DE69519181T2

DE69519181T2 - Verfahren zur Regelung eines Bremssystems

Info

Publication number: DE69519181T2
Application number: DE69519181T
Authority: DE
Inventors: Deron Craig Littlejohn; Bryan Peter Riddiford
Original assignee: Delphi Technologies Inc
Current assignee: Delphi Technologies Inc
Priority date: 1994-02-14
Filing date: 1995-01-19
Publication date: 2001-03-15
Anticipated expiration: 2015-01-20
Also published as: EP0667255A1; DE69519181D1; EP0667255B1; US5423600A

Description

Diese Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Regelung eines Fahrzeugbremssystems.
Elektrofahrzeuge treiben typischerweise Elektromotoren auf der Basis von in Batterien mit begrenzter Energiespeicherfähigkeit gespeicherter elektrischer Energie an. WO-A- 93/01959 offenbart ein Bremssystem gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Diese Erfindung liefert vorteilhafterweise ein Verfahren zur Regelung eines Fahrzeugbremssystems einer Art, die zur Verwendung in einem Elektrofahrzeug geeignet ist. Eine Regelung eines Bremssystems gemäß der vorliegenden Erfindung ist durch die in Anspruch 1 spezifizierten Merkmale gekennzeichnet.
Gemäß einer bevorzugten Ausführung dieser Erfindung ist ein Verfahren zur Regelung eines Bremssystems vorteilhafterweise mit zwei Betriebsmodi versehen. In einem ersten Modus, in dem eine erste Bremsvorrichtung wie z. B. vordere Stellglieder einer hydraulischen Bremse betriebsfähig sind, weist eine zweite Bremsvorrichtung wie z. B. die hinteren Bremsen eine höhere Verstärkung auf, und in einem zweiten Modus, in dem die erste Bremsvorrichtung nicht betriebsfähig ist, weist die zweite Bremsvorrichtung eine niedrigere Verstärkung auf.
Gemäß einer bevorzugten Ausführung dieser Erfindung wird vorteilhafterweise als Antwort auf ein Drücken des Bremspedals durch den Fahrer gemäß einem ausgewählten Verstärkungsfaktor ein Bremsmomentbefehl bestimmt. Falls das System in einem Leistungs- bzw. Servo-Modus (power mode) ist, d. h. die Stellglieder der hydraulischen Bremsen betriebsfähig sind, wird ein erster Verstärkungsfaktor ausgewählt. Falls das System in einem manuellen Modus ist, d. h. beide Stellglieder der hydraulischen Bremse sind nicht betriebsfähig, wird ein zweiter Verstärkungsfaktor ausgewählt, wobei der erste Verstärkungsfaktor größer als der zweite Verstärkungsfaktor ist. Wenn die Befehle für die hinteren Bremsen und Verzögerungsanforderungen bestimmt sind, die beide entweder als Antwort auf die ausgewählte Verstärkung direkt oder indirekt bestimmt werden, werden sie somit für entweder einen Servo-Bremsmodus oder einen manuellen Bremsmodus geeignet skaliert.
Gemäß einer bevorzugten Ausführung dieser Erfindung enthält ein Bremssystem eines Kraftfahrzeugs vorteilhafterweise eine erste Bremsvorrichtung, die einen ersten Betriebsmodus aufweist, in welchem ein servo-unterstütztes Bremsen bzw. Servo-Bremsen vorgesehen ist, und einen zweiten Betriebsmodus, in welchem ein manuelles Bremsen vorgesehen ist, wobei das Bremssystem eine durch einen Steuerbefehl gesteuerte zweite Bremsvorrichtung aufweist, und ein Verfahren zum Regeln des Bremssystems umfaßt die Schritte Empfangen eines Signals, das eine Bremsanforderung eines Fahrers anzeigt, Bestimmen des Steuerbefehls als Antwort auf das Signal und einen ersten Verstärkungsfaktor falls die erste Bremse im ersten Betriebsmodus ist, Bestimmen des Steuerbefehls als Antwort auf das Signal und einen zweiten Verstärkungsfaktor, falls die erste Bremsvorrichtung im zweiten Betriebmodus ist, wobei der zweite Verstärkungsfaktor geringer als der erste Verstärkungsfaktor ist, und Anwenden des Steuerbefehls auf die zweite Bremsvorrichtung.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Die vorliegende Erfindung wird nun beispielhaft mit Verweis auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben, in denen:
Fig. 1 ein beispielhaftes Fahrzeug schematisch veranschaulicht, das ein Bremssystem gemäß dieser Erfindung enthält;
Fig. 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8a, 8b, 8c, 9a, 9b, 10a und 10b Flußdiagramme für eine beispielhafte Ablaufroutine einer Bremsregelung gemäß dieser Erfindung umfassen.

Beschreibung einer Ausführungsform der Erfindung

In Fig. 1 umfaßt ein beispielhaftes Fahrzeug zum Ausführen des Verfahrens zur Regelung eines Bremssystems dieser Erfindung ein Antriebssystem 11 eines Elektromotors, ein Bremssystem 15 und eine Steuereinheit 13. Das Antriebssystem 11 des Elektromotors enthält ein Batterieaggregat 10, einen Inverter 12 (zur Verwendung bei Wechselstrommotoren), ein Gaspedal 20 und einen Elektromotor 18. Das Bremssystem 15 schließt ein Bremspedal 70, ein hydraulisches Bremssystem 17 und elektrische Trommelbremsen 48 und 50 ein. Die Steuereinheit 13 umfaßt eine Motorsteuereinheit 22 zum Steuern des An triebssystems 11 und eine Bremssteuereinheit 66 zum Steuern bzw. Regeln des Bremssystems 15.
