daß eine Radgeschwindigkeit den Zielschlupffaktor um faßt, wodurch die Stabilität und die Lenkfähigkeit eines Kraft fahrzeuges während der Fahrt desselben verbessert wird.

Wie oben beschrieben, wird in Übereinstimmung mit der vorlie genden Erfindung ein Zielbremshydraulikdruck nicht direkt be rechnet, sondern es wird ein Zielbremsmoment berechnet und in einen Zielbremshydraulikdruck umgerechnet, um so der Bewegung eines Kraftfahrzeuges zu entsprechen. Es ist deshalb möglich, eine geregelte Variable zu berechnen, die mit der aktuellen Be wegung des Kraftfahrzeuges übereinstimmt, und eine Regelung für den hydraulischen Druck durchzuführen, bei der die Verteilung der Bremskräfte am gesamten Kraftfahrzeug Berücksichtigung fin det. Dementsprechend ist nicht nur eine ABS-Regelung und eine Beschleunigungs-Schlupf-Regelung möglich, sondern es können ebenfalls extensive umfassende Regelungen zum Verhalten des Fahrzeugs zur Verbesserung der Stabilität und der Lenkfähigkeit des Kraftfahrzeuges etc. besser ausgeführt werden.

Ein Bremskraft-Regelungssystem für ein Kraftfahrzeug, bei dem eine Steuereinrichtung für den hydraulischen Druck einen hy draulischen Druck regelt, der durch den Hauptzylinder oder die Pumpe erzeugt wird, nämlich so, daß ein Zielbremsdrehmoment (Nr in der Fig. 1) aus einem Zielschlupffaktor (Sr) und einem ak tuellen Schlupffaktor (S) berechnet wird, sowie das Ziel bremsdrehmoment (Nr) in einen Zielbremshydraulikdruck (Pr) kon vertiert wird, und daß ein tatsächlich wirkender, geschätzter bzw. berechneter Bremshydraulikdruck (P) mittels eines Modells für den hydraulischen Druck berechnet wird, während die gere gelte Variable der Steuereinrichtung für den hydraulischen Druck aus dem geschätzten Bremshydraulikdruck (P) und dem Ziel bremshydraulikdruck (Pr) mittels eines Modells für den hydrau lischen Druck rückwärts berechnet wird (Umkehrmodell). Somit kann der hydraulische Druck in Übereinstimmung mit dem tatsäch lichen Zustand der Bewegung des Kraftfahrzeuges geregelt wer den.

Claims

1. Bremskraft-Regelungssystem für ein Kraftfahrzeug, mit einer Regeleinrichtung für den hydraulischen Druck, welche einen hy draulischen Druck regelt, der durch einen Hauptzylinder oder eine Pumpe in einem Bremssystem erzeugt wird, um so den Druck in Übereinstimmung mit dem Fahrzustand des Kraftfahrzeuges zu erhöhen oder zu verringern, mit:
Berechnungsmitteln für den aktuellen Schlupffaktor zur Be rechnung eines aktuellen Schlupffaktors eines Rades;
Berechnungsmitteln für das Zielbremsmoment zur Berechnung eines Zielbremsmoments aus einem vorbestimmten Zielschlupffak tor und dem berechneten Schlupffaktor, so daß eine Radgeschwin digkeit den Zielschlupffaktor aufweist;
Umrechnungsmitteln für den Zielbremshydraulikdruck zur Um rechnung des Zielbremsmoments in einen Zielbremshydraulikdruck;
Erfassungsmitteln zur Erfassung des hydraulischen Druckes, der durch den Hauptzylinder oder die Pumpe erzeugt wird;
Berechnungsmitteln für den geschätzten Bremshydraulikdruck zur Berechnung eines geschätzten Bremshydraulikdrucks, von dem angenommen wird, daß er aktuell im Bremssystem vorliegt, über den erfaßten hydraulischen Druck und einen vorherigen Wert des geschätzten Bremshydraulikdrucks, mittels eines Modells für den hydraulischen Druck; und Berechnungsmitteln für die geregelte variable zur Berech nung einer geregelten Variablen der Regeleinrichtung für den hydraulischen Druck, aus dem berechneten geschätzten Bremshy draulikdruck und aus dem Zielbremshydraulikdruck, mittels eines Umkehrmodells für den hydraulischen Druck.

2. Bremskraft-Regelungssystem für ein Kraftfahrzeug nach An spruch 1, wobei die Berechnungsmittel für das Zielbremsmoment Fehler-Kompensationsmittel zur Kompensation jeglichen Fehlers umfassen, die der Regeleinrichtung für den hydraulischen Druck zuzuordnen sind.

