DE3426665C2 - Antiblockiersystem - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Antiblockiersystem nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Es hat sich herausgestellt, daß Antiblockiersysteme herkömm­ licher Art, wie sie z. B. DE 29 37 289 A1 bekannt sind, nicht bei allen Fahrbahnbedingungen zufriedenstellend arbeiten. Besonders bei Betrieb auf rauhen Fahrbahnen arbeiten die herkömmlichen Antiblockiersysteme nicht sehr gut.

Um eine Verringerung der Radgeschwindigkeit wie sie bei­ spielsweise durch das Überfahren von Bodenwellen bedingt ist von der Verringerung der Radgeschwindigkeit beim Blockieren der Räder zu unterscheiden, werden bei dem Stand der Technik gemäß der DE 16 55 454 B2 Änderungen der Radgeschwindigkeit ausgefiltert, die kleiner als ein bestimmter konstanter Wert sind. Da jedoch die Größe der Radgeschwindigkeitsänderungen von dem Grad der Rauhigkeit der Straßenoberfläche abhängt, kann ein Antiblockiersystem gemäß der DE 16 55 454 B2 nur auf Straßen mit einigermaßen gleichmäßiger Rauhigkeit optimal arbeiten.

Aus der DE 34 21 253 A1, die einen Stand der Technik gemäß § 3(2) PatG darstellt ist schließlich ein System zum Erken­ nen von Fahrbahnzuständen bekannt, das in dem Antiblockier­ system gemäß der vorliegenden Erfindung Verwendung findet.

Ein Mikroprozessor vergleicht die Radbeschleunigungs­ verzögerung mit Schwellenwertn und erfaßt, wie oft die Schwellen während einer bestimmten Zeitdauer überschritten werden. In einem anderen Ausführungsbeispiel wird als Kriterium der maximale Wert der Be­ schleunigung und Verzögerung gewonnen, einer aus deren Differenz auf die Fahrbahnbeschaffenheit zu schließen. Bei einer rauhen Straße wird ein Steuersignal erzeugt, das auf das Antiblockiersystem einwirkt. Wie der Eingriff beschaffen sein soll, läßt die DE 34 21 253 A1 offen.

Ausgehend von der DE 16 55 454 B2 ist es daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Antiblockiersystem zu schaffen, das die Oberflächenrauhigkeit einer Straße und die dadurch bedingten zufälligen Fluktuationen der Radgeschwindigkeit bei Bremsvorgängen besser berücksichtigt und somit kürzere Bremswege ermöglicht.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch die Merkmale des An­ spruchs 1.

Die Unteransprüche haben vorteilhafte Wei­ terbildungen der Erfindung zum Inhalt. Weitere Einzel­ heiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von einer Ausfüh­ rungsform anhand der Zeichnung.

Es zeigt:

Fig. 1 Ein Blockdiagramm eines Antiblockier­ systems gemäß der vorliegenden Erfindung;

Fig. 2 eine Illustration des Mechanismus des Antiblockiersystems;

Fig. 3 eine Illustration eines Details der Be­ tätigungsvorrichtungen nach Fig. 2;

Fig. 4 eine Illustration eines Details der Steuereinheit von Fig. 2;

Fig. 5 ein Flußdiagramm eines Hauptprogramms, das durch den Mikroprozessor von Fig. 4 durch­ geführt wird;

Fig. 6 ein Flußdiagramm eines Unterprogramms aus Fig. 5, mit dem über die Freigabe und den Startzeitpunkt entschieden wird;

Fig. 7 a-c ein Flußdiagramm eines Unterprogramms aus Fig. 5 zur Bestimmung der Oberflächenbe­ beschaffenheit;

Fig. 8 a+b graphische Darstellungen, die zur Be­ schreibung der Funktionsweise der Erfindung nützlich sind;

Fig. 9 ein Flußdiagramm eines Unterprogramms nach Fig. 5 zur Bestimmung der Fahrzeugge­ schwindigkeit;

Fig. 10 ein Flußdiagramm eines Unterprogramms nach Fig. 5 für die Ableitung der Referenzwerte;

Fig. 11 a+b Flußdiagramme für ein Zeitgeber-Interrupt-Unterprogramm;

Fig. 12 ein Flußdiagramm eines Interrupt-Unterprogram­ mes, mittels dem Fahrzeuggeschwindigkeits­ pulse gezählt werden;

Fig. 13 Illustrationen der Arbeitsmoden der Be­ tätigungsvorrichtung;

Fig. 14 eine graphische Illustration, die zum Ver­ ständnis der Merkmale der Erfindung nütz­ lich ist; und

Fig. 15 ein Flußdiagramm eines Unterprogramms nach Fig. 5 zum Überprüfen des Systems.

Das Antiblockiersystem gemäß der vorliegenden Erfindung wie sie in Fig. 1 dargestellt ist, umfaßt im allgemei­ nen eine Mehrzahl von Radgeschwindigkeitssensoren a, eine Steuereinheit e mit einem an die Sensoren a an­ gekoppelten Beschleunigungsdetektor d, einem ein Refe­ renzsignal zur Verfügung stellenden Referenzschaltkreis oder Speicher f, ersten und zweiten Komparatoren g und i und einem Zählerschaltkreis h. Die im Speicher f ge­ speicherten Referenzsignale umfassen einen Beschleuni­ gungsschwellenwert, mit dem der Ausgang des Beschleuni­ gungsdetektors d verglichen wird, Daten, die erste und zweite Zeitabschnitte darstellen, während der der Ver­ gleich durchgeführt werden soll, und einen Referenz­ zählwert, der eine vorbestimmte Straßenoberflächenbe­ schaffenheit darstellt. Nacheinander vergleicht in die­ sen Zeitabschnitten der erste Komparator g den Ausgang des Beschleunigungsdetektors d mit dem Beschleunigungs­ schwellenwert. Der Zähler h inkrementiert einen Zähl­ wert, wenn der Schwellenwert während dieser Zeitab­ schnitte überschritten wird. Der zweite Komparator i vergleicht den Ausgang des Zählers h mit dem Referenz­ zählwert, um festzustellen, ob die Zählwerte in dem ersten und zweiten Zeitabschnitt den Referenzzählwert überschreiten oder darunter bleiben, und steuert die den Bremsen zugeordneten Bremsdruckbetätigungsvorrichtun­ gen c entsprechend dem Ergebnis dieses Vergleichs.

