DE4021993A1

DE4021993A1 - Bremsdruck-steuersystem fuer kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE4021993A1
Application number: DE19904021993
Authority: DE
Inventors: Shouichi Masaki
Original assignee: NipponDenso Co Ltd
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1989-07-14
Filing date: 1990-07-11
Publication date: 1991-01-17
Anticipated expiration: 2010-07-12
Also published as: JP2897260B2; DE4021993C2; JPH0350059A

Description

Die Erfindung betrifft ein Bremsdruck-Steuersystem, wie beispielsweise ein Antiblockiersteuersystem oder ein Antischlupfsteuersystem für Kraftfahrzeuge nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 bzw. 5. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung ein Bremsdrucksteuersystem zur Steuerung eines hydraulischen Bremsdruckes auf der Grundlage eines Bremsdruck-Steuergradienten, der aus einem Betrag berechnet wird, der den Rutsch- oder Gleitzustand eines Rades anzeigt.

Die JP-59-20 508 aus dem Jahr 1984 zeigt beispielsweise ein Antiblockier-Steuersystem. Bei diesem bekannten Antiblockier-Steuersystem werden Drehgeschwindigkeit und Beschleunigung eines Rades eines Kraftfahrzeuges erfaßt, eine Mehrzahl von Referenzgeschwindigkeits- oder Beschleunigungswerten wird berechnet und die erfaßte Drehgeschwindigkeit oder Beschleunigung wird mit jedem der Referenzwerte verglichen, um einen Stellglied-Steuermodus für die Steuerung des hydraulischen Bremsdruckes auszuwählen.

Bei bekannten Antiblockier-Steuersystemen ist ein Steuergradient für den hydraulischen Bremsdruck nicht kontinuierlich, während die Drehgeschwindigkeit oder Beschleunigung des Fahrzeugrades von kontinuierlicher Natur ist. Dies hat zur Folge, daß die Bremse zu fest angezogen oder zu früh freigegeben wird, was zu Vibrationen des Fahrzeugs führt, welche wiederum den Fahrkomfort verringern. Darüber hinaus kann die Bremseffizienz bekannter Antiblockier-Steuersysteme immer noch verbessert werden.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Bremsdruck-Steuersystem für Kraftfahrzeuge zu schaffen, welches die Bildung von Bremsdruck-Steuergradienten im wesentlichen kontinuierlich abhängig von dem Rutschzustand des Fahrzeuges ermöglicht, so daß Fahrkomfort und Bremseffizienz verbessert werden.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch die im Anspruch 1 bzw. 5 angegebenen Merkmale.

Die jeweiligen Unteransprüche haben vorteilhafte Weiterbildungen des Erfindungsgegenstandes zum Inhalt.

Weitere Einzelheiten, Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die Zeichnung.

Es zeigt

Fig. 1 ein schematisches Blockdiagramm eines Bremsdruck- Steuersystems gemäß der vorliegenden Erfindung;

Fig. 2 schematisch vereinfacht den Hydraulik-Kreis des erfindungsgemäßen Bremsdruck-Steuersystems;

Fig. 3 bis 5 Flußdiagramme einer Betriebssequenz des erfindungsgemäßen Bremsdruck-Steuersystems; und

Fig. 6 bis 10 Diagramme zur Veranschaulichung des Betriebs des erfindungsgemäßen Bremsdruck-Steuersystems.

Das erfindungsgemäße Bremsdruck-Steuersystem gemäß Fig. 1 weist im wesentlichen eine Mehrzahl von Radgeschwindigkeitssensoren, Berechnungs- oder Rechnervorrichtungen, Zeitsetzvorrichtungen und Stellgliedern auf; die genaue Arbeitsweise des Bremsdruck-Steuersystems gemäß Fig. 1 wird nun im folgenden unter Bezugnahme auf die Fig. 2 bis 10 erläutert.

Das erfindungsgemäße Bremsdruck-Steuersystem weist gemäß Fig. 2 einen Hydraulikkreis und eine elektronische Steuereinheit auf. Das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 ist ausgelegt für ein Kraftfahrzeug mit vier Reifen, vorneliegendem Motor und Hinterradantrieb.

Gemäß Fig. 2 weist das Kraftfahrzeug ein vorderes rechtes Rad (VR) 1, ein vorderes linkes Rad (VL) 2, ein hinteres rechtes Rad (HR) 3 und ein hinteres linkes Rad (HL) 4 auf, wobei den Rädern 1 bis 4 jeweils Radgeschwindigkeitssensoren 5, 6, 7 und 8 jeweils in Form eines elektromagnetischen Aufnehmers oder eines magneto-resistiven Elements (MRE) zugeordnet sind. Die Radgeschwindigkeitssensoren 5 bis 8 erzeugen Impulssignale abhängig von den Drehgeschwindigkeiten der Räder 1 bis 4.

Den Rädern 1 bis 4 sind jeweils entsprechend hydraulische Bremsvorrichtungen 11, 12, 13 und 14 in Form von Radzylindern zugeordnet. Ein Hydraulikdruck von einem Hauptzylinder 16, der von einem Bremspedal 15 erzeugt wird, wird über entsprechende Stellglieder 21, 22, 23 und 24 und hydraulischen Druckleitungen den Bremsvorrichtungen 11 bis 14 zugeführt. Ein Stufen- oder Endschalter 25 erfaßt, ob das Bremspedal 15 niedergedrückt ist oder nicht. Wenn das Kraftfahrzeug abgebremst wird, d. d., wenn das Bremspedal 15 niedergedrückt wird, wird der Stufenschalter 25 eingeschaltet und erzeugt ein Signal EIN. Wenn das Kraftfahrzeug nicht abgebremst wird, d. h., wenn das Bremspedal 15 nicht niedergedrückt wird, wird der Stufenschalter 25 abgeschaltet und erzeugt ein Signal AUS.

