DE4016659A1

DE4016659A1 - Antiblockiersystem

Info

Publication number: DE4016659A1
Application number: DE4016659A
Authority: DE
Inventors: Akihiko Mori; Yasuo Naito
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1989-05-24
Filing date: 1990-05-23
Publication date: 1990-11-29
Also published as: DE4016659C2; KR940004566B1; JPH02310162A; US5080448A; KR900017851A

Description

Die Erfindung betrifft ein Antiblockiersystem, bei dem dann, wenn beim Bremsen eines Fahrzeugs ein Rad des Fahr zeugs zum Blockieren neigt, ein Regler den Bremsdruck ab senkt, wobei weiter dann, wenn die Drehzahl des Rades durch Druckabsenkung wiederaufgebaut ist, der Bremsdruck wieder aufgebaut wird, und wobei diese Vorgänge wiederholt wer den, um zu verhindern, daß das Rad blockiert.

Fig. 5 zeigt ein Diagramm, das dazu beitragen kann, den Betrieb eines herkömmlichen Antiblockiersystems für ein Fahrzeug zu beschreiben, wie es beispielsweise in der ge prüften JP-POS 28 541/1986 offenbart ist. In Fig. 5 bezeich net Bezugszahl 101 die Radgeschwindigkeit. Bezugszahl 102 bezeichnet die momentane Geschwindigkeit eines Fahrzeugs mit dem Rad. Bezugszahl 103 bezeichnet die Geschwindigkeit des Fahrzeugs unter Einbeziehung eines Schlupfverhältnisses von x%. Bezugszahl 104 bezeichnet die Abnahme der Radge schwindigkeit 101. Bezugszahl 105 bezeichnet den Bremsdruck.

In der Zeitspanne zwischen zwei Zeitpunkten t ₂ und t ₃ wird der Bremsdruck abgesenkt, weil die Radverzögerung 104 einen vorgegebenen Wert α ₁ übersteigt, was bedeutet, daß das Rad dazu neigt zu blockieren. Danach wird in der Zeitspanne zwischen zwei Zeitpunkten t ₅ und t ₆ der Bremsdruck allmäh lich erhöht, weil die Radbeschleunigung/-Verzögerung über einem vorgegebenen Wert α ₃ liegt, was bedeutet, daß das Rad frei von jeder Blockierneigung ist.

Das herkömmliche Antiblockiersystem führt die Überwachung so aus, daß die Bremskraft langsam steigt, nachdem sie abgesenkt worden ist. Dies bringt jedoch Probleme mit sich, weil die Schwankungen des Bremsdrucks in Bezug auf die optimale Bremskraft groß sind und eine Regelzeit, in welcher die Bremskraft in der Nähe des optimalen Wertes eingeregelt wird, zu kurz ist, als daß der Bremsweg verkürzt werden könnte.

Demzufolge liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, diese Probleme zu lösen und ein neues und verbessertes Anti blockiersystem zu schaffen, das einen geeigneten Steige rungsbetrag des Bremsdruckes nach dem Absenken der Brems kraft gewinnen und die Bremskraft schnell wieder in die Nähe der optimalen Bremskraft bringen kann, was den Bremsweg verkürzen kann.

Erfindungsgemäß wird die gestellte Aufgabe mit einer Vor richtung nach dem Anspruch gelöst.

Erfindungsgemäß wird der Steigerungsbetrag, der erforderlich ist, nachdem der Bremsdruck gesenkt worden ist, mittels des Steigerungsbetragsrechners auf der Grundlage der Fahrzeug verzögerung und der Druckabsenkungszeitspanne bestimmt. Dadurch kann die Bremskraft schnell erhöht werden. Mithin kann die Bremskraft schneller in die Nähe der optimalen Bremskraft gebracht werden, weshalb in vorteilhafter Weiße der Bremsweg verkürzt werden kann.