Im Antriebssystem 11 liefert das Batterieaggregat 10 Leistung an die Fahrzeugsysteme, und der Leistungsinverter 12 antwortet auf die Motorsteuereinheit 22 zum Steuern des Elektromotors 18. Der Motor 18 liefert sowohl eine Antriebskraft an die Antriebsräder 24 und 26 des Fahrzeugs als auch ein regeneratives Bremsen bzw. eine Gegenstrombremsung durch Erzeugen von Leistung, wenn es befohlen wird, und Koppeln der erzeugten Leistung mit dem Batterieaggregat 10, wobei ein Bremsmoment an die Räder 24 und 26 angelegt wird. Ein beispielhaftes Moorantriebs- und Wiederaufladesystem, das zur Verwendung als Inverter 12 und Motor 18 geeignet ist (unter der Annahme, daß ein dreiphasiger Wechselstrommotor 18 verwendet wird), ist in dem US-Patent Nr. 5,099,186 dargelegt, das dem Zessionär dieser Erfindung übertragen wurde.
Das Gaspedal 20 liefert einen Befehl für eine Beschleunigungsvorrichtung an die Motorsteuereinheit 22, die über eine Befehlsleitung 16 den Inverter 12 reagierend steuert, um an den Motor 18 Leistung und dadurch an die Antriebsräder 24 und 26 eine motorische Antriebskraft zu liefern.
Im Bremssystem 15 umfaßt das hydraulische Bremssystem 16 einen Geber- bzw. Hauptzylinder 78, hydraulische Leitungen 40, 42, 86, 87, 94 und 96, einen Aufnehmer 92, Stellglieder 114 und 116, Solenoidventile 102 und 104, Bremssättel 36 und 38 und Scheibenbremsen 32 und 34. Die Bremssteuereinheit 66 antwortet auf ein Drücken des Bremspedals 70 durch den Fahrer, wobei eine Bremsinformation an die Motorsteuereinheit 22 geliefert und das hydraulische Bremssystem einschließlich der Solenoidventile 102 und 104, Stellglieder 114 und 116 (über Leitung 122) und (über Leitung 58) die hinteren elektrischen Bremsen 48 und 50 gesteuert werden. Umgehungsventile 98 und 100 ermöglichen, daß sich Überdruck von den Stellgliedern 114 und 116 zum Aufnehmer 22 fortpflanzt. Die Bremssteuereinheit 66 überwacht auch über Geschwindigkeitssensoren 28, 30, 52 und 54 die verschiedenen Drehgeschwindigkeiten der Fahrzeugräder 24, 26, 44 und 46.
Das Bätterieaggregat 10 kann ein beliebiges Batterieaggregat oder eine wiederaufladbare Vorrichtung zur Speicherung elektrischer Leistung sein, die zur Verwendung in einem Elek trofahrzeug geeignet ist. Der Leistungsinverter 12 wird verwendet, wenn der Motor 18 einen oder mehrere Wechselstrommotoren aufweist. Falls ein oder mehrere Gleichstrom- Antriebsmotoren verwendet werden, ist der Leistungsinverter 12 nicht notwendig und kann durch eine geeignete Steuereinheit für einen Gleichstrommotor ersetzt werden, die dem Fachmann wohlbekannt ist.
Die Motorantriebseinheit 18 kann ein beide Räder 24 und 26 antreibender einziger Antriebsmotor, zwei, die Räder 24 und 26 antreibende kreuzgekoppelte (back-to-back) Motoren oder zwei oder mehr Motoren umfassen, wobei je ein Motor in je einen Radaufbau eingebaut ist. Außerdem können die Motoren Wechselstrommotoren oder Gleichstrommotoren einschließlich eines oder mehrerer bürstenloser Gleichstrommotoren sein.
Die Motorsteuereinheit 22 kann eine beliebige mikrocomputergestützte Steuereinheit sein, die zum Liefern von Steuerbefehlen an den verwendeten Motortyp geeignet ist. Das Gaspedal 20 antwortet auf Fußbefehle des Fahrers in herkömmlicher Art und Weise, wobei über ein Stellglied zum Umwandeln einer Pedalstellung in ein elektrisches Signal Ausgangssignale geliefert werden. Vorzugsweise umfaßt das Stellglied redundante Potentiometer, die zwei oder mehr Pedalstellungssignale an die Motorsteuereinheit 22 liefern. Dieser Typ eines Gaspedals kann vom Fachmann leicht ausgeführt werden.
Die Bremssteuereinheit 66 kann eine beliebige mikroprozessorgestützte Steuereinheit sein, die zum Liefern von Ausgabebefehlen an die Stellglieder 114 und 116, hinteren Bremsen 48 und 50 und Ventile 102 und 104 und zum Empfangen von Eingangssignalen vom Park-Bremsschalter 68, dem Bremspedalschalter 72 und von Druckwandlern 88, 90, 106 und 108 geeignet ist.
