DE4016660C2 - Antiblockiersystem - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Antiblockiersystem entsprechend dem Oberbegriff von Anspruch 1 (DE- 26 55 165 A1), bei dem dann, wenn beim Bremsen des Fahrzeugs ein Rad des Fahrzeugs zum Blockieren neigt, ein Regler den Bremsdruck absenkt, und dann, wenn die Drehzahl des Rades wegen der Druckabsenkung wiederhergestellt ist, den Bremsdruck erneut aufbaut, wobei diese Vorgänge wiederholt werden, um zu verhindern, daß das Rad blockiert.

Aus der JP-PS 20 503/1984 ist ein Antiblockiersystem bekannt, das wie folgt arbeitet:

Wenn das Antiblockiersystem feststellt, daß ein Fahrzeugrad beim Bremsen zum Blockieren neigt, wird der Bremsdruck abgesenkt. Wenn die Radverzögerung unter einen vorgegebenen ersten Wert fällt, wird das Absenken des Bremsdrucks ge­ stoppt und der Bremsdruck wird gesteigert, bis die Radbe­ schleunigung einen vorbestimmten zweiten Wert übersteigt. Dadurch kann eine Betriebsverzögerung des Bremssystems kompensiert werden. Die Charakteristika der Radverzögerung ändern sich jedoch stark in Abhängigkeit von der Belastung des gebremsten Rades. Beispiele dafür sind der Reibkoeffi­ zient zwischen der Straße und dem Rad oder der eingelegte Gang eines Getriebes.

Unter solchen Umständen wird die Kompensation einer Be­ triebsverzögerung des Bremssystems unangemessen und das Antiblockiersystem erhöht den Bremsdruck zu stark oder senkt ihn zu stark ab.

Das führt dazu, daß die für die Gewinnung eines geeigneten Wertes für die Bremskraft erforderliche Zeit verlängert wird und daß die Effektivität des Bremsens stark sinkt, was beim Bremsen nicht toleriert werden kann.

Die Druckschrift DE-26 55 165 A1 offenbart ein Anti­ blockiersystem nach dem Oberbegriff von Anspruch 1, bei dem in einem Regelzyklus die Zeit T₁ zwischen dem Über­ schreiten des Schwellenwerts und dem Überschreiten eines oberen Schwellenwerts gemessen wird und die Dauer der Ansteuerung mit hohen Gradienten in späteren Zyklen so festgesetzt wird, daß sie in einem vorbestimmten Verhält­ nis zu T₁ steht oder um einen vorbestimmten Betrag kleiner als T₁ ist. DE 31 03 967 C2 offenbart ein gattungsgemäßes Antiblockiersystem, bei dem die Dauer der Ansteuerung mit hohen Gradienten auf der Grundlage der Zeitdauer zwischen dem Auftreten der maximalen Verzögerung und dem Über­ schreiten einer oberen Beschleunigungsschwelle festgelegt wird. DE 24 60 904 C2 offenbart ein gattungsgemäßes An­ tiblockiersystem, bei dem die Dauer der Ansteuerung mit hohem Gradienten von der Dauer der Ansteuerung mit ge­ ringerem Gradienten in dem vorangehenden Zyklus abhängt.

Zwischen dem Bremsdruck und der Radgeschwindigkeit besteht eine Hysterese, was dazu führen kann, daß der Bremsdruck nach einer Absenkungsphase bzw. einer Phase des Konstant­ haltens zu stark oder zu schwach erhöht wird, so daß der Bremsdruck unter Umständen einen Grenzwert annehmen kann, anstelle weiterhin entsprechend den Fahrgegebenheiten ange­ paßt zu werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die vor­ stehend erläuterten Probleme zu beseitigen und ein neues und verbessertes Antiblockiersystem zu schaffen, das einen für die Kompensation der Hysterese erforderlichen Wert auf der Grundlage der Bremsdruckabnahme ermittelt und diesen Wert auf der Grundlage von Informationen über die Radver­ zögerung modifiziert, wodurch das Bremsen den gegebenen Fahrverhältnissen anzupassen ist.