Im folgenden ist ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung mit weiteren Einzelheiten unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen:

Fig. 1 ein Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels des Antiblockiersystems nach der Erfindung;

Fig. 2(a) ein Blockschaltbild eines speziellen Aufbaus des Ausführungsbeispiels;

Fig. 2(b) eine vergrößerte Schnittansicht der Bremskraft- Einstelleinrichtung nach Fig. 2(a);

Fig. 3 ein Flußdiagramm des Betriebs eines Mikrocomputers in der Überwachungsschaltung nach Fig. 2(a);

Fig. 4(a) bis 4(e) Diagramme des Betriebs der erfindungsgemäßen Vorrichtung; und

Fig. 5 ein Diagramm des Betriebs eines herkömmlichen Antiblockiersystems für ein Fahrzeug.

Fig. 1 stellt ein Blockschaltbild des schematischen Aufbaus des Ausführungsbeispiels dar.

Gemäß Fig. 1 umfaßt das Antiblockiersystem eine Bremskraft- Einstelleinrichtung 1, einen Radgeschwindigkeitsdetektor 2, einen Radverzögerungsdetektor 3, eine Berechnungseinheit 4 für die Fahrzeuggeschwindigkeit, eine Berechnungseinheit 5 für das Schlupfverhältnis, einen Fahrzeugverzögerungsdetek tor 6, einen Absenkungsbetragsrechner 7, eine Berechnungs einrichtung 8 für die Druckabsenkungszeitspanne und einen Steigerungsbetragsrechner 9.

Die Bremskraft-Einstelleinrichtung 1 empfängt ein Signal, welches eine Druckabnahme anzeigt, von dem Abnahmebetrags rechner 7 und ein Signal, das eine Steigerung des Druckes anzeigt, von dem Steigerungsbetragsrechner 9 und senkt bzw. steigert die auf ein Rad eines Fahrzeugs wirkende Brems kraft.

Der Radgeschwindigkeitsdetektor 2 erfaßt die Geschwindigkeit desjenigen Rades, auf welches die Bremskraft wirkt. Der Radverzögerungsdetektor 3 erfaßt die Verzögerung des Rades auf der Grundlage der Informationen über die Radgeschwindig keit. Der Fahrzeuggeschwindigkeitsrechner 4 berechnet die Geschwindigkeit des Fahrzeugs auf der Grundlage von Informa tionen über die Radgeschwindigkeit. Der Schlupfverhältnis rechner 5 berechnet das Schlupfverhältnis auf der Grundlage von Informationen über die Fahrzeuggeschwindigkeit und die Radgeschwindigkeit.

Der Fahrzeugverzögerungsdetektor 6 erfaßt die Verzögerung des Fahrzeugs und gibt Informationen über die Fahrzeugver zögerung an den Steigerungsbetragsrechner 9.

Der Absenkungsbetragsrechner 7 empfängt Radverzögerungsin formationen, welche mittels des Radverzögerungsdetektors 3 erfaßt worden sind, und Schlupfverhältnisinformationen, welche von dem Schlupfverhältnisrechner 5 berechnet sind, und gibt ein Signal, welches eine Abnahme der Bremskraft anzeigt, an die Bremskraft-Einstelleinrichtung 1 und die Meßeinrichtung 8 für die Druckabsenkungszeitspanne, wenn festgestellt wird, daß die Radverzögerung oder das Schlupf verhältnis einen gegebenen Wert haben oder darüber liegen.

Die Meßeinrichtung 8 für die Druckabsenkungszeitspanne mißt diejenige Zeitspanne, in welcher das Druckabsenkungssignal von dem Absenkungsbetragsrechner 7 abgegeben wird, und gibt Informationen über die Druckabsenkungszeitspanne an den Steigerungsbetragsrechner 9.

Der Steigerungsbetragsrechner 9 empfängt die Schlupfverhält nisinformationen, die Fahrzeugverzögerungsinformationen und die Informationen über die Druckabsenkungszeitspanne. Wenn das Schlupfverhältnis einen gegebenen Wert angenommen hat oder darunter liegt, berechnet der Steigerungsbetragsrechner 9 einen Überwachungsbetrag auf der Grundlage des Verhält nisses zwischen den Informationen über die Drucksteigerungs zeitspanne und die Fahrzeugverzögerung und gibt ein Signal, welches eine Steigerung der Bremskraft anzeigt, an die Bremskraft-Einstelleinrichtung 1.