Das Bremspedal 70 kann ein herkömmliches Bremspedal sein, und der Schalter 72 kann ein herkömmlicher Bremspedalschalter eines bekannten Typs sein, der gewöhnlich verwendet wird, um (nicht dargestellte) hintere Bremsleuchten einzuschalten. Der Hauptzylinder 78 ist ein herkömmlicher Hauptzylinder mit einen Reservoir 80. Der Aufnehmer 92 weist Expansionskammern auf jeder Seite auf, die eine Akkumulierung eines hydraulischen Fluids durch Kompression einer Mittelfeder 91 ermöglichen. Die Druckwandler 88 und 90 können jede beliebige geeig nete Wandlerart zum Liefern von Signalen sein, die den Druck in den Bremsleitungen 86 und 87 angeben. Die Ventile 102 und 104 sind Solenoidventile, die normalerweise geöffnet sind und steuerbar sind, um hydraulische Leitungen 94 und 96 von Leitungen 40 bzw. 42 zu isolieren, wenn über eine Befehlsleitung 120 ein Befehl empfangen wird.
Stellglieder 114 und 116 können bestehende Antiblockierbremsstellglieder mit der Anforderung sein, daß die Stellglieder imstande sind, als Antwort auf Befehle auf Leitung 118 Druck in den hydraulischen Leitungen 40 und 42 unabhängig zu liefern. Die Stellglieder 114 und 116 sind von der Art, die in den US-Patenten Nr. 4,850,650 und Re. 33,663 dargelegt sind, die beide dem Zessionär dieser Erfindung übertragen wurden.
Die Bremssättel 36 und 38 sind herkömmliche Bremssättel für hydraulische Scheibenbremsen zur Verwendung mit herkömmlichen Bremsscheiben 32 und 34. Ein Beispiel des vorderen Bremssystems ist in der am 08. September 1992 eingereichten US-Patentanmeldung mit Seriennummer 07/942,015 dargelegt, die dem Zessionär dieser Erfindung übertragen wurde.
Elektrische Bremsen 48 und 50 für die Hinterräder 44 und 46 können jede beliebige geeignete elektrische Bremse sein. Beispielhafte elektrische Trommelbremsen sind in den US- Patenten Nr. 5,000,297 und 5,024,299 offenbart, die beide dem Zessionär dieser Erfindung übertragen wurden. In den US- Patentanmeldungen mit den Seriennummern 07/963,179, eingereicht am 19. Oktober 1992, und 07/720,087, eingereicht am 24. Januar 1991, die beide dem Zessionär dieser Erfindung übertragen wurden, sind Beispiele elektrischer Trommelbremsen offenbart.
Die Geschwindigkeitssensoren 28, 30, 52 und 54 sind dem Fachmann wohlbekannt und können von der in Antiblockierbremssystemen üblicherweise verwendeten Art sein.
In dem dargestellten Fahrzeug kann das Antriebssystem in einer beliebigen bekannten oder nützlichen Art und Weise gesteuert werden, die für das dargestellte Fahrzeug geeignet ist, einschließlich einer Steuerung, um eine Gegenstrombremsung zu liefern, und einer Mischung bzw. Kombination der Gegenstrombremsung mit einem Reibungsbremsen durch das Bremssystem in einer bekannten Art und Weise. Außerdem kann eine nicht konkurrierende Funktion implementiert sein, bei der die Eingabe des Gaspedals und Eingaben des Bremspedals in einer bekannten Weise summiert werden und nicht um eine Drehmomentsteuerung des gleichen Rades konkurrieren.
Gemäß dieser Erfindung führt das gezeigte Bremssystem entweder bei jedem Anlassen des Fahrzeugs oder in vorbestimmten Intervallen einen Diagnosetest durch, um die Funktionalität der Stellglieder 114 und 116 der hydraulischen Bremsen oder des Rests des vorderen hydraulischen Bremssystems zu bestimmen. Falls bestimmt wird, daß das vordere Bremssystem nicht vollständig betriebsfähig ist, werden die Stellglieder 114 und 116 abgeschaltet, und die Ventile 102 und 104 werden in der offenen Stellung eingestellt. In diesem Zustand wirkt das vordere Bremssystem wie ein manuelles Bremssystem.
Wenn die Stellglieder 114 und 116 betriebsfähig sind, stellen sie eine Verstärkung für das vordere Bremssystem z. B. in der Größenordnung von 5 zu 1 bereit. Wenn die Stellglieder 114 und 116 nicht betriebsfähig sind, liefern sie keine Verstärkung für das vordere Bremssystem. Um das gesamte Fahrzeugbremssystem geeignet auszugleichen, wird gemäß dieser Erfindung der Rest der Bremsvorrichtungen des Fahrzeugs wie z. B. die hinteren elektrischen Trommelbremsen und die Gegenstrombremsung vom Elektromotor, falls vorgesehen, vom Vorderbremssystem geplant bzw. festgelegt. Gemäß dieser Erfindung hängt das Planen bzw. Festlegen der Verstärkungen der Fahrzeugbremssysteme vom Betriebsstatus der Stellglieder der vorderen Bremsen ab, um durch Verstellen der Verstärkung einen geeigneten Ausgleich der Bremssysteme des Fahrzeugs in bezug aufeinander zu erzielen.
In Fig. 2 ist nun ein allgemeiner Ablauf der Ablaufroutine der Bremssteuereinheit gemäß dieser Erfindung beginnend bei Block 210 und weitergehend zu Block 212 veranschaulicht, wo ein (wahlfreier) ABS-Steueralgorithmus abgearbeitet wird. Im allgemeinen ist der ABS-Steueralgorithmus ein typischer Steueralgorithmus für ein Antiblockierbremssystem einer dem Fachmann wohlbekannten Art, der: (a) bestimmt, ob das Fahrzeug in einem Antiblockier-Bremsmodus (Setzen eines Flag als Antwort auf diese Bestimmung) ist oder nicht, und (b) falls dies der Fall ist, den Drehmomentbefehl für eine Antiblockierbremsung für jedes Rad bestimmt.