Erfindungsgemäß wird die gestellte Aufgabe durch ein Anti­ blockiersystem nach Anspruch 1 gelöst. Eine vorteilhafte Ausgestaltung des Erfindungsgedankens ist Gegenstand von Anspruch 2.

Erfindungsgemäß kann ein Betrag der Steigerung desjenigen Bremsdruckes, welcher unmittelbar nach Beendigen des Absen­ kens des Bremsdruckes erzeugt wird, auf einen geeigneten Wert eingestellt werden, indem zwei Arten von Druckabsen­ kungs-Zeitspannen gemessen werden, und zwar auf der Grund­ lage von Informationen betreffend eine erste Absenkungs­ zeitspanne, in der das Druckabsenkungssignal abgegeben wird, und eine zweite Absenkungszeitspanne, d.h. der vergangenen Zeit von dem Zeitpunkt an, zu dem der Maximal­ wert der Radbeschleunigung festgestellt worden ist. Die Erfindung kann eine Betriebsverzögerung der Bremsvorrichtung nach Beendigen der Druckabsenkung kompensieren, und zwar unabhängig von den Lastbedingungen des gebremsten Rades.

Daher kann eine effektive Bremskraft schnell erzeugt werden, ohne daß das Fahrzeug in Schwingungen versetzt wird, wobei ein Vorteil dahingehend erzielt wird, daß der zum Anhalten des Fahrzeugs durch Bremsen erforderliche Bremsweg verkürzt wird.

Im folgenden ist die Erfindung mit weiteren Einzelheiten unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein Blockdiagramn des Aufbaus eines Ausführungs­ beispiels des Antiblockiersystems nach der Erfin­ dung;

Fig. 2(a) ein Blockdiagramm des Aufbaus eines speziellen Ausführungsbeispiels des Antiblockiersystems nach der Erfindung;

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

Fig. 3 ein Flußdiagramm des Betriebs der Zentralrechen­ einheit (CPU) in der Überwachungsschaltung nach Fig. 2(a);

Fig. 4(a) bis 4(d) Kennlinien zur Erläuterung des Betriebs der Erfin­ dung.

Fig. 1 ist ein Blockdiagramm des Aufbaus eines Ausführungs­ beispiels des Antiblockiersystems nach der Erfindung. Gemäß Fig. 1 umfaßt das Ausführungsbeispiel: Eine Einrichtung 1 zum Erfassen der Radgeschwindigkeit, eine Einrichtung 2 zum Erfassen der Radverzögerung, eine Einrichtung 3 zum Erfassen des Maximums der Radverzögerung, eine Einrichtung 4 zum Messen einer zweiten Verzögerungszeitspanne, eine Einrich­ tung 5 zum Berechnen des Betrages der erforderlichen Absen­ kung des Bremsdrucks, eine Einrichtung 6 zum Messen einer ersten Verzögerungszeitspanne, eine Einrichtung 7 zum Be­ rechnen des Betrages einer erforderlichen Steigerung des Bremsdrucks und eine Einrichtung 8 zum Einstellen der Brems­ kraft. Die Einrichtung 1 zum Erfassen der Radgeschwindigkeit gibt Informationen V_n betreffend die Radgeschwindigkeit ab, die an die Einrichtung 2 zum Erfassen der Radverzögerung gegeben werden. Die Einrichtung 2 zum Erfassen der Radver­ zögerung erfaßt jeweils innerhalb einer vorbestimmten Zeit­ spanne T_E eine Beschleunigung/Verzögerung und gibt Informa­ tionen G_n betreffend die Radverzögerung ab.

Die Informationen G_n betreffend die Radverzögerung von der Einrichtung 2 zum Erfassen der Radverzögerung werden an die Einrichtung 3 zum Erfassen der Maximalverzögerung gegeben, wo der Maximalwert der Informationen G_n betreffend die Radverzögerung erfaßt wird.

Die Meßeinrichtung 4 mißt die Zeitspanne T_B, welche ver­ streicht, bis daß die Informationen G_n betreffend die Rad­ verzögerung von dem Maximalwert auf oder unter einen vorge­ gebenen Wert gefallen sind, und gibt die Zeitspanne T_B als zweite Information betreffend die Erfassungszeitspanne an die Recheneinrichtung 4 zum Berechnen des Betrages der erforderlichen Steigerung des Bremsdrucks.