Für gewöhnlich erzeugt ein Niederdrücken des Bremspedals 15 einen Aufbau eines hydraulischen Druckes in dem Hauptzylinder 16, so daß Bremskräfte auf die Räder 1 bis 4 aufgebracht werden. Das Bremsdruck-Steuersystem weist weiterhin Hydraulikdruckquellen für eine Antiblockiersteuerung auf mit hydraulischen Druckpumpen 17 und 18, die von nicht dargestellten Elektromotoren betrieben werden und ein Bremsfluid- oder -öl von entsprechenden Reservoirs 19 und 20 ziehen und dadurch einen Hydraulikdruck erzeugen. Die Hydraulikdruckpumpe 17 und das Reservoir 19 sind hydraulisch mit den Stellgliedern 21 und 22 verbunden und die Hydraulikdruckpumpe 18 und das Reservoir 20 sind hydraulisch mit den Stellgliedern 23 und 24 verbunden.

Die Stellglieder 21 bis 24 werden von einer elektronischen Steuereinheit (electronic control unit = ECU) 30 gesteuert, um die hydraulischen Bremsdrücke, die an die entsprechenden Bremsvorrichtungen 11 bis 14 angelegt werden, zu regulieren, so daß die auf die Räder 1 bis 4 aufgebrachten Bremskräfte justierbar sind.

Genauer gesagt, jedes der Stellglieder 21 bis 24 umfaßt eine magnetbetätigtes Dreiweg-Dreilagen-Richtungssteuerventil, welches wahlweise zwischen einer Druckerhöhungsposition, einer Druckverringerungsposition und einer Druckhalteposition durch Steuersignale von der ECU 30 geschaltet werden kann. Wenn beispielsweise das Stellglied 21 in die Druckerhöhungsposition A gebracht wird, überträgt es unter Druck stehendes Öl vom Hauptzylinder 16 zu der hydraulischen Bremsvorrichtung 11, so daß der hydraulische Bremsdruck in der Bremsvorrichtung 11 erhöht wird. Wenn das Stellglied 21 in eine Druckhalteposition B gebracht wird, trennt es die Bremsvorrichtung 11 hydraulisch von dem Hauptzylinder 16 und dem Reservoir 19, so daß der auf die Bremsvorrichtung 11 aufgebrachte hydraulische Bremsdruck gehalten wird. Wenn das Stellglied 21 in die Druckverringerungsposition C gebracht wird, überträgt es unter Druck stehendes Öl von der Bremsvorrichtung 11 zum Reservoir 19, so daß der auf die Bremsvorrichtung 11 aufgebrachte hydraulische Bremsdruck verringert wird. Jedes der magnetbetätigten Richtungssteuerventile wird in die Druckerhöhungsposition verschoben, d. h. arbeitet in einem Druckerhöhungsmodus unter der Kraft einer Feder, wenn der zugehörige Magnet nicht erregt wird und wird in den Druckhaltemodus oder den Druckverringerungsmodus verschoben, d. h. arbeitet in einem Druckhaltemodus oder einem Druckverringerungsmodus abhängig von der Stromstärke, die dem zu erregenden Magneten zugeführt wird.

Wenn die Zündung des Kraftfahrzeuges eingeschaltet wird, wird auch die ECU 30 mit Energie versorgt und empfängt Signale von den Radgeschwindigkeitssensoren 5 bis 8 und dem Schalter 25, so daß die ECU 30 arithmetische Berechnungsvorgänge für eine Antiblockiersteuerung durchführt und Steuersignale zur Steuerung der Stellglieder 21 bis 24 erzeugt.

Die ECU 30 umfaßt u. a. einen Microcomputer mit einer CPU (zentrale Verarbeitungseinheit), einem ROM (Lesespeicher), einem RAM (Schraib-/Lesespeicher) und einem I/O-Schaltkreis (Eingabe/Ausgabeschaltkreis). Der Microcomputer der ECU 30 wird mit den Signalen von den Radgeschwindigkeitsensoren 5 bis 8 versorgt, verarbeitet diese Signale und erzeugt Steuersignale für die Stellglieder 21 bis 24.

Nachfolgend wird die Arbeitsweise der ECU 30 beschrieben.

Wenn der Zündschlüssel und damit der hiermit gekoppelte Zündschalter betätigt wird, führt die ECU 30 das Hauptprogramm gemäß Fig. 3 durch. Zunächst wird in einem Schritt 100 die ECU 30 initialisiert. Genauer gesagt, verschiedene Variable in dem RAM und Daten in einem Zähler werden gelöscht und Flags werden in dem Initialisierungsschritt 100 zurückgesetzt. Nach der Initialisierung geht die Steuerung in einen Schleifenprozeß über, der mit einem Schritt 110 beginnt. Im Schritt 110 wird eine geschätzte Fahrzeuggeschwindigkeit V_B berechnet. Genauer gesagt, die geschätzte Fahrzeuggeschwindigkeit V_B wird wie folgt berechnet: Radgeschwindigkeiten V_W** (das Symbol "**" bedeutet "VR", wenn das in Frage stehende Rad das vordere rechte Rad 1 ist, "VL", wenn das in Frage stehende Rad das vordere linke Rad 2 ist, "HR", wenn das in Frage stehende Rad das hintere rechte Rad 3 ist und "HL", wenn das in Frage stehende Rad das hintere linke Rad 4 ist) werden in einem Schritt 200 (Fig. 4) berechnet und die maximale dieser berechneten Radgeschwindigkeiten wird ausgewählt. Obere und untere Fahrzeuggrenzgeschwindigkeiten werden auf der Grundlage einer vorher geschätzten Fahrzeuggeschwindigkeit, die in dem vorhergehenden Fahrzeuggeschwindigkeitberechnungszyklus berechnet wurden, erzeugt im Hinblick auf einen oberen Grenzwert der Fahrzeugbeschleunigung, die unter normalen Fahrzeugbetriebszuständen stattfinden kann und einem oberen Grenzwert der Fahrzeugverzögerung (negative Beschleunigung), die unter normalen Fahrzeugbetriebsbedingungen stattfinden kann. Eine dieser maximalen berechneten Fahrzeuggeschwindigkeiten und oberen und unteren Fahrzeuggrenzgeschwindigkeiten, welche einen Zwischenwert unter diesen Geschwindigkeiten darstellt, wird dann als geschätzte Fahrzeuggeschwindigkeit V_B betrachtet. Diese geschätzte Fahrzeuggeschwindigkeit V_B ändert sich wie beispielsweise in Fig. 10 in der Spalte (a) dargestellt, wenn das Kraftfahrzeug abgebremst wird.

