DE4016658C2 - Antiblockiersystem - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Antiblockiersystem gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs (DE 33 15 551 A1). Bei dem bekannten Antiblockiersystem wird auf entsprechende Signale hin der Bremsdruck entweder voll zurückgenommen oder voll aufgebracht.

Fig. 5 ist eine Zeichnung, anhand deren die Betriebsweise eines anderen konventionellen Antiblockiersystems erläutert ist, wie es beispielsweise in der in JP 21 859 A (1986) offenbart ist. Das konventionelle Antiblockiersystem nach Fig. 5 erfaßt die Geschwindigkeit 101 eines Fahrzeugrades. Das System setzt einen Bremsdruck 104 herab, wenn die Verzögerung 102 des Rades einen Verzögerungsreferenzwert α₀ oder mehr erreicht hat oder wenn das aufgrund der Radgeschwindigkeit 101 und der Fahrzeuggeschwindigkeit 103 ermittelte Schlupfverhältnis einen gegebenen Schlupfverhältnis-Referenzwert S₀ oder mehr erreicht hat.

Das konventionelle System hält den Bremsdruck 104 konstant, wenn die Radverzögerung 102 nicht größer als der Verzögerungs-Referenzwert α₀ ist oder wenn die Radbeschleunigung 102 einen ersten Beschleunigungs-Referenzwert α₁ oder mehr erreicht hat, vorausgesetzt, daß das Rad-Schlupfverhältnis nicht kleiner ist als der Referenzwert S₀. Das System erhöht den Bremsdruck nach und nach, wenn die Radbeschleunigung 102 einen Wert erreicht hat, der kleiner ist als der erste Beschleunigungs-Referenzwert α₁.

Das System erhöht den Bremsdruck 104 schnell, wenn die Radbeschleunigung 102 einen zweiten Beschleunigungs-Referenzwert α₂ oder darüber erreicht hat, der größer ist als der erste Beschleunigungs-Referenzwert α₁.

Wenn beispielsweise die Straße, auf der das Fahrzeug fährt, besonders rutschig ist, oder wenn das Fahrzeug von einer trockenen Straße auf eine vereiste Oberfläche gefahren ist, kann das konventionelle Antiblockiersystem eine Blockierungsneigung des Fahrzeugrades nicht verhindern oder auch das blockierte Rad nicht ausreichend reaktivieren, obwohl der Bremsdruck extrem niedrig ist.

Wie bereits erklärt, variiert der geeignete Druck entsprechend den Bedingungen auf der Straßenoberfläche. Es ist außerordentlich schwierig, einen adäquaten Druckabnahmebetrag festzulegen, ohne die Beziehung zwischen den Bedingungen auf der Straßenoberfläche und dem Bremsdruck in Betracht zu ziehen.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, diese Probleme zu lösen und ein neues und verbessertes Antiblockiersystem zu schaffen, das einen adäquaten Druckabnahmebetrag aufgrund der Beziehung zwischen den Bedingungen der Straßenoberfläche und einem Bremsdruck liefert.

Die vorstehende und andere Aufgaben der vorliegenden Erfindung sind durch den Patentanspruch gelöst

Bei einem Antiblockiersystem gemäß der vorliegenden Erfindung wird die Beziehung zwischen der Bremse und der Straßenoberfläche, auf der das Fahrzeug fährt, abhängig von der Länge des schlupffreien bzw. schlupfsicheren Zeitintervalles extrapoliert, und der Druckabnahmebetrag wird aufgrund der Extrapolation geändert. Im Ergebnis können das Aufbringen oder Wegnehmen des Bremsdruckes entsprechend den Bedingungen auf der Straßenoberfläche so optimiert werden, daß verhindert wird, daß das Fahrzeugrad in einen Blockierzustand kommt.

Die Erfindung ist im folgenden anhand der Zeichnungen an Ausführungsbeispielen mit weiteren Einzelheiten näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 ein Blockschaltbild, das eine Ausführungsform des Antiblockiersystems gemäß der vorliegen­ den Erfindung zeigt,

Fig. 2(a) ein Blockschaltbild, das eine spezielle Aus­ gestaltung der Ausführung nach Fig. 1 zeigt,

Fig. 2(b) eine vergrößerte Ausschnittsansicht der Bremskraft-Einstellvorrichtung nach Fig. 2(a),

Fig. 3 ein Flußdiagramm, das die Betriebsweise eines Mikrocomputers zeigt, der im in Fig. 2(a) dargestellten Kontrollkreis enthalten ist,

Fig. 4(a)-4(d) Diagramme, die den Betriebsablauf eines Antiblockiersystems nach der Erfindung veran­ schaulichen und

Fig. 5 Diagramme, die den Betriebsablauf eines konventionellen Antiblockiersystems veran­ schaulichen.