Im folgenden ist das Ausführungsbeispiel detaillierter unter Bezugnahme auf Fig. 2 erläutert.

Fig. 2(a) zeigt ein Blockschaltbild des schematischen Aufbaus eines speziellen Ausführungsbeispiels. Aus Gründen der Einfachheit ist die Erläuterung nur auf ein Rad bezogen.

In Fig. 2(a) bezeichnet Bezugszahl 10 eine Radbremse. Bezugszahl 11 bezeichnet einen Radgeschwindigkeitssensor, der die Radgeschwindigkeit erfaßt. Bezugszahl 12 bezeichnet ein G-Sensor (Beschleunigungssensor), der die Beschleuni gung/Verzögerung des Fahrzeugs erfaßt, wobei er von einem Differential-Umwandler oder dergleichen gebildet sein kann.

Bezugszahl 13 bezeichnet eine Überwachungsschaltung, die über einen Energieversorgungsschalter 14 mit Energie ver sorgt wird und an ihrer Eingangsschaltung 13 a Signale von dem Radgeschwindigkeitssensor 11 und dem G-Sensor 12 em pfängt und deren zentrale Verarbeitungseinheit (CPU) einen Mikrocomputer 13 b verwendet und entsprechend einem Befehls programm in einem Speicher 13 c arbeitet, wobei sie die Ergebnisse an ihre Ausgangsschaltung 13 d gibt.

Die Bremskraft wird über einen Hauptbremszylinder 16 und eine Bremskraft-Einstelleinrichtung 17 an die Radbremse 10 gegeben, wenn ein Fahrer ein Bremspedal 15 unter normalen Umständen tritt.

Der Betrieb unter Blockierverhinderung ist nachstehend detailliert unter Bezugnahme auf Fig. 2(b) erläutert, welche eine vergrößerte Ansicht der Bremskraft-Einstellein richtung 17 zeigt.

Der Druck in einer Kammer 17 c und der Druck in einer Kammer 17 d der Einstelleinrichtung 17 werden unter normalen Umstän den auf demselben Pegel gehalten. Daher kann ein Absperrven til 17 e der Einstelleinrichtung von einem Kolben 17 f bewegt werden, um die Einstelleinrichtung zu öffnen.

Wenn ein Signal, das einen Abfall der Bremskraft anzeigt, von der Überwachungsschaltung 13 abgegeben wird, werden ein Magnetventil 17 a zum Absenken von Druck und ein Magnet ventil 17 b zum Halten von Druck angesteuert, um den Druck in der Kammer 17 c über eine Leitung 18 an ein Reservoir 17 abzulassen. Dadurch wird der Kolben 17 f in Fig. 2(b) nach oben geschoben, um das Absperrventil 17 e zu schließen, was die Verbindung zwischen dem Hauptzylinderdruck und dem Radzylinderdruck abschneidet und das Volumen einer Kammer 17 g steigen läßt. Somit ist die Bremskraft gesenkt.

Wenn die Überwachungsschaltung 13 ein Signal abgibt, das ein Halten des Druckes anzeigt, wird das Magnetventil 17 a zum Senken von Druck stillgelegt, während nur das Magnetventil 17 b zum Halten von Druck angesteuert wird. Dadurch wird der Kolben 17 f in seiner Bewegung gestoppt, um die Bremskraft zu halten.

Wenn die Überwachungsschaltung 13 ein Signal abgibt, das eine Steigerung des Bremsdrucks anzeigt, werden sowohl das Magnetventil 17 a als auch das Magnetventil 17 b stillgelegt, was bewirkt, daß sich in der Kammer 17 c durch Kombination eines Pumpmotors und eines Akumulators 20 als Energiequelle ein Druck aufbaut, wobei der Pumpenmotor und der Akumulator einen hohen Druck halten. Dadurch wird der Kolben 17 f in Fig. 2(b) nach unten bewegt, um das Volumen der Kammer 17 g zu senken, was eine Steigerung der Bremskraft bewirkt.