In einem nächsten Schritt 120 wird eine geschätzte Fahrzeugverzögerung G_B aus den folgenden Werten berechnet. Vorliegende geschätzte Fahrzeuggeschwindigkeit V_B(n) berechnet im Schritt 110, vorhergehende geschätzte Fahrzeuggeschwindigkeit V_B(n-1) berechnet in einem vorhergehenden Zyklus, einem Zeitintervall ΔT von der Zeit, zu der die vorhergehende geschätzte Fahrzeuggeschwindigkeit berechnet wurde zu der Zeit, zu der die vorliegende geschätzte Fahrzeuggeschwindigkeit berechnet wurde und einer bestimmten LSB-Einstellkonstante Kc (LSB = least significant bit) gemäß der folgenden Gleichung (1) ("n" zeigt die vorliegende geschätzte Fahrzeuggeschwindigkeit und "n-1" zeigt die vorhergehende geschätzte Fahrzeuggeschwindigkeit):

G_B = Kc(V_B(n)-V_B(n-1))/T (1)

Die geschätzte Fahrzeugverzögerung G_B ändert sich, wie in Fig. 10 bei (b) dargestellt. Die LSB-Einstell- oder LSB-Justierkonstante Kc wird verwendet, das LSB (Bit mit dem geringsten Stellenwert) einzustellen, welches als Koeffizient dient, um eine hexadezimale Information in der CPU der ECU 30 in eine physikalische Größe umzusetzen.

In einem Schritt 130 wird eine Referenzgeschwindigkeit V_S, welche eine Zielradgeschwindigkeit ist, unter Verwendung der geschätzten Fahrzeuggeschwindigkeit V_B gemäß der folgenden Gleichung berechnet:

V_S = K×V_B-ΔV (2)

wobei K und ΔV Konstanten sind. Beispielsweise ist K=0,95 und ΔV=2 km/h. Die Referenzgeschwindigkeit V_S ändert sich, wie beispielsweise in Fig. 10 bei (a) durch die strichpunktierte Linie dargestellt.

Ein nächster Schritt 140 überprüft das Bremsdruck-Steuersystem auf eine Fehlfunktion. In dem Schritt 140 werden Daten entsprechend den Betriebszuständen der Systemkomponenten, wenn das System normal arbeitet, wobei die Daten zuvor in dem ROM gespeichert wurden, mit Daten entsprechend Betriebszuständen der Systemkomponenten verglichen, wobei die Daten für den Fehlfunktions-Check neu eingebracht werden. Wenn das Ergebnis des Vergleiches einen Systemfehler anzeigt, wird ein Fehlfunktions-Flag gesetzt, welches eine Fehlfunktion des Systems anzeigt. Wenn keine System-Fehlfunktion angezeigt ist, wird das Flag zurückgesetzt.

Ein Schritt 150 bestimmt, ob das Bremsdrucksteuersystem an einer Fehlfunktion leidet oder nicht auf der Grundlage des Fehlfunktions-Flags. Wenn besagtes Flag nicht gesetzt ist, d. h., wenn das Bremsdrucksteuersystem normal arbeitet, geht die Steuerung zurück zum Schritt 110. Wenn das Fehlfunktions-Flag gesetzt ist, d. h., wenn das Bremsdruck-Steuersystem fehlerhaft arbeitet, geht die Steuerung zu Schritten 160 und 170 und kehrt dann zum Schritt 110 zurück.

Im Schritt 160 wird die System-Fehlfunktion dem Fahrer des Kraftfahrzeuges mitgeteilt, so daß sich der Fahrer der Tatsache bewußt ist, daß die Antiblockiersteuerung seines Fahrzeuges ausgefallen ist. Genauer gesagt, eine Anzeigelampe oder dergl. (nicht dargestellt) wird in Betrieb gesetzt, um die Fehlfunktion anzuzeigen.

Der Schritt 170 führt einen Fail-Safe-Prozeß aus, wenn das System fehlerhaft arbeitet. Genauer gesagt, im Schritt 170 erzeugt die ECU 30 Steuersignale, um die Magneten der Stellglieder 21 bis 24 abzuschalten, so daß diese Stellglieder nur in dem Druckerhöhungsmodus arbeiten können.

Die Fig. 4 und 5, welche in der Zusammenschau zu betrachten sind, zeigen ein Flußdiagramm eines Timer-Unterbrechungsprogrammes, das durchgeführt wird zu festgesetzten periodischen Intervallen, während das Hauptprogramm gemäß Fig. 3 abläuft. Wenn das Unterbrechungsprogramm oder die Unterbrecherroutine durchgeführt wird, werden ihre Schritte sukzessiv für die vier Räder, d. h. für vorderes rechtes, vorderes linkes, hinteres rechtes und hinteres linkes Rad in der genannten Reihenfolge durchgeführt und nachdem die Schritte gemäß Fig. 4 und 5 für alle vier Räder durchgeführt wurden, verläßt die Steuerung wieder das Timer-Unterbrechungsprogramm.

Zunächst wird eine Radgeschwindigkeit V_W** in einem Schritt 200 von Fig. 4 berechnet. Genauer gesagt, die Radgeschwindigkeit V_W** wird gemäß einer vorgeschriebenen Gleichung erhalten, wobei die Differenz zwischen dem Zählwert der Fahrzeuggeschwindigkeitspulse im vorliegenden Zyklus und dem Zählwert der Fahrzeuggeschwindigkeitspulse in dem vorhergehenden Zyklus und das Zeitintervall zwischen dem vorliegenden und dem vorhergehenden Zyklus verwendet wird. Falls nötig, wird ein Filterprozeß durchgeführt, um die Radgeschwindigkeit zu erhalten, d. h., die Radgeschwindigkeiten werden durch eine Mehrzahl von aufeinanderfolgenden Berechnungen erhalten und gemittelt, um einen gemittelten Radgeschwindigkeitswert als Radgeschwindigkeit V_W** zu erhalten.

