DE3709157A1 - Bremsregelsystem - Google Patents

Bremsregelsystem

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DE3709157A1
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wheel speed
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Hideo Akima
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Fujitsu Ltd
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Akebono Brake Industry Co Ltd
Fujitsu Ltd
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Description

Die Erfindung betrifft ein Rutschverhinderungs- Regelsystem, das dazu dient, ein zufriedenstellendes Rotationsverhalten der Räder eines Motorfahrzeuges während des Bremsbetriebes zu erzielen. Insbesondere betrifft die Erfindung ein Rutschverhinderungs- Regelsystem, welches ausgelegt ist, den Bremsfluiddruck in gewünschter Weise zu erhöhen und zu reduzieren, um zu verhindern, daß die Räder blockieren.
Ferner betrifft die Erfindung auch ein Antiblockier- Regelsystem, welches fähig ist, ein Blockieren der Räder zu verhindern, welches auftreten kann, wenn das Motorfahrzeug auf einer Straße mit einer Oberfläche mit niedrigem Reibungskoeffizienten fährt.
Es sind bereits eine Vielzahl von Antiblockiersystemen vorgeschlagen worden, bei denen während des Bremsbetriebes der Bremsflüssigkeitsdruck reduziert wird, um das Auftreten eines unerwünschten Blockierens des Rades zu verhindern, und der so reduzierte Bremsflüssigkeitsdruck wird dann erhöht, um eine unerwünschte Verlängerung des Bremsweges zu vermeiden. Unter den bekannten Antiblockiersystemen ist eines, bei dem verschiedene Druckaufbauraten gespeichert werden; eine gewünschte der gespeicherten Druckaufbauraten wird ausgewählt; der Bremsflüssigkeitsdruck wird z. B. mit der ausgewählten Aufbaurate erhöht. Um die Wahl der Druckaufbauraten zu bewirken, ist ein System vorgeschlagen worden, bei dem ein solenoidbetätigtes Ventil, das so ausgebildet ist, daß es mit relativ hoher Frequenz geöffnet und geschlossen werden kann, in dem Bremsflüssigkeitsdruckaufbausystem vorgesehen ist: ein Pulszuggenerator, wie ein Multivibrator ist in dem Antriebssystem für das solenoidbetätigte Ventil vorgesehen, und die Zeitsteuerung, mit welcher das solenoidbetätigte Ventil durch ein Impulszugsignal angetrieben wird, das von dem Multivibrator abgeleitet ist, wird auf der Basis eines Signals gesteuert, welches die Radgeschwindigkeit darstellt (britische Patentschrift Nr. 13 05 430).
Nichtsdestoweniger ist eine mehr zufriedenstellende, rutschverhindernde Regelung mit dem genannten herkömmlichen System schwer zu erzielen, bei dem der Antiblockierbetrieb durch Öffnen und Schließen eines solenoidbetätigten Ventils durchgeführt wird, welches durch ein Pulszugsignal angetrieben wird, entweder mit einer einzigen, mittleren Druckaufbaurate oder einer Rate, die aus mehreren verschiedenen Druckaufbauraten ausgewählt ist. Dies wird in der folgenden Diskussion näher erklärt. Die Abnahme und Wiederherstellung der Radgeschwindigkeit, welche eine Antiblockierregelung erfordert, wird durch verschiedene Faktoren beeinflußt, z. B. durch die Bedingungen der Straßenoberfläche, auf der das Fahrzeug fährt, durch den Reibungskoeffizienten der Straßenoberfläche, die Fahrzeuggeschwindigkeit, den Bremsbetriebszustand, den Reifenoberflächenzustand, den internen Druck des Reifens, usw., und der gesamte Effekt dieser Faktoren ändert sich ständig und sukzessive. Die oben beschriebenen herkömmlichen Systeme vermögen jedoch nicht, schnell genug anzusprechen, um mit solch einer Situation fertig zu werden, und diese Schwierigkeit wird besonders bedeutend, bei dem Bremsflüssigkeitsdruck-Aufbaumodus der Antiblockiervorrichtung, welcher eine delikate Balance zwischen zwei widersprüchlichen Bedingungen erfordert, nämlich der Bedingung, ein erneutes Blockieren eines Rades möglichst zu verhindern, und der Bedingung, eine unerwünschte Verlängerung des Bremsweges zu verhindern.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Antiblockier-Regelsystem zu schaffen, bei dem der reduzierte Bremsfluiddruck in Abhängigkeit von dem tatsächlichen Rotationsverhalten eines Rades des Motorfahrzeuges schnell erhöht werden kann.