Fig. 1 ist ein Blockschaltbild, das den schematischen Aufbau der Ausführung zeigt.

Gemäß der in Fig. 1 gezeigten Ausführung ist das Antibloc­ kiersystem aus einem Radgeschwindigkeitsdetektor 1, einem Radverzögerungsrechner 2, einem Fahrzeuggeschwindigkeits­ rechner 3, einem Schlupfverhältnisrechner 4, einem Detektor 5 für das schlupffreie bzw. schlupfsichere Zeitintervall, einer Druckabnahmebetrags-Einstellvorrichtung 6, einem Rechner 7 für den Druckabnahmebetrag/Druckerhöhungsbetrag und einer Bremskraft-Einstellvorrichtung 8 aufgebaut.

Der Radgeschwindigkeitsdetektor 1 erfaßt die Geschwindigkeit wenigstens eines Rades des Fahrzeugs, das mit dem Anti­ blockiersystem ausgestattet ist. Der Radverzögerungsrechner 2 berechnet die Radverzögerung aufgrund der Radgeschwindig­ keit, die vom Radgeschwindigkeitsdetektor 1 erfaßt worden ist, und gibt die Ergebnisse der Berechnung an den Rechner 7 für den Druckabnahmebetrag/Druckerhöhungsbetrag.

Der Fahrzeuggeschwindigkeitsrechner 3 berechnet die Ge­ schwindigkeit des Fahrzeuges auf der Grundlage der Radge­ schwindigkeit und gibt die Ergebnisse der Berechnung an den Schlupfverhältnisrechner 4. Der Schlupfverhältnisrechner 4 berechnet das Schlupfverhältnis aufgrund der Fahrzeugge­ schwindigkeit und der Radgeschwindigkeit und gibt das be­ rechnete Schlupfverhältnis an den Rechner 7 für den Druck­ abnahmebetrag/Druckerhöhungsbetrag und an den Detektor 5 für das schlupfsichere Zeitintervall.

Der Detektor 5 für das schlupfsichere Zeitintervall führt die Messung des Zeitintervalls durch, in dem das Schlupfver­ hältnis im wesentlichen Null ist. Auf der Grundlage der Messung des schlupfsicheren Verhältnisses wird von der Druckabnahmebetrags-Einstellvorrichtung 6 an den Rechner 7 für den Druckabnahmebetrag/Druckerhöhungsbetrag ein solches Ausgangssignal gegeben, daß die Abnahmemenge so eingestellt werden kann, daß der Bremsdruck optimiert wird.

Der Rechner 7 für den Druckabnahmebetrag/Druckerhöhungsbe­ trag berechnet einen erforderlichen Abnahmebetrag oder Erhöhungsbetrag aufgrund der Radverzögerung, des Schlupfver­ hältnisses und des Ausgangssignales der Druckabnahmebetrags- Einstellvorrichtung 6 und gibt an die Bremskraft-Einstell­ vorrichtung 8 Signale, die repräsentativ für die Druckab­ nahme oder die Druckzunahme sind.

Diese Druckabnahme- oder Druckzunahme-Signale bewirken, daß die Bremskraft-Einstellvorrichtung 8 so betrieben wird, daß der Bremsdruck in einer geeigneten Weise abnimmt oder erhöht wird.

Als nächstes wird die Ausführungsform noch genauer mit Bezug auf Fig. 2 beschrieben.

Fig. 2(a) ist ein Blockschaltbild, das den schematischen Aufbau der spezifischen Ausgestaltung zeigt. Aus Gründen der Einfachheit wird die Erläuterung auf nur ein Rad be­ schränkt.

In Fig. 2(a) bezeichnet die Bezugszahl 9 eine Radbremse. Die Bezugszahl 10 bezeichnet einen Radgeschwindigkeitssen­ sor, der so angeordnet ist, daß er die Geschwindigkeit des zu bremsenden Rades erfassen kann.