Die Informationen G_n betreffend die Radverzögerung, die von der Einrichtung 2 zum Erfassen der Radverzögerung abgegeben werden, werden auch an die Recheneinrichtung 5 zum Berechnen des Betrages der erforderlichen Absenkung des Bremsdruckes gegeben.

Die Recheneinrichtung 5 berechnet diejenige Absenkung des Bremsdrucks, welche erforderlich ist, damit die Informatio­ nen G_n betreffend die Radverzögerung von einem vorbestimmten Wert oder darüber unter den vorbestimmten Wert oder darunter fallen, und gibt ein Signal, das die erforderliche Absenkung der Bremskraft anzeigt, an die Bremskraft-Einstelleinrich­ tung 8 und die Meßeinrichtung 6 zum Messen einer ersten Verzögerungszeitspanne T_A.

Die Meßeinrichtung 6 mißt die Zeitspanne, in welcher das Bremsdruck-Absenkungssignal abgegeben wird, und gibt die gemessene Zeitspanne als die erste Verzögerungszeitspannen- Information T_A an die Recheneinrichtung 7 zum Berechnen des Betrages der erforderlichen Bremsdrucksteigerung.

Die Recheneinrichtung 7 berechnet auf der Grundlage der ersten Verzögerungszeitspannen-Information T_A und der zwei­ ten Verzögerungszeitspannen-Information T_B den Betrag T_C derjenigen Steigerung des Bremsdruckes, die direkt nach dem Stoppen der Absenkung des Bremsdruckes erforderlich ist. Die Recheneinrichtung 7 gibt ein Signal, daß die erforder­ liche Steigerung des Bremsdruckes angibt, an die Bremskraft- Einstelleinrichtung 8 ab.

Die Bremskraft-Einstelleinrichtung 8 steigert und senkt die auf das Rad wirkende Bremskraft entsprechend den Signalen von der Recheneinrichtung 5 für den Betrag der Absenkung und von der Recheneinrichtung 7 für den Betrag der Steige­ rung.

Nachstehend ist das Ausführungsbeispiel detaillierter unter Bezugnahme auf Fig. 2 erläutert.

Fig. 2(a) ist ein Blockschaltbild des Aufbaus des speziel­ len Ausführungsbeispiels. Es wird bei den Erklärungen aus Gründen der Einfachheit nur auf ein Rad Bezug genommen.

In Fig. 2(a) bezeichnet Bezugszahl 9 eine Radbremse. Be­ zugszahl 10 bezeichnet einen Radgeschwindigkeitssensor, der die Radgeschwindigkeit erfaßt. Bezugszahl 11 bezeichnet eine Überwachungsschaltung.

Die Überwachungsschaltung 11 wird mittels eines Energiever­ sorgungsschalters 12 mit Energie versorgt und umfaßt: eine Eingangsschaltung 11a, welche ein Signal von dem Radge­ schwindigkeitssensor 10 empfängt, einen Speicher 11b, der einen Lesespeicher (ROM) mit einem Befehlsprogramm und einen Schreib/Lesespeicher (RAM) umfaßt, eine Ausgangsschal­ tung 11c, welche ein Überwachungssignal abgibt, und eine Zentralrecheneinheit 11d (CPU), die entsprechend einem Befehlsprogramm in dem Speicher 11b arbeitet und die daraus resultierenden Ergebnisse an die Ausgangsschaltung 11c abgibt.

Die Bremskraft wird über einen Hauptbremszylinder 14 und eine Bremskrafteinstelleinrichtung 15 an die Radbremse 9 übertragen, wenn ein Fahrer ein Bremspedal 13 unter normalen Umständen tritt.

Der Betrieb zur Blockierverhinderung ist nachstehend detail­ liert unter Bezugnahme auf Fig. 2(b) erläutert, welche eine vergrößerte Ansicht der Bremskrafteinstelleinrichtung 15 darstellt.

Der Druck in einer Kammer 15c und der Druck in einer Kammer 15d der Einrichtung 15 werden unter normalen Bedingungen auf demselben Pegel gehalten. Daher kann ein Absperrventil 15e der Einrichtung von einem Kolben 15f bewegt werden, um die Einrichtung zu öffnen.

Wenn ein Signal, das einen Abfall der Bremskraft anzeigt, von der Überwachungsschaltung 11 abgegeben wird, werden ein Magnetventil 15a zum Absenken von Druck und ein Magnetventil 15b zum Halten von Druck angesteuert, um den Druck in der Kammer 15c über eine Leitung 16 an ein Reservoir 17 abzu­ lassen.

Dadurch wird der Kolben 15f in Fig. 2(b) nach oben gescho­ ben, um das Absperrventil 15e zu schließen, was die Verbin­ dung zwischen dem Hauptzylinderdruck und dem Radzylinder­ druck abschneidet und das Volumen einer Kammer 15g steigen läßt. Somit ist die Bremskraft gesenkt.

Wenn die Überwachungsschaltung 11 ein Signal abgibt, das eine Steigerung des Bremsdrucks anzeigt, werden sowohl das Magnetventil 15a als auch das Magnetventil 15b stillgelegt, was bewirkt, daß sich in der Kammer 15c durch die Kombina­ tion eines Pumpenmotors und eines Akkumulators 18 als Ener­ giequelle ein Druck aufbaut, wobei der Pumpenmotor und der Akkumulator einen hohen Druck halten. Dadurch wird der Kolben 15f in Fig. 2(b) nach unten bewegt, um das Volumen der Kammer 15g zu senken, was eine Steigerung der Bremskraft bewirkt.

Wenn die Überwachungsschaltung 11 ein Signal abgibt, das ein Halten des Druckes anzeigt, wird das Magnetventil 15a zum Senken von Druck stillgelegt, während nur das Magnetven­ til 15b zum Halten von Druck angesteuert wird. Dadurch wird der Kolben 15f in seiner Bewegung gestoppt, um die Brems­ kraft zu halten.

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 11 wiederholt werden, um die Bremskraft einzustellen, wodurch einem Blockieren des Rades vorgebeugt ist.

Nachstehend ist der Betrieb der CPU 11d in der Überwachungs­ schaltung 11 unter Bezugnahme auf das Flußdiagramm nach Fig. 3 erläutert.

Wenn die CPU zu arbeiten beginnt, werden der Speicher 11b mit dem RAM usw., die Eingangsschaltung 11a, die Ausgangs­ schaltung 11c und anderes in Schritt S1 initialisiert. In Schritt S2 wird die Radgeschwindigkeit V_n berechnet.

Zur Berechnung der Radgeschwindigkeit V_n kann beispiels­ weise eine periodische Messung durchgeführt werden. Bei der periodischen Messung wird die Radgeschwindigkeit V_n auf der Grundlage der Anzahl P_n von Pulsen ermittelt, welche in einer vorbestimmten Zeitspanne T_E eingegeben werden, wobei k₁ eine Konstante ist. Dabei berechnet sich V_n nach der folgenden Gleichung:

In Schritt S3 wird die Radverzögerung G_n berechnet. Dabei wird die Radverzögerung auf der Grundlage des Überwachungs­ zyklus T_E der CPU 11d, der Radgeschwindigkeit V_n-1 in dem vorhergehenden Überwachungszyklus und der Radgeschwindigkeit V_n in den aktuellen Überwachungszyklus nach der folgenden Gleichung ermittelt:

Bei der vorstehenden Gleichung bedeutet die Ungleichung G_n < 0: Verzögerung, während G_n < 0 Beschleunigung bedeutet. k₂ ist eine Konstante.

Danach wird in Schritt S4 geprüft, ob G_n < a bleibt. Wenn dies zutrifft, wird mit Schritt S5 fortgefahren, wo der Maximalwert der Radverzögerung G_n erfaßt wird. Daraufhin folgt Schritt S6, wo diejenige Zeitspanne von einem Zeit­ geber T_B ermittelt wird, die nötig ist, damit die Radverzö­ gerung G_n von dem Maximalwert auf einen gegebenen Wert sinkt.

Wenn die Radverzögerung G_n-1 in dem vorhergehenden Über­ wachungszyklus nicht größer ist als die Radverzögerung G_n in dem aktuellen Überwachungszyklus (Schritt S5), wird in Schritt S7 ein Signal abgegeben, daß ein Sinken des Brems­ drucks anzeigt, und in Schritt S8 wird eine Abgabezeitspanne T_A für ein Absenksignal bestimmt.

Wenn in Schritt S4 festgestellt wird, daß die Radverzögerung G_n nicht größer als ein gegebener Wert a ist, wird mit Schritt S9 fortgefahren, wo die Verzögerung G_n-1 in dem vorhergehenden Überwachungszyklus mit dem gegebenen Wert a verglichen wird, um die erforderliche Steigerung des Brems­ druckes nach dem Stoppen der Absenkung des Bremsdruckes zu bestimmen.

Wenn die Radverzögerung G_n-1 in dem vorhergehenden Über­ wachungszyklus größer als der gegebene Wert a ist, wird festgestellt, daß die Absenkung des Bremsdruckes soeben gestoppt worden ist, und der notwendige Steigerungsbetrag T_c wird in Schritt S10 berechnet. Der erforderliche Steige­ rungsbetrag T_c wird gemäß der folgenden Gleichung berechnet:

T_c = k₃ × T_A-k₄ × T_B (3)

k₃ und k₄ sind Konstanten. Es werden k₃ = 0,5 und k₄ = 0,1 gewählt. In diesem Fall wird T_c = 0,45×T_A für den Fall erhalten, daß T_A = 2×T_B.

Nachdem die Berechnung des erforderlichen Steigerungsbe­ trages T_c in Schritt S10 abgeschlossen worden ist, werden die Zeitgeber T_A und T_B in Schritt S11 zurückgesetzt. Danach wird in Schritt S12 ein Zeitgeber T_D zum Auszählen einer Haltezeitspanne (Drucksteigerungszyklus T_D) gesetzt, nachdem die Steigerung des Bremsdrucks abgeschlossen ist. Danach wird in Schritt S13 ein Signal abgegeben, das eine Steigerung des Bremsdruckes anzeigt.

Wenn in Schritt S9 festgestellt wird, daß die Radverzögerung G_n-1 nicht größer als der gegebene Wert a ist, wird mit Schritt S14 fortgefahren, wo der Drucksteigerungsbetrag T_C direkt nach dem Stoppen der Drucksteigerung akumuliert wird. Wenn in dem darauf folgenden Schritt S15 festgestellt wird, daß der akkumulierte Betrag kleiner als der erforder­ liche Drucksteigerungsbetrag T_C ist, wird mit Schritt S12 fortgefahren, wo der Drucksteigerungszyklus gesetzt wird, und in Schritt S13 wird ein Signal abgegeben, welches eine Steigerung des Bremsdruckes anzeigt.

Wenn in Schritt S15 festgestellt wird, daß der akkumulierte Betrag für den erforderlichen Drucksteigerungsbetrag T_C ausreicht, wird mit Schritt S17 fortgefahren, wo der Druck­ steigerungszyklus T_D geprüft wird. Wird in Schritt S17a festgestellt, daß der Drucksteigerungszyklus T_D abge­ schlossen ist, folgen die Schritte S12 und S13, wo ein Sig­ nal, das eine Steigerung des Bremsdruckes anzeigt, in jedem bestimmten Drucksteigerungszyklus T_D unter der Kontrolle des Schrittes S17 abgegeben wird. Wird in Schritt S17a festgestellt, daß der Drucksteigerungszyklus T_B nicht abge­ schlossen ist, wird mit Schritt S16 fortgefahren, wo ein Haltesignal abgegeben wird.

Um den Berechnungszyklus konstant zu machen, wird der Be­ rechnungszyklus T_E in Schritt S18 geprüft. Sodann wird in Schritt S19 geprüft, ob der Berechnungszyklus T_E abge­ schlossen ist. Wenn der Berechnungszyklus T_E nicht abge­ schlossen ist, wird zu Schritt S18 zurückgekehrt. Wenn der Berechnungszyklus T_E abgeschlossen ist, wird mit Schritt S20 fortgefahren, wo der Berechnungszyklus T_E gesetzt wird, und es wird zu Schritt S2 zurückgekehrt. Auf diese Weise wird die Berechung in jeder bestimmten Periode ausgeführt.

Im folgenden wird das Betriebsbeispiel eines Fahrzeugs unter Bezugnahme auf Fig. 4 erläutert. Es sei angenommen, daß die Radgeschwindigkeit nach der mit 101 bezeichneten Kurve gemäß Fig. 4(a) sich mit der Zeit verändert. Die Radverzögerung ändert sich, wie in Fig. 4(b) mit 103 be­ zeichnet. Wenn die Radverzögerung einen gegebenen Wert a übersteigt, wird ein Signal abgegeben, welches das Absenken des Bremsdruckes anzeigt, woraufhin der Bremsdruck 104 gesenkt wird (vgl. Fig. 4(d)). Der Zeitgeber T_A beginnt zu zählen, wenn das Absenksignal abgegeben wird.

Wenn der Bremsdruck 104 abgesenkt ist, wird damit begonnen, die Radgeschwindigkeit 101 wiederaufzubauen, weshalb die Radverzögerung 103 abnimmt. Der Zeitgeber T_B beginnt zu zählen, wenn festgestellt wird, daß die Radverzögerung 103 den Maximalwert angenommen hat.

Wenn die Radverzögerung nicht größer als der gegebene Wert a ist, wird die Abgabe des Drucksenkungssignals gestoppt und der erforderliche Drucksteigerungsbetrag T_C, welcher zur Kompensation der Bremsverzögerung berechnet wird, wird abgegeben (vgl. Fig. 4(c)).

Danach werden ein Druckhalte-Ausgangssignal und ein Druck­ steigerungs-Ausgangssignal in einem bestimmten Zyklus abge­ geben, was eine leichte Steigerung des Bremsdruckes bewirkt. Dann wird ein Senkungssignal abgegeben. Diese Schritte werden wiederholt, um die Fahrzeuggeschwindigkeit 102 gemäß Fig. 4(a) zu erhalten.

Claims (3)

1. Antiblockiersystem für eine Fahrzeugbremse

• - mit mindestens einem Blockierschutzventil (8), das den Brems­ druck am Rad verringert, konstant hält und wieder erhöht;
• - mit einem Drehzahlfühler (1) zum Abtasten des Radverhaltens;
• - mit einem Rechner (2 bis 7), der
  • - die Signale des Drehzahlfühlers aufnimmt und die Radgeschwin­ digkeit (V_m) berechnet;
  • - daraus die Radverzögerung/Radbeschleunigung (G_n) errechnet;
  • - die Radverzögerung (G_n) mit einem fest vorgegebenen Schwel­ lenwert (a) vergleicht;
  • - beim Unterschreiten des Schwellenwerts (a) ein Druckabsenk­ signal an das Blockierschutzventil (8) abgibt, wobei das Druckabsenksignal beim Rücküberschreiten des Schwellenwerts (a) endet;
  • - wobei das Wiedererhöhen des Bremsdrucks vom Rechner ge­ steuert, in zwei Phasen für eine bestimmte Dauer mit einem großen Gradienten und anschließend mit einem geringeren Gra­ dienten erfolgt und wobei die Einsteuerung mit dem großen Gradienten zeitlich begrenzt wird;

dadurch gekennzeichnet, daß der Rechner (2 bis 7)

• - eine Anordnung (3) zum Erfassen des maximalen Wertes der Radverzögerung enthält;
• - einen Zähler aufweist, der eine Zeit T_A von Beginn bis Ende des Druckabsenksignals erfaßt;
• - einen weiteren Zähler zum Bestimmen der Zeit T_B aufweist, die zwischen dem Erfassen der maximalen Radverzögerung und dem Ende des Druckabsenksignals verstreicht;
• - die Dauer T_C des schnellen Druckanstiegs aus den Zeiten T_A und T_B errechnet.

2. Antiblockiersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Rechner die Dauer T_C des schnellen Druckanstieges aus der gewichteten Differenz der Zeiten T_A und T_B errechnet.