Ferner ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein kostengünstiges und sehr zuverlässiges Antiblockier-Regelsystem zu schaffen, bei dem der Aufbau des Bremsfluiddruckes in Abhängigkeit von dem Rotationsverhalten eines Rades schnell erzielt werden kann, insbesondere in bezug auf den Reibungskoeffizienten der Straßenoberfläche.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein ein Rutschen verhinderndes Antiblockier-Regelsystem für ein Motorfahrzeug vorgesehen, welches einen Bremsfluiddruck-Aufbausteuermodus und einen Bremsfluiddruck-Reduktionsmodus umfaßt, die jeweils zyklisch auftreten, und bei dem bei jedem Aufbausteuermodus ein Ventil repetitiv geöffnet und geschlossen wird, so daß der Bremsfluiddruckaufbau und der Haltebetrieb alternativ durchgeführt werden; eine Einrichtung zur Messung der Geschwindigkeit V W jedes Rades des Motorfahrzeuges, eine Einrichtung zur Bestimmung eines oberen Spitzenpunktes oder Maximums V HP und eines unteren Spitzenpunktes oder Minimums V LP der Radgeschwindigkeit, wenn dieses Antiblockier-Regelsystem in Betrieb ist; eine Einrichtung zum repetitiven Öffnen Schließen der Ventileinrichtung während der Zeit eines jeden Aufbausteuermodus, von dem Maximum V HP der Radgeschwindigkeit bis zu einem Schnittpunkt R zwischen einer Referenzgeschwindigkeit V W0, welche einen Anfangspunkt Q hat, der um einen vorbestimmten Geschwindigkeitswert Δ V unter dem Maximum V HP der Radgeschwindigkeit V W positioniert ist und sich gerade mit einem Gradienten R erstreckt, und der Radgeschwindigkeit V W ; eine Einrichtung zum Mesen der Radbeschleunigung auf der Basis der Radgeschwindigkeit V W , während einer Zeit zwischen einem ersten Punkt (Va), welche um eine vorbestimmte Rate der Radgeschwindigkeit über dem Minimum der Radgeschwindigkeit erhöht ist, und einem zweiten Punkt (Vb), der ferner um eine vorbestimmte Rate über dem ersten Punkt (Va) erhöht ist; und eine Einrichtung zur Bestimmung von wenigstens dem Geschwindigkeitswert Δ V, dem Gradienten R und/oder einer anfänglichen Druckaufbauzeit T P , bei jedem Aufbausteuermodus, in Übereinstimmung mit der Radbeschleunigung.
Um den Bremsbetrieb von diesem Maximum V HP der Radgeschwindigkeit V W bis zu der Zeit durchzuführen, wenn die Referenzgeschwindigkeit V W0 die Radgeschwindigkeit V W schneidet, werden der Geschwindigkeitswert Δ V, der Gradient R und die anfängliche Druckaufbauzeit T P in Übereinstimmung mit der Beschleunigung des Rades, welche zwischen zwei Punkten Va und Vb in der Beschleunigungsperiode in dem vorhergehenden Rutsch-Zyklus gemessen wird, ausgewählt. Diese Auswahl von Δ V, R und T P wird bei jedem Rutsch- oder Gleitzyklus durchgeführt, und deshalb wird die am meisten geeignete Rutschverhinderungsregelung auf der Basis des Reibungskoeffizienten μ zwischen der Reifenoberfläche und der Straßenoberfäche, auf welcher das Motorfahrzeug läuft, durchgeführt. Selbst wenn die Bedingungen der Straßenoberfläche, wie der Reibungskoeffizient, sich während des Bremsbetriebes ändern, werden eine Blockierung eines Rades aufgrund eines übermäßigen Bremsdruckes und/oder eine unnötige Verlängerung des Bremsweges aufgrund eines Fehlens des Bremsdruckes verhindert, so daß ein stabiler Betrieb des Motorfahrzeuges erreicht wird, da das Fahrzeug innerhalb einer minimalen Bremsweglänge angehalten werden kann.
Die Erfindung ist im folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels und in Verbindung mit der Zeichnung näher beschrieben. Im einzelnen zeigen:
Fig. 1 eine bildliche Ansicht einer Rutschverhinderungs- Regelvorrichtung, bei der die vorliegende Erfindung anwendbar ist;
Fig. 2 ein Funktionsblockdiagramm der Steuerschaltung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, welche in Verbindung mit der Vorrichtung der Fig. 1 verwendbar ist;
Fig. 3 ein schematisches Blockdiagramm der Steuerschaltung, die in Verbindung mit der Vorrichtung der Fig. 1 verwendbar ist;
Fig. 4 ebenfalls ein schematisches Blockdiagramm der Steuerschaltung, welche in Verbindung mit der Vorrichtung der Fig. 1 verwendbar ist;
Fig. 5 eine Ansicht zur Erklärung des Betriebs der in Fig. 2 gezeigten Schaltung;
Fig. 6 eine Ansicht zur Erklärung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und,
Fig. 7 ein Flußdiagramm zur Erklärung einer Ausführungsform der Fig. 6.
Die Fig. 1 zeigt eine ein Rutschen verhindernde Regelvorrichtung, bei der die vorliegende Erfindung anwendbar ist, welche ein Rückschlagventil 1, ein solenoidbetätigtes Druckaufbau-Halteventil (im folgenden einfach als erstes Ventil bezeichnet) 2, ein solenoidbetätigtes Druckreduzierungsventil (im folgenden einfach als zweites Ventil bezeichnet) 3, eine Hauptfluidpassage 4, die sich von einem Mutterzylinder M/C (nicht dargestellt) zu den Radzylindern W/C der Radbremseinrichtungen (nicht dargestellt) erstreckt, über das Absperrventil 1 und das erste Ventil 2, etc. Das Absperrventil 1 umfaßt Zylinder 6 und 7, die einen auf einen Differenzdruck ansprechenden Kolben 5 enthalten, der nahe dem Ventilabschnitt 8 des Absperrventils angeordnet ist, wenn der Kolben 5 aufgrund der Druckdifferenz in der Figur nach links verschoben ist. Beim Schließen des Ventils 8 wird die Hauptpassage 4, die sich zwischen dem Mutterzylinder M/C und dem Radzylinder W/C erstreckt, unterbrochen. Das erste Ventil 2, welches normalerweise offen ist, wird in Abhängigkeit von einem Bremsfluiddruck-Haltesignal S 1, welches von einer Steuerschaltung 9 abgeleitet ist, geschlossen, und daraufhin wird die Hauptpassage 4 unterbrochen, so daß ein Bremsfluiddruck-Haltezustand hergestellt ist.
