DE4012167A1 - Antiblockierregelsystem - Google Patents

Description

Stand der Technik

Ein Antiblockierregelsystem mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruch 1 ist aus der DE-PS-25 55 403 bekannt. Dort wird in Druckabbauphasen ein Bremsdruck­ signal exponentiell vermindert und in Druckaufbauphasen exponentiell erhöht. Das gewonnene Drucksignal kann zur Verbesserung der Regelung genutzt werden, wie z. B. in der genannten Patentschrift oder z. B. auch zur Giermomentenreduzierung, wozu die berechneten Vorderraddrücke miteinander verglichen werden.

Vorteile der Erfindung

Ein Vergleich der gemäß dem Anspruch 1 gewonnenen Drucksignale mit den gemesse­ nen Druckwerten zeigt, daß eine sehr gute Annäherung der gemäß dem Anspruch 1 gewonnenen Drucksignale an die tatsächlichen Druckwerte erzielt wird.

Der fahrzeugspezifische Zusammenhang zwischen den Druckwerten und den Fahrzeug­ verzögerungswerten sowohl für die Ermittlung der Ausgangswerte p_v(to) und p_R(to) als auch für die Ermittlung des mittleren Blockierdrucks werden empirisch er­ mittelt und abgespeichert.

Figurenbeschreibung

Anhand der Zeichnung wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung erläutert. Es zeigt

Fig. 1 ein Blockschaltbild eines Antiblockierreglers,

Fig. 2 ein Blockschaltbild für die erfindungsgemäße Bestimmung des Bremsdrucks,

Fig. 3 Diagramme zur Erläuterung.

Fig. 1 zeigt ein Antiblockierregelsystem enthaltend Meßwertgeber 1-3 für die Geschwindigkeit der Fahrzeugräder, eine Auswerteschaltung 4 zum Erzeugen von Bremsdrucksteuersignalen und Bremsdrucksteuerventile 5 bis 7 zur Variation des Bremsdrucks in Abhängigkeit von Radbewegungsverhalten.

Teil der Auswerteschaltung 4 ist eine Einrichtung zur Bestimmung der Radbrems­ zylinderdrücke, vorzugsweise der beiden Vorderräder. Der ermittelte Druck kann wie oben bereits beschrieben genutzt werden.

Fig. 2 zeigt den Teil der Auswerteschaltung, der den Bremsdruck aus der Länge der Bremsdrucksteuersignale, aus gespeicherten Werten und Verläufen und unter Zuhilfenahme der Fahrzeugverzögerung, die aus der Steigung der Referenzgeschwin­ digkeit gewonnen werden kann, ermittelt. Hierzu ist ein Rechner 10 vorgesehen, dem über die Klemmen 11 und 12 die Ventilansteuersignale für die beiden Vorder­ räder zugeführt werden. Die Signale für den Druckaufbau und den Druckabbau un­ terscheiden sich im Vorzeichen. In einem Speicher 14 ist der für das gegebene Fahrzeug gültige Zusammenhang Bremsdruck/Fahrzeugverzögerung abgespeichert. Über eine Klemme 13 wird die in der Auswerteschaltung 4 ermittelte Fahrzeugverzöge­ rung zugeführt. Über eine Klemme 15 wird dann das ermittelte Bremsdrucksignal an die Auswerteschaltung zur Verwertung abgegeben.

Im Rechner 10 laufen folgende Vorgänge ab.

Ausgangspunkt der Berechnung ist der Druck am Anfang einer Phase (p_rad(t_o)). In einer Aufbauphase ist p_rad(t_o) gleich p_k (Druck beim Wechsel von Abbau- zu Auf­ bauphase). In einer Abbauphase ist p_rad(t_o) gleich dem Blockierdruck (p_s).

Zum Beginn der Regelung (Zeitpunkt des ersten Druckabbaus) werden die Raddrücke aus der Fahrzeugverzögerung des ABS-Reglers geschätzt. Dazu wurde durch Messun­ gen der Zusammenhang zwischen dem mittleren Blockierdruck an der Vorderachse und der Fahrzeugverzögerung a_FZ ermittelt und im Speicher 14 gespeichert. Es ergab sich folgender linearer Zusammenhang.

p_R = b · a_Fz, wobei b eine Konstante ist.

Für ein bestimmtes Fahrzeug war b = 10. Der Vordruck (p_V) wird ebenfalls aus der Fahrzeugverzögerung und Konstanten Werten c und e gewonnen

p_V = c · a_Fz+e

p_s und p_k werden gleich p_R(t_o) gesetzt.

Mit den so ermittelten Werten p_R(t_o) und p_V(t_o) kann jeweils nach den Zeit­ punkten t_o am Abbauanfang bzw. am Aufbauanfang der augenblickliche Druck im einzelnen Radbremszylinder ermittelt werden gemäß:

für den Druckabbau, wobei (t-t_o) sich aus den Ansteuersignalen ergibt bzw.

für den Druckaufbau.

Die Zeitkonstenten T₁ bzwx T₂ sind für den Auf- und Abbau unterschiedlich groß. Für die Druckberechnung wird der Regelvorgang in Abbauphasen und Aufbauphasen eingeteilt. Eine Abbauphase beginnt beim ersten Druckabbau nach einer Aufbau­ phase und endet beim nächsten Aufbau. Entsprechend beginnt eine Aufbauphase beim ersten Druckaufbau nach einer Abbauphase und endet beim nächsten Druckab­ bau. Die Berechnung des Drucks wird jeweils vom Beginn der momentanen Phase (t_o) bis zum aktuellen Zeitpunkt (t) vorgenommen, indem die Auf- bzw. Abbau­ zeiten, (Impulse) seit dem Beginn der Phase addiert werden.

Da der Druckverlauf im Radbremszylinder durch ein Verzögerungsglied erster Ord­ nung nachgebildet ist, wird die Druck-Volumen-Kennlinie der Radbremszylinder vernachlässigt. Dies spielt besonders bei niedrigen Drücken eine Rolle. Kleine Drücke können durch diese Vereinfachung zu hoch berechnet werden. Dies wird bei einer weiteren Verwendung der Druckwerte (z. B. bei der Druckkorrektur) berück­ sichtigt.

Die errechneten Druckwerte werden durch ein Hydraulikmodell simuliert und hängen außer von den Ventilsignalen von den berechneten Anfangswerten ab. Eine Korrek­ tur der Bremsdrücke im Verlauf der Regelung ist möglich.

Für die Radbremsdruckkorrektur werden die Blockierdrücke der Vorderachse heran­ gezogen. Aus diesem Grund wird die Korrektur immer dann vorgenommen, wenn ein Rad instabil wird und damit ein neuer Blockierdruckwert vorliegt (Beginn einer Abbauphase). Das mittlere Blockierdruckniveau an der Vorderachse wird mit dem aus der Fahrzeugverzögerung ermittelten Druckwert verglichen. Falls dieses mitt­ lere Blockierdruckniveau im Verhältnis zur Fahrzeugverzögerung zu gering bzw. zu hoch berechnet wurde, werden die Raddrücke gemeinsam um einen bestimmten Faktor nach oben bzw. nach unten korrigiert. Das mittlere Blockierdruckniveau wird durch Mittelung der Blockierdrücke an der Vorderachse gewonnen. Da bei der Druckberechnung infolge Vernachlässigung der Druck-Volumen-Kennlinie der Rad­ bremszylinder kleine Drücke zu hoch berechnet werden, werden geringe Drücke bei der Mittelung stärker gewichtet.

Durch Messungen wurde ein fahrzeugspezifischer Zusammenhang zwischen mittlerem Blockierdruck und Fahrzeugverzögerung ermittelt (in 14 abgelegt). Dieser Zusam­ menhang ist in Form einer Geradengleichung darstellbar. Aus dieser Gleichung kann nun der zu einer bestimmten Fahrzeugverzögerung gehörende mittlere Blockier­ druck berechnet werden:

p_R* = b · a_Fz

Aus dem Vergleich mit dem berechneten mittleren Blockierdruck (pm) ergibt sich der Korrekturfaktor:

Mit diesem Faktor werden nun die Radbremsdrücke korrigiert:

p_Rneu = p_Ralt · k

Da der Blockierdruck p_s Einfluß auf die weitere Druckberechnung und -korrektur hat, muß er ebenfalls mit obiger Formel korrigiert werden.

Bei einem Reibwertsprung in Richtung auf einen höheren Reibwert muß die Korrek­ tur für eine bestimmte Zeitspanne ausgesetzt werden, bedingt durch die Filterung der Fahrzeugverzögerung, der Zusammenhang zwischen Fahrzeugverzögerung und Bremsdruck erst nach Ablauf der Filterzeit wieder gegeben ist. Während dieser Zeit würde der Bremsdruck zu weit nach unten korrigiert werdenx Der µ-Sprung wird erkannt, in dem die Gesamtaufbauzeit bis zum Erreichen einer Instabilität an einem Rad gemessen wird. Wenn diese Zeit eine gewisse Schwelle überschreitet, wird die Korrektur für die Filterzeit unterbrochen.

Bei einem Reibwertsprung in die andere Richtung (high nach low) muß eine ent­ sprechende Maßnahme erfolgen.

Falls in einer Aufbauphase der Radbremsdruck korrigiert wurde, muß auch der Vordruck korrigiert werdenx Dazu wird die Druckberechnungsformel nach p_V auf­ gelöst:

p_rad(t_o) ist in diesem Fall gleich p_k:

Vor allem bei sehr kleinen Drücken kann der Vordruck großen Schwankungen unter­ worfen sein. Aus diesem Grund muß der Vordruck gefiltert werden. Im vorliegenden Fall wurde dies dadurch erreicht, daß eine durch die Korrekturformel ermittelte Änderung des Vordrucks nur zu einem bestimmten Anteil (z. B. 0.75) zugelassen wird:

Zusätzlich wird der Vordruck nach oben begrenzt.

Nach der Neuberechnung des Vordrucks wird die Druckberechnung neu initialsiert. pk wird gleich p_R gesetzt, d. h. es beginnt eine neue Aufbauphase.

Fig. 3a zeigt ein Ventilsignalzug (Pulse nach oben: Abbau; Pulse nach unten Aufbau) während einer Regelung. In Fig. 3b ist der Geschwindigkeitsverlauf des­ zugehörigen Rads gezeigt. Es folgt in Fig. 3c der Fahrzeugverzögerungsverlauf. Aus 3d ist der Verlauf des Vordrucks und aus 3e der gepulste Verlauf des Rad­ zylinderdrucks zu entnehmen.

Zum Zeitpunkt t_o (siehe Zeichnung) setzt der gepulste Druckabbau ein. Hier wird die Fahrzeugverzögerung bestimmt, aus der sich die Anfangswerte p_V (t_o) und p_R(t_o) ergeben. Zum Zeitpunkt t₁ werden die Anfangswerte p_V(t_o) bzw. p_V(t_o) erneut ermittelt und nachfolgend der Bremsdruckverlauf p_R(t) ermittelt. Vom Zeitpunkt t₁ an wird von dem bei t_o ermittelten Druckwert p_V(t_o) und dem zuletzt errechneten Druckwert p_R(t) ausgehend der neue Radbremsdruckverlauf p_R(t) be­ rechnet.

Bei t₂, d. h. zum Zeitpunkt des Auslösens eines neuen Regelzyklus wird über die Fahrzeugverzögerung der mittlere Bremsdruck ermittelt und die Bremsdrücke und der Vordruck korrigiert. Die korrigierten Drücke sind Ausgangspunkte für neue Druckberechnungen.

Claims (1)

1. Antiblockierregelsystem enthaltend Meßwertgeber zur Bestimmung der Radgeschwindigkeit, eine Auswerteschaltung, der diese Radgeschwindigkeitssignale zugeführt werden und die Bremsdrucksteuersignale erzeugt und Bremsdrucksteuer­ einrichtungen, die zur Variation des Bremsdrucks im Sinne einer Verhinderung des Radblockierens mit den Bremsdrucksteuersignalen angesteuert werden enthaitend weiterhin eine Einrichtung zur Bestimmung des augenblicklichen Bremsdrucks, wo­ bei dieser Einrichtung die Bremsdrucksteuersignale zugeführt werden und in ihr die spezielle Hydraulik kennzeichnende Daten und Verläufe vorgegeben sind, da­ durch gekennzeichnet, daß die Ermittlung des Radbremsdrucks p_R(t) gemäß der Beziehnung p_R(t) = p_R(t_o) + {p_V(t_o) - p_R(t_o)} · [1-e^{-(t-t )/T}2]
   bzw.p_R(t) = p_R(t_o) - p_R(t_o) · [1-e^{-(t-t )/T}1]erfolgt, wobei t_o der Ausgangspunkt der Druckänderung, p_V(t_o) der Vordruck am Ausgangspunkt und T_1/2 die fahrzeugspezifische Zeitkonstanten der Differential­ gleichung sind, daß die Druckwerte p_V(t_o) und p_R(t_o) zu Beginn der Regelung aus der augenblicklichen Fahrzeugverzögerung und fahrzeugspezifischen Konstanten abgeleitet werden, daß jeweils zu Beginn eines Regelzyklus aus der herrschenden Fahrzeugverzögerung ein dem mittleren Blockierdruck entsprechender Druckwert ge­ wonnen wird, und daß durch Vergleich dieses Druckwerts mit den gemittelten, be­ rechneten Druckwerten der Vorderachse ein Korrekturfaktor gewonnen wird, mit dem die berechneten Druckwerte korrigiert werden.