Die Routine geht dann zu Block 214, wo eine Subroutine, um den gewünschten Bremsdruck als Antwort auf ein Drücken des Bremspedals durch den Fahrer zu berechnen, und auch eine adaptive Offset-Routine abgearbeitet werden, um den Offset für die Drucksensoren der Hydraulikleitung des Hauptzylinders (d. h. der Sensoren 88, 90, Fig. 1) kontinuierlich zu bestimmen, wenn nicht gebremst wird. Die Routine geht dann zu Block 216, wo eine Subroutine den Betrag einer Regenerierung, der von der vorderen Motorsteuereinheit anzufordern ist, und die Befehle für die vorderen und hinteren Bremsmomente bestimmt. Nach Block 216 geht die Routine zu Block 218, wo eine Subroutine die Offsets der Drucksensoren der hydraulischen Bremsleitungen (d. h. für die Sensoren 106, 108, Fig. 1) adaptiv bestimmt.
Nach Block 218 geht die Routine zu Block 220, wo eine Subroutine die Steuerroutinen für die Bremsstellglieder der Vorderräder gemäß dem unten mit Verweis auf Fig. 8 beschriebenen Zustandsdiagramm abarbeitet. Bei Block 222 wird eine Steuerung für eine Hinterradbremse ausgeführt. Die Steuerungsroutine für die Hinterradbremse kann jede beliebige geeignete Routine einer dem Fachmann bekannten Art sein, um die hinteren elektrischen Trommelbremsen gemäß dem Befehl für das hintere Bremsmoment zu steuern. Falls die hinteren elektrischen Trommelbremsen durch den Vorderbremsen ähnliche hydraulische Bremsen ersetzt sind, kann alternativ dazu eine Routine ähnlich Block 220 und Fig. 9 bis 14 ausgeführt werden, um die hinteren Bremsen zu steuern.
Bei Block 223 werden die Befehle für die vorderen und hinteren Stellglieder ausgegeben, um die Stellglieder für die vorderen und hinteren Bremsen zu steuern. Die Steuereinheit verläßt dann die Hauptablaufroutine bei Block 224.
Nun auf Fig. 3 Bezug nehmend beginnt bei Block 229 die Subroutine zum Berechnen des gewünschten Druckes und der adaptiven Offsets für die Drucksensoren des Hauptzylinders. Bei Block 230 bestimmt die Routine, ob eine Bremsung angefordert wurde, als Antwort auf entweder: (a) ein erfaßtes Drücken des Bremspedals über den Bremsschalter oder (b) beide Drucksensoren des Hauptzylinders liefern Ausgabewerte, die höher als ihre Sollwerte sind, was ein Drücken des Bremspedals angibt. Falls ein Bremsen angefordert wird, wie durch einen dieser Tests bestimmt wurde, geht die Routine zu Block 246, wo der Offset-Zeitgeber auf Null eingestellt wird, und dann zu Block 244, wo das Signal GEWÜNSCHTER DRUCK für jeden Sensor gleich dem Signal RAW-DRUCK von jedem Drucksensor, subtrahiert um den im Speicher gespeicherten Offsetwert des Druckes, eingestellt wird.
Der Offset für jeden Sensor wird zu Anfang auf den maximalen zulässigen Wert eingestellt und wird, wenn für eine vorbestimmte Zeitperiode kein Bremsen angefordert wird oder wurde, in dem durch Blöcke 232-242 angegebenen Teil der Routine kontinuierlich aktualisiert.
Falls insbesondere bei Block 230 kein Bremsen angefordert wurde, geht die Routine zu Block 232, wo der OFFSET-ZEITGEBER mit dem Wert OFFSET-ZEIT verglichen wird. OFFSET-ZEITGEBER verfolgt den Zeitumfang, seit ein Bremsen zuletzt angefordert wurde. (Beachte: Wenn ein Bremsen angefordert wird, stellt Block 246 den OFFSET-ZEITGEBER auf Null zurück.) Der vorbestimmte Wert OFFSET-ZEIT legt die Zeitperiode fest, während der keine Bremsung ausgeführt werden darf, bevor der Offset aktualisiert ist. Falls bei Block 232 der Offset-Zeitgeber nicht gleich der Offset-Zeit ist, geht die Routine zu Block 236. Bei Block 236 bestimmt die Routine, ob OFFSET-ZEITGEBER größer als OFFSET-ZEIT ist. Falls nicht, geht die Routine zu Block 238, wo OFFSET-ZEITGEBER inkrementiert wird, und geht weiter zu Block 244.
Falls bei Block 232 der Offset-Zeitgeber gleich der Offset-Zeit ist, beginnt bei Block 234 das adaptive Aktualisieren der Sensor-Offsets, wo der Offset für jeden Sensor auf den zulässigen maximalen Offset eingestellt wird und OFFSET- ZEITGEBER inkrementiert wird. Bei Block 236 ist nun OFFSET- ZEITGEBER größer als OFFSET-ZEIT, so daß die Routine zu Block 240 weitergeht, wo sie die Drücke von den beiden Drucksensoren (88 und 90) des Hauptzylinders vergleicht und einen einfachen Grenztest durchführt. Falls beide Sensoren innerhalb eines vorbestimmten jeweiligen Bereichs liegen und falls beide Sensorausgaben unterhalb des höchsten zulässigen Offset-Druckes liegen, ist dieser Test bestanden. Falls nicht, behält die Routine die Offsets bei den vorher bestimmten Werten bei und geht weiter zu Block 244.