3. Bremskraft-Regelungssystem für ein Kraftfahrzeug nach An spruch 2, wobei die Kompensationsmittel eine Frequenz-Formung durchführen, die auf einer "H-∞-Regelung" basiert.

4. Bremskraft-Regelungssystem für ein Kraftfahrzeug nach An spruch 2, wobei die Kompensationsmittel einen Regelungs-Ziel wert in Übereinstimmung mit einer Fahrzeuggeschwindigkeit des Kraftfahrzeuges ändern.

5. Bremskraft-Regelungssystem für ein Kraftfahrzeug nach An spruch 1, wobei die Regeleinrichtung für den hydraulischen Druck ein Proportional-Ventil in einer Leitung für den hydrau lischen Druck umfaßt, nämlich auf einer Seite der Hinterräder des Kraftfahrzeuges, sowie die Umrechnungsmittel für den Ziel bremshydraulikdruck Umrechnungsmittel für die Hinterrad-Seite des hydraulischen Druckes umfassen, um das Zielbremsmoment um zurechnen, so daß ein Anstieg im Zielbremshydraulikdruck auf der Seite der Hinterräder groß wird, relativ zu einem Anstieg im Zielbremshydraulikdruck auf der Seite der Vorderräder des Kraftfahrzeuges.

6. Bremskraft-Regelungssystem für ein Kraftfahrzeug nach An spruch 1, wobei die Regeleinrichtung für den hydraulischen Druck ein Proportional-Ventil in einer Leitung für den hydrau lischen Druck umfaßt, nämlich auf einer Seite der Hinterräder des Kraftfahrzeuges, sowie die Berechnungsmittel für den ge schätzten Bremshydraulikdruck Veränderungsmittel für die Zeit konstante des hydraulischen Druckes auf der Seite der Hinterrä der umfassen, um eine Zeitkonstante für den hydraulischen Druck des Modells für den hydraulischen Druck zu verändern, welches durch die Eigenschaften der Leitung für den hydraulischen Druck bestimmt wird, nämlich vor und hinter einem Knickpunkt im hy draulischen Druck des Proportionalventils, wenn die Berech nungsmittel für den geschätzten Bremshydraulikdruck den ge schätzten Bremshydraulikdruck für die Seite der Hinterräder be rechnen.

7. Bremskraft-Regelungssystem für ein Kraftfahrzeug nach An spruch 1, weiterhin mit Erfassungsmitteln für eine Spannung zur Erfassung einer Spannung einer Spannungsquelle für die Rege leinrichtung für den hydraulischen Druck, wobei die Zeitkon stante für den hydraulischen Druck, welche bei dem Modell für den hydraulischen Druck eingesetzt wird, in Übereinstimmung mit der erfaßten Spannung geändert wird.

8. Bremskraft-Regelungssystem für ein Kraftfahrzeug nach An spruch 1, wobei die Berechnungsmittel für die geregelte Varia ble Korrekturmittel für die geregelte Variable umfassen, um die berechnete geregelte Variable auf einen regelbaren Wert zu kor rigieren, wenn die berechnete geregelte Variable einen Wert aufweist, der zu klein ist, um durch die Regeleinrichtung für den hydraulischen Druck geregelt zu werden.

9. Bremskraft-Regelungssystem für ein Kraftfahrzeug nach An spruch 1, wobei die Berechnungsmittel für den geschätzten Bremshydraulikdruck Kompensationsmittel für eine Verzögerung zur Kompensation einer Verzögerung eines aktuellen Bremshydrau likdrucks umfassen, nämlich hinsichtlich des berechneten ge schätzten Bremshydraulikdrucks.

10. Bremskraft-Regelungssystem für ein Kraftfahrzeug nach An spruch 9, wobei die Kompensationsmittel für die Verzögerung Haltemittel für den geschätzten Bremshydraulikdruck umfassen, um den geschätzten Bremshydraulikdruck auf dem vorbestimmten Wert zu halten, nämlich bis der berechnete geschätzte Bremshy draulikdruck einen Wert eingenommen hat, der größer ist als ein vorbestimmter Wert, der dem atmosphärischen Druck äquivalent ist, und bis danach eine vorbestimmte Zeitdauer verstrichen ist, wenn sich der geschätzte Bremshydraulikdruck, der in der Bremskraft-Regelung berechnet wird, auf einen vorbestimmten Wert oder darunter verringert hat, der dem atmosphärischen Druck äquivalent ist.