Fig. 2 zeigt den allgemeinen Aufbau eines in einem Fahrzeug mit Hinterachsenantrieb eingebauten Antiblok­ kiersystems gemäß der Erfindung. Radgeschwindigkeitssen­ soren 5 und 6 für das linke und rechte Vorderrad 1 und 2 stellen unabhängig voneinander Geschwindigkeitssignale der Vorderräder einer Steuereinheit 26 zur Verfügung, und ein Geschwindigkeitssensor 7 für die Hinterräder 3 und 4 befindet sich auf einer Kardanwelle 8, die das linke und rechte Hinterrad 3 und 4 antreibt, um eine Durchschnittsgeschwindigkeit der Hinterräder der Steuer­ einheit zur Verfügung zu stellen. Drucksteuersignale aus der Steuereinheit 26 werden den elektromagnetischen Betätigungsvorrichtungen 17, 18 und 19 zugeführt, die über Leitungen 20, 21, 22 und 23 wiederum den Druck der auf die Räder 1, 2, 3 und 4 montierten hydraulischen Bremsen 9, 10, 11 und 12 entsprechend regeln. Ein Brems­ pedal-Ein- oder Aus-Signal aus einem in der Nähe eines Bremspedals 13 angebrachten Stopschalters 14 wird der Steuereinheit 26 zugeführt. Als Reaktion auf das ge­ drückte Bremspedal 13 stellt ein hydraulischer Zylinder 15 für die Betätigungsvorrichtungen 17 bis 19 Brems­ druck bereit. Die elektromagnetischen Betätigungsvor­ richtungen 17 bis 19 werden von einer Pumpe 16 mit einem konstanten hydraulischen Druck beaufschlagt. Über ein ausfallsicheres Abschaltrelais 24 werden den Betätigungs­ vorrichtungen 17 bis 19 Steuersignale aus der Steuereinheit 26 zugeführt. Eine Warnleuchte 25 ist vorgesehen, um die Fahrzeugpassagiere zu warnen, falls in den Schaltkreisen zu den elektromagnetischen Betätigungsvorrichtungen und dem Stopschalter 14 eine Unterbrechung aufgetreten ist.

Wie in Fig. 3 dargestellt, weist jede elektromagne­ tische Betätigungsvorrichtung 17 bis 19 einen Druck­ regler 27 auf, der an die Pumpe 16 angeschlossen ist, um den hydraulischen Druck auf einen konstanten Pegel zu regeln. Eine Steuerventileinheit 28 umfaßt einen Magnetschalter, der das Erhöhen oder das Vermindern des Bremsdruckes steuert und einen Drucksteuersolenoid, der den Gradienten des Druckes steuert, mit dem die Bremsen beauf­ schlagt werden. Darüber hinaus ist eine Bremsdruck­ steuervorrichtung 29 vorgesehen, die einen Magnetschalter aufweist, der in betätigtem Zustand eine Varia­ tion des hohen Drucks und im Aus-Zustand eine Varia­ tion des niedrigen Drucks ermöglicht. Der Ausgang der Steuervorrichtung 29 ist an den Bremszylinder der zuge­ ordneten Bremse angeschlossen.

Fig. 4 ist eine detaillierte Illustration der Steuer­ einheit 26. Durch Wellenformschaltkreise 30, 31 und 32 werden die Radgeschwindigkeitssignale von den Sensoren 5, 6 und 7 zu Rechteckimpulsen geformt und das Stop­ signal aus dem Schalter 14 wird einem Puffer 33 zuge­ führt. Ein Mikrocomputer 35, der über einen Schaltkreis 34 und einen Zündungsschalter 41 mit Energie versorgt wird, umfaßt einen Mikroprozessor (CPU) 35a, der über ein Eingangs-/Ausgangs-Port 35d diese Signale empfängt, um Operationen entsprechend den programmier­ ten Befehlen, abgespeichert in Festspeicher (Read only memory) 35b, durchzuführen. Während des Prozesses der Dateneingabe, der im Detail später beschrieben wird, werden temporäre Daten im RAM 35c abgespeichert. Brems­ steuersignale aus dem Mikrocomputer 35 werden über Treiber 36, 37 und 38 zu den entsprechenden elektro­ magnetischen Betätigungsvorrichtungen 17, 18 und 19 ge­ führt, die parallel mit Relaiskontakten 24a des durch einen Treiber 39 mit Energie versorgten Abschaltrelais 24 verbunden sind. Ein Treiber 40 versorgt unter der Steuerung des Mikrocomputers 35 die Warnleuchte 25 mit Energie. Ein Zeitgeber 35e stellt in regelmäßigen Intervallen Zeitimpulse für eine Interrupt-Steuereinheit 35f zur Verfügung, die als Reaktion auf diese Zeitim­ pulse einen Interrupt-Befehl an den Mikroprozessor 35a ausgibt. Wie später beschrieben wird, unterbricht der Mikroprozessor die Ausführung eines Hauptprogramms, um ein Zeitgeber-Interrupt-Unterprogramm auszuführen, in dem ein passendes Muster für den Gradienten des Brems­ druckes ausgewählt wird und aktiviert die Betätigungs­ vorrichtungen 17 bis 19.

Wenn der Zündungsschalter 41 eingeschaltet wird, ini­ tiiert der Mikrocomputer 35 die Ausführungen der in dem ROM 35b gespeicherten Befehle. Das in Fig. 5 gezeigte Programm beginnt mit einem Block 101, in dem verschie­ dene temporäre Daten wie Kennzeichensignale (Flags) initialisiert werden. Die Kontrolle wird an ein Unter­ programm 102 übergeben, durch das über das Weitermachen und den Startzeitpunkt der Antiblockierregelung ent­ schieden wird. Um dies zu entscheiden, weist dieses Unterprogramm 102, wie in Fig. 6 gezeigt, drei aufei­ nander folgende Abschnitte 1021 bis 1023 auf, beginnend mit dem Block 1021, in dem der Mikrocomputer überprüft, ob das Antiblockiersystem einwandfrei arbeitet. In dem Block 1022 wird die Fahrzeuggeschwindigkeit Vsb mit einer Referenzgeschwindigkeit (z. B. 5 km/h) verglichen, um zu erfassen, ob das Fahrzeug eine höhere als die Referenzgeschwindigkeit aufweist. Im Block 1023 wird der Ein-Zustand des Stopschalters 14 erfaßt. Werden diese Abfragen alle positiv entschieden, wird die Steuerung an einen Block 1024 zum Setzen eines Frei­ gabe-Flags F_act übergeben, und wird eine dieser Abfragen negativ entschieden, wird die Steuerung nach­ einander an Blocks 1025 und 1028 übergeben, um das Freigabe-Flag F_act bzw. ein Start-Flag F_sta entsprechend zurückzusetzen. Dann wird ein Block 1026 abgearbeitet, um zu erfassen, ob eine der ermit­ telten Radgeschwindigkeiten Vw kleiner als eine Referenzgeschwindigkeit Vss ist, die die obere Grenze das Bewirken einer Antiblockierregelung darstellt. Die Steuerung wird an einen Block 1027 übergeben, um das Start-Flag F_sta zu setzen, falls der Ge­ schwindigkeitswert Vw kleiner als die Referenzgeschwin­ digkeit Vss wird.

Der Mikrocomputer macht dann mit einem Unterprogramm 103 weiter, um Straßenoberflächenbeschaffenheiten abzu­ schätzen, die Straßenart, Reibung und Oberflächen­ unregelmäßigkeiten beinhalten. Die Fig. 7a bis 7c zeigen die Schritte, die nötig sind, um derartige Informa­ tionen vor und während der Antiblockierregelung zu erhalten, wobei Daten verwendet werden, die Referenz­ radgeschwindigkeit und Radbeschleunigung abgespeichert im ROM 35b darstellen. In Fig. 7a beginnt das Unter­ programm 103 mit einer Entscheidungsabfrage 300, in der der Mikroprozessor durch Überprüfen des Start-Flags F_sta feststellt, ob sich das System vor oder in einer Antiblockierregelungsphase befindet. Falls F_sta = 0 ist, kennzeichnend dafür, daß die Antiblockierregelung noch nicht begonnen hat, wird die Steuerung an einen Block 301 übergeben, um zu überprüfen, ob die momentane Beschleunigung Aw eines jeden Rades größer ist als der Referenzwert für die Radbeschleunigung G_tha (typi­ scherweise +2,0 g) oder nicht, in einem Block 302 wird das Beschleunigungsüberschreitungs-Flag f_GTHA zurückge­ setzt und falls dies der Fall ist, wird die Steuerung an einen Block 303 übergeben, um zu prüfen, ob dieses Flag f_GTHA = 0 ist, kennzeichnend dafür, daß die momentane Beschleunigung Aw den Referenzwert G_tha während der momentanen Ausführung gerade überschritten hat. Falls dies der Fall ist, wird die Steuerung an Blöcke 304 und 305 übergeben, um das Flag f_GTHA zu setzen und den Beschleunigungsüberschreitungszähler Cbr um eins zu in­ krementieren.

Falls eine Antiblockierregelung bewirkt wird, geht die Steuerung vom Block 300 auf eine Folge von Blöcken 301a bis 305a über, die den Blöcken 301 bis 305 entsprechen.

Im Block 301a wird der momentane Beschleunigungswert Aw mit dem Referenzwert der Radbeschleunigung G_thb vergli­ chen, und falls Aw kleiner ist als G_thb (+ 4g) wird das Beschleunigungsüberschreitungs-Flag f_GTHB in Block 302a zurückgesetzt, und falls Aw größer ist als G_thb, wird die Steuerung an die Blocks 303a, 304a und 305a über­ geben, um das Flag f_GTHA zu setzen und den Beschleunigungsüberschreitungszähler Cvbr zu inkremen­ tieren, falls der Beschleunigungswert während der momentanen Ausführung den Referenzwert G_thb gerade überschritten hat.

Falls sich die Radbeschleunigung entweder vor oder während der Regelung unter den Referenzwert verringert hat, wird das Beschleunigungsüberschreitungs-Flag f_GTHA oder f_GTHB zurückgesetzt. Dadurch wird das Überschrei­ ten der Beschleunigung durch die entsprechenden Zähler Cbr und Cvbr gezählt.

Falls noch keine Antiblockierregelung bewirkt wird, folgen dem Block 305 eine Folge von in Fig. 7b ge­ zeigten Schritten, und falls Antiblockierregelung be­ wirkt ist, folgen dem Block 305a eine Folge von in Fig. 7c gezeigten Schritten.

Entsprechend der Erfindung wird die Straßenoberflächen­ rauhigkeit auf der Basis von vier Referenzwerten Kbr₂ für glatte Oberfläche, Kbr₁ für geringe Rauhigkeit, Kvbr₁ für große Rauhigkeit und Kvbr₂ für eine Ober­ fläche zwischen glatt und geringer Rauhigkeit, festge­ stellt. Die Beschleunigungsüberschreitungszählwerte Cbr und Cvbr werden mit diesen Referenzwerten während ent­ sprechenden Zeitabschnitten Tb, Ta, Tc und Td vergli­ chen.

In Fig. 7b wird in einem Block 306 der Indikator für Oberflächenrauhigkeit Sa abgefragt. Falls Sa = 0 ist, kennzeichnend für eine glatte Straße, wird ein Block 307 ausgeführt, um zu erfassen, ob der Zeitgeberzähler T, einen festgelegten, den Zeitabschnitt Ta darstellenden Zähl­ wert, typischerweise 0,25 Sekunden, erreicht hat, wodurch erfaßt wird, daß geringe Rauhigkeit vorliegt. Falls T = Ta ist, wird die Steuerung an einen Block 308 übergeben, um zu prüfen, ob der Beschleuni­ gungsüberschreitungszähler Cbr eines jeden Rades einen Zählwert erreicht hat, der gleich oder größer als der Referenzwert Kbr₁ für glatte Straßen ist, der geringe Rauhigkeit darstellt. Ein passender Wert für den Refe­ renzwert Kbr₁ ist 2.

Solange der Zähler Cbr während des Zeitabschnittes Ta kleiner ist als der Referenzwert Kbr₁ für geringe Rauhigkeit, wird die Straßenbeschaffenheit als glatt interpretiert und alle Radbeschleunigungsüberschrei­ tungszähler Cbr werden in einem Block 310 auf Null zurückgesetzt. Falls Kbr₁ während des Zeitabschnittes Ta überschritten wird, wird die Steuerung an einen Block 309 übergeben, um den Indikator für Ober­ flächenrauhigkeit Sa um eins zu inkrementieren, um zu kennzeichnen, daß eine Straßenoberfläche mit einer geringen Rauhigkeit vorliegt.

Der Mikroprozessor fährt mit der Ausführung bei einem Block 311 fort, um zu prüfen, ob der Zeitgeberzähler T einen Zählwert gleich dem Zeitabschnitt Tb, typischer­ weise eine Sekunde, erreicht hat, und um eine glatte Straßenbeschaffenheit zu erfassen. Für T = Tb wird in einem Block 312 der Beschleunigungsüberschreitungszähler Cbr bezüglich des Referenzwertes Kbr₂ (= 3) für glatte Oberflächen geprüft. Falls Cbr kleiner als Kbr₂ wird, wird in einem Block 313 der Indikator für Oberflächenrauhigkeit Sa zu 0 dekrementiert, um anzu­ zeigen, daß das Fahrzeug auf glatter Oberfläche fährt. Auf diese Weise wird die Steuerung an Block 307 über­ geben, um zu prüfen, ob eine Straße mit geringer Rauhigkeit vorliegt, falls bei der vorhergehenden Aus­ führung eine glatte Straße angezeigt war, und die Steuerung wird an den Block 311 übergeben, um zu prü­ fen, ob eine glatte Straße vorliegt, falls während der vorhergehenden Ausführung eine Straße mit geringer Rauhigkeit angezeigt war.

Es sei nun angenommen, daß während einer Fahrt im Leerlauf oder vor einer Antiblockierregelung die Rad­ geschwindigkeit Vw, wie in Fig. 8a gezeigt, ständig ab­ nimmt und die Beschleunigung Aw um den Referenzwert G_tha schwankt. Der Beschleunigungsüberschreitungszähler Cbr vergrößert sich während des zweiten Auftretens des Zeitabschnitts Ta schrittweise von 0 bis 2 und der Indikator für Oberflächenrauhigkeit Sa wird durch das Ausführen der Blöcke 307 bis 310 durch den Mikro­ prozessor um 1 inkrementiert. Mit dem Umschalten des Indikators für Oberflächenrauhigkeit Sa auf 1 wird der Entscheidungszeitabschnitt T von Ta auf Tb umge­ schaltet. Mit dem erstmaligen Übereinstimmen von T und Tb wird der Beschleunigungsüberschreitungszahler Cbr be­ züglich Kbr₂ (= 3) geprüft und die Steuerung folgt dem Nein-Entscheidungszweig von Block 312 bis 310. Beim zweiten Übereinstimmen von T und Tb wird Cbr bezüglich Kbr₂ geprüft und dieses Mal wird das erstere kleiner als das letztere und die Steuerung wird einem Block 313 übergeben, um den Indikator für Oberflächenrauhig­ keit Sa zu 0 zu dekrementieren. Dadurch variiert der Indikator für Oberflächenrauhigkeit Sa während der Zeit vor der Antiblockierregelung zwischen 0 und 1.

Das in Fig. 7c gezeigte Flußdiagramm, das dem aus Fig. 7b ähnelt, wird ausgeführt falls in Block 300, Fig. 7a, das Start-Flag F_sta erfaßt wird.

In Fig. 7c wird der Indikator für Oberflächen­ rauhigkeit in Block 306a abgefragt. Da die im Zähler Sa während einer Zeit vor der Antiblockierregelung abge­ speicherte Rauhigkeitsanzeige entweder 1 (= geringe Rauhigkeit) oder 0 (= glatt) ist, wird die Steuerung an einen Block 307a übergeben, um zu prüfen, ob der Zeit­ geberzählwert T einen dem Zeitabschnitt Tc (= 0,5 Se­ kunden) entsprechenden Schwellenwert überschritten hat. Bei Übereinstimmung von T = Tc in Block 307a wird der Beschleunigungsüberschreitungszähler Cvbr in Block 308a bezüglich dem Referenzwert Kvbr₁ (= 7) für große Rauhigkeit geprüft.

Fig. 8b zeigt die Radbeschleunigung während der Anti­ blockierregelung, während der sie mit dem hohen Refe­ renzwert Gthb (= +4g) verglichen wird. Der Beschleuni­ gungsüberschreitungszähler Cvbr überschreitet zum Zeit­ punkt T = Tc Kvbr₁ und der Indikator für Ober­ flächenrauhigkeit Sa wird in Block 309a zu 2 inkremen­ tiert, wobei der Cvbr-Zähler im Block 310a auf Null zurückgesetzt wird.

Mit dem Umschalten von Sa auf 2 (= große Rauhigkeit) fährt der Mikroprozessor bei der nächsten Durchführung mit einem Block 311a fort. Der Zählwert Cvbr wird in einem Block 312a zur Zeit T = Td (= 1 Sekunde) mit dem Referenzwert Kvbr₂ (= 8) für glatte bzw. geringe Rauhigkeit verglichen. Falls letzterer bei dem Auf­ treten der ersten Übereinstimmung zwischen T und Td überschritten ist, wird der Cvbr-Zähler auf Null zurückgesetzt. Bei der zweiten Übereinstimmung zwi­ schen T und Td bleibt dieser Zähler auf einem Pegel unter dem Referenzwert Kvbr₂, wodurch der Indi­ kator für Oberflächenrauhigkeit Sa in einem Block 313a zu 1 dekrementiert wird.

Bei der nächsten Programmausführung wird der Mikro­ prozessor in Block 307a weitermachen. Auf diese Weise wird der Indikator für Oberflächenrauhigkeit Sa jedesmal inkrementiert, wenn die Radbeschleunigung den Referenzwert Kvbr₁ (= 7) während einer 0,5-Sekunden-Periode überschreitet und jedesmal dekrementiert, wenn die Beschleunigung sich während einer 1-Sekunden-Periode unter Kvbr₂ (= 8) verringert. Der Indi­ kator für Oberflächenrauhigkeit Sa wird in dem Unter­ programm 105 zur Steuerung der Betätigungsvorrich­ tungen 17 bis 19 verwendet, was anhand der Fig. 10 be­ schrieben wird.

Vor Betätigung der Betätigungsvorrichtungen 17 bis 19 wird mittels der Radgeschwindigkeiten die Fahr­ zeuggeschwindigkeit Vsb anhand eines in Fig. 9 gezeig­ ten Programmes abgeschätzt, das mit einem Block 1041 beginnt, in dem geprüft wird, ob das Freigabe-Flag F_act gesetzt worden ist. Falls F_act = 0 wird die Steuerung an einen Block 1042 übergeben, um einen Refe­ renzwert für die Radgeschwindigkeit Vwo aus einem Mittelwert der Radgeschwindigkeiten vorne rechts Vwr, vorne links Vwl und hinten Vwt abzuleiten. Falls F_act = 1 wird die Steuerung an einen Block 1043 übergeben, um die Referenzradgeschwindigkeit Vwo aus dem Maximum dieser Radgeschwindigkeiten abzuleiten. In einem nach­ folgendem Block 1044 wird ein zuvor abgeleiteter Fahr­ zeuggeschwindigkeitswert Vsb mit der Anzahl der Fahr­ zeugbeschleunigungen oder Bremsungen getrimmt und ein Mittelwert der Referenzgeschwindigkeit Vwo und der ge­ trimmten Fahrzeuggeschwindigkeit wird als abgeschätz­ ter Wert für die augenblickliche Fahrzeuggeschwindig­ keit erfaßt.

Der Mikroprozessor macht jetzt mit einem Block 1051 des Unterprogramms 105, Fig. 10, weiter, um den Status des Start-Flags F_sta zu prüfen. Während der Zeit vor der Antiblockierperiode wird die Steuerung an einen Block 1052 übergeben, um zu prüfen, ob Sa<0 ist. Falls die Straße glatt ist, Sa = 0, wird der Nein-Entscheidungszweig zu einem Block 1053 gewählt, um die Referenzradgeschwin­ digkeit Vss vor der Steuerung gleich Vsb-V₀₁ zu setzen, wobei V₀₁ typischerweise 5 km/h beträgt. Falls es sich um eine Straße mit geringer Rauhigkeit handelt, ist Sa = 1 und die Steuerung wird an einen Block 1054 über­ geben, um Vss gleich Vsb-V₀₂ zu setzen, wobei V₀₂ typi­ scherweise 10 km/h beträgt. Deshalb wird die Referenz­ radgeschwindigkeit Vss vor der Steuerung vermindert, wenn Sa von 0 auf 1 umschaltet und umgekehrt, entspre­ chend der Fig. 8a. Die Verminderung der Referenzge­ schwindigkeit Vss geschieht zur Verhinderung des vor­ zeitigen Lockerns der Bremse, wenn auf einer rauhen Straße leicht gebremst wird.

Während der Antiblockierregelung wird zum Prüfen des Wertes von Sa die Steuerung an einen Block 1055 über­ geben. Wenn Sa = 0 ist, wird ein Block 1056 ausgeführt, in dem ein Druckminderungsschwellenwert Vsn für den allmäh­ lichen Wechsel gleich Vsb-V₀₃ gesetzt wird, wobei V₀₃ typischerweise 1 km/h beträgt, und in dem ein Druckminde­ rungsschwellenwert Vsh für den raschen Wechsel gleich Vsb-V₀₄ gesetzt wird, wobei V₀₄ typischerweise 5 km/h beträgt. Ein Radbeschleunigungsreferenzwert G₃, der später zusammen mit G₁ und G₂ beschrieben werden wird, wird gleich KG₃a gesetzt, der typischerweise +7g beträgt (Block 1057). Ist in Block 1057 Sa = 1 wird in gleicher Weise der Druckminderungsschwellenwert Vsn für den allmählichen Wechsel gleich Vsn-V₀₅ gesetzt, wobei V₀₅ typischer­ weise 3 km/h beträgt (Block 1058), und der Druckminde­ rungsschwellenwert Vsh für den raschen Wechsel wird gleich Vsb-V₀₆ gesetzt, wobei V₀₆ typischerweise 7 km/h beträgt. Der Radbeschleunigungsreferenzwert G₃ wird gleich KG₃b gesetzt, der typischerweise +5g beträgt (Block 1059). Ist in Block 1055 Sa = 2, wird der Druck­ minderungsschwellenwert Vsn für den allmählichen Wechsel gleich Vsn-V₀₇ gesetzt, wobei V₀₇ typischerweise 5 km/h beträgt (Block 1060) und der Druckminderungsschwellenwert Vsh für den raschen Wechsel wird gleich Vsb-V₀₈ gesetzt, wobei V₀₈ typischerweise 10 km/h beträgt. Der Rad­ beschleunigungswert G₃ wird gleich KG₃c gesetzt, der typischerweise +3g beträgt (Block 1061).

Die Fig. 11a und 11b zeigen ein Zeitgeber-Interrupt-Unterprogramm, das in regelmäßigen Abständen während der Ausführung des Hauptprogramms abgearbeitet wird. Das Interrupt-Unterprogramm beginnt mit einem Block 201, in dem die Radgeschwindigkeit Vw für jedes der Räder auf der Basis von Daten festgelegt wird, die in einem in Fig. 12 gezeigten Interrupt-Unterprogramm für die Radge­ schwindigkeit abgeleitet werden, durch das das Haupt­ programm ebenfalls als Reaktion auf das Auftreten eines jeden Radgeschwindigkeitsimpulses unterbrochen wird. Genauer gesagt sind drei Interrupt-Unterprogramme für die Radgeschwindigkeit mit unterschiedlichen Prioritäten vorgesehen, um die gleichzeitig auftretenden Radge­ schwindigkeitsimpulse zu unterschiedlichen Zeiten zu zählen und die Zählwerte in adressierbaren Speicher­ plätzen des RAM′s abzuspeichern. In Block 201 werden die gezählten Radgeschwindigkeitsimpulse aus dem RAM ausgelesen, um den Unterschied zwischen dem Radge­ schwindigkeitszählwert bei der vorhergehenden Pro­ grammausführung und dem Wert zu erfassen, der während der augenblicklichen Ausführung abgeleitet worden ist, um einen digitalen Radgeschwindigkeitswert zu berechnen. Aus den Differenzen der aufeinanderfolgenden Radgeschwin­ digkeitswerte für jedes Rad wird in einem Block 202 die Radbeschleunigung Aw abgeleitet. In den Blöcken 201 und 202 können digitale Filtertechniken angewandt werden, um geringfügige Fluktuationen zu glätten.

Die Steuerung wird nun an einen Block 203 übergeben. Falls keine Freigabe-Entscheidung vorliegt, springt die Steuerung zu einem Block 204, um die Betätigungs­ vorrichtungen 17 bis 19 auszuschalten, so daß diese un­ verzüglich nach dem das Freigabe-Flag F_act zurück­ gesetzt worden ist, in einen passiven Zustand zurückkehren. Falls in Block 203 F act =1 ist, wird die Kontrolle einem Block 205 übergeben, um Radgeschwindigkeit und Radbeschleunigungswerte Vw, Aw mit den Referenzwerten Vsn, Vsh, G₁, G₂ und G₃ zu vergleichen.

Fig. 11b zeigt den Block 205 im Detail. In einem Block 2051a wird jeder in Schritt 201 abgeleitete Radge­ schwindigkeitswert Vw mit dem Druckminderungsschwellenwert für den allmählichen Wechsel Vsn verglichen. Falls Vw < Vsn ist, wird ein Druckminderungs-Flag f_VSN für den allmählichen Wechsel in einem Block 2051b gesetzt, und falls VwVsn ist, wird das Flag f_VSN in einem Block 2051c zurückgesetzt. Dann wird in einem Block 2052a der Radgeschwindigkeitswert Vw mit einem Druckminderungsschwellenwert für den schnellen Wechsel Vsh verglichen. Falls Vw<Vsh ist, wird in einem Block 2052b ein Druckminderungs-Flag f_VSH für den schnel­ len Wechsel gesetzt und wenn nicht, wird dieses Flag in einen Block 2052c zurückgesetzt.

Wie später verständlich wird, ist das Druckminderungs- Flag f_VSN für den allmählichen Wechsel ein bestimmen­ der Faktor für das Initiieren einer allmählichen Druck­ minderungsregelung an den hydraulischen Bremsen und das Druckminderungs-Flag f_VSH für den raschen Wechsel ist ein bestimmender Faktor für das Initiieren einer raschen Druckminderungsregelung bei den Bremsen.

Jeder Beschleunigungswert Aw wird nacheinander mit den Verzögerungsreferenzwert G₁ und den Beschleunigungs­ referenzwerten G₂ und G₃ verglichen. Referenzwert G₁ stellt eine Verzögerung dar, die typischerweise -2g beträgt, Referenzwert G₂ stellt eine Beschleunigung im Bereich zwischen +0,5g bis +1,0g dar und Referenzwert G₃ stellt eine Beschleunigung von +6g dar. Die Bedingung Aw<G₁ in einem Block 2053a verursacht, daß ein Flag fal in einem Block 2053b gesetzt wird und die Bedingung AwG₁ setzt es in einen Block 2053c zurück. Die Bedingung Aw<G₂ in einem Block 2054a verursacht, daß ein Flag f_G2 in einem Block 2054b gesetzt wird und die Bedingung AwG₂ setzt es in einen Block 2054c zurück. In gleicher Weise verursacht die Bedingung Aw<G₃ in einem Block 2055a, daß ein Flag fG3 in einem Block 2055b gesetzt wird und die Bedingung AwG₃ verursacht die Rücksetzung in einem Block 2055c.

Die Flags f_VSN, f_VSH, f_G1, f_G2 und f_G3 werden in einem Block 206 zur Auswahl eines Arbeitsmodus der Steuer­ einheit 28 für den Druckgradienten einer jeden Be­ tätigungsvorrichtung verwendet, um die Bremsen 9 bis 12 mit hydraulischem Druck mit einem passenden Gradienten zu beaufschlagen. Fig. 13 zeigt die Muster für den Druckgradienten, die den Arbeitsmoden der Betätigungs­ vorrichtungen 17 bis 19 zugeordnet sind, wobei diese Muster entsprechend unterschiedlichen Kombinationen dieser Flags ausgewählt werden können. Das ROM speichert die Arbeitsmoden der Solenoide in Bereichen ab, die als Funktion der Kombination der binären Zu­ stände dieser Flags adressiert werden.

Dann wird die Steuerung an einen Block 207 weitergege­ ben, um zu prüfen, ob ein Druckminderungsmodus ausge­ wählt ist und wenn dem so ist, wird ein Druckminderungszeitzähler C_dpt in einem Block 208 mit 1 inkrementiert, und wenn dem nicht so ist, wird dieser Zähler in einen Block 209 zurückgesetzt.

In einem Block 210 prüft der Mikroprozessor, ob der Druckminderungszeitzähler C_dpt eine voreingestellte Grenze von typischerweise 3 Sekunden überschreitet, und wenn dies der Fall ist, werden die Betätigungs­ vorrichtungen 17 bis 19 in einem Block 204 deaktiviert und wenn nicht, wird die Steuerung an einem Block 211 weitergegeben, um zu ermitteln, ob der ausgewählte Modus ein Druckerhöhungsmodus ist, und wenn dies der Fall ist, so wird ein Druckerhöhungszeitzähler C_upt in einem Block 212 um 1 inkrementiert, und falls dies nicht der Fall ist, wird dieser Zähler in einen Block 213 zurückgesetzt. Falls der Zähler C_upt in einem Block 214 eine 3-Sekunden-Periode anzeigt, werden die Betäti­ gungsvorrichtungen deaktiviert und falls dies nicht der Fall ist, bleiben sie aktiviert.