Danach wird eine Radbeschleunigung G_W** im Schritt 207 berechnet. Genauer gesagt, die Radbeschleunigung G_W** wird in einer vorbestimmten Gleichung unter Verwendung der Differenz zwischen der Radgeschwindigkeit berechnet im Schritt 200 und der Radgeschwindigkeit des gleichen Rades berechnet im vorhergehenden Zyklus und dem Zeitintervall zwischen den Berechnungen im vorliegenden und vorhergehenden Zyklus ermittelt. Falls nötig, wird ein Filterprozeß durchgeführt, um die Radbeschleunigung zu erhalten, d. h., Radbeschleunigungen werden durch eine Mehrzahl aufeinanderfolgenden Berechnungen ermittelt und dann gemittelt, um einen gemittelten Radbeschleunigungswert als Radbeschleunigung G_W** zu erhalten, so daß jegliche pulsierenden Komponenten in der Radbeschleunigung G_W** ausgeschaltet sind.

In einem nächsten Schritt 220 berechnet die ECU 30 eine erste Abweichung oder Differenz (V_W**-V_S) zwischen der Radgeschwindigkeit V_W** aus dem Schritt 200 und der Referenzgeschwindigkeit V_S aus dem Schritt 130. Die erste Abweichung hat einen positiven Wert, wenn die Radgeschwindigkeit höher ist als die Referenzgeschwindigkeit und einen negativen Wert, wenn die Radgeschwindigkeit geringer ist als der Referenzwert. Wenn das Kraftfahrzeug abgebremst wird, ändert sich die erste Abweichung, wie in Fig. 10 (c) dargestellt.

In einem Schritt 230 berechnet die ECU 30 eine zweite Abweichung oder Differenz (G_W**-G_B) zwischen der Radbeschleunigung G_W** aus dem Schritt 210 und der geschätzten Radverzögerung (negative Beschleunigung) G_B aus dem Schritt 120. Diese zweite Abweichung hat einen positiven Wert, wenn die Radbeschleunigung größer ist, als die geschätzte Fahrzeugverzögerung und hat einen negativen Wert, wenn die Radbeschleunigung geringer ist als die geschätzte Fahrzeugverzögerung. Wenn das Kraftfahrzeug abgebremst wird, ändert sich die zweite Abweichung wie in Fig. 10 bei (d) dargestellt.

In einem Schritt 240 werden die erste Abweichung aus dem Schritt 220 (V_W**-V_S) und die zweite Abweichung aus dem Schritt 230 (G_W**-G_B) mit entsprechenden Gewichtungskoeffizienten K_A und K_B multipliziert und die Produkte werden addiert, um eine Quantität oder einen Wert zu erzeugen, der den Rutsch- oder Gleitzustand W** des Rades anzeigt, was auf der Grundlage der nachfolgenden Gleichung (3) erfolgt:

W**= K_A(V_W**-V_S) + K_B(G_W**-G_B) (3)

Der Koeffizient K_B dient auch als Umwandlungskoeffizient zur Umwandlung einer Beschleunigung in einer Radgeschwindigkeit und kann beispielsweise einen Wert annehmen zur Umwandlung von 1 G in 2 km/h. Die Rutschzustands-Quantität W**, die positiv oder negativ sein kann, ist eine kontinuierliche oder fortlaufende Quantität, welche die Rutschtendenz des jeweiligen Rades anzeigt. Wenn die Rutschzustands-Quantität W** negativ ist und einen größeren Wert hat, ist der Rutschkoeffizient des Rades größer und die Rutschzustands-Quantität kann als Anforderungswert zur Erhöhung des Gradienten verwendet werden, um den hydraulischen Bremsdruck für das entsprechende Rad zu verringern, so daß der hydraulische Bremsdruck schneller abgebaut wird. Wenn die Rutschzustands-Quantität W** positiv ist und einen höheren Wert hat, neigt das jeweilige Rad dazu, wieder aus dem Rutschzustand heraus zu kommen und die Rutschzustands-Quantität kann als Anforderungswert verwendet werden, um den Gradienten zu erhöhen, um den Hydraulikbremsdruck für das Rad zu erhöhen, so daß der hydraulische Bremsdruck wieder angehoben wird. Wenn die Rutschzustands-Quantität W** so klein ist, daß sie praktisch bei 0 liegt, sind Radgeschwindigkeit und Radbeschleunigung in der Nähe einer Ziel-Rutschreferenzgeschwindigkeit und einer Ziel-Fahrzeugverzögerung und die Rutschzustands-Quantität kann als Anforderungswert verwendet werden, den hydraulischen Bremsdruck im wesentlichen konstant zu halten. Die Rutschzustands-Quantität W** ändert sich, wie in Fig. 10 bei (e) dargestellt.

Ein Schritt 250 bestimmt, ob eine Antiblockier-Bremssteuerung durchgeführt wird oder nicht gestartet wird, indem überprüft wird, ob ein Steuer-Ein-Flag F_STA, welches anzeigt, daß eine Antiblockier-Bremssteuerung nötig ist, 1 oder 0 ist. Wenn die Antiblockier-Bremssteuerung nicht bewirkt werden muß (F_STA=0), geht die Steuerung vom Schritt 250 zu einem Schritt 260, wo überprüft wird, ob die Steuervorgang-Startbedingungen erfüllt sind. Beispielsweise überprüft der Schritt 260 das Ausgangssignal von dem Schalter 25 und die Rutschbedingungs-Quantität aus dem Schritt 240. Wenn in einem Schritt 270 die Steuervorgangs-Startbedingungen erfüllt sind, d. h., wenn der Schalter 25 eingeschaltet ist und die Rutschzustands-Quantität kleiner ist als ein vorherbestimmter negativer Wert, wird das Steuer-Ein-Flag F_STA auf 1 gesetzt und die Steuerung geht in Fig. 5 zu einem Schritt 300. Wenn im Schritt 270 die Steuervorgangs-Startbedingungen nicht erfüllt sind, geht die Steuerung zu eiem Schritt 400 in Fig. 5.

Wenn die Antiblockier-Bremssteuerung durchgeführt wird (F_STA =1) im Schritt 250, geht die Steuerung zu einem Schritt 280 zur Überprüfung der Steuervorgangs-Endebedingungen. Beispielsweise überprüft der Schritt 280 die geschätzte Fahrzeuggeschwindigkeit V_B oder das Ausgangssignal von dem Schalter 25. Wenn in einem Schritt 290 die Steuervorgangs- Endebedingungen erfüllt sind, d. h., wenn die geschätzte Fahrzeuggeschwindigkeit V_B=0 km/h ist, was anzeigt, daß das Kraftfahrzeug angehalten wurde, oder wenn der Schalter 25 ausgeschaltet ist, geht die Steuerung zu einem Schritt 291, in dem das Flag F_STA auf 0 zurückgesetzt wird, wonach dann die Steuerung zu dem Schritt 400 weitergeht. Wenn die Steuervorgangs-Endebedingungen nicht erfüllt sind, geht die Steuerung vom Schritt 290 zum Schritt 300.

In Fig. 5 bedeutet ein Ablauf bestehend aus den Schritten 300 bis 391 eine Verarbeitung während des Antiblockier- Bremssteuervorgangs und ein Ablauf bestehend aus den Schritten 400 bis 420 ist ein Ablauf vor oder nach besagtem Steuervorgang.

Zunächst wird im nachfolgenden der Ablauf während der Antiblockier-Bremssteuerung beschrieben. In dem Schritt 300 wird die Rutschzustands-Quantität W** in ein Hydraulikdruck-Gradientenverhältnis WP_G** (im Bereich von 0 bis ±100%) umgewandelt. Genauer gesagt, die Rutschzustands-Quantität W** wird in das Hydraulikdruck-Gradientenverhältnis WP_G** gemäß der Beziehung von Fig. 6 umgewandelt, so daß der Gradient zur Erhöhung des Hydraulikdruckes von 0 bis +100% und der Gradient zur Verringerung des Hydraulikdruckes von 0 bis - 100% reicht und so daß ein gewünschter Hydraulikdruckgradient mittels einer zeitabhängigen Kombination von Druckhalte- und Druckerhöhungsmustern und einer zeitabhängigen Kombination von Druckhalte- und Druckverringerungsmustern erhalten wird.

In einem Schritt 310 berechnet die ECU 30 einen Hydraulikdruckgradienten-Korrekturwert MP_G**, der einen Hydraulikdruckgradienten mit der kontinuierlichen oder fortlaufenden Zeit des Druckerhöhungsmodus oder mit der kontinuierlichen fortlaufenden Zeit des Druckverringerungsmodus korrigiert. Gemäß den Fig. 7 und 8 wird der Gradientenkorrekturwert so eingestellt, daß er es erlaubt, daß der hydraulische Bremsdruck schnell auf rasch wechselnde Straßenoberflächenzustände angepaßt werden kann (z. B. Übergang eines Rades von einer Straßenoberfläche mit geringem Reibungskoeffizienten auf eine Straßenoberfläche mit hohem Reibungskoeffizienten oder umgekehrt); dies erfolgt abhängig von der kontinuierlichen Zeit T_UP des Druckanhebemodus (hydraulischer Druckgradient variiert von 0 bis +100%) oder der Zeit T_DW des Verringerungsmodus (Hydraulikdruckgradient ändert sich von 0 bis -100%). Genauer gesagt, wenn der Druckanhebemodus fortläuft, aber die Räder nicht dazu neigen zu blockieren, selbst wenn der erhöhte Bremsdruck für eine längere Zeitdauer angelegt wird, wird der Korrekturwert MP_G mit der Zeit T_UP erhöht, wie in Fig. 7 dargestellt. Wenn der Wert MP_G so erhöht wird, wächst auch der Druckerhöhungsgradient, um den Hydraulikbremsdruck rausch anzuheben bei einem Radübergang von der Straßenoberfläche mit geringem Reibungskoeffizienten auf eine Straßenoberfläche mit hohem Reibungskoeffizienten. Unmittelbar nachdem mit der Verringerung des hydraulischen Bremsdruckes begonnen wird, wie in Fig. 8 dargestellt, d. h., unmittelbar nachdem der Spitzenwert des Reibungskoeffizienten in der Charakteristik Reibungskoeffizient/Rutschrate (µ- S) wird eine relativ hohe Druckverringerung durchgeführt und wenn danach die Räder noch nicht aus dem blockierten Zustand freikommen, selbst wenn der Druckverringerungsmodus fortgeführt wird und der hydraulische Bremsdruck abgeführt wird (beim Radübergang von einer Straßenoberfläche mit hohem Reibungskoeffizienten auf eine Straßenoberfläche mit geringem Reibungskoeffizienten) wird der Druckverringerungsgradient erhöht.

In einem nächsten Schritt 320 werden das Hydraulikdruck-Gradientenverhältnis WP_G** aus dem Schritt 300 und der Korrekturwert MP_G** miteinander addiert, was einen letztendlichen Hydraulikdruckgradienten gemäß der folgenden Gleichung (4) ergibt:

P_G** = WP_G** + MP_G** (4)

Der Hydraulikdruckgradient P_G** liegt im Bereich von -100% nach 0 und von dort bis 100%. Abhängig vom Vorzeichen, positiv oder negativ, des Hydraulikdruckgradienten P_G** aus dem Schritt 330 wird die Antiblockierbremssteuerung entweder im Druckerhöhungsmodus (0%P_G+100%) oder in dem Druckverringerungsmodus (-100%P_G0%) durchgeführt. Der Hydraulikdruckgradient wird dann abhängig von den Betätigungszeitverhältnissen der Stellglieder 21-24 im Druckerhöhungs-, Verringerungs- und Haltezustand geregelt. Der Hydraulikdruckgradient P_G ändert sich gemäß (f) in Fig. 10.

Der Schritt 330 bestimmt, ob der Druckerhöhungs- (P_G**0) oder der Druckverringerungsmodus (P_G**<0) durchgeführt werden soll abhängig vom Vorzeichen des letztendlichen hydraulischen Druckgradienten P_G** aus dem Schritt 320. Wenn der Druckverringerungsmodus (P_G**<0) bestimmt wird, geht die Steuerung zu einem Schritt 340 und nachfolgenden Schritten zur Durchführung des Druckverringerungsmodus. Wenn der Druckerhöhungsmodus (P_G**0) bestimmt wird, geht die Steuerung zu einem Schritt 370 und nachfolgenden Schritten zur Durchführung des Druckerhöhunsmodus.

Der Ablauf während des Druckverringerungsmodus, der bei Schritt 340 beginnt, wird nun nachfolgend beschrieben. Im Schritt 340 wird das Betätigungszeitverhältnis des Stellgliedes zwischen dem Druckverringerungsmodus und dem Haltemodus aus einer Datenmappe im ROM der ECU 30 abhängig vom Wert des Druckverringerungsgradienten P_G** (-100%P_G**< 0%) ermittelt oder aus dem Wert des Wertes des Druckverringerungsgradienten P_G** berechnet.

In einem nächsten Schritt 350 legt die ECU 30 ein Steuersignal an eines der Stellglieder 21 bis 24, um die jeweils zugehörige Bremsrichtung 11 bis 14 zu betätigen, um den hydraulischen Bremsdruck zu regeln, der an das entsprechende Rad angelegt wird, wobei die Regelung abhängig von dem Betätigungszeitverhältnis zwischen den Druckverringerungs- und - haltepositionen abhängig ist, welches im Schritt 340 bestimmt wurde.

In einem Schritt 360 wird ein Zähler T_DW** zur Überwachung der kontinuierlichen Zeit des Druckverringerungsmodus hochgezählt, um den hydraulischen Druckgradienten zu korrigieren, wie bereits unter Bezugnahme auf Schritt 310 beschrieben. Danach wird ein Zähler T_UP** zur Überwachung der kontinuierlichen Zeit des Druckerhöhungsmodus in einem Schritt 361 gelöscht. Danach geht die Steuerung zu einem Schritt 430, wo bestimmt wird, ob der Prozeß für alle Räder beendet worden ist oder nicht. Wenn der Prozeß für alle Räder noch nicht beendet worden ist, geht die Steuerung zum Schritt 200 zurück, und die oben erwähnten Abläufe werden wiederholt.

Im folgenden wird nun der Prozeß für den Druckerhöhungsmodus beschrieben, der mit dem Schritt 370 beginnt. In besagtem Schritt 370 wird das Betätigungszeitverhältnis des Stellgliedes zwischen den Druckerhöhungs- und -haltepositionen aus einer Mappe in dem ROM der ECU 30 abhängig vom Wert des Druckerhöhungsgradienten P_G** (0%P_G**<+100%) ermittelt oder aus dem Wert des Druckverringerungsgradienten P_G** berechnet.

In einem nächsten Schritt 380 legt die ECU 30 ein Steuersignal an eines der Stellglieder 21 bis 24, um eine der zugehörigen Bremsvorrichtungen 11 und 14 zu betätigen, um den an das entsprechende Rad angelegte hydraulischen Bremsdruck zu regeln abhängig von dem Betätigungszeitverhältnis zwischen den Druckverringerungs- und -haltepositionen, welches im Schritt 370 bestimmt wurde.

In einem Schritt 390 wird ein Zähler T_UP** zur Überwachung der kontinuierlichen Zeit des Druckerhöhungsmodus hochgezählt, um den hydraulischen Druckgradienten zu korrigieren, wie unter Bezug auf Schritt 310 beschrieben. Danach wird in einem Schritt 391 ein Zähler T_DW** zur Überwachung der kontinuierlichen Zeit des Druckverringerungsmodus gelöscht. Danach geht die Steuerung zum Schritt 430, wo bestimmt wird, ob die Verarbeitung für alle Räder abgeschlossen ist oder nicht. Wenn die Verarbeitung oder das Programm für alle Räder noch nicht abgelaufen ist, geht die Steuerung zum Schritt 200 zurück, und der oben erwähnte Ablauf beginnt nochmal.

Fig. 9 zeigt die Steuerung des hydraulischen Druckgradienten über Variieren der Betätigungszeitverhältnisse der Stellglieder zwischen den Druckerhöhungs-, -halte-, und -verringungspositionen abhängig vom Wert des hydraulischen Druckgradienten P_G, wie weiter oben unter Bezug auf die Schritte 340, 350, 370 und 380 beschrieben.

Wenn der Wert des hydraulischen Druckgradienten P_G im Bereich von 0% bis +100% ist, ist das Betätigungszeitverhältnis des Stellgliedes zwischen den Druckerhöhungs- und - haltepositionen ausgewählt, wie durch die Wellenformen (1) bis (6) in Fig. 9 bei (a) dargestellt und der hydraulische Bremsdruck P wird abhängig von den Charakteristikakurven (1) bis (6) erhöht, die in Fig. 9 bei (b) dargestellt sind.

Wenn der Wert des hydraulischen Druckgradienten P_G im Bereich von 0% bis -100% ist, wird das Betätigungszeitverhältnis des Stellgliedes zwischen der Druckerhöhungs- und - halteposition ausgewählt, die durch die Wellenformen (7) bis (11) in Fig. 9 bei (a) dargestellt und der hydraulische Bremsdruck P wird abhängig von den Charakteristikakurven (7) bis (11) verringert, wie in Fig. 9 bei (b) dargestellt.

Auf diese Art und Weise wird der hydraulische Druckgradient oder werden die Betätigungszeitverhältnisse des Stellgliedes zwischen den Hydraulikdruck-Steuerpositionen oder -Moden (Druckerhöhung, Druckverringerung und Druckhalten) kontinuierlich abhängig von den Rutsch- oder Blockierbedingungen des Rades und der kontinuierlichen Zeit während der das Rad blockiert, variiert.