Falls bei Block 240 der Test für Druckgrenzen bestanden wird, geht die Routine zu Block 242, wo der Offset für jeden Sensor 88, 90 gleich dem Lesesignal RAW-DRUCK von jedem Drucksensor 88, 90 des Hauptzylinders aktualisiert wird. Bei Block 244 wird somit das Signal GEWÜNSCHTER-DRUCK für jede der Bremsleitungen des Hauptzylinders als Antwort auf den Raw-Druck jedes Sensors 88, 90 und den Offset jedes Sensors 88, 90 bestimmt.
Dementsprechend liefert dann diese Erfindung ein Aktualisieren des adaptiven Offset für die Drucksensoren des Bremssystems. Implementiert man die oben dargelegte Routine zur adaptiven Aktualisierung, steuert diese Erfindung das hydraulische Bremssystem einschließlich Druckwandler, um als Antwort auf ein Drücken des Bremspedals Bremsdrucksignale abzugeben, die ein vom Fahrer gewünschtes Bremsen anzeigen. Wenn das Bremspedal gedrückt wird, wird als Antwort auf die Ausgabe des Druckwandlers und einen gespeicherten Offset-Wert ein Bremsbefehl bestimmt. Wird das Bremspedal nicht gedrückt, beendet ein Zeitgeber das Abarbeiten.
Falls das Bremspedal gedrückt wird, während der Zeitgeber läuft, wird der Zeitgeber zurückgesetzt, und die Bremsung wird wie oben angegeben gesteuert. Falls der Zeitgeber abgelaufen ist, bevor das Bremspedal wieder gedrückt wird, werden die Signale der Druckwandler überwacht und mit vorbestimmten Grenzwerten verglichen, die einen akzeptablen Bereich von Ausgabewerten angeben, wenn das Pedal nicht gedrückt wird. Falls die Signale der Druckwandler innerhalb der vorbestimmten Grenzwerte liegen, werden die gespeicherten Offsets aktualisiert, um die vorliegenden Ausgangssignale der Druckwandler gleichzusetzen. Falls die Signale der Druckwandler nicht innerhalb der vorbestimmten Grenzwerte liegen, werden ansonsten die Offsets nicht aktualisiert. Diese Erfindung liefert somit Aktualisierungen der Wandlersignale für die Bremsleitungen während Perioden ohne Drücken des Bremspedals, wobei einem Altern der Wandler und einer Änderung der Umgebung, d. h. der Höhe über dem Meeresspiegel, Rechnung getragen wird, welche die Ausgaben der Wandler beeinflussen können.
Nun auf Fig. 4 und 5 Bezug nehmend umfaßt das veranschaulichte Flußdiagramm die Schritte, die die Steuereinheit beim Bestimmen des Bremsmomentbefehls, der Befehle für das vordere und hintere Bremsmoment, der an die Motorsteuereinheit gelieferten Verzögerungsanforderung und der Befehle für vorderes Reibungsbremsen unternimmt. Die Subroutine beginnt bei Block 249 und geht zu Block 250, wo das Signal BREMSBEFEHL (das oben als Bremsmomentbefehl bezeichnet wurde), das ein Gesamt-Drehmoment darstellt, das erforderlich ist, um das Fahrzeug als Antwort auf das vom Fahrer geforderte Bremsen zu verlangsamen, aus einer Nachschlagetabelle im Speicher als Antwort auf das Signal GEWÜNSCHTER DRUCK (der größere der Werte für die beiden Druckleitungen des Hauptzylinders wird verwendet) ausgelesen wird. Typischerweise führt diese Nachschlagetabelle die Funktion aus:
BREMSBEFEHL = GEWÜNSCHTER DRUCK * (1/SPEZIFISCHES DREHMOMENT),
worin SPEZIFISCHES DREHMOMENT eine Konstante ist, die vom Fachmann für das spezielle Bremssystem vordefinierbar ist.
Bei Block 252 prüft die Routine, um zu bestimmen, ob etwaige Fehler im vorderen Bremssystem vorliegen. Fehler können durch Ausführung einer dem Fachmann bekannten standardmäßigen ABS-Diagnoseroutine bestimmt werden, die die Geschwindigkeitssensoren der Räder auf offene Stromkreise, Kurzschlüsse, Zittern etc. testet. Falls irgendeiner dieser bekannten Tests scheiterte wird die ABS-Funktion gesperrt, und die ABS- Anzeigeleuchte leuchtet auf. Die bekannten Diagnoseverfahren beinhalten auch standardmäßige Stellgliedtests, die auf offene Stromkreise und Kurzschlüsse, geeignete Spannungspegel, Bewegungsschlupf, einen Muttertest und zu lange Anzieh/Lösezeiten etc. prüfen. Falls irgendeiner dieser bekannten Tests scheitert, wird der entsprechende Kanal gesperrt, und die gegenüberliegende Hinterradbremse wird (in einer diagonalen geteilten Steuerung) gesperrt.