Wie dargelegt, arbeitet das erfindungsgemäße System derart, daß das Absenken des Drucks, das Halten des Drucks und das Steigern des Drucks entsprechend Signalen von der Über wachungsschaltung 13 wiederholt werden, um die Bremskraft einzustellen, wodurch einem Blockieren des Rades vorgebeugt ist.

Nachstehend ist der Betrieb des Mikrocomputers 13 b in der Überwachungsschaltung 13 unter Bezugnahme auf das Flußdia gramm nach Fig. 3 erläutert.

Wenn der Mikrocomputer zu arbeiten beginnt, werden RAMs und andere Elemente in Schritt S 1 initialisiert. In Schritt S 2 wird die Radgeschwindigkeit V _n berechnet. Als Berechnungs methode für die Radgeschwindigkeit V _n kann beispielsweise eine periodische Messung durchgeführt werden. Bei der peri odischen Messung wird die Radgeschwindigkeit V _n auf der Grundlage der Anzahl P _n von Pulsen entsprechend der Rad geschwindigkeit ermittelt, die in einer Zeitspanne von dem Zeitpunkt t ₁, zu dem der erste Puls nach Starten der Messung eingegeben worden ist, und dem Zeitpunkt t _n, zu dem der letzte Puls eingegeben worden ist, und zwar entsprechend der nachstehenden Gleichung, wobei K eine Konstante ist:

Sodann wird in Schritt S 3 die Radverzögerung α _n berechnet. Dabei wird die Radverzögerung auf der Grundlage des Über wachungszyklus T _E des Mikrocomputers 13 b, der Radgeschwin digkeit V _n-1 in dem vorhergehenden Überwachungszyklus und der Radgeschwindigkeit V _n in dem aktuellen Überwachungs zyklus nach der folgenden Gleichung ermittelt:

Bei der vorstehenden Gleichung bedeutet die Ungleichung a _n<0 : Verzögerung, während α _n<0 Beschleunigung bedeu tet. L ist eine Konstante.

Sodann wird in Schritt S 4 die Fahrzeugverzögerung G von dem G-Sensor 12 eingegeben.

Sodann wird in Schritt S 5 die Fahrzeuggeschwindigkeit V _pn berechnet. Dabei werden derjenige Wert, der durch Herunter fahren der Fahrzeuggeschwindigkeit V _pn-1 in dem vorhergehen den Überwachungszyklus um einen vorbestimmten Faktor gewon nen worden ist, und der Wert der Radgeschwindigkeit V _n in dem aktuellen Überwachungszyklus miteinander vergleichen und der größere Wert wird zum Gewinnen der Fahrzeuggeschwin digkeit gewählt.

Der vorbestimmte Faktor kann abhängig von der Fahrzeugver zögerung oder den Abgabezuständen der Überwachungssignale verändert werden.

Danach wird in Schritt S 6 das Schlupfverhältnis S _n berech net. Für diese Berechnung kann die folgende Gleichung ver wendet werden:

Sodann wird in Schritt S 7 geprüft, ob die in Schritt S 3 ermittelte Fahrzeugverzögerung a _n kleiner als ein vorgege bener Wert α ₁ ist. Wenn α _n α ₁, wird in dem darauffolgenden Schritt S 8 geprüft, ob das in Schritt S 6 berechnete Schlupf verhältnis S _n größer als ein vorgegebener Wert S ₁ ist.

Wenn in Schritt S 7 α _n < α ₁ oder in Schritt S 8 S _n < S ₁ ist, wird in Schritt S 9 eine Marke ASB gesetzt, die anzeigt, daß eine Antiblockierregelung ausgeführt werden sollte.

Die Marke ASB wird bei Abschluß der Antiblockierregelung zurückgesetzt, d.h. dann, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit auf einen vorbestimmten Wert oder darunter abgesenkt worden ist, oder in Abhängigkeit von der Anzahl der Drucksteigerun gen (nicht gezeigt).

In Schritt S 10 wird diejenige Zeitspanne T _R gemessen, in welcher eine Druckabsenkung (REL) ausgeführt worden ist.

In dem nächsten Schritt S 11 wird ein Signal (REL) abgegeben, das eine Druckabsenkung für die Bremskraft anzeigt.