Das zweite Ventil 3, welches normalerweise geschlossen ist, wird in Abhängigkeit von einem Druckreduzierungssignal S 2, welches ebenfalls von der Steuerschaltung 9 abgeleitet ist, geöffnet, und daraufhin wird Bremsfluid aus dem Zylinder W/C mittels einer Pumpe 11 über ein Reservoir 10 in einem Akkumulator 12 gepumpt, und das so gepumpte Druckfluid wird zwischen dem Rückschlagventil 1 und dem ersten Ventil 2 über einen Bypasskanal 17 zurückgeführt. Wie bei 13 und 14 angedeutet, sind ein Rückschlagventil bzw. ein Entlastungsventil vorgesehen.
Ein Radgeschwindigkeitsdetektor oder Geschwindigkeitssensor 15 ist einem Rad 16 zugeordnet und so angeordnet, daß er die detektierte Information an die Steuerschaltung 9 liefert.
Ein Motorfahrzeug ist üblicherweise mit zwei solchen Antirutsch-Regelvorrichtungen versehen, wie sie in Fig. 1 dargestellt sind; eine zur Steuerung oder Regelung von zwei Rädern, z. B. des vorderen linken und des hinteren rechten Rades, und die andere zur Regelung der verbleibenden beiden Räder, z. B. des rechten Vorderrades und des linken Hinterrades.
Die Steuerschaltung 9 umfaßt einen Mikrocomputer, der mit solchen Funktionen ausgestattet ist, wie sie in den Blockdiagrammen der Fig. 2, 3 und 4 dargestellt sind.
In den Fig. 3 und 4 erzeugen die Radgeschwindigkeitssensoren 15-1 bis 15-N Impulssignale, die jeweils der entsprechenden Umdrehungsgeschwindigkeit der Radachsen A 1 bis A N entsprechen. Jeder Sensor 15 erzeugt z. B. 100 Impulse für eine Umdrehung des Rades.
Die Radgeschwindigkeitsmeßeinheiten 22-1 bis 22-N messen die Zyklen der Impulssignale, die von den Geschwindigkeitssensoren 15-1 bis 15-N jeweils abgegeben werden, und berechnen die Radgeschwindigkeiten der jeweiligen Räder. Jede der Pulszykluszählschaltungen 23-1 bis 23-N zählt Taktimpulse während der Zeit von einem Impulssignal bis zum nächsten Impulssignal, um die Radgeschwindigkeit zu messen. Jede der Haltezählschaltungen 24-1 bis 24-N zeigt an, daß die Pulssignalzählschaltungen 23-1 bis 23-N die Messung der Radgeschwindigkeit beendet haben. Eine Spitzendetektoreinrichtung 26 in einem Controller 25 detektiert die hohen Spitzenpunkte oder Maxima und die niedrigen Spitzenpunkte oder Minima der Radgeschwindigkeit, die durch die Radgeschwindigkeitsmeßeinheiten 22-1 bis 22-N gemessen werden, und eine Beschleunigungsmeßeinrichtung 27 mißt eine Beschleunigung der Radgeschwindigkeit, die dem Reibungskoeffizienten μ zwischen der Reifenoberfläche und der Straßenoberfläche entspricht, auf der das Fahrzeug läuft. Die Beschleunigung wird während der Zeit zwischen zwei Punkten der Radgeschwindigkeit erhöht um einen vorbestimmten Wert über einem Minimum, das von der Spitzendetektoreinrichtung 26 detektiert wird, bestimmt.
Eine Antiblockier-Bremsregeleinrichtung 28 beginnt bei einem maximalen Punkt ein Druckaufbausignal zu liefern, bis zu einem Schnittpunkt zwischen der Radgeschwindigkeit V W und einer vorbestimmten Referenzgeschwindigkeit V W0, die in jedem Rutsch-Zyklus so eingestellt ist, daß die effektivste Antiblockier-Bremsregelung durchgeführt wird.
Der Betrieb des Antiblockier-Regelsystems der vorliegenden Erfindung wird jetzt in Verbindung mit den Fig. 5 und 6 beschrieben.
Die Fig. 5 zeigt die Radgeschwindigkeit V W , die Radbremsung W , den Bremsfluiddruck innerhalb des Radzylinders W/C des Bremssystems, Signale "1" bis "8", die in der Schaltung der Fig. 2 auftreten, und die Öffnungs- und Schließzeitsteuerung des ersten und zweiten Ventils 2 und 3.
Typischerweise werden während der in der Figur gezeigten Zeitlagen T 1 und T 9 die unten beschriebenen Steuerbetriebe durch die Steuerschaltung der Fig. 2 in Übereinstimmung mit Veränderungen der Radgeschwindigkeit V W durchgeführt, die von dem Radgeschwindigkeitssensor 15 gemessen wird, der in den Fig. 1 bis 4 dargestellt ist. Die Radbremsung oder Verzögerung W wird in einer Radbremsbestimmungseinheit 51 (Fig. 2) auf der Basis der Radgeschwindigkeit V W durchgeführt. Die Radbremsung W , die so bestimmt wird, wird dann mit einem voreingestellten Schwellenwertpegel G 1 in einer ersten Komparatorschaltung 52 verglichen, und in einem zweiten Komparator 53 mit einem anderen voreingestellten Schwellenwertpegel G max .