Neue Tests gemäß dieser Erfindung schließen folgendes ein. Die PID-Fehler (Fig. 8a, 8b und 8c im folgenden) werden gespeichert, und, falls während einer vorbestimmten Zeit die Fehler für einen einzigen Kanal größer als eine vorbestimmte Grenze sind, wird ein Störung-Flag gesetzt, und dieser Kanal wird zusammen mit dem entsprechenden diagonalen hinteren Stellglied gesperrt.
Die Drucksensortests prüfen auf offene Stromkreise und Kurzschlüsse durch Abfühlen der Leitungsspannungen und ver gleichen die Offsets mit vorbestimmten Grenzen. Falls einer der Sensoren 88 und 90 des Hauptzylinders den Test nicht besteht, wird der andere Sensor verwendet. Falls einer der Stellgliedsensoren 106, 108 versagt, werden das entsprechende Stellglied und das diagonale hintere Stellglied abgeschaltet.
Falls die Kommunikationsverbindung zwischen der Bremssteuereinheit und der Motorsteuereinheit versagt, wird die Funktion einer Gegenstrombremsung, falls implementiert, gesperrt. Falls Störungen des Dualsystems vorliegen, werden anstelle eines diagonalen geteilten Systems beide vordere Stellglieder gesperrt, und das System läuft als manuelles Frontsystem mit einem betriebsfähigen hinteren Stellglied, außer ein Abschalten wird von den hinteren Stellgliedern verlangt.
Ein Test der Stellglieder für die hinteren Bremsen schließt bekannte Testverfahren an den Geschwindigkeitssensoren und Stellgliedern der Hinterräder ein. Im allgemeinen kann irgendeines oder können beide Stellglieder der hinteren Bremse jederzeit gesperrt werden, ohne die Bremsleistung vorne nachteilig zu beeinflussen.
Falls in beiden Stellgliedern Fehler auftreten, wird das vordere Bremssystem in einem manuellen Modus als manuelles System angetrieben. Im manuellen Modus gibt es keine Leistungsverstärkung, die durch die vorderen Stellglieder geliefert wird, um beim Bremsen zu helfen. Je nach dem System kann eine Gegenstrombremsung implementiert sein oder nicht. Wie oben angegeben wurde, können je nach dem Zustand der hinteren Bremsen die Stellglieder der hinteren Bremsen aktiviert werden oder nicht. Die Bremsantwort im manuellen Modus ist der Antwort eines herkömmlichen Bremssystems in einem Fahrzeug mit Verbrennungsmotor ähnlich, worin eine Unterdruckverstärkung gesperrt wurde.
Falls nur ein Stellglied einen Fehler aufweist, läßt man das Bremssystem als diagonales geteiltes System arbeiten. Das Stellglied mit dem Fehler wird abgeschaltet, und das diagonale hintere Stellglied wird abgeschaltet (durch Setzen der Stellgliedbefehle auf Null).
Falls das System in einem manuellen Modus ist, geht die Routine zu Block 254, wo das Signal HINTERES GEWÜNSCHTES DREHMOMENT als Antwort auf BREMSBEFEHL aus einer Nachschlage tabelle ausgelesen wird. Falls die Stellglieder der vorderen Bremsen bei Block 252 betriebsfähig sind, ist das System im Servo-Modus, und die Routine geht zu Block 256, wo das Signal HINTERES GEWÜNSCHTES DREHMOMENT als Antwort auf BREMSBEFEHL aus einer zweiten Nachschlagetabelle ausgelesen wird.
Die bei Block 254 verwendete erste Nachschlagetabelle repräsentiert einen niedrigeren Verstärkungsfaktor für das Signal HINTERES GEWÜNSCHTES DREHMOMENT als die bei Block 256 verwendete zweite Nachschlagetabelle. Somit weisen vorteilhafterweise gemäß dieser Erfindung im Servo-Modus, in dem die vorderen Bremsstellglieder betriebsfähig sind, die hinteren Bremsen eine höhere Verstärkung auf, und im manuellen Modus, in dem die vorderen Bremsstellglieder nicht betriebsfähig sind, weisen die hinteren Bremsen eine niedrigere Verstärkung auf.
Gemäß dieser Erfindung wird, wie oben beschrieben, vorteilhafterweise ein Bremsmomentbefehl als Antwort auf ein Drücken des Bremspedals durch den Fahrer gemäß einem ausgewählten Verstärkungsfaktor bestimmt. Falls das System im Servo-Modus ist, d. h. die Stellglieder der hydraulischen Bremsen betriebsfähig sind, wird ein erster Verstärkungsfaktor ausgewählt. Falls das System in einem manuellen Modus ist, d. h. die beiden Stellglieder der hydraulischen Bremsen sind nicht betriebsfähig, wird ein zweiter Verstärkungsfaktor ausgewählt, wobei der erste Verstärkungsfaktor größer als der zweite Verstärkungsfaktor ist. Der Bremsmomentbefehl wird dann als Antwort auf die ausgewählten Verstärkungsfaktoren bestimmt. Wenn die Befehle der hinteren Bremsen bestimmt werden, die als Antwort auf die ausgewählte Verstärkung entweder direkt oder indirekt bestimmt werden, werden sie somit für entweder einen Servo-Bremsmodus oder manuellen Bremsmodus geeignet skaliert. Im System eines Elektrofahrzeugs, das eine Gegenstrombremsung nutzt, kann die Verzögerungsanforderung als Antwort auf die ausgewählten Verstärkungsfaktoren entweder direkt oder indirekt bestimmt werden und wird somit für entweder einen Servo- oder Bremsmodus geeignet skaliert.