Bezugszahl 11 bezeichnet einen Kontrollkreis, der von einer Fahrzeugbatterie 13 über einen Stromquellenschalter 12 mit Strom versorgt wird. Der Kontrollkreis 11 erhält über seinen Eingangskreis 11a ein Signal vom Radgeschwindigkeitssensor 10. Der Kontrollkreis 11 umfaßt eine Zentralrecheneinheit 11b mit Mikrocomputer. Die Zentralrecheneinheit 11b arbeitet nach einem Befehlsprogramm, das in einem Speicher 11c des Kontrollkreises abgelegt ist. Die Zentralrecheneinheit 11b gibt die Ergebnisse der Operation über seinen Ausgangskreis 11d aus. Die Bremskraft wird auf die Radbremse 9 durch einen Haupt- bzw. Steuerzylinder 15 und über eine Brems­ druck-Einstellvorrichtung 16 übertragen, wenn ein Fahrer unter normalen Bedingungen ein Bremspedal 14 tritt.

Die Betriebsweise, wie sie unter Antiblockier-Bedingungen stattfindet, wird genau mit Bezug auf Fig. 2(b) beschrieben, die eine vergrößerte Ansicht der Bremskraft-Einstellvorrich­ tung 16 darstellt.

In Fig. 2(b) werden der Druck in einer Kammer 16a und der Druck in einer Kammer 16b der Vorrichtung 16 unter normalen Bedingungen auf demselben Wert gehalten, und ein Abschalt­ ventil 16c der Vorrichtung wird daher von einem Kolben 16d der Vorrichtung in die Offenstellung geschoben.

Wenn vom Kontrollkreis 11 ein Signal ausgegeben wird, das eine Abnahme des Bremsdruckes anzeigt, werden sowohl ein Magnetventil 16e zum Herabsetzen des Druckes und ein Magnet­ ventil 16f zum Halten des Druckes gemeinsam betrieben, um den Druck in der Kammer 16a über eine Leitung 17 in einen Speicherbehälter 18 zu entlassen.

Im Ergebnis wird der Kolben 16d in Fig. 2(b) nach oben geschoben, um das Abschaltventil 16c zu schließen, was be­ wirkt, daß die Verbindung zwischen dem Steuerdruck und dem Raddruck abgeschnitten wird, wodurch das Volumen in der Kammer 16b sich ausdehnt. Somit wird die Bremskraft herab­ gesetzt.

Wenn der Kontrollkreis 11 ein Signal ausgibt, das das Halten des Druckes anzeigt, wird das Magnetventil 16e zum Herabset­ zen des Druckes deaktiviert, während nur das Magnetventil 16f zum Halten des Druckes betrieben wird. Im Ergebnis wird die Bewegung des Kolbens 16d angehalten, um die Bremskraft zu halten.

Wenn der Kontrollkreis 11 ein Signal ausgibt, das eine Erhöhung des Bremsdruckes anzeigt, werden sowohl das Magnet­ ventil 16e als auch das Magnetventil 16f deaktiviert und bewirken, daß ein Druck in die Kammer 16a über die Verbin­ dung eines Pumpmotors 19 und eines Zwischenspeichers 20 als Energiequelle eintritt, wobei der Pumpmotor und der Zwi­ schenspeicher einen hohen Druck aufrechterhalten. Daher wird der Kolben 16d in Fig. 2(b) nach unten geschoben, um das Volumen in der Kammer 16g zu verringern, wodurch die Bremskraft erhöht wird.

Wie bereits erklärt, funktioniert das System gemäß der vorliegenden Erfindung derart, daß die Betriebsabläufe des Absenkens des Bremsdruckes, des Haltens des Bremsdruckes und des Erhöhens des Bremsdruckes gemäß der Befehle vom Kontrollkreis 11 wiederholt werden, um die Bremskraft anzu­ passen, so daß verhindert wird, daß das Rad blockiert.

Als nächstes wird die Betriebsphase des Mikrocomputers im Kontrollkreis 11 mit Bezug auf das Flußdiagramm der Fig. 3 beschrieben.

Wenn der Betrieb des Mikrocomputers beginnt werden RAMs, Ausgabebausteine und andere Bauteile im Schritt S1 initiali­ siert, und die Radgeschwindigkeit V_n wird in Schritt S2 berechnet. Als Berechnungsvorschrift zum Auffinden der Radgeschwindigkeit V_n kann beispielsweise eine periodische Messung angewendet werden. Bei der periodischen Messung wird die Radgeschwindigkeit V_n aufgrund der Anzahl P_n der Pulse aufgefunden, die der Radgeschwindigkeit entsprechen und die durch den Eingangskreis 11a in Fig. 2(a) in einem gewissen Zeitintervall eingegeben worden sind, der Zeit t_{p 1}, zu der der erste Puls eingegeben worden ist, nachdem die Messung begonnen hat, und der Zeit t_pn, wenn der Endpuls eingegeben wird, gemäß dem folgenden Ausdruck, wobei K eine Konstante ist:

Im nächsten Schritt S3 wird die Radverzögerung α_n berechnet. Bei der Berechnung der Radverzögerung wird diese aufgrund des Kontrollzyklus T des Mikrocomputers, der Radgeschwindig­ keit V_n-1 im vorangegangenen Kontrollzyklus und der Radge­ schwindigkeit V_n im vorliegenden Kontrollzyklus ermittelt, und zwar gemäß des folgendes Ausdruckes:

In diesem Ausdruck bedeutet die Ungleichung α_n < O Verzöge­ rung, Ungleichung α_n < 0 Beschleunigung, wobei L eine Kon­ stante ist.

Im nächsten Schritt S4 wird die Fahrzeuggeschwindigkeit V_pn berechnet. Bei der Berechnung der Fahrzeuggeschwindigkeit werden der Wert, der durch Absteigen zur Fahrzeuggeschwin­ digkeit V_pn-1 im vorangegangenen Kontrollzyklus mit einem vorher festgelegten Gradienten gewonnen wurde, und der Wert der Radgeschwindigkeit V_n verglichen, und der größere Wert wird gewählt, um die Fahrzeuggeschwindigkeit zu ermitteln.

Im nächsten Schritt S5 wird das Schlupfverhältnis S_n berech­ net. Der folgende Ausdruck wird benutzt, um die Berechnung des Schlupfverhältnisses durchzuführen:

Im nächsten Schritt S6 wird das schlupfsichere Zeitintervall T_n, in dem das Schlupfverhältnis S_n im wesentlichen Null ist, gemessen.

Im nächsten Schritt S7 wird abgefragt, ob das schlupfsi­ chere Zeitintervall T_n kürzer ist als ein gegebener Wert T₀ oder nicht. Im negativen Fall wird nach den Schritten S8, S9 und S10, wie üblich, ein Signal ausgegeben, das eine Abnahme des Bremsdruckes anzeigt, wenn die Fahrzeugverzögerung α_n einen gegebenen Radverzögerungs-Referenzwert α₀ überschrei­ tet oder wenn das Schlupfverhältnis S_n den gegebenen Schlupfverhältnis-Referenzwert S₀ überschreitet. Wenn nach einem Abfrage-Schritt S11 Bedingungen für eine Druckerhöhung vorliegen, vorausgesetzt, daß die Radverzögerung nicht größer ist als der Radverzögerungs-Referenzwert α₀ und daß das Schlupfverhältnis nicht größer ist als der Schlupfver­ hältnis-Referenzwert S₀, wird im Schritt S12 ein Signal ausgegeben, das für eine Erhöhung des Bremsdruckes repräsen­ tativ ist. Im negativen Fall wird im Schritt S13 ein Signal ausgegeben, das das Halten des Bremsdruckes anzeigt.

Wenn andererseits das schlupfsichere Zeitintervall T_n kürzer ist als der gegebene Wert T₀ im Schritt S7, wird im nächsten Schritt S14 abgefragt, ob der Bremsdruck aufgrund der Bedin­ gungen der Radverzögerung im vorangegangenen Kontrollzyklus vermindert wurde oder nicht. Falls dies bejaht wird, wird ein Signal, das das Abnehmen des Bremsdruckes anzeigt, in einem Abfrage-Schritt S10 ausgegeben, vorausgesetzt, daß in einem Schritt S15 die Radverzögerung α_n als größer erkannt wurde als die Radverzögerung α₃, die wiederum kleiner ist als der gegebene Radverzögerungs-Referenzwert α₀.

Das bedeutet, daß, falls das schlupfsichere Zeitintervall T_n kürzer ist als der gegebene Wert T₀, der Radverzögerungs- Referenzwert, der in der Umgebung des Vervollständigens des Druckabnahmebetriebes verwendet wird, in den kleineren Wert α₃ geändert wird, um das Zeitintervall für das Abnehmen des Druckes zu verlängern, so daß der Druckabnahmewert erhöht wird.

Jetzt wird anhand der Fig. 4 der Betrieb bei Durchführung der oben beschriebenen Schritte erläutert.

Es sei angenommen, daß die Radgeschwindigkeit sich geändert hat, wie es Kurve 101 in Fig. 4(a) anzeigt. Die Radverzö­ gerung wird berechnet, wie Kurve 102 in Fig. 4(b) zeigt. Die Fahrzeuggeschwindigkeit wird berechnet, wie durch die gestrichelte Kurve 103 in Fig. 4(a) angedeutet ist. Die Fahrzeuggeschwindigkeit mit Schlupfverhältnis in S₀% wird berechnet, wie durch die strichpunktierte Kurve 105 in Fig. 4(a) dargestellt.

Aufgrund der Radverzögerung wird ein Signal, das die Abnahme des Bremsdruckes anzeigt, ausgegeben, wie Kurve 106 in Fig. 4(c) angibt, und der Bremsdruck wird daher geändert, wie Kurve 104 in Fig. 4(d) anzeigt.

Wenn die Radverzögerung größer ist als der Radverzögerungs- Referenzwert α₀, wird der Druckabnahmebetrieb in der Zeit­ dauer von t 1 → t 2, t 3 → t 4 und t 5 → t 6 durchgeführt, was bewirkt, daß der Bremsdruck geändert wird, wie durch die gestrichelte Kurve 107 in Fig. 4(d) gezeigt. Falls das schlupfsichere Intervall T_n kürzer ist als der gegebene Wert T₀, wird der Radverzögerungs-Referenzwert α₀, der in der Umgebung der Vervollständigung des Druckabnahmebetriebes verwendet wird, in α₁ geändert, um den Druckabnahmebetrieb im Zeitintervall von t 5 bis t 7 durchzuführen, so daß der Bremsdruck in optimaler Weise überwacht werden kann, wobei der Bremsdruck kleiner ist als derjenige, der durch Kurve 107 in Fig. 4(d) gezeigt ist.

Obwohl in dem Fall, bei dem das schlupfsichere Zeitintervall kürzer ist als der gegebene Wert, die vorbeschriebene Aus­ führungsform nur den Radverzögerungs-Referenzwert herab­ setzt, der in der Umgebung des Abschlusses des druckernie­ drigenden Betriebes verwendet wird, kann auch der Radverzö­ gerungs-Referenzwert, der in der Umgebung des Beginns des druckerniedrigenden Betriebes verwendet wird, verringert werden, oder jeder der Referenzwerte kann verringert werden, wobei ähnliche Vorteile entstehen. Ein ähnlicher Vorteil kann erhalten werden, indem man den Schlupfverhältnis-Refe­ renzwert verringert oder für eine gewisse Dauer das Zeitin­ tervall für die Druckerniedrigung verlängert.

Claims (1)

1. Antiblockiersystem für ein Fahrzeug,

   • (a) mit einem zwischen Haupt- und Radbremszylinder eingeschalteten Blockierschutzventil (16), das den Bremsdruck absenkt und wieder aufbaut;
   • (b) mit mindestens einem Drehzahlfühler (10);
   • (c) mit einem elektronischen Steuergerät (11), das die Signale des Drehzahlfühlers aufnimmt, auswertet und Stellsignale an das Blockierschutzventil (16) abgibt;
   • (d) wobei das Steuergerät (11)
     • (d1) ein Radgeschwindigkeitssignal (Vn) erzeugt;
     • (d2) daraus den Wert der Radverzögerung- bzw. Radbeschleunigung (αn) berechnet;
     • (d3) aus den Radgeschwindigkeitssignalen ein die Fahrzeuggeschwindigkeit nachbildendes Referenzsignal (Vpn) berechnet;
     • (d4) aus einem Vergleich zwischen Radgeschwindigkeitssignal und Referenzsignal einen Schlupfwert (Sn) berechnet;
     • (d5) der Radverzögerung- bzw. Radbeschleunigungswert mit vorgegebenen Schwellenwerten verglichen wird, wovon einer abhängig vom dynamischen Verhalten des Rades veränderbar ist;
     • (d6) auf der Grundlage der Schlupf- und Radverzögerungswerte das Stellsignal "Bremsdruck abbauen" abgibt;
       dadurch gekennzeichnet, daß
     • (d7) das Steuergerät die Zeit (Tn) nach dem Wiedererholen des Rades erfaßt, in der das Rad einen Schlupfwert von im wesentlichen Null aufweist und
     • (d8) die Dauer des Stellsignals verlängert, wenn
       a) das schlupffreie Zeitintervall (Tn) kleiner als ein vorgegebener Wert (To) ist und
       b) in einem vorausgegangenen Regelspiel bereits das Stellsignal "Bremsdruck abbauen" erschienen ist,
     • (d9) die Verlängerung des Stellsignals durch Setzen einer kleineren Radverzögerungsschwelle (α3) bewirkt wird.