Zeit T 1: Wenn der Bremsbetrieb begonnen wird, baut sich der Bremsfluiddruck P so auf, daß die Radbremsung W sich graduierlich erhöht. Eine Referenzgeschwindigkeit V T , welche unten beschrieben wird, verändert sich in Übereinstimmung mit der Radgeschwindigkeit V W mit einer Geschwindigkeitsdifferenz die gleich einem vorbestimmten Wert Δ V 0 ist, der zwischen diesen aufrechterhalten wird. Die Referenzgeschwindigkeit V T wird, basierend auf der Radgeschwindigkeit V W , in einer Referenzgeschwindigkeitsbestimmungseinheit 54 (Fig. 2) bestimmt, die basierend auf dem Ausgang des ersten Komparators 52 auf solche Weise gesteuert wird, daß die Reduktionsrate der Referenzgeschwindigkeit V T einen vorbestimmten Wert R 0, der dem Schwellenwertpegel G 1 entspricht, nicht überschreitet.
Zeit T 2: Wenn die Radbremsung oder Radverzögerung W den Schwellenwertpegel G 1 erreicht, wird ein Ausgangssignal "2" von dem ersten Komparator 52 abgeleitet, und die Referenzgeschwindigkeit V T nimmt mit einem konstanten Gradienten R 0 ab.
Zeit T 3: Während die Radbremsung W ferner zunimmt, erreicht sie den Schwellenwertpegel G max , und daraufhin liefert der zweite Komparator 53 ein Ausgangssignal "1", das seinerseits über einen ersten Zeitgeber 55 weitergeleitet wird, um ein drittes Flipflop 79 zu setzen, welches über ein erstes ODER-Glied 56 ein Signal liefert, um das erste Ventil 2 zu schließen.
Der Schwellenwertpegel G max wird voreingestellt, um einen weiteren Aufbau des Bremsfluiddruckes P zu verhindern, wenn die Radbremsung W oberhalb dieses Schwellenwertpegels ansteigt. Bei dem Beginn der Zeitlage T 3 ist der Mutterzylinder M/C von dem Radzylinder W/C getrennt, so daß der Bremsflüssigkeitsdruck P, der innerhalb des Radzylinders W/C herrscht, gehalten wird. Falls G max selbst dann nicht detektiert wird, wenn eine voreingestellte Zeit verstrichen ist, nach der Zeit, wenn das Signal "1" erschienen ist, arbeitet der Zeitgeber 55, um das Signal "1" zu blockieren.
Zeit T 4: Wenn die Radgeschwindigkeit V W und die Referenzgeschwindigkeit V T einander gleich werden, wird das erste Flipflop 58 eingestellt und liefert ein Ausgangssignal "3", das seinerseits über einen zweiten Zeitgeber 59 und ein erstes UND-Glied 62 geführt wird, um zu bewirken, daß das zweite Ventil 3 geöffnet wird, so daß der Bremsfluiddruck P innerhalb des Radzylinders W/C reduziert wird.
Falls das Ausgangssignal "3" noch existiert, wenn eine vorbestimmte Zeit nach der Zeit, wenn dieses Signal erschienen ist, abgelaufen ist, arbeitet der zweite Zeitgeber 59, um das Signal "3" zu blockieren, wodurch bewirkt wird, daß das zweite Ventil 3 geschlossen wird. Auf diese Weise wird verhindert, daß eine Druckreduzierung länger als notwendig andauert.
Ein zweites Flipflop 61 wird durch das Signal "3" gesetzt. Das Ausgangssignal des zweiten Flipflops 61 wird dem zweiten Ventil 3 über die erste UND-Schaltung 62 zugeführt. Das Flipflop 61 ist so angeordnet, daß es zurückgestellt wird, wenn eine vorbestimmte Zeit verstrichen ist, von der Zeit an, zu der das erste Ventil 2 geschlossen wurde, durch den Ausgang eines Verzögerungszeitgebers 63, der seinen Betrieb durch das Ausgangssignal "3" beginnt; mit dieser Anordnung kann das Antiblockier-Regelsystem in seinen anfänglichen Zustand zurückgeführt werden. Dies basiert auf dem Ausfall-Sicherungs-Konzept, und die in dem Verzögerungszeitgeber 63 voreingestellte Zeit wird ausgewählt, um hinreichend größer zu sein als ein Regelzyklus (die Periode zwischen der Zeit, wenn eine Druckreduktion eintritt, bis zu nächsten Zeit, wenn wiederum eine Druckreduktion eintritt).
Zeit T 5: Wenn die Radgeschwindigkeit V W ein vorbestimmtes Minimum V LP erreicht, erzeugt der Minimumsdetektor 60 ein Ausgangssignal "4", das wiederum weitergegeben wird, um das erste Flipflop 58 zurückzusetzen. Folglich verschwindet das Ausgangssignal "3", und so wird das zweite Ventil 3 geschlossen.
Als Folge der oben beschriebenen Operationen wird der Bremsflüssigkeitsdruck innerhalb des Radzylinders W/C gehalten (T 3) und reduziert (T 4), und wieder gehalten (T 5), und die Druckhalteoperation, die während der Zeit T 5 durchgeführt wird, wird so lange fortgesetzt, bis ein Maximum der Radgeschwindigkeit V W detektiert wird, wie es weiter unten beschrieben wird. Auf diese Weise werden die Bremskräfte so reduziert, daß die Radgeschwindigkeit V W hinreichend wiederhergestellt wird.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird die mittlere Beschleunigung W der Radgeschwindigkeit V W , während letztere ansteigt, während der Zeit T 5 gesucht, und die Länge der nächsten Zeit T 6 (T P ), während welcher das erste Ventil 2 geöffnet ist, wird, basierend auf dem Wert der mittleren Beschleunigung, bestimmt. Gemäß der vorliegenden Erfindung werden auch, wie es weiter unten beschrieben wird, ein Gradient R und eine Geschwindigkeit Δ V bestimmt, basierend auf dem Wert der mittleren Beschleunigung W .
In einer Durchschnittsbeschleunigungs-Berechnungsschaltung 64, die in Fig. 2 gezeigt ist, werden insbesondere eine Radgeschwindigkeit R 0 zu der Zeit, wenn die Druckreduzierung initiiert wird (zu dem Beginn der Zeit T 4) und eine Radgeschwindigkeit V LP zu der Zeit, wenn ein Minimum eintritt (der Beginn der Zeit t 5) gesucht, auf der Basis der Radgeschwindigkeit V W , die von dem Geschwindigkeitssensor 15 abgeleitet ist, des Ausgangssignals "4" des Minimumdetektors 60 und des Ausgangs des Komparators 57. Die Berechnung wird auch bewirkt, um die Radgeschwindigkeiten Va und Vb zu suchen, welche unten erklärt werden, in Übereinstimmung mit den folgenden Gleichungen:
Va = K 1 (R 0 - V LP ) + V LP (1)
Vb = K 2 (R 0 - V LP ) + V LP (2)
wobei 0 ≦ωτ K 1 ≦ωτ K 2 ≦ωτ 1
Es wird angenommen, daß A die Differenz R 0 - V LP darstellt, die Radgeschwindigkeit Va um K 1 × A höher als das Minimum V LP ist, und die Radgeschwindigkeit Vb um K 2 × A höher als das Minimum V LP ist. Die Faktoren K 1 und K 2 werden voreingestellt, und in einem typischen Beispiel kann K 1 × 100% und K 2 × 100% ausgewählt werden, um 15% bzw. 80% zu betreffen.
Es wird angenommen, daß zu einer Zeit Δ T als die Radgeschwindigkeit genommen wird, um von Va auf Vb erhöht zu werden, wobei die mittlere Beschleunigung W über das Zeitintervall Δ T gegeben ist durch die Gleichung
Während einer Druckaufbauzeitspeicherung, die bei 65 in Fig. 2 dargestellt ist, ist die mittlere Beschleunigung in verschiedene Schritte segmentiert, und es wird Information gespeichert, welche die Druckaufbauzeiten (typischerweise mehrere ms bis zu einigen 10 ms) werden den jeweiligen Schritten der segmentierten Durchschnittsbeschleunigung zugeordnet. Die anfängliche Druckaufbauzeitperiode T 6 (T P ) wird entsprechend der mittleren Beschleunigung W ausgewählt, wie später erwähnt wird, welche von der Einheit 64 abgeleitet ist und aus dem Speicher 65 ausgelesen wird.
Zeit T 6: Wenn in den Fig. 5 und 6 die Radgeschwindigkeit V W ein Maximum V HP erreicht, liefert ein Maximumdetektor 66 ein Ausgangssignal "5", welches wiederum zu dem Speicher 65 geführt wird, so daß die Druckaufbauzeit T 6 (T P ), die in der Einheit 64 ermittelten mittleren Beschleunigung entspricht, ausgelesen wird. Die Polarität des Ausgangssignals des Speichers 65 wird in einem Inverter 67 invertiert, um so ein konvertiertes Ausgangssignal "6" zu bilden, welches seinerseits über eine zweite UND-Schaltung 68 an dem Ausgang einer ODER-Schaltung 56 erscheint. Auf diese Weise verschwindet das Druckaufbau/Haltesignal S 1 nach der Zeit T 6 (T P ). Auf diese Weise wird während der Zeit T 6 (T P ) das erste Ventil geöffnet, so daß der Bremsflüssigkeitsdruck P sich aufbaut.
Der während dieser Zeit T 6 erzeugte Druckaufbau ist eine "vorherige" Druckaufbaustufe.
Die Radverzögerung W , die unmittelbar vor dem Ende der Zeit T 6 eintritt, wird durch einen Radbremsdetektor oder Radverzögerungsdetektor 71 detektiert, und ein von dieser Detektion resultierendes Signal wird einem vierten und fünften Komparator 72 und 73 zugeführt. In dem vierten Komparator wird das Signal, das die Radbremsung W darstellt, die unmittelbar vor dem Ende der Zeit T 6 eintritt, mit voreingestellten Werten "a" bis "d" verglichen, und basierend auf dem Ergebnis dieses Vergleiches wird in der nächsten Schaltung 74 die darin gespeicherte Zeitinformation, die dem oben genannten Ergebnis des Vergleiches entspricht, ausgelesen, so daß die Zeit während welcher das erste Ventil geschlossen bleibt, bestimmt wird. Das Ausgangssignal "7" der Schaltung 74 wird einer dritten ODER-Schaltung 75 zugeführt, und zusammen mit dem Ausgangssignal "6" einer UND-Schaltung 68.
Zeit T 7: Während dieser Zeitperiode wird bewirkt, daß das Signal S 1 als auf dem Ausgangssignal "7" basierend erscheint, so daß das erste Ventil 2 geschlossen wird und der Bremsfluiddruck P gehalten wird.
In dem fünften Komparator 73 wird die Radbremsung W , die unmittelbar vor dem Ende der Zeit T 7 von dem Bremsdetektor 71 detektiert wurde, mit voreingestellten Werten "e" bis "h" verglichen. In der nächsten Schaltung 76 wird die zuvor darin gespeicherte Zeitinformation, die dem Ergebnis des in dem Komparator 73 durchgeführten Vergleiches entspricht, ausgelesen, so daß die Zeitperiode, während welcher das erste Ventil geöffnet bleibt, bestimmt wird. Die Polarität des Ausgangs der Schaltung 76 wird in einem zweiten Inverter 77 umgekehrt, und er wird so zu einem konvertierten Ausgangssignal "8", welches seinerseits zusammen mit dem Ausgangssignal "7" der dritten ODER-Schaltung 75 zugeführt wird. Der Ausgang der dritten ODER-Schaltung 75 wird der zweiten UND-Schaltung 68 zusammen mit dem Ausgangssignal "6" zugeführt. Der Vergleich des Komparators 72 wird bewirkt, wenn ihm ein Triggersignal zugeführt wird, über eine vierte ODER-Schaltung 78, von dem Speicher 65 oder einer Schaltung 76 zur Bestimmung der Länge der Zeit, während welcher das erste Ventil geöffnet bleibt. Ferner wird in dem fünften Komparator 73 der Vergleich bewirkt, wenn ihm ein Triggersignal von der Schaltung 74 zugeführt wird, um die Länge der Zeit zu bestimmen, während welcher das erste Ventil geöffnet bleibt.
Zeit T 8: Das erste Ventil 2 wird in Übereinstimmung mit einem Ausgangssignal "8" geöffnet, welches der Zeit entspricht, die während der Zeit T 7 bestimmt wurde, so daß der Aufbau des Bremsfluiddruckes P begonnen wird. Basierend auf der Verzögerungs- oder Bremsgeschwindigkeit W , die unmittelbar vor dem Ende der Zeit T 8 eintritt, wird die Länge der nächsten Zeit T 7 bestimmt, während welcher das erste Ventil geöffnet bleibt.
Wie oben erwähnt wurde, wird die Länge jeder Zeit in dem "letzteren" Druckaufbauzustand auf der Basis der Radbremsung bestimmt, die unmittelbar vor dem Beginn jeder Zeit eintritt, und die Bestimmung wird durchgeführt durch Auslesen von voreingestellter Zeitinformation, wie bei der "vorherigen" Druckaufbaustufe. Die Inhalte der Zeitinformation sind, selbstverständlich, unterschiedlich zwischen dem vorherigen Druckaufbauzustand und dem letzteren Druckaufbauzustand, und sie können in geeigneter Weise bestimmt werden, indem experimentelle und/oder empirische Ergebnisse relativ zu jedem Motorfahrzeug berücksichtigt werden.
Bei der Bestimmung der Bremsfluiddruck-Haltezeit T 7 und der Bremsfluiddruck-Aufbauzeit T 8 ist es möglich, daß eine der Zeiten auf der Basis der Radbremsung W bestimmt wird, die unmittelbar vor Beginn derjenigen Zeit eintritt, während die andere eine Periode einer vorbestimmten konstanten Zeitlänge sein kann. Mit solch einer Anordnung werden die Steuerprozeduren vereinfacht.
Typ T 9: Die Wiederholung der Druckhalte- und Druckaufbauzeiten in der letzteren Druckaufbaustufe wird solange fortgesetzt, bis die Radgeschwindigkeit V W reduziert wird, um gleich der Referenzgeschwindigkeit V W0 zu werden, was weiter unten im einzelnen beschrieben wird, d. h., bis die Linie, die die Radgeschwindigkeit V W anzeigt, und die gerade Linie, die die Referenzgeschwindigkeit V W0 anzeigt, sich bei R schneiden. Dann wird eine Steuerung, ähnlich derjenigen, die während der Zeit T 4 durchgeführt wird, während einer Zeit T 9 durchgeführt. In Fig. 5 zeigt T 10 eine Zeit an, die der Druckverringerungszeit T 5 entspricht.
Die Referenzgeschwindigkeit V W0 wird in der Referenzgeschwindigkeitsbestimmungseinheit 54 (Fig. 2) bestimmt, der ein vorbestimmter Gradient R und eine vorbestimmte Geschwindigkeit Δ V von der Durchschnittsbeschleunigungseinheit 64 zugeführt werden. In Fig. 5 ist die Referenzgeschwindigkeit V W0 als eine gerade Linie definiert, die an einem Punkt Q beginnt, der um einen vorbestimmten Wert Δ V unterhalb des Maximums V HP der Radgeschwindigkeit V W ist und sich geradlinig mit dem vorbestimmten Gradienten R erstreckt.
Das Verfahren zur Bestimmung der anfänglichen Druckaufbauzeit T 6 (T P ) des vorbestimmten Geschwindigkeitswertes Δ V und des vorbestimmten Gradienten R wird anhand der Fig. 7 beschrieben. Bei dem Schritt 701 wird die mittlere Beschleunigung W des Rades, die zuvor gemäß der Gleichung (3) bestimmt wurde, für drei Stufen unterschieden oder diskriminiert, z. B. für die erste Stufe: nicht mehr als 2 G (zweimal die Erdbeschleunigung); für die zweite Stufe: nicht mehr als 5 G; oder für die dritte Stufe: nicht mehr als 8 G.
Die anfängliche Druckaufbauzeit T 6 (T P ), der Geschwindigkeitswert Δ V und der Gradient R werden als drei Stufen jeweils wie folgt vorbestimmt:
Geschwindigkeitswert Δ V:,6Δ V 1 ≦ωτ Δ V 2 ≦ωτ Δ V 3 anfängliche Druckaufbauzeit T p :,6T p1 ≦ωτ T p2 ≦ωτ T p3 Gradient R:,6R 1 ≦ωτ R 2 ≦ωτ R 3
Falls die Durchschnittsbeschleunigung W nicht mehr als 2 G beträgt, geht der Betrieb weiter zu dem Schritt 702, bei dem ein vorbestimmter Geschwindigkeitswert Δ V 1, ein vorbestimmter Gradient R 1 und eine vorbestimmte anfängliche Druckaufbauzeit T P1 als der Geschwindigkeitswert Δ V, der Gradient R, und eine vorbestimmte anfängliche Druckaufbauzeit T P verwendet. In diesem Fall sind alle diese Werte die kleinstmöglichen. Das heißt, der Reibungskoeffizient μ zwischen der Reifenoberfläche und der Straßenoberfläche ist so klein, daß die Druckaufbauzeit bei diesem Rutsch-Zyklus auf den kleinsten Wert gesetzt werden muß.
Falls die Durchschnittsbeschleunigung W größer als 2 G ist, jedoch nicht größer als 5 G, geht es weiter bei dem Schritt 703, bei welchem ein vorbestimmter Geschwindigkeitswert Δ V 2, ein vorbestimmter Gradient R 2 und eine vorbestimmte anfängliche Druckaufbauzeit T P2 als der Geschwindigkeitswert Δ V, der Gradient R bzw. die anfängliche Druckaufbauzeit T P verwendet werden. In diesem Falle sind alle diese Werte mittlere Werte. Das heißt, der Reibungkoeffizient μ zwischen der Reifenoberfläche und der Radoberfläche ist ein mittlerer Wert, so daß die Druckaufbauzeit bei diesem Rutsch-Zyklus auf den mittleren Wert gesetzt ist.
Falls die Durchschnittsbeschleunigung W größer als 5 G ist, jedoch nicht größer als 8 G, geht es weiter bei dem Schritt 704, bei dem ein vorbestimmter Wert Δ V 3, ein vorbestimmter Gradient R 3 und eine vorbestimmte anfängliche Druckaufbauzeit T P3 als der Geschwindigkeitswert Δ V, der Gradient R bzw. die anfängliche Druckaufbauzeit T P verwendet werden. In diesem Fall sind alle diese Werte die größtmöglichen. Das heißt, der Reibungskoeffizient μ zwischen der Reifenoberfläche und der Straßenoberfläche ist so groß, daß die Druckaufbauzeit bei diesem Rutsch-Zyklus auf den größten Wert gesetzt wird.
Wie oben erwähnt wurde, liefert die vorliegende Erfindung eine Referenzgeschwindigkeit V W0, die einen anfänglichen Punkt V 1 hat, der um einen vorbestimmten Wert Δ V unterhalb des Maximums V HP der Radgeschwindigkeit V W liegt und sich mit einem vorbestimmten Gradienten R geradlinig erstreckt. Um den Bremsbetrieb von dem Maximum V HP der Radgeschwindigkeit V W bis zu der Zeit, wenn die Referenzgeschwindigkeit V W0 die Radgeschwindigkeit V W schneidet, durchzuführen, werden der Geschwindigkeitswert Δ V, der Gradient R und die anfängliche Druckaufbauzeit T P ausgewählt, in Übereinstimmung mit der mittleren Beschleunigung (Vb - Va)/Δ V des Rades, die zwischen zwei Punkten (Va und Vb in Fig. 5) innerhalb der Zeit T 5 gemessen wird, d. h. der Beschleunigungsperiode, in dem vorhergehenden Rutsch-Zyklus. Diese Auswahl von Δ V, R und T P wird bei jedem Rutsch-Zyklus wiederholt, und deshalb wird die am besten geeignete Anti-Rutsch-Regelung durchgeführt, auf der Basis der Reibungskoeffizienten μ zwischen der Reifenoberfläche und der Oberfläche der Straße, auf welcher das Motorfahrzeug läuft. Insbesondere dann, falls die Bedingungen der Straßenoberfläche, wie der Reibungskoeffizient, sich während des Bremsbetriebes ändern, werden eine Blockierung des Rades aufgrund eines übermäßigen Bremsdruckes und/oder eine unnötige Verlängerung des Bremsweges aufgrund mangelnden Bremsdruckes verhindert, so daß ein stabiler Betrieb des Motorfahrzeuges erreicht wird, da das Fahrzeug innerhalb einer minimalen Bremsentfernung zum Stehen gebracht werden kann.

Claims (5)

1. Antiblockier-Regelsystem für ein Motorfahrzeug, mit einem Bremsfluiddruckaufbau-Steuermodus, und einem Bremsfluiddruck-Reduktionsmodus, die jeweils zyklisch eintreten, bei welchen in jedem Aufbau-Steuermodus ein Ventil repetitiv geöffnet und geschlossen wird, so daß Bremsfluiddruckaufbau- und Halteoperationen alternativ durchgeführt werden;
Einrichtungen zur Messung der Geschwindigkeit V W jedes Rades des Motorfahrzeuges,
Einrichtungen zur Bestimmung eines Maximums V HP und eines Minimums V LP der Radgeschwindigkeit, wenn dieses Antiblockier-Regelsystem betrieben wird;
Einrichtungen zum repetitiven Öffnen und Schließen der genannten Ventileinrichtungen während der Zeit von jedem Aufbau-Steuermodus, von dem genannten Maximumspunkt V HP der Radgeschwindigkeit bis zu einem Schnittpunkt R zwischen einer Referenzgeschwindigkeit V W0, welche einen Anfangspunkt Q hat, der um einen vorbestimmten Geschwindigkeitswert Δ V unterhalb des Maximums V HP der Radgeschwindigkeit V W beginnt und sich mit einem Gradienten R geradlinig erstreckt, und der genannten Radgeschwindigkeit V W ;
Einrichtungen zum Messen der Radbeschleunigung, auf der Basis der genannten Radgeschwindigkeit V W , während einer Zeit zwischen einem ersten Punkt Va, der um eine vorbestimmte Rate der Radgeschwindigkeit gegenüber dem Minimumspunkt der Radgeschwindigkeit erhöht ist, und einem zweiten Punkt Vb, der weiter um eine vorbestimmte Rate gegenüber dem ersten Punkt Va erhöht ist; und,
Einrichtungen zur Bestimmung von wenigstens dem Geschwindigkeitswert Δ V, dem Gradienten R oder einer anfänglichen Druckaufbauzeit T P , bei jedem Aufbau-Steuermodus, in Übereinstimmung mit der genannten Beschleunigung des Rades.
2. Antiblockier-Regelsystem nach Anspruch 1, bei dem der genannte Geschindigkeitswert Δ V, der Gradient R und die anfängliche Druckaufbauzeit T P in Übereinstimmung mit der Radbeschleunigung bestimmt werden, die unmittelbar vor dem Anti-Rutsch-Zyklus gemessen wird.
3. Antiblockier-Regelsystem nach Anspruch 1 oder 2, bei dem die genannte Einrichtung zur Messung der Radbeschleunigung Einrichtungen zur Berechnung eines Schnittpunktes R zwischen einer Referenzgeschwindigkeit V W0 in einem vorhergehenden Anti-Rutsch-Zyklus und der genannten Radgeschwindigkeit V W umfaßt, so daß der erste Punkt Va und der zweite Punkt Vb der Radgeschwindigkeit V W wie folgt definiert sind: Va = K 1 (V W0 - V LP ) + V LP
Vb = K 2 (V W0 - V LP ) + V LP wobei 0 ≦ωτ K 1 ≦ωτ K 2
4. Antiblockier-Regelsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Geschwindigkeitswert Δ V, der Gradient R und die anfängliche Druckaufbauzeit T P wie folgt bestimmt werden: Δ V 1 ≦ωτ Δ V 2 ≦ωτ Δ V 3 . . .
T p1 ≦ωτ T p2 ≦ωτ Tp 3 . . .
R 1 ≦ωτ R 2 ≦ωτ R 3 . . .und eine der Kombinationen aus Δ V X , T PX und R X bei jedem Anti-Rutsch-Zyklus so ausgewählt wird, daß bei größerer Radbeschleunigung größere Δ V X , T PX und R X verwendet werden.
6. Antiblockier-Regelsystem für ein Motorfahrzeug, mit einem Bremsfluiddruckaufbau-Steuermodus und einem Bremsfluiddruck-Reduktionsmodus, die jeweils zyklisch auftreten, bei dem in jedem Aufbau-Steuermodus eine erste Ventileinrichtung repetitiv geöffnet und geschlossen wird, so daß Bremsfluiddruckaufbau- und Halteoperationen alternativ durchgeführt werden; und bei jedem Reduktionsmodus eine zweite Ventileinrichtung so geöffnet wird, daß der Bremsfluiddruck-Reduktionsbetrieb durchgeführt wird;
mit Einrichtungen zur Messung der Geschwindigkeit V W von jedem Rad des Motorfahrzeugs;
Einrichtungen zur Bestimmung eines Maximumpunktes V HP und eines Minimumpunktes V LP der Radgeschwindigkeit, wenn das Rad gebremst wird;
Einrichtungen zum repetitiven Öffnen und Schließen der genannten ersten Ventileinrichtung während der Zeit eines jeden Aufbau-Steuermodus, von dem genannten Maximum V HP der Radgeschwindigkeit bis zu einem Schnittpunkt R zwischen einer Referenzgeschwindigkeit V W0, deren Anfangspunkt Q um einen vorbestimmten Geschwindigkeitswert Δ V unterhalb des Maximums V HP der Radgeschwindigkeit V W beginnt und die sich längs einer Geraden mit einem Gradienten R erstreckt, und der Radgeschwindigkeit V W ;
Einrichtungen zur Messung der Radbeschleunigung, auf der Basis der genannten Radgeschwindigkeit V W , während einer Zeit zwischen einem ersten Punkt Va, der um eine vorbestimmte Rate der Radgeschwindigkeit über dem Minimumpunkt der Radgeschwindigkeit erhöht ist, und einem zweiten Punkt Vb, der ferner um eine vorbestimmte Rate über dem ersten Punkt Va erhöht ist;
Einrichtungen zur Bestimmung von wenigstens dem Geschwindigkeitswert Δ V, dem Gradienten R oder der anfänglichen Druckaufbauzeit T P , während jedes Aufbau-Steuermodus, in Übereinstimmung mit der Beschleunigung des Rades; und
Einrichtungen zur Steuerung der Öffnung der genannten zweiten Ventileinrichtungen während der Zeit eines jeden Reduktionsmodus, von dem genannten Schnittpunkt zwischen der Referenzgeschwindigkeit V W0 und der genannten Radgeschwindigkeit V W und bis zu dem Minimum der Radgeschwindigkeit.
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