Wieder auf Fig. 4 Bezug nehmend geht die Routine zu Block 258 weiter, wo das Signal VORDERES GEWÜNSCHTES DREHMOMENT als Antwort auf das Signal HINTERES GEWÜNSCHTES DREHMOMENT aus einer anderen Nachschlagetabelle ausgelesen wird.
Man beachte, daß eine Gegenstrombremsung als Antwort auf das Signal VORDERES GEWÜNSCHTES DREHMOMENT bestimmt werden kann, und dadurch wird eine Verstellung der Verstärkung des Befehls für eine Gegenstrombremsung berücksichtigt.
Die Routine geht dann zu Block 266, wo der Befehl VORDERES REIBUNGSMOMENT bestimmt wird. Eine Bestimmung dieses Befehls hängt von der Systemausführung ab. In einem Elektrofahrzeug mit einer Mischung der Gegenstrombremsung kann der Befehl für das vordere Reibungsmoment als die Differenz zwischen dem VORDEREN GEWÜNSCHTEN DREHMOMENT und der Verzögerung bestimmt werden, die durch die Motorsteuerung erzielt wird, d. h. Summieren von Bremspedal und Gaspedal und erzielte Gegenstrombremsung. Falls das System im ABS-Modus ist, kann eine Gegenstrombremsung gesperrt werden.
Wieder bei Block 268 wird das ABS-Modus-Flag geprüft. Falls das System nicht im ABS-Modus ist, wird das Signal VORDERES RADMOMENT gleich VORDERES REIBUNGSMOMENT gesetzt. Falls das System im ABS-Modus ist, wird bei Block 272 VORDERES RADMOMENT gleich dem Minimum des ABS-Drehmomentbefehls und des VORDEREN REIBUNGSMOMENTS gesetzt. Bei Block 274 wird der Druckbefehl für die Hydraulikleitungen der Vorderbremsen BEFEHLSDRUCK gleich VORDERES RADMOMENT mal SPEZIFISCHES DREHMOMENT gesetzt. Nach Bestimmen des BEFEHLSDRUCKES endet die Routine bei Block 276.
Bezugnehmend auf Fig. 5 werden die Signale RADDRUCK, die tatsächlichen Hydraulikleitungsdrücke für die Vorderbremsen bestimmt. Für jeden Leitungsdrucksensor (106 und 108) während Bedingungen ohne Bremsen wird der Offset auch adaptiv aktualisiert. Die dargestellte Subroutine beginnt bei Block 279 und geht zu Block 280. Falls das Fahrzeug in einem Bremszustand ist, wird, wie oben mit Verweis auf Fig. 3 angegeben wurde, OFFSET-ZEITGEBER auf Null gesetzt. Die Tests bei Blöcken 280 und 284 scheitern somit, und die Routine geht direkt zu Block 290, wo RADDRUCK für jede Bremsleitung gleich RAWDRUCK, die Sensorausgabe der Bremsleitung (Sensoren 106 und 108), subtrahiert um den gespeicherten Offsetwert für jeden Sensor gesetzt wird.
Bei Block 280 geht, falls OFFSET-ZEITGEBER gleich OFFSET- ZEIGEBER plus Eins ist, zu Block 282, wo der Offset für jeden Sensor 106, 108 gleich dem zulässigen maximalen Offset einge stellt wird und der Wert von OFFSET-ZEITGEBER inkrementiert wird. Falls bei Block 284 OFFSET-ZEITGEBER größer als OFFSET- ZEIT plus Eins ist, was immer der Fall ist, falls die Routine durch Block 282 geht, geht die Routine zu Block 286, wo ein kurzer Drucktest an den beiden Hydraulikleitungen der Stellglieder durchgeführt wird. Falls die gemessenen Druckausgaben (RAW-DRUCK) der beiden Sensoren 106, 108 innerhalb der vorbestimmten jeweiligen Grenze sind und sie beide unterhalb der maximalen Offset-Grenze liegen, geht die Routine zu Block 288, wo der Offset für jeden Sensor gleich RAW-DRUCK von jedem Sensor 106, 108 zurückgesetzt wird. Falls der Test bei Block 286 nicht bestanden wird, hält die Routine die Offsets bei den vorher bestimmten Werten und geht weiter zu Block 290.
Bei Block 290 wird der RADDRUCK für jede Hydraulikleitung eines Stellglieds gleich RAW-DRUCK für jede Leitung subtrahiert um den bestimmten Offset für jeden Sensor 106, 108 eingestellt. (Man beachte: wie oben mit Verweis auf Fig. 3 angegeben wurde, geschieht das adaptive Aktualisieren des Offset nur, wenn keine Bremsaktivität vorliegt und während einer vorbestimmten Zeitspanne, wie sie durch OFFSET- ZEITGEBER eingestellt wurde, keine Bremsaktivität vorlag.)
Nun Bezug nehmend auf Fig. 6 wird die Steuerung der Stellglieder für die Vorderräder durch eine Reihe von Subroutinen in einer Weise durchgeführt, die im dargestellten Steuerungszustandsdiagramm für die Vorderräder angegeben ist. Im wesentlichen werden bei jeder Schleife durch die Hauptsteuerroutine nur Subroutinen abgearbeitet, die wie durch den Zustand des Steuerungssystems bestimmt aktiviert wurden. Aktivieren und Deaktivieren entsprechender Subroutinen kann einfach erreicht werden, indem ein Satz Flags gemäß den hierin dargelegten Kriterien gesteuert wird.
Block 300 ist der LEERLAUF-Zustand, in welchem die vorderen Stellglieder im Leerlauf sind, und tritt auf, wenn kein Bremsvorgang oder Pedaldruck durch den Fahrer vorliegt. Im LEERLAUF-Zustand wird eine Subroutine MODUS AUSWÄHLEN aktiviert. Der Zustand geht von LEERLAUF bei Block 300 zu INITIALISIERUNG bei Block 302, wenn ein Bremsen angefordert wird, das entweder durch Leitungsdrücke, wie sie durch die Wandler (88, 90) des Hauptzylinders abgefühlt werden, oder durch einen Bremspedalschalter (72) angegeben wird.
Wird ein Bremsen einmal angefordert, werden die Subroutinen MODUS AUSWÄHLEN und MODULATOR INITIALISIEREN durch Setzen entsprechender Flags aktiviert, und der Steuerungszustand geht zum INITIALISIERUNG-Block 302.
Im wesentlichen wird in dem INITIALISIERUNG-Zustand eine Subroutine abgearbeitet, bis entweder das vordere rechte Stellglied oder vordere linke Stellglied gestartet wird, wie durch ein Steuerungsflag angezeigt wird, zu welcher Zeit der Steuerungszustand zum REGULIERUNG-Block 306 geht. Wenn das System in den REGULIERUNG-Zustand 306 übergeht, werden die Subroutinen MODUS AUSWÄHLEN und MODULATOR REGULIEREN aktiviert, und die Subroutine MODULATOR INITIALISIEREN wird durch Setzen entsprechender Flags deaktiviert.
Im INTIALISIERUNG-Zustand 302 werden die vorderen Bremsmodulatoren aktiviert, um eine anfängliche Verstärkung für die Vorderbremsen bereitzustellen, um auf ein Bremsen vorzubereiten.
Im REGULIERUNG-Zustand 306 werden die Modulatoren der Vorderbremsen gesteuert, um den entsprechenden Betrag eines Reibungsbremsens auf die vorderen und hinteren Bremsen anzuwenden. Das Steuerungssystem bleibt in dem REGULIERUNG- Zustand bei Block 306, bis entweder das Flag ENERGIEERHALTUNG-ANFORDERUNG gesetzt ist und keine Energieerhaltungs- Störung vorliegt, in welchem Fall das System zum ENERGIEERHALTUNG-Zustand 308 geht, oder bis der Modulatordruck auf Null zurückgeht und kein angefordertes Bremsen vorliegt, in welchem Fall das System zum AUSGANGSLAGE- bzw. REHOMING- Zustand 304 geht.
Wenn das System zum ENERGIEERHALTUNG-Zustand 308 geht, werden die Subroutinen ENERGIEERHALTUNG und MODUS AUSWÄHLEN aktiviert, und die Subroutine MODULATORDRUCK REGULIEREN wird durch das Setzen der entsprechenden Flags deaktiviert. In dem ENERGIEERHALTUNG-Zustand 308 verriegelt bzw. sperrt die Routine die Modulatoren, um einen Leitungsbremsdruck aufrechtzuerhalten, und bleibt im Energieerhaltungszustand, bis entweder durch den Fahrer des Fahrzeugs nicht länger eine Bremsung angefordert wird, der Energieerhaltungsmodus abgeschlossen ist oder eine Störung im Energieerhaltungsmodus vorliegt, wie durch entsprechende Flags angezeigt wird.
Wenn die Routine ENERGIEERHALTUNG-Zustand 308 verläßt und zum REGULIERUNG-Zustand 306 zurück geht, werden die Subroutinen MODUS AUSWÄHLEN und MODULATORDRUCK REGULIEREN aktiviert, und die Subroutine ENERGIEERHALTUNG wird deaktiviert.
Falls das System im REGULIERUNG-Zustand 306 zum REHOMING- Zustand 304 geht, werden die Bremsstellglieder zu ihrer Freigabestellung zurückgeführt (rehomed), bis das Zurückführen sowohl des linken vorderen als auch rechten vorderen Stellglieds abgeschlossen ist und eine Bremsung nicht länger angefordert wird, zu welcher Zeit die Subroutine MODUS AUSWÄHLEN aktiviert wird und die Subroutine AUSGANGSLAGE MODULATOR durch das Setzen der entsprechenden Flags deaktiviert wird, was veranlaßt, daß der Steuerungszustand zum LEERLAUF-Zustand 300 zurückkehrt.
Falls im Rehoming- bzw. Ausgangslage-Zustand einen Bremsen angefordert wird, werden die Subroutinen MODUS AUSWÄHLEN und MODULATOR INITIALISIEREN aktiviert, und die Subroutine AUSGANGSLAGE-MODUALTOR wird durch das Setzen der entsprechenden Flags deaktiviert, was das System veranlaßt, sich wieder zum INITIALISIERUNG-Zustand 302 zu bewegen.
Die Subroutinen MODULATOR INITIALISIEREN, MODULATORDRUCK REGULIEREN, ENERGIEERHALTUNG und AUSGANGSLAGE-MODULATOR werden im folgenden mit Verweis auf Fig. 7, 8a, 8b und 8c, (9a und 9b) bzw. (10a und 10b) beschrieben. Die Subroutine MODUS AUSWÄHLEN ist in den Figuren der Einfachheit halber nicht veranschaulicht, arbeitet aber wie folgt.
Die Subroutