DE3644259A1

DE3644259A1 - Antiblockiersteuersystem fuer motorfahrzeuge

Info

Publication number: DE3644259A1
Application number: DE19863644259
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
Anticipated expiration: 2006-12-24
Also published as: DE3644259C2; JPS62152958A; JPH0725296B2; US4773714A

Description

Die Erfindung betrifft ein neuartiges und verbessertes Antiblockiersteuersystem für Motorfahrzeuge, das derart arbeitet, daß die Räder des Motorfahrzeugs daran gehindert werden, während des Bremsvorgangs des Motorfahrzeugs zu blockieren.

Bei einem Antiblockiersteuersystem für Motorfahrzeuge wird allgemein eine Steuerung mittels Mikrocomputern derart ausgeführt, daß als elektromagnetische Ventile ausgeführte Halteventile und Abfallventile auf der Basis von elektrischen Signalen geöffnet und geschlossen werden, welche Radgeschwindigkeiten entsprechen, die durch Radgeschwindigkeitsfühler ermittelt wurden, wodurch eine Erhöhung, ein Halten oder ein Vermindern des Bremsdruckes erfolgt, und zwar zur Sicherstellung eines verbesserten Lenkverhaltens und einer verbesserten Laufstabilität des Motorfahrzeugs, während gleichzeitig der Bremsweg verkürzt wird.

Die Fig. 1 der beigefügten Zeichnung zeigt beispielsweise die Art und Weise, in der die Radgeschwindigkeit Vw, die Radbeschleunigung und -verlangsamung +w, -w und der Bremsdruck Pw während des Betriebs des herkömmlichen Antiblockiersteuersystems verändert werden, sowie das Haltesignal HS und das Abfallsignal DS zum Öffnen und Schließen von Halteventilen und Abfallventilen.

Wenn die Bremsvorrichtung eines fahrenden Motorfahrzeugs nicht betätigt wird, bleiben die Halteventile offen und die Abfallventile geschlossen, und der Bremsdruck Pw wird nicht erhöht; wenn die Bremsvorrichtung betätigt wird, wird der Bremsdruck Pw zum Zeitpunkt t 1 erhöht, so daß die Radgeschwindigkeit vermindert wird. Eine Referenzradgeschwindigkeit Vt ist eingestellt, die um einen vorbestimmten Betrag Δ V niedriger ist als die Radgeschwindigkeit Vw und dieser mit einer derartigen Geschwindigkeitsdifferenz folgt. Die Referenzradgeschwindigkeit Vt ist also derart eingestellt, daß dann, wenn die Verlangsamung (negative Beschleunigung) -w des Rades einen vorbestimmten Schwellwert von beispielsweise -1G zum Zeitpunkt t 2 erreicht, die Referenzgeschwindigkeit Vt danach derart verläuft, daß sie linear mit einem Verlangsamungsradienten von -1G abnimmt. Zum Zeitpunkt t 3, an dem die Verlangsamung -w des Rades einen vorbestimmten Maximalwert -Gmax erreicht, wird das Haltesignal HS unterbrochen, so daß die Halteventile geschlossen werden und dadurch der Bremsdruck Pw gehalten wird.