Die Arbeitsweise der Antiblockierregelung gemäß der Er­ findung läßt sich anhand der Fig. 14 besser verstehen. Angenommen der Indikator für Oberflächenrauhigkeit Sa hat während dem Antiblockiermodus von 0 auf 1 gewech­ selt, d. h. von einer glatten Straßenoberfläche zu einer wenig rauhen Oberfläche. Während der Zeit bevor Sa auf 1 schaltet, wird die Radbeschleunigung Aw mit dem höheren Referenzwert G₃ verglichen, der gleich KG_3a (= +7g) gesetzt ist, und der Radgeschwindig­ keitswert Vw wird mit dem höheren Wert des Druckminde­ rungsschwellenwertes für den allmählichen Wechsel Vsn (= Vsb - 1 km/h) und des Druckminderungsschwellenwertes für den raschen Wechsel Vsh (= Vsb - 5 km/h) verglichen.

Während dem Intervall zwischen den Zeitpunkten t₀ und t₁, in denen Vw größer ist als Vsn und Aw anfänglich größer als G₂ ist und sich dann auf einen Pegel zwi­ schen G₂ und G₁ verringert, wird entsprechend den Flags f_G2 = 1 und f_G1 = 1 anfänglich ein Modus III ausgewählt, und dann entsprechend dem Flag f_G1 = 1 ein Modus II ausgewählt, so daß sich der Bremsdruck, wie aus Fig. 13 ersichtlich, allmählich verstärkt. Zu einer Zeit t₁ fällt Vw unter Vsn, wobei Aw kleiner als G₁ ist, das Flag f_VSN = 1 wird gesetzt und der Modus V wird zum allmählichen Vermindern des Bremsdruckes ausge­ wählt. Fällt Vw zum Zeitpunkt t₂ unter Vsh, werden die Flags f_VSN und f_VSH zu 1 und der Modus IX wird zum raschen Vermindern des Bremsdrucks ausgewählt. Dann wird der Bremsdruck entsprechend einem Modus X für die allmähli­ che Druckminderung und entsprechend einem Modus XI für allmähliche Druckerhöhung geschaltet, wenn Aw nachei­ nander G₁ und G₂ überschreitet. Ein Modus XII für schnelle Druckerhöhung wird ausgewählt, wenn Aw G₃ kurz überschreitet, gefolgt von einem Modus VII, in dem der Bremsdruck allmählich verstärkt wird.

Wenn der Wert von Sa auf 1 schaltet, wird der Referenz­ wert G₃ auf den tieferen Wert KG₃b (= +5g) geschaltet und die Referenzwerte Vsn und Vsh werden ebenfalls auf die tieferen Werte Sb - 3 km/h bzw. Sb - 7 km/h umge­ schaltet. Die Reduzierung der Referenzwerte Vsn und Vsh veranlaßt das Antiblockiersystem mit einer reduzierten Empfindlichkeit auf rasch wechselnde Radgeschwindig­ keiten anzusprechen. Dies dient dazu, unerwünschte Aktivierungen der Betätigungsvorrichtungen 17 bis 19 zu minimieren, die aus Fahrzeugvibrationen resultieren und als "Oberflächenrauschen" bekannt sind. Andererseits verursacht die Reduzierung des Referenzwertes G₃, daß das System mit einer verstärkten Empfindlichkeit auf rasch wechselnde Beschleunigungen anspricht, indem die Zeitabschnitte für die allmählichen Druckerhöhungsmoden XI und III verringert werden und die Perioden für raschen Druckanstieg, wie zwischen den Zeiten t₃ und t₄, wie sie durch die Moden XII, VIII und IV bewirkt werden. Es ist daher ersichtlich, daß das Antiblockier­ system entsprechend der vorliegenden Erfindung eine übergroße Bremsdruckreduzierung verhindert, die andern­ falls aufgrund von zufälligen Fluktuationen der Rad­ geschwindigkeit auftreten würde, wenn das Fahrzeug auf einer Straße mit rauher Oberfläche fährt.

Aus Fig. 5 ist ersichtlich, daß das Unterprogramm 105 von einem Unterprogramm 106 zum Überprüfen des Systems gefolgt wird, in dem der Mikroprozessor das System auf Fehlfunktionen hin überprüft. Wie in Fig. 15 gezeigt, umfaßt ein Unterprogramm 106 Blöcke 1061 bis 1066. In dem Block 1066 werden die Radgeschwindigkeitssensoren 5 bis 7 hinsichtlich Fehlern, wie Unterbrechungen und Kurzschlüsse, geprüft. Die Quellenspannung des Energie­ versorgungsschaltkreises wird in Block 1062 auf zu große oder zu kleine Voltzahlen geprüft. In Block 1063 werden die elektromagnetischen Spulen der Betäti­ gungsvorrichtung auf Unterbrechungen und Kurzschlüsse geprüft und die Druckminderungsoperation wird in Block 1064 hinsichtlich einer fehlerhaften Verlängerung geprüft. Falls all diese Funktionen fehlerfrei ablaufen, wird die Steuerung dem Block 1065 übergeben, um ein Fehlerflag F_abn zurückzusetzen und falls Fehler erfaßt werden, dieses Fehlerflag F_abn in Block 1066 zu setzen.

Der Mikroprozessor fährt nun mit einem Schritt 107, Fig. 5, fort, indem er den Zustand des Fehlerflags F_abn überprüft. Falls F_abn = 0 ist, kennzeichnend dafür, daß kein Fehler erfaßt worden ist, springt die Steuerung zu dem Unterprogramm 102, um die zuvor beschriebene Programmausführung zu wiederholen und falls F_abn = 1 ist, wird die Steuerung einem Unterprogramm 108 übergeben. Ein Steuersignal wird an den Indikator-Treiber 40 ange­ legt, der dieses hält und das Warnlicht 25 aktiviert, um die Fahrzeuginsassen zu alarmieren.

Ein ausfallsicheres Unterprogramm 109 wird durch Aktivieren des Abschaltrelais 24 ausgeführt, um die Schaltkreise zu den Betätigungsvorrichtungen 17 bis 19 zu unterbrechen. Dadurch ist es dem System möglich, in einem "manuellen" Modus zu arbeiten, in dem der Bremsdruck in üblicher Weise durch das Drücken eines Bremspedals ge­ regelt wird. Vorzugsweise wird eine Anordnung vorgese­ hen, die die Treiber 36 bis 38 zu den Eingangsschalt­ kreisen abtrennt, um gegen Fehler des Abschaltrelais 24 gesichert zu sein.

Claims (5)

1. Antiblockiersystem mit einer Schaltungsanordnung zum Feststellen der Oberflächenrauhigkeit einer Straße mit:

• a) einem Drehzahlfühler (5, 6, 7) zum Erfassen der Radgeschwindigkeit (Vw) an mindestens einem Rad (1, 2, 3, 4),
• b) einer Anordnung, die das Radgeschwindigkeitssignal (Vw) in ein Drehverzögerungs- bzw. Drehbeschleuni­ gungssignal (Aw) umwandelt,
• c) einer Anordnung, die aus der Radgeschwindigkeit (Vw) eine Fahrzeugreferenzgeschwindigkeit (Vs) bil­ det,
• d) einer Steuereinrichtung (26), die die Signale (Vw) und (Aw) mit vorgegebenen Schwellenwerten ver­ gleicht und bei Überschreiten wenigstens eines Schwellenwerts ein Ausgangssignal an ein Blockier­ schutzventil (17, 18, 19) abgibt,
• e) wobei das Blockierschutzventil (17, 18, 19) den Bremsdruck am Rad absenkt und wieder erhöht,
• f) wobei die Steuereinrichtung (26) eine Anordnung aufweist, die ein unerwünschtes, durch die Fahrbahn verursachtes Ansprechen des Antiblockiersystems durch Verändern der Schwellenwerte erschwert,
  dadurch gekennzeichnet, daß
• g) die Steuereinrichtung (26)
  • g1) die Radbeschleunigung (Aw) mit unterschiedli­ chen Schwellenwerten (G_tha, G_thb) vergleicht, die Zahl der Überschreitungen innerhalb vorge­ gebenen Referenzzeiten (Ta, Tb, Tc, Td) erfaßt,
  • g2) die Überschreitungen mit Referenzwerten (Kbr1, Kbr2, Kvbr1, Kbvr2) vergleicht, um daraus die Fahrbahnrauhigkeit zu bestimmten, und
  • g3) eine Wechselvorrichtung aufweist zum Korrigie­ ren einer Differenz zwischen dem Schwellenwert und der Radgeschwindigkeit und damit zum Ver­ mindern einer Druckverminderungs-Ausgangsver­ stärkung, um eine Verminderung des Bremsdrucks auf das Rad zu erschweren; zum Korrigieren der Differenz zwischen dem Schwellenwert und der Radgeschwindigkeit und damit zum Erhöhen einer Druckerhöhungs-Ausgangsverstärkung, um ein Er­ höhen des Bremsdrucks zu erleichtern, falls die Straßenoberfläche von der Beurteilungsvorrich­ tung als rauh beurteilt wird.

2. Antiblockiersystem nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Steuereinrichtung ein Steuersignal für das Verringern des Bremsdruckes ausgibt, wenn die Radge­ schwindigkeit unter wenigstens einen ersten Schwellenwert (Vsn, Vsh) fällt und ein Steuersignal für die Erhöhung des Bremsdruckes ausgibt, wenn die Radbeschleunigung größer als wenigstens ein zweiter Schwellenwert (G2, G3) ist; und daß die Wechselvorrichtung bei der rauhen Fahrbahn­ oberfläche die Empfindlichkeit für das Verringern des Bremsdruckes durch die Reduzierung des ersten Schwellenwer­ tes (Vsn, Vsh) verringert und die Empfindlichkeit für die Erhöhung des Bremsdruckes durch die Reduzierung des zweiten Schwellenwertes (G2, G3) vergrößert.

3. Antiblockiersystem nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß zwei zweite Schwellenwerte vorgeschrieben sind, ein großer zweiter Schwellenwert (G3) und ein kleiner zweiter Schwellenwert (G2), der kleiner als der große zwei­ te Schwellenwert ist;
daß die Steuereinrichtung allmählich den Bremsdruck erhöht, wenn die Radbeschleunigung (Aw) im Bereich zwischen dem großen zweiten Schwellenwert (G3) und dem kleinen zwei­ ten Schwellenwert (G2) liegt, und rasch den Bremsdruck er­ höht, wenn die Radbeschleunigung den großen zweiten Schwel­ lenwert (G3) überschreitet; und
daß die Wechselvorrichtung bei rauher Fahrbahn­ oberfläche durch die Reduzierung des großen zweiten Schwel­ lenwertes (G3) einen Betriebsmodus mit rascher Druckerhö­ hung statt allmählicher Druckerhöhung auswählt, um die Er­ höhung des Bremsdruckes zu beschleunigen.

4. Antiblockiersystem nach wenigstens einem der vorherge­ henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuer­ einrichtung den Veränderungszustand der Radbeschleunigung durch Zählen des Auftretens des Überschreitens eines vorbe­ stimmten Schwellenwerts durch die Radbeschleunigung (Aw) erfaßt.

5. Antiblockiersystem nach wenigstens einem der vorherge­ henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die vorbe­ stimmten Referenzzeiten und die Referenzwerte (Kbr1, Kbr2, Kvbr1, Kvbr2) für die Oberflächenrauhigkeit der Straße da­ von abhängig sind, ob das Fahrzeug auf einer Straße mit ei­ ner glatten oder einer rauhen Oberfläche fährt.