Andererseits wird dann, wenn in Schritt S 8 S _n S ist, in Schritt S 12 geprüft, ob eine Antiblockierregelung ausge führt wird. Wenn ja, wird in Schritt S 13 geprüft, ob das Schlupfverhältnis S _n größer als ein vorbestimmter Wert S ₂ (S ₂ < S ₁) ist.

In dem darauffolgenden Schritt S 14 wird geprüft, ob das Schlupfverhältnis S _n dem gegebenen Wert S ₂ gleich ist. Wenn ja, wird in Schritt S 15 ein erforderlicher Erhöhungsbetrag für den Druck berechnet. Die Art und Weise der Druckberech nung wird später erläutert.

Wenn jedoch S _n die Ungleichung S _n < S ₂ erfüllt, wird in Schritt S 16 geprüft, ob ein Signal (FB) abgegeben wird, welches eine Drucksteigerung für die Bremskraft anzeigt. Wenn nicht, wird in Schritt S 17 geprüft, ob die Haltezeit, in welcher die Bremskraft konstant gehalten wird, abgezählt wird.

Wenn die Haltezeit T _H nicht für eine vorgegebene Zeitspanne angehalten hat, wird in Schritt S 18 ein Signal (HOLD) abge geben, welches das Halten der Bremskraft anzeigt.

Wenn jedoch die Haltezeit für die vorgegebene Zeitspanne angehalten hat, wird in Schritt S 19 ein erforderlicher Erhöhungsbetrag T _S des Druckes für die Bremskraft nur für eine vorgegebene Zeitspanne gesetzt und es wird in Schritt S 20 ein Signal (FB) abgegeben, welches solch einen Er höhungsbetrag anzeigt.

In Schritt S 21 wird das Ende des Überwachungszyklus T des Mikrocomputers 13 b abgewartet. Wenn der Überwachungszyklus T vorbei ist, wird zu Schritt S 2 zurückgekehrt, woraufhin die dem Schritt S 2 folgenden Schritte wiederholt werden.

In Schritt S 15 kann der erforderliche Erhöhungsbetrag T _F mittels der folgenden Gleichungen ermittelt werden, und zwar auf der Grundlage der in Schritt S 10 gemessenen Abgabe zeitspannen T _R für das Druckabsenkungssignal:

T _F = 0 (T _R < T _{R 1}) (4)

T _F = MT _R (T _R T _{R 1}) (5)

In den Gleichungen ist T _{R 1} eine Konstante. M ist eine Kon stante, welche von der Fahrzeugverzögerung G wie folgt abhängt:

Wenn G < G ₁, dann M = M ₁,
Wenn G ₁ G < G ₂, dann M = M ₂,
Wenn G ₂ G, dann M = M ₃,

wobei gilt: M ₁ < M ₂ < M ₃.

Das bedeutet, daß der Drucksteigerungsbetrag T _F von der Druckabsenkungszeitspanne T _R und der Fahrzeugverzögerung G abhängt und daß der Drucksteigerungsbetrag mit der Länge der Drucksteigerungszeitspanne und der Fahrzeugverzögerung steigt.

Der Steigerungsbetrag T _S kann beispielsweise ein vorbe stimmter Wert sein.

Nachstehend ist die Anwendung des oben Erläuterten an einem Fahrzeug unter Bezugnahme auf Fig. 4 erläutert. Es sei angenommen, daß die Radgeschwindigkeit sich entsprechend der Kurve 101 in Fig. 4(a) ändert. Die Fahrzeuggeschwindig keit wird entsprechend der gestrichelten Kurve 102 in Fig. 4(a) berechnet, während die Fahrzeuggeschwindigkeit unter Berücksichtigung des Schlupfverhältnisses vom x% gemäß der strichpunktierten Kurve 103 in Fig. 4(a) berechnet ist.

Es sei ferner angenommen, daß die Fahrzeugverzögerungsinfor mation sich entsprechend der Kurve 106 in Fig. 4(b) verän dert hat. Das Druckabsenkungssignal wird auf der Grundlage der Radverzögerung gemäß Fig. 4(c) abgegeben und es wird eine Abgabezeitspanne T _R für das Druckabsenkungssignal gemessen.

Zu dem Zeitpunkt, zu dem die Fahrzeuggeschwindigkeit 103 unter Einbeziehung des Schlupfverhältnisses von x% mit der Radgeschwindigkeit 101 übereinstimmt, werden ein Steige rungsbetrag T _F, welcher auf der Grundlage der Fahrzeugver zögerungsinformationen 106 und der Abgabezeitspanne T _R für das Druckabsenkungssignal berechnet worden ist, in der Form von Signalen 108 gemäß Fig. 4(d) abgegeben.

Nachdem das Signal abgegeben worden ist, welches den Steige rungsbetrag T _F anzeigt, werden jeweils zu gegebenen Zeiten Signale abgegeben, welche den Drucksteigerungsbetrag T _S anzeigen. Auf diese Weise wird der Bremsdruck nach dem Absenken desselben schnell nach einer Zeit erhöht und dann allmählich gesteigert.

Obwohl das beschriebene Ausführungsbeispiel die Fahrzeugver zögerung linear erfaßt, kann auch eine Erfassung der Fahr zeugverzögerung mittels eines G-Schalters, wie eines Queck silber-Schalters, erfolgen.

Obwohl bei dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel die allmähliche Steigerung des Bremsdrucks nach dem starken Ansteigen des Bremsdrucks auf zwei Weisen, nämlich durch Halten und Steigern erfolgt, kann der Bremsdruck auch all mählich mit bestimmten Steigungen, wie an der Kurve 109 in Fig. 4(e) dargestellt, verändert werden.

Claims

Antiblockiersystem, das umfaßt:
- - einen Radgeschwindigkeitsdetektor (2) zum Erfassen der Geschwindigkeit wenigstens eines Rades;
- - eine Bremskraft-Einstelleinrichtung (1) zum Absenken und Steigern der auf das Rad wirkenden Bremskraft;
- - einen Radverzögerungsdetektor (3) zum Erfassen der Beschleunigung/Verzögerung des Rades;
- - eine Berechnungseinheit (4) zum Berechnen der Fahrzeug geschwindigkeit auf der Grundlage der Informationen über die Radgeschwindigkeit, die mittels des Radge schwindigkeitsdetektors (2) gewonnen worden sind;
- - eine Berechnungseinheit (5) für das Schlupfverhältnis zum Berechnen des Schlupfverhältnisses auf der Grund lage der Fahrzeuggeschwindigkeit und der Radgeschwin digkeit; und
- - einen Fahrzeugverzögerungsdetektor (6) zum Erfassen der Verzögerung des Fahrzeugs;
gekennzeichnet durch
- - einen Absenkungsbetragsrechner (7), der die mittels des Radverzögerungsdetektors (3) gewonnenen Radverzö gerungsinformationen und die Schlupfverhältnisinforma tionen empfängt und im Falle, daß eine Blockierneigung des Rades festgestellt wird, wobei die Radverzögerung oder das Schlupfverhältnis einen vorgegebenen Wert übersteigen, ein Signal an die Bremskraft-Einstellein richtung (1) abgibt, welches eine Absenkung des Brems druckes anzeigt;
- - eine Meßeinrichtung (8) für die Druckabsenkungszeit spanne zum Messen derjenigen Zeitspanne, in der das Druckabsenkungssignal abgegeben wird; und
- - einen Steigerungsbetragsrechner (9), der die Informa tionen betreffend das Schlupfverhältnis, die mittels des Fahrzeugsverzögerungsdetektors (6) gewonnenen Informationen betreffend die Fahrzeugverzögerung und die mittels der Meßeinrichtung (8) ermittelten Infor mationen betreffend die Druckabsenkungszeitspanne empfängt und im Falle, daß das Schlupfverhältnis auf einen vorgegebenen Wert oder darunter gefallen ist, den erforderlichen Steigerungsbetrag der Bremskraft auf der Grundlage der Druckabsenkungszeitspanne und der Fahrzeugverzögerung ermittelt und ein Signal an die Bremskraft-Einstelleinrichtung (1) abgibt, das den erforderlichen Steigerungsbetrag anzeigt.