DE3644258A1

DE3644258A1 - Antiblockiersteuersystem fuer motorfahrzeuge

Info

Publication number: DE3644258A1
Application number: DE19863644258
Authority: DE
Inventors: Haruki Shimanuki; Katsuya Miyake; Hideo Akima; Akira Hoashi
Original assignee: Akebono Brake Industry Co Ltd; Fujitsu Ltd
Current assignee: Akebono Brake Industry Co Ltd; Fujitsu Ltd
Priority date: 1985-12-27
Filing date: 1986-12-23
Publication date: 1987-07-02
Also published as: JPS62152957A; US4797825A; DE3644258C2; JPH0688532B2

Description

Die Erfindung betrifft ein System zur Verhinderung des Blockierens bzw. Rutschens der Räder eines Motorfahrzeugs beim Bremsen; insbesondere betrifft sie ein Antiblockiersteuersystem für Motorfahrzeuge, das derart gestaltet ist, daß es sehr wirksam mit einer Situation fertig wird, bei der der Reibungskoeffizient der Straßenoberfläche plötzlich von einem hohen auf einen niedrigen Wert während des Antiblockiersteuervorgangs abfällt.

Allgemein werden bei einem Antiblockiersystem für Motorfahrzeuge Halteventile und Abfallventile, die aus elektromagnetischen Ventilen bestehen, geöffnet und geschlossen, und zwar auf der Basis von elektrischen Signalen, die Radgeschwindigkeiten darstellen, welche mittels Radgeschwindigkeitsfühlern abgetastet werden, wodurch der Bremsdruck erhöht, gehalten oder vermindert wird, um eine verbesserte Steuermöglichkeit und Laufstabilität des Motorfahrzeuges während des Bremsvorgangs sicherzustellen, wobei gleichzeitig der Bremsweg vermindert wird.

Die Fig. 1 der beigefügten Zeichnung zeigt beispielsweise Möglichkeiten, in denen die Radgeschwindigkeit Vw und der Bremsdruck Pw während des Betriebs des herkömmlichen Antiblockiersteuersystems verändert werden, und zwar zusammen mit einem Haltesignal HS und einem Abfallsignal DS zum Öffnen und Schließen der Halteventile und Abfallventile.

Wenn die Bremsvorrichtung eines laufenden Motorfahrzeugs nicht betätigt wird, bleiben die Halteventile offen, während die Abfallventile geschlossen bleiben, und der Bremsdruck Pw wird nicht erhöht. Wenn die Bremseinrichtung betätigt wird, wird der Bremsdruck Pw erhöht, so daß die Radgeschwindigkeit Vw vermindert wid. Während die Radgeschwindigkeit Vw vermindert wird und wenn die Verlangsamung (negative Beschleunigung) des Rades einen vorbestimmten Wert erreicht, wird das Haltesignal HS erzeugt, durch welches die Halteventile geschlossen werden, so daß der Bremsdruck Pw gehalten wird; an einem Zeitpunkt, an dem die Radgeschwindigkeit gleich einer Referenzradgeschwindigkeit Vt wird, die derart eingestellt wird, daß sie der Radgeschwindigkeit Vw mit einer vorbestimmten Beziehung zu dieser folgt, d. h. an einem Zeitpunkt t 1, wenn Kurven, die die Radgeschwindigkeit Vw und die Referenzradgeschwindigkeit Vt darstellen, einander überkreuzen (siehe Fig. 1), wird das Abfallsignal DS erzeugt, durch das die Abfallventile geöffnet werden, so daß eine Verminderung des Bremsdruckes ausgelöst wird. Als Ergebnis dieser Verminderung des Bremsdruckes Pw, wird die Radgeschwindigkeit Vw von einer Abnahme zu einer Zunahme verändert, und zwar zum Zeitpunkt t 2, an dem ein niedriger Spitzenwert V 1 der Radgeschwindigkeit Vw auftritt. Entweder zum Zeitpunkt t 2 oder zum Zeitpunkt t 3, wenn die Radgeschwindigkeit bis zum Wert einer Geschwindigkeit Vb erhöht wurde, der größer ist als der untere Spitzenwert, und zwar um 15% des Unterschiedes A zwischen der Radgeschwindigkeit Va zum Zeitpunkt t 1, an dem die Verminderung des Bremsdruckes gestartet wurde, und der unteren Spitzengeschwindigkeit V 1, wird das Abfallsignal unterbrochen, so daß die Verminderung des Bremsdruckes Pw unterbrochen wird und daher der Bremsdruck Pw gehalten wird. Zum Zeitpunkt t 4, wenn die Radgeschwindigkeit Vw den Wert einer hohen Spitzenwertgeschwindigkeit Vh erreicht, wird der Aufbau des Bremsdruckes wieder gestartet. In diesem Fall wird der Aufbau des Bremsdruckes in einer derartigen Weise herbeigeführt, daß der Bremsdruck abwechselnd und aufeinanderfolgend erhöht und gehalten wird, und zwar aufgrund der Tatsache, daß das Haltesignal HS zerhackt bzw. intermittierend auftritt, so daß der Bremsdruck Pw sich allmählich aufbaut; auf diese Weise wird die Radgeschwindigkeit Vw vermindert und der Zyklus für die Verminderung des Bremsdruckes tritt erneut auf.

Wenn während des Betriebs des vorstehend erläuterten herkömmlichen Antiblockiersteuersystems der Reibungskoeffizient der Straßenoberfläche von einem hohen auf einen niedrigen Wert abfällt, d. h., wenn eine sogenannte "Hochsprung"-Straßenoberflächenbedingung auftritt, dann wird die Radgeschwindigkeit Vw stark abgesenkt; bei der vorstehend beschriebenen herkömmlichen Anordnung, bei der die Verminderung des Bremsdruckes einfach entweder am Zeitpunkt t 2 gestoppt wird, bei dem ein niedriger Spitzenwert der Radgeschwindigkeit Vw auftritt, oder an einem Zeitpunkt t 3, wenn eine 15%-Zunahme der Radgeschwindigkeit Vw ausgehend von einem unteren Spitzenwert auftritt, neigt also die Radgeschwindigkeit Vw dazu, hinter ihrem Erholungswert zurückzubleiben, so daß eines oder mehrere der Räder dazu neigen, früh zu blockieren.

Es ist daher ein Ziel der Erfindung, ein neuartiges und verbessertes Antiblockiersteuersystem für Motorfahrzeuge zu schaffen, das derart konstruiert ist, daß sogar dann, wenn die Radgeschwindigkeit tief abgefallen ist, wenn der Reibungskoeffizient der Straßenoberfläche sich plötzlich von einem hohen auf einen niedrigen Wert ändert, d. h. wenn ein sogenannter "Hochsprung"- Straßenoberflächenzustand auftritt, es der Radgeschwindigkeit ermöglicht ist, zu erholen.

Kurz gesagt wird gemäß der Erfindung eine berechnete Fahrzeuggeschwindigkeit Vw auf der Basis der höchsten Radgeschwindigkeiten des Motorfahrzeuges (Auswahl der höchsten Radgeschwindigkeit) eingestellt; eine erste Referenzgeschwindigkeit Vt 1 und eine zweite Referenzgeschwindigkeit Vt 2, die mit der berechneten Fahrzeuggeschwindigkeit Vw entweder über vorbestimmte Geschwindigkeitsdifferenzen oder über vorbestimmte Verhältnisse verknüpft sind, werden derart eingestellt, daß die erste Referenzgeschwindigkeit Vt 1 höher ist als die zweite Referenzgeschwindigkeit Vt 2 (Vt 1 ist größer als Vt 2;) und wenn die Zeitspanne von einem Zeitpunkt, an dem die Radgeschwindigkeit vermindert wird, den Wert der zweiten Referenzgeschwindigkeit Vt 2 erreicht, bis zu einem Zeitpunkt, der in Beziehung zu einem unteren Spitzenwert der Radgeschwindigkeit eingestellt wurde, so daß die Verminderung des Bremsdruckes dabei gestoppt wird, länger ist als eine vorbestimmte Zeitspanne, wird die Verminderung des Bremsdruckes fortgesetzt, bis die Radgeschwindigkeit bis zu dem Wert der ersten Referenzgeschwindigkeit erhöht wird, und zwar trotz des Auftretens desjenigen Zeitpunkts, an dem die Verminderung des Bremsdruckes gestoppt werden soll.

Die Erfindung wird im folgenden beispielsweise unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert; es zeigt:

Fig. 1 eine Darstellung zur Erläuterung der Betriebsweise eines herkömmlichen Antiblockiersteuersystems;

Fig. 2 ein Blockdiagramm des Antiblockiersteuersystems gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 3 eine Darstellung zur Erläuterung der Betriebsweise des erfindungsgemäßen Systems; und

Fig. 4 ein Flußdiagramm zur Erläuterung der Betriebsweise des erfindungsgemäßen Systems.

In der Fig. 2 ist als Blockdiagramm das Antiblockiersteuersystem gemäß einer Ausführungsform der Erfindung gezeigt, das einen Geschwindigkeitsfühler 1 für das vordere linke Rad umfaßt, sowie einen Geschwindigkeitsfühler 2 für das vordere rechte Rad, einen Geschwindigkeitsfühler 3 für das hintere linke Rad und einen Geschwindigkeitsfühler 4 für das hintere rechte Rad. Signale aus den jeweiligen Radgeschwindigkeitsfühlern 1 bis 4 werden jeweils an Rechenschaltungen 5 bis 8 geleitet, so daß Radgeschwindigkeitssignale Vw 1 bis Vw 4 berechnet werden; die Geschwindigkeiten Vw 1 und Vw 2 für das vordere linke und rechte Rad werden jeweils an die Eingänge von Steuerlogikschaltungen 9 und 10 geführt; die Geschwindigkeiten Vw 3 und Vw 4 des hinteren linken und rechten Rades werden in eine Auswahlschaltung 11 eingegeben, so daß die niedrigere dieser beiden Radgeschwindigkeiten ausgewählt wird (Auswahl der niedrigeren Radgeschwindigkeit); die ausgewählte niedrigere Radgeschwindigkeit, die mit Vw(3.4) bezeichnet ist, wird in eine Steuerlogikschaltung 12 eingegeben. Die Halteventile HV und die Abfallventile DV werden durch die Steuerlogikschaltungen 9, 10 und 12 gesteuert.

Überdies werden die vier Radgeschwindigkeiten Vw 1 bis Vw 4 auch in eine weitere Auswahlschaltung 13 eingegeben, so daß die höchste dieser vier Radgeschwindigkeiten ausgewählt wird (Auswahl der höchsten Geschwindigkeit); die ausgewählte höchste Radgeschwindigkeit wird durch einen Begrenzer 14 geleitet, der derart aufgebaut ist, daß der Veränderungen der ausgewählten höchsten Radgeschwindigkeit im Bereich von +1G bis -1G begrenzt, so daß eine berechnete Fahrzeuggeschwindigkeit, wie sie in der Fig. 3 bei Vv gezeigt ist, auf der Basis der höchsten Radgeschwindigkeit derart eingestellt wird, daß die berechnete Radgeschwindigkeit, die ungefähr der tatsächlichen Radgeschwindigkeit entspricht, der höchsten Radgeschwindigkeit folgt und ihre Beschleunigung und Verzögerung den Bereich zwischen +1G und -1G nicht über- bzw. unterschreitet. Die berechnete Fahrzeuggeschwindigkeit Vv wird dann an eine Referenzgeschwindigkeiteinstellschaltung 15 geleitet, in welcher Referenzgeschwindigkeiten VT 1 und VT 2 derart eingestellt werden, daß diese Referenzgeschwindigkeiten Vt 1 und VT 2 um 5 km/h und um 10 km/h niedriger sind und der berechneten Fahrzeuggeschwindigkeit Vv jeweils mit derartigen Geschwindigkeitsdifferenzen folgen. Der Ausgang der Referenzgeschwindigkeits- Einstellschaltung 15 ist an die Steuerlogikschaltungen 9, 10 und 12 gelegt. Die Referenzgeschwindigkeit VT 2 wird derart eingestellt, daß bei einem normalen Straßenoberflächenzustand die abnehmende Radgeschwindigkeit Vw, welche Vw 1, Vw 2 oder Vw(3.4) sein kann, nicht unter den Wert der Referenzgeschwindigkeit VT 2 absinkt, während die Referenzgeschwindigkeit VT 1 derart eingestellt wird, daß sie etwa in der Mitte zwischen dem Wert der berechneten Fahrzeuggeschwindigkeit Vv und dem Wert der Referenzgeschwindigkeit VT 2 liegt. In den jeweiligen Steuerlogikschaltungen 9, 10 und 12 wird, wie beim Stand der Technik, die Radgeschwindigkeit Vw mit der Referenzgeschwindigkeit Vt verglichen, so daß die Verminderung des Bremsdruckes Pw zum Zeitpunkt t 1 gestartet und entweder zum Zeitpunkt t 2, bei dem ein niedriger Spitzenwert der Radgeschwindigkeit auftritt, oder zum Zeitpunkt t 3 gestoppt wird, wenn eine 15%-Erholung der Radgeschwindigkeit von dem niedrigen Spitzenwert auftritt. Wenn die Radgeschwindigkeit während der Verminderung des Bremsdruckes Pw niedriger wird als die Referenzgeschwindigkeit VT 2 wird die Zeitspanne T von dem Zeitpunkt t 4, an dem die Radgeschwindigkeit gleich der Referenzgeschwindigkeit VT 2 wird, bis zum Zeitpunkt t 3, an dem die 15%-Erholung der Radgeschwindigkeit von dem niedrigen Spitzenwert her auftritt, gemessen. Wenn die gemessene Zeitspanne T länger ist als eine vorbestimmte Zeitspanne T 1 (beispielsweise 150 ms), dann wird die Verminderung des Bremsdruckes Pw fortgesetzt und nicht zum Zeitpunkt t 3 gestoppt. Der Bremsdruck Pw wird bis zum Zeitpunkt t 5 gehalten, wenn die Radgeschwindigkeit Vw gleich der Referenzgeschwindigkeit VT 1 wird (die Verminderung des Bremsdruckes Pw wird zum Zeitpunkt t 5 gestoppt). Aufgrund der Tatsache, daß die Zeitspanne, während der der Bremsdruck Pw vermindert wird, ausgedehnt wird, kann sich die Radgeschwindigkeit Vw sogar dann rasch erholen ohne daß ein frühes Blockieren auftritt, wenn die Radgeschwindigkeit tief abgesunken ist, weil der Reibungskoeffizient der Straßenoberfläche sich plötzlich von einem hohen auf einen niedrigen Wert veränderte. In der Fig. 3 zeigen die gestrichelten Linien die Radgeschwindigkeit Vw′ und den Bremsdruck Pw′, die dann auftreten, wenn die Verminderung des Bremsdruckes zum Zeitpunkt t 3 wie beim Stand der Technik gestoppt wird. Sogar wenn die Radgeschwindigkeit unter den Wert der Referenzgeschwindigkeit VT 2 absinkt, falls die gemessene Zeitspanne T kürzer ist als die vorbestimmte Zeitspanne T 1, wird die Verminderung des Bremsdruckes entweder zu dem Zeitpunkt gestoppt, an dem ein niedriger Spitzenwert der Radgeschwindigkeit auftritt, oder an einem Zeitpunkt, wenn eine 15%-Zunahme der Radgeschwindigkeit von dem niedrigen Spitzenwert her auftritt, so daß der Bremsdruck Pw gehalten wird.

In der Fig. 4 ist ein Flußdiagramm gezeigt, das die Art und Weise darstellt, in welcher die Abfallventile DV gemäß der Erfindung gesteuert werden. Beim Schritt 21 werden die jeweiligen Radgeschwindigkeiten Vw 1 bis Vw 4 eingelesen; beim Schritt 22 wird die höchste der Radgeschwindigkeiten Vw 1 bis Vw 4 ausgewählt; beim Schritt 23 wird die ausgewählte höchste Radgeschwindigkeit durch einen Begrenzer geleitet, der derart gestaltet ist, daß er Veränderungen der ausgewählten höchsten Radgeschwindigkeit derart begrenzt, daß sie im Bereich von +1G bis -1G bleiben, so daß eine berechnete Fahrzeuggeschwindigkeit Vv erzeugt wird. Beim Schritt 24 wird eine Referenzgeschwindigkeit VT 1 (= Vv - 5 km/h) auf der Basis der berechneten Fahrzeuggeschwindigkeit eingestellt; beim Schritt 25 wird dann eine weitere Referenzgeschwindigkeit VT 2 (= Vv - 10 km/h) auf der Basis der berechneten Fahrzeuggeschwindigkeit Vv eingestellt. Danach wird im Schritt 26 beurteilt, ob die Radgeschwindigkeit Vv gleich einer Referenzradgeschwindigkeit Vt wird; falls das Ergebnis der Beurteilung "Ja", ist, dann wird im Schritt 27 ein Abfallsignal DS erzeugt, so daß die Verminderung des Bremsdruckes Pw zum Zeitpunkt t 1 gestartet wird. Beim Schritt 28 wird beurteilt, ob die gerade in Verminderung begriffene Radgeschwindigkeit Vv die Referenzgeschwindigkeit VT 2 erreicht; falls das Ergebnis der Beurteilung "Ja" ist, dann wird im Schritt 29 ein Zeitgeber betätigt, um die Zeitmessung zum Zeitpunkt t 4 zu starten, an dem die Radgeschwindigkeit Vw den Wert der Referenzgeschwindigkeit VT 2 erreicht. Beim Schritt 30 wird beurteilt, ob eine 15%-Erholung der Radgeschwindigkeit Vw von dem unteren Spitzenwert aus aufgetreten ist, d. h., ob der Zeitpunkt t 3, an dem der Bremsdruck vermindert wird, erreicht worden ist; falls das Ergebnis der Beurteilung "Ja" ist, dann wird im Schritt 31 die Zeitspanne T von dem Zeitpunkt t 4, an dem die Radgeschwindigkeit Vw den Wert der Referenzgeschwindigkeit VT 2 erreicht hat, bis zum Zeitpunkt t 3, an dem die Verminderung des Bremsdruckes gestoppt wird, mit einer vorbestimmten Zeitspanne T 1(beispielsweise 150 ms) verglichen, und falls T länger ist als T 1 wird die Verminderung des Bremsdruckes fortgesetzt. Beim Schritt 32 erfolgt eine Beurteilung, ob die Radgeschwindigkeit Vw bis zu dem Wert der Referenzgeschwindigkeit VT 1 erhöht wurde und beim Schritt 33 wird das Abfallsignal zum Zeitpunkt t 5 unterbrochen, wenn das Ergebnis der Beurteilung "Ja" ist, so daß die Verminderung des Bremsdruckes gestoppt wird. Wenn das Ergebnis der Beurteilung im Schritt 28 "Ja" ist, d. h., wenn die Radgeschwindigkeit Vw den Wert der Referenzgeschwindigkeit VT 2 nicht erreicht hat, erfolgt eine Beurteilung im Schritt 34, ob eine 15%-Zunahme der Radgeschwindigkeit Vw von dem niedrigen Spitzenwert aus aufgetreten ist; falls das Ergebnis der Beurteilung im Schritt 34 "Ja" ist, dann wird unmittelbar zum Schritt 33 übergegangen, so daß die Verminderung des Bremsdruckes gestoppt wird. Wenn das Ergebnis der Beurteilung im Schritt 34 "Nein" ist, d. h. wenn T kürzer ist als T 1, wird ebenfalls zum Schritt 33 übergegangen, so daß die Verminderung des Bremsdruckes gestoppt wird.

Obgleich bei der vorstehend beschriebenen Ausführungsform die Referenzgeschwindigkeiten VT 1 und VT 2 mit der berechneten Fahrzeuggeschwindigkeit Vv über die vorbestimmten Geschwindigkeitsdifferenzen verknüpft waren, ist es auch möglich, daß derartige Referenzgeschwindigkeiten bestimmten Verhältnissen mit der berechneten Fahrzeuggeschwindigkeit verknüpft werden.

Wie sich aus der vorstehenden Erläuterung ergibt, ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß dann, wenn die Zeitspanne T von dem Zeitpunkt t 4, an dem die sich vermindernde Radgeschwindigkeit Vw den Wert der Referenzgeschwindigkeit VT 2 erreicht, bis zum Zeitpunkt t 3, der in Beziehung zu einem niedrigen Spitzenwert der Radgeschwindigkeit derart eingestellt ist, daß die Verminderung des Bremsdruckes an diesem Zeitpunkt gestoppt werden soll, die Verminderung des Bremsdruckes fortgesetzt wird bis zum Zeitpunkt t 5, an dem die Radgeschwindigkeit Vw bis zum Wert der Referenzgeschwindigkeit VT 1 erhöht wird, wodurch sogar dann, wenn sie tief abgefallen ist, weil der Reibungskoeffizient der Straßenoberfläche sich plötzlich von einem hohen Wert auf einen niedrigen Wert verändert, d. h. weil die Straßenoberfläche einen "Sprung" des Reibungskoeffizienten aufweist, die Radgeschwindigkeit sich rasch erholen kann, so daß die Räder des Motorfahrzeugs daran gehindert werden, früh zu blockieren.

Claims

1. Antiblockiersteuersystem für Motorfahrzeuge, bei dem die Radgeschwindigkeit durch Erhöhen des Bremsdrucks vermindert und dann durch Vermindern des Bremsdrucks erhöht wird, wobei ferner ein Zeitpunkt, an dem die Verminderung des Bremsdruckes gestoppt werden soll, in Beziehung zu einem unteren Spitzenwert der Radgeschwindigkeit eingestellt wird, an dem die Radgeschwindigkeit von der Verlangsamung zur Beschleunigung geändert wird, wobei dieses System die folgenden Merkmale umfaßt:
Erste Einrichtungen zum Einstellen einer berechneten Fahrzeuggeschwindigkeit auf der Basis der höchsten Radgeschwindigkeit des Motorfahrzeugs;
zweite Einrichtungen zum Einstellen einer ersten und einer zweiten Referenzgeschwindigkeit, die beide niedriger sind als die berechnete Fahrzeuggeschwindigkeit und dieser folgen, und zwar mit einer ersten und einer zweiten Geschwindigkeitsdifferenz oder jeweils einem ersten und zweiten Verhältnis zu dieser, wobei die erste Referenzgeschwindigkeit höher ist als die zweite Referenzgeschwindigkeit;
dritten Einrichtungen zur Ermöglichung der Verminderung des fortzusetzenden Bremsdrucks, und zwar trotz des Auftretens desjenigen Zeitpunkts, an dem die Verminderung des Bremsdruckes gestoppt werden soll, bis die Fahrzeuggeschwindigkeit sich bis zu dem Wert der ersten Referenzgeschwindigkeit hin wieder erholt, wenn die Zeitspanne von dem Zeitpunkt, an dem die Radgeschwindigkeit den Wert der zweiten Referenzgeschwindigkeit erreicht, bis zu dem Zeitpunkt, der in Beziehung zu einem unteren Spitzenwert der Radgeschwindigkeit eingestellt wurde, so daß die Verminderung des Bremsdruckes dabei gestoppt wird, länger ist als eine vorbestimmte Zeitspanne.

2. System nach Anspruch 1, bei dem die Einrichtungen zum Einstellen der berechneten Fahrzeuggeschwindigkeit eine Einrichtung zur Begrenzung und Veränderungen der höchsten Fahrzeuggeschwindigkeit auf den Bereich von -1G bis +1G umfassen.

3. System nach Anspruch 1, bei dem die ersten und zweiten Referenzgeschwindigkeiten um 5 km/h bzw. 10 km/h geringer sind als die berechnete Fahrzeuggeschwindigkeit und dieser mit derartigen Geschwindigkeitsdifferenzen folgen.

4. System nach Anspruch 1, bei dem die vorbestimmte Zeitspanne 150 ms beträgt.