Der hydraulische Bremsdruck P in den Bremsvorrichtungen 11 bis 14 ändert sich, wie in Fig. 10 bei (g) durch die durchgezogene Linie dargestellt. Die durchgezogene Linie bei (g) in Fig. 10 ergibt sich hierbei bei der vorliegenden Erfindung. Demgegenüber ändert sich bei bekannten Bremsdrucksteuersystemen der hydraulische Bremsdruck wie in Fig. 10 bei (g) mit der gestrichelten Linie dargestellt. Daher wird, wie in Fig. 10 bei (g) dargestellt, bei dem Bremsdrucksteuersystem gemäß der vorliegenden Erfindung der Bremsdruck nicht zu stark zurückgenommen (überhöhte Druckverringerung) oder übertrieben stark angelegt (zu hoher Druckanstieg), wie es bei bekannten Bremsdrucksteuersystemen bekannt ist (vgl. Punkte A und B in Fig. 10 bei (g)). Da jegliche Variationen oder Änderungen in dem hydraulischen Bremsdruck bei der vorliegenden Erfindung relativ klein und sanft erfolgen, werden Bremsleistung und Fahrkomfort wesentlich verbessert.

Wenn der Antiblockier-Steuervorgang nicht durchgeführt wird oder noch nicht abgeschlosssen wird, wird in dem Schritt 400 der Hydraulikdruck-Gradientenkorrekturwert MP_G** auf 0 gelöscht und in einem Schritt 410 werden die Zähler T_UP** und T_DW** auf 0 gelöscht. Danach legt die ECU 30 Steuersignale an die Stellglieder an, um in einem Schritt 420 den Bremsdruck zu erhöhen, so daß der Hauptzylinder 16 und die Bremsvorrichtungen 11 bis 14 miteinander in Verbindung gebracht werden, um einen normalen Bremsvorgang möglich zu machen.

In der beschriebenen Ausführungsform arbeitet jedes der Stellglieder unabhängig in den entsprechenden Moden "Druckerhöhung", "Druckhalten" und "Druckverringern". Es kann jedoch jedes der Stellglieder so ausgebildet sein, daß es nur in den Druckerhöhungs- und Druckverringerungsmoden arbeitet. Bei einer derartigen Abwandlung kann der Hydraulikdruckgradient kontinuierlich variiert werden, in dem das Arbeitsverhältnis (duty ratio) zwischen dem Druckerhöhungsmodus und dem Druckverringerungsmodus variiert wird. Ein anderes Stellglied, das bei der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann, kann in graduell und schnell verlaufenden Druckerhöhungsmoden und graduell und schnell verlaufenden Druckverringerungsmoden arbeiten. Wenn der hydraulische Bremsdruck nicht erhöht werden soll, wird das Stellglied so gesteuert, daß der Hydraulikdruckgradient kontinuierlich variiert wird in einer Kombination der graduell und schnell ablaufenden Druckerhöhungsmoden und des graduellen Verringerungsmodus. Wenn der hydraulische Bremsdruck verringert werden soll, wird das Stellglied so gesteuert, daß es den hydraulischen Bremsdruck kontinuierlich variiert in einer Kombination der graduell und schnell ablaufenden Verringerungsmoden und des graduellen Druckerhöhungsmodus. Wenn ein Stellglied verwendet wird, welches ein lineares Druckregulierventil aufweist, welches einen hydraulischen Druckgradienten kontinuierlich steuern kann, kann der erzeugte hydraulische Druckgradient P_G direkt verwendet werden, um den Hydraulikbremsdruck zu steuern.

Die vorliegende Erfindung wurde unter Bezugnahme auf eine Antiblockiersteuerung beschrieben. Die vorliegende Erfindung ist jedoch genau so gut beispielsweise auf ein Traktionssteuersystem (Antischlupfregelung) anwendbar, welches den hydraulischen Bremsdruck so einstellt, daß jegliches Durchdrehen von Antriebsrädern bei der Beschleunigung unterdrückt wird, so daß das Kraftfahrzeug auf einer rutschigen oder eisigen Straßenoberfläche stabilisiert wird und wirksam beschleunigen kann. Bei einer derartigen Antischlupfsteuerung wird der Rutsch-Zustand eines beschleunigten Rades aus dem Rutschbetrag des Rades bestimmt, sowie aus der Beschleunigungsrate des Rades und der hydraulische Druckgradient eines Stellgliedes kann kontinuierlich geregelt werden abhängig von dem bestimmten Betriebszustand des Rades.

Bei der Antischlupfregelung kann der festgestellte Rutschzustand des beschleunigten Rades ebenfalls verwendet werden, um das Öffnen der Drossselklappe, die eingespritzte Brennstoffmenge und die Zündzeiten zu regeln, indem die Variablen von Stellgliedern, welche die Drosselklappe, die Einspritzanlage und die Zündzeitverstellung betätigen, entsprechend weich gesteuert werden.

Bei der dargestellten und beschriebenen Ausführungsform gibt sich die Radrutschbedingungs-Quantität als Summe aus dem Betrag des Rutschens eines Rades und der Beschleunigung eines Rades, was eine Verzögerung kompensiert, die durch das blockierende Rad verursacht wird. Der hydraulische Druckgradient kann jedoch zunächst nur dadurch variiert werden, indem der Rutschbetrag des Rades in Betracht gezogen wird und nachfolgend kann die Radbeschleunigung als Korrekturwert hinzuaddiert werden.

Claims

1. Bremsdruck-Steuersystem für ein Kraftfahrzeug, welches wenigstens ein Rad aufweist, gekennzeichnet durch:
Blockierzustands-Erkennungsvorrichtungen zur Erkennung eines Blockierzustandes eines Rades auf der Grundlage von Drehgeschwindigkeit des Rades und der Geschwindigkeit des Kraftfahrzeuges;
Steuervorrichtungen zum Anheben und Verringern eines Bremsdruckes, der an das Rad angelegt wird abhängig von Steuergradienten und zum kontinuierlichen Steuern der Steuergradienten derart, daß der Blockierzustand, der durch die Blockierzustands-Erkennungsvorrichtungen erfaßt wurde sich einem Ziel-Blockierzustand annähert;
Timervorrichtungen zum Zählen von Zeiten, innerhalb der der Bremsdruck kontinuierlich durch die Steuervorrichtungen erhöht bzw. verringert wurde; und
Korrekturvorrichrtungen zum Korrigieren der Steuergradienten abhängig von den durch die Timervorrichtungen gezählten Zeiten.

2. Steuersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Korrekturvorrichtungen Vorrichtungen aufweisen zum Erhöhen des Steuergradienten abhängig von dem der Bremsdruck erhöht wurde proportional zu der Zeit, welche durch die Timervorrichtungen gezählt wurde, innerhalb der der Bremsdruck kontinuierlich erhöht wurde.

3. Steuersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Korrekturvorrichtungen Vorrichtungen aufweisen zur Erhöhung des Steuergradienten abhängig von dem der Bremsdruck verringert wird unmittelbar nachdem mit dem Absenken des Bremsdruckes durch die Steuervorrichtungen begonnen wurde.

4. Steuersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Korrekturvorrichtungen Vorrichtungen aufweisen zum Erhöhen des Steuergradienten abhängig von dem der Bremsdruck verringert wird proportional zu der Zeit innerhalb der der Bremsdruck kontinuierlich verringert wird, nachdem die zuletzt erwähnte Zeit eine vorherbestimmte Zeit überschritten hat.

5. Bremsdruck-Steuersystem für ein Kraftfahrzeug mit einer Mehrzahl von Rädern, gekennzeichnet durch:
eine Mehrzahl von Radgeschwindigkeitssensoren zur Erfassung von Drehgeschwindigkeiten der Räder;
eine Mehrzahl von Stellgliedern zum Anlegen von Bremsdrücken an die Räder;
ersten Rechnervorrichtungen zum Berechnen von Radgeschwindigkeiten und Radbeschleunigungen auf der Grundlage der erkannten Signale von den Radgeschwindigkeitssensoren;
zweiten Rechnervorrichtungen zum Berechnen einer geschätzten Fahrzeuggeschwindigkeit aus den Radgeschwindigkeiten und weiterhin zum Berechnen einer geschätzten Fahrzeugverzögerung aus der geschätzten Fahrzeuggeschwindigkeit;
Referenzgeschwindigkeits-Berechnungsvorrichtungen zum Berechnen einer Ziel-Referenzgeschwindigkeit aus der geschätzten Fahrzeuggeschwindigkeit;
Abweichungs-Rechnervorrichtungen zum Berechnen erster Abweichungen zwischen den Radgeschwindigkeiten und der Referenzgeschwindigkeit und zweiten Abweichungen zwischen den Radbeschleunigungen und den geschätzten Fahrzeugbeschleunigungen;
Blockierzustands-Mengenrechnervorrichtungen zum Berechnen von Mengen oder Quantitäten, welche Blockierzustände der Räder anzeigen aus einer Kombination der ersten und zweiten Abweichungen;
Druckgradienten-Rechnervorrichtungen zum Berechnen kontinuierlicher Steuergradienten zum Verringern und Erhöhen der Bremsdrücke, die über die Stellglieder an die Räder angelegt werden aus den Mengen, welche die Blockierzustände der Räder anzeigen; und
Betätigungszeitverhältnis-Setzvorrichtungen zum Setzen von Betätigungszeitverhältnissen der Stellglieder auf der Grundlage der berechneten kontinuierlichen Steuergradienten, um somit kontinuierlich die Bremsdrücke zu regeln abhängig von den Blockierzuständen der Räder.

6. Steuersystem nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch Timervorrichtungen zum Zählen von Zeiten, in denen die Bremsdrücke kontinuierlich erhöht und verringert werden und Korrekturvorrichtungen zum Korrigieren der Steuergradienten abhängig von den durch die Timervorrichtungen gezählten Zeiten.

7. Steuersystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Korrekturvorrichtungen Vorrichtungen aufweisen zum Erhöhen der Steuergradienten abhängig von denen die Bremsdrücke erhöht werden proportional zu der Zeit, welche durch die Timervorrichtungen gezählt wurde, innerhalb der die Bremsdrücke kontinuierlich erhöht wurden.

8. Steuersystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Korrekturvorrichtungen Vorrichtungen aufweist zur Erhöhung der Steuergradienten abhängig von denen die Bremsdrücke verringert werden unmittelbar nachdem mit dem Absenken der Bremsdrücke begonnen wurde.

9. Steuersystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Korrekturvorrichtungen Vorrichtungen aufweist zum Erhöhen der Steuergradienten abhängig von denen die Bremsdrücke verringert werden proportional zu den Zeiten innerhalb denen die Bremsdrücke kontinuierlich verringert werden, nachdem die zuletzt erwähnten Zeiten eine vorherbestimmte Zeit überschritten haben.

10. Steuersystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Rutschbedingungs-Mengenberechnungsvorrichtungen Vorrichtungen aufweist zum Berechnen der Mengen W, welche Blockierzustände der Räder anzeigt, gemäß der folgenden Gleichung: W = K_A (V_W-V_S) + K_B (G_W-G_B),wobei K_A und K_B Konstanten sind, V_W die Radgeschwindigkeiten sind, V_S die Referenzgeschwindigkeit ist, G_W die Radbeschleunigungen sind und G_B die Fahrzeugverzögerung ist.

11. Steuersystem nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckgradienten-Rechnervorrichtungen aufweisen: Vorrichtungen zum Erhöhen der Steuergradienten proportional zu Absolutwerten der Mengen W, welche Blockierzustände der Räder anzeigen, Vorrichtungen zum Berrechnen der Steuergradienten zum Erhöhen der Bremsdrücke, wenn die Mengen W positiv sind und Vorrichtungen zum Berechnen der Steuergradienten zum Verringern des Bremsdruckes, wenn die Mengen W negativ sind.