Da der Bremsdruck Pw gehalten wird, wird die Radgeschwindigkeit Vw weiter vermindert. Zum Zeitpunkt t 4 werden die Radgeschwindigkeit Vw und die Referenzradgeschwindigkeit Vt einander gleich und es wird ein Abfallsignal DS erzeugt, durch welches die Abfallventile geöffnet werden, so daß eine Verminderung des Bremsdrucks Pw gestartet wird. Durch diese Verminderung des Bremsdrucks Pw ändert sich die Radgeschwindigkeit Vw von Verzögerung zur Beschleunigung, und zwar zum Zeitpunkt t 5, an dem ein niedriger Spitzenwert V 1 der Radgeschwindigkeit Vw auftritt. Entweder am Zeitpunkt t 5 oder am Zeitpunkt t 6, an dem die Radgeschwindigkeit Vw bis zu dem Wert einer Geschwindigkeit Vb erhöht wird, der höher ist als der niedrige Spitzenwert, und zwar um 15% der Differenz A zwischen der Radgeschwindigkeit Va zum Zeitpunkt t 4, an dem die Verminderung des Bremsdruckes gestartet wird, und der niedrigen Spitzenwertgeschwindigkeit V 1, wird das Abfallsignal DS unterbrochen; dadurch werden die Abfallventile geschlossen, so daß die Verminderung des Bremsdruckes Pw gestoppt und dadurch die Bremsdruck gehalten wird. Die Radgeschwindigkeit Vw wird weiter erhöht und erreicht zum Zeitpunkt t 7 einen hohen Spitzenwert; daraufhin wird der Bremsdruck Pw wieder erhöht. In diesem Fall wird der Aufbau des Bremsdruckes Pw derart bewirkt, daß der Bremsdruck Pw alternativ aufeinanderfolgend erhöht und gehalten wird, und zwar aufgrund der Tatsache, daß das Haltesignal HS kurz hintereinander ein- und ausgeschaltet wird, so daß der Bremsdruck Pw sich allmählich aufbaut. Auf diese Weise wird die Radgeschwindigkeit Vw vermindert und zum Zeitpunkt t 8 tritt die Betriebsweise zur Verminderung des Bremsdruckes wiederum auf. Die Betriebsarten der Erhöhung, des Haltens und der Verminderung des Bremsdruckes werden wie vorstehend erläutert in Kombination ausgeführt, so daß die Radgeschwindigkeit Vw derart gesteuert werden kann, daß die Fahrzeuggeschwindigkeit vermindert werden kann, während die Räder des Motorfahrzeugs daran gehindert werden, zu blockieren.

Zur Vermeidung eines nachteiligen Einflusses von unerwünschter Störinformation, die in Abhängigkeit von dem Straßenoberflächenzustand erzeugt werden kann, wird bei dem vorstehend erläuterten herkömmlichen Antiblockiersteuersystem der Schwellwert der Verzögerung, an dem die Referenzgeschwindigkei Vt derart verändert wird, daß sie sich mit einem konstanten Gradienten linear vermindert, derart gewählt, daß er beispielsweise -1G ist, was höher ist, als die Verzögerung, die bei einer normalen Situation auftritt. Daß die Verzögerung der Radgeschwindigkeit den vorstehend erwähnten Schwellwert -1G erreicht hat, wird ermittelt; auf der Basis dieser Ermittlung läßt man die Referenzgeschwindigkeit Vt mit dem Verzögerungsgradienten von -1G vom Zeitpunkt t 2 an vermindern; zum Zeitpunkt t 4, an dem die Radgeschwindigkeit Vw und die Referenzradgeschwindigkeit Vt einander gleich werden, wird eine Verminderung des Bremsdruckes Pw ausgelöst. Wenn also die Radgeschwindigkeit Vw mit einer Verzögerung von beispielsweise -0,7G vermindert wird, also einem wegen leichten Bremsens kleineren Wert als der Schwellwert der Verzögerung von -1G, beispielsweise, folgt die Referenzradgeschwindigkeit Vt einfach der Radgeschwindigkeit Vw mit der Geschwindigkeitsdifferenz Δ V und wird niemals gleich dieser; es wird daher kein Zeitpunkt ermittelt, an dem der Bremsdruck Pw zu vermindern ist, so daß die Radgeschwindigkeit fortwährend mit einer zunehmenden Abweichung von der Fahrzeuggeschwindigkeit abnimmt.

Auf einer Straßenoberfläche mit niedrigem Reibungskoeffizienten kann daher ein frühes Blockieren des Rades auftreten.

Es ist daher ein Ziel der Erfindung, ein neuartiges und verbessertes Antiblockiersteuersystem für Motorfahrzeuge zu schaffen, das derart aufgebaut ist, daß sogar bei einem derartigen leichten Bremsen, bei dem ein Punkt, an dem der Bremsdruck zu vermindern ist während des normalen Antiblockiersteuervorganges nicht auftritt, wenn auch ein derartiger Bremsdruckverminderungspunkt auftritt und die so stark abgefallene Radgeschwindigkeit sich ausreichend erholen kann, so daß ein frühes Blockieren des Rades vermieden werden kann.

Kurz gesagt wird gemäß der Erfindung eine berechnete Radgeschwindigkeit Vv auf der Basis der höchsten der Radgeschwindigkeiten des Motorfahrzeuges erreichtet; eine erste Referenzgeschwindigkeit VT 1 und eine zweite Referenzgeschwindigkeit VT 2 werden errichtet, die beide niedriger sind als die berechnete Fahrzeuggeschwindigkeit Vv und dieser entweder mit einer ersten bzw. einer zweiten vorbestimmten Geschwindigkeitsdifferenz folgen oder mit einem ersten bzw. zweiten vorbestimmten Verhältnis, wobei die erste Referenzgeschwindigkeit VT 1 höher ist als die zweite Referenzgeschwindigkeit VT 2 (VT 1 ist größer als VT 2); wenn die Radgeschwindigkeit fortwährend mit einer Verzögerung abnimmt, die geringer ist als ein vorbestimmter Verzögerungsschwellwert, wird die Verminderung des Bremsdruckes an einem Zeitpunkt gestartet, an dem eine vorbestimmte Zeitspanne T 1 von einem Zeitpunkt aus verstreicht, an dem die Radgeschwindigkeit den Wert der zweiten Referenzgeschwindigkeit VT 2 erreicht; die Verminderung des Bresmdruckes wird an einem Zeitpunkt beendet, an dem die Radgeschwindigkeit bis zu dem Wert der ersten Referenzgeschwindigkeit VT 1 zugenommen hat, und zwar aufgrund der Verminderung des Bremsdrucks.

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 vorliegenden Systems; und

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

In der Fig. 2 ist als Blockdiagramm das Antiblockiersteuersystem gemäß einer Ausführungsform der Erfindung dargestellt; in der Fig. 3 sind die Beziehungen zwischen der Radgeschwindigkeit Vw, dem Bremsdruck Pw, dem Haltesignal HS und dem Abfallsignal DS gezeigt.

Das Antiblockiersteuersystem der Fig. 2 umfaßt einen Radgeschwindigkeitsfühler 1 für das vordere linke Rad, einen Radgeschwindigkeitsfühler 2 für das vordere rechte Rad, einen Radgeschwindigkeitsfühler 3 für das hintere linke Rad und einen Radgeschwindigkeitsfühler 4 für das hintere rechte Rad. Die Radgeschwindigkeiten Vw 1 bis Vw 4 werden in Geschwindigkeitsrechenschaltungen 5 bis 8 auf der Basis von Signalen errechnet, die jeweils aus den Radgeschwindigkeitsfühlern 1 bis 4 erhalten wurden; die Radgeschwindigkeiten des linken und rechten Vorderrades werden in Steuerlogikschaltungen 9 bzw. 10 eingegeben; die Radgeschwindigkeiten 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; die ausgewählte niedrigere Radgeschwindigkeit, die durch Vw(3.4) angegeben ist, wird einer Steuerlogikschaltung 12 eingegeben; die Halteventile HV und die Abfallventile DV werden durch die Steuerlogikschaltungen 9, 10 und 12 gesteuert.

Überdies werden die Radgeschwindigkeiten Vw 1 bis Vw 4 in eine weitere Auswahlschaltung 13 eingegeben, so daß die höchste dieser Radgeschwindigkeiten ausgewählt wird; die ausgewählte höchste Radgeschwindigkeit wird durch einen Begrenzer 14 geführt, der derart aufgebaut ist, daß er Variationen der ausgewählten höchsten Radgeschwindigkeit auf den Bereich von -1G bis +1G begrenzt, so daß eine berechnete Fahrzeuggeschwindigkeit, die t Vv in der Fig. 3 erreichtet wird, die sich mit einem Verlangsamungsgradienten von beispielsweise 0,2G verändern kann. Danach wird die berechnete Fahrzeuggeschwindigkeit Vv in eine Referenzgeschwindigkeitseinstellschaltung 15 eingegeben, in der auf der Basis der berechneten Fahrzeuggeschwindigkeit Vv Referenzgeschwindigkeiten VT 1 und VT 2 errichtet werden, die um 5 km/h bzw. 10 km/h geringer sind und jeweils der berechneten Fahrzeuggeschwindigkeit Vv folgen. Der Ausgang der Referenzgeschwindigkeitseinstellschaltung -15 ist an die Steuerlogikschaltungen 9, 10, 12 geführt. In den jeweiligen Steuerlogikschaltungen 9, 10 und 12 wird wie beim Stand der Technik die Radgeschwindigkeit Vw, die entweder Vw 1, Vw 2 oder Vw(3.4) sein kann, ständig mit der Referenzradgeschwindigkeit Vt verglichen. Zum Zeitpunkt 4 (Fig. 1), wird daher, beispielsweise wenn die Radgeschwindigkeit Vw und die Referenzradgeschwindigkeit Vt einander gleich werden, eine Verminderung des Bremsdruckes ausgelöst; entweder zum Zeitpunkt t 5, an dem ein niedriger Spitzenwert der Radgeschwindigkeit Vw auftritt, oder am Zeitpunkt t 6, wenn eine 15%-Erholung der Radgeschwindigkeit von dem niedrigen Spitzenwert auftritt, wird die Verminderung des Bremsdruckes gestoppt. In dem Fall jedoch, bei dem die Verlangsamung -Vw des Rades beispielsweise nur -0,7G beträgt und den vorbestimmten Schwellwert -1G nicht erreicht, obgleich der Bremsdruck Pw erhöht wurde, dann tritt kein Punkt auf, an dem der Bremsdruck vermindert wird und die Radgeschwindigkeit wird den Wert der Referenzgeschwindigkeit VT 2 zum Zeitpunkt t 10 erreichen, wie in der Fig. 3 dargestellt. Da die Verzögerung des Rades -w den Schwellwert -1G wie vorstehend erwähnt nicht erreicht, wird in einem derartigen Fall kein Haltesignal HS erzeugt, so daß die Radgeschwindigkeit weiterhin abnimmt. Zum Zeitpunkt t 10, an dem die Radgeschwindigkeit Vw den Wert der Referenzgeschwindigkeit VT 2 erreicht, wird ein Zeitgeber zum Zählen der Zeitpunkt gestartet; zum Zeitpunkt t 11, an dem eine vorbestimmte Zeitspanne T 1 (beispielsweise 150 ms) verstrichen ist, werden sowohl das Haltesignal HS als auch das Abfallsignal DS erzeugt, so daß die Halteventile HV geschlossen werden, während die Abfallventile DV geöffnet werden, und folglich wird eine Verminderung des Bremsdruckes Pw eingeleitet. Als Ergebnis dieser Verminderung des Bremsdruckes wird die Radgeschwindigkeit Vw von Verzögerung auf Beschleunigung umgestellt; in diesem Fall wird jedoch die Verminderung des Bremsdrucks Pw nicht unterbrochen, wenn ein niedriger Spitzenwert der Radgeschwindigkeit Vw auftritt, oder eine 15%-Erholung der Radgeschwindigkeit Vw von dem niedrigen Spitzenwert aus auftritt. Zum Zeitpunkt t 12, an dem die Radgeschwindigkeit Vw bis zu dem Wert der Referenzgeschwindigkeit VT 1 erhöht wurde, wird das Abfallsignal DS unterbrochen, so daß die Abfallventile DV geschlossen werden. Die Verminderung des Bremsdruckes wird daher gestoppt und der Bremsdruck wird gehalten. Danach wird zum Zeitpunkt t 13, an dem ein hoher Spitzenwert der Radgeschwindigkeit Vw auftritt, der Bremsdruck erhöht.

Wenn die Verminderung des Bremsdruckes Pw nicht zum Zeitpunkt t 11 begonnen wird, wird sich der Bremsdruck wie bei Pw′ in der Fig. 3 gezeigt, aufbauen, so daß die Radgeschwindigkeit wie bei Vw′ gezeigt vermindert wird und ein frühes Blockieren des Rades verursacht wird.

In der Fig. 4 ist ein Flußdiagramm dargestellt, das die Art und Weise zeigt, in der die Abfallventile gemäß der Erfindung gesteuert werden. Im Schritt 21 werden die jeweiligen Radgeschwindigkeiten Vw 1 bis Vw 4 zuerst eingelesen; im Schritt 22 wird die höchste der Radgeschwindigkeiten Vw 1 bis Vw 4 ausgewählt; und im Schritt 23 wird die ausgewählte höchste Radgeschwindigkeit durch einen Begrenzer geleitet, der derart gestaltet ist, daß er Veränderungen der ausgewählten höchsten Radgeschwindigkeit auf den Bereich von -1G bis +1G begrenzt, so daß eine berechnete Fahrzeuggeschwindigkeit Vv erreicht wird. Im Schritt 24 wird eine Referenzgeschwindigkeit VT 1 (= Vv - 5 km/h) eingestellt, und zwar auf der Basis der berechneten Fahrzeuggeschwindigkeit; dann wird im Schritt 25 eine weitere Referenzgeschwindigkeit VT 2 (= Vv - 10 km/h) eingestellt, und zwar auf der Basis der berechneten Fahrzeuggeschwindigkeit Vv. Danach wird im Schritt 26 eine Beurteilung vorgenommen, ob die Radgeschwindigkeit Vw gleich einer Referenzgeschwindkeit Vt geworden ist; wenn das Ergebnis der Beurteilung "Nein" ist, dann wird im Schritt 27 eine Beurteilung vorgenommen, ob die Radgeschwindigkeit Vw den Wert der Referenzgeschwindigkeit VT 2 erreichte. Falls das Ergebnis der Beurteilung im Schritt 27 "Ja" ist, dann wird im Schritt 28 ein Zeitgeber zum Zeitpunkt t 10 gestartet, bei dem die Radgeschwindigkeit Vw den Wert der Referenzgeschwindigkeit VT 2 erreichte. Im Schritt 29 wird eine Beurteilung vorgenommen, ob eine vorbestimmte Zeitspanne ausgehend vom Zeitpunkt t 10 verstrich; falls das Ergebnis der Beurteilung "JA" ist, dann wird im Schritt 30 ein Abfallsignal DS erzeugt, so daß die Verminderung des Bremsdruckes zum Zeitpunkt t 11 gestartet wird. Im Schritt 31 erfolgt eine Beurteilung, ob die Radgeschwindigkeit Vw bis zu dem Wert der Referenzgeschwindigkeit VT 1 erhöht wurde; falls das Ergebnis dieser Beurteilung "JA" ist, dann wird im Schritt 32 das Abfallsignal unterbrochen, so daß die Bremsdruckverminderung gestoppt wird und der Bremsdruck Pw zum Zeitpunkt t 12 gehalten wird.

Wenn das Ergebnis der Beurteilung im Schritt 26 "JA" ist, d. h., wenn die Radgeschwindigkeit Vw gleich der Referenzgeschwindigkeit Vt geworden ist, dann wird im Schritt 33 eine Verminderung des Bremsdruckes gestartet, wie bei dem vorstehend mit Bezug auf die Fig. 1 erläuterten Stand der Technik. Im Schritt 34 wird die Bremsdruckverminderung gestoppt und der Bremsdruck wird entweder dann gehalten, wenn ein niedriger Spitzenwert der Radgeschwindigkeit Vw auftritt, oder zu dem Zeitpunkt, an dem eine 15%-Erholung der Radgeschwindigkeit ausgehend von dem niedrigen Spitzenwert auftritt.

Obgleich bei der vorstehenden Ausführungsform die Radgeschwindigkeit VT 1 und VT 2 bezüglich der berechneten Fahrzeuggeschwindigkeit Vv mit den vorbestimmten Geschwindigkeitsdifferenzen von 5 km/h bzw. 10 km/h verknüpft waren, ist es selbstverständlich auch möglich, daß derartige Referenzgeschwindigkeiten auch mit vorbestimmten Verhältnissen mit der berechneten Fahrzeuggeschwindigkeit verknüpft werden können.

Aus der vorstehenden Erläuterung ergibt sich, daß gemäß der Erfindung ein frühes Blockieren des Rades auf einer Straßenoberfläche mit niedrigem Reibungskoeffizienten (niedriges µ), das möglicherweise dann verursacht wird, wenn die Radgeschwindigkeit Vw derart vermindert wird, daß ihre Verzögerung den Schwellwert der Verzögerung, der für die Verminderung des Bremsdruckes Pw eingestellt wurde, nicht erreicht, sehr wirksam durch die Maßnahme vermieden werden kann, daß die erste und die zweite Referenzgeschwindigkeit VT 1 und VT 2 dadurch eingestellt werden und der Zeitpunkt, an dem die Verminderung des Bremsdruckes Pw gestartet wird und der Zeitpunkt, an dem die Bremsdruckverminderung gestoppt wird, dadurch bestimmt werden, daß die Radgeschwindigkeit und die Referenzgeschwindigkeiten VT 1 und VT 2 verglichen werden.

Claims

1. Antiblockiersteuersystem für Motorfahrzeuge, bei dem eine Verminderung des Bremsdrucks gestartet wird, wenn die Verzögerung der Radgeschwindigkeit durch Erhöhen des Bremsdruckes einen vorbestimmten Verzögerungsschwellwert erreicht, und die Bremsdruckverminderung in Bezug auf einen niedrigen Spitzenwert der Radgeschwindigkeit unterbrochen wird, der auftritt, wenn die Radgeschwindigkeit von der Verzögerung zur Beschleunigung hin geändert wird, und zwar als Ergebnis der Bremsdruckverminderung, wobei das System die folgenden Merkmale aufweist:
Erste Einrichtungen zum Einstellen einer berechneten Fahrzeuggeschwindigkeit auf der Basis der höchsten der Radgeschwindigkeiten des Motorfahrzeugs;
zweite Einrichtung zum Einstellen einer ersten und einer zweiten Referenzgeschwindigkeit, die beide der berechneten Fahrzeuggeschwindigkeit folgen und geringer sind als diese, und zwar um eine erste bzw. eine zweite vorbestimmte Geschwindigkeitsdifferenz, oder um ein erstes bzw. ein zweites vorbestimmtes Verhältnis, wobei die erste Referenzgeschwindigkeit höher ist als die zweite Referenzgeschwindigkeit; und
dritte Einrichtungen, die derart ausgebildet sind, daß dann, wenn die Radgeschwindigkeit mit einer Verzögerung unterhalb des vorbestimmten Verzögerungsschwellwertes vermindert wird, gestatten, daß eine Verminderung des Bremsdruckes an einem Zeitpunkt gestartet wird, an dem eine vorbestimmte Zeitspanne verstrichen ist, nachdem die Radgeschwindigkeit den Wert der zweiten Referenzgeschwindigkeit erreicht, wobei diese dritten Einrichtungen auch dazu ausgebildet sind, daß die Bremsdruckverminderung gestoppt werden kann, wenn die Radgeschwindigkeit bis zu dem Wert der ersten Referenzgeschwindigkeit erhöht worden ist, und zwar als Ergebnis der Bremsdruckverminderung.

2. System nach Anspruch 1, bei dem die ersten Einrichtungen Mittel umfassen, welche die Veränderungen der höchsten Radgeschwindigkeit auf den Bereich von -1G bis +1G eingrenzen.

3. System nach Anspruch 1, bei dem die ersten und zweiten Geschwindigkeitsdifferenzen 5 km/h bzw. 10 km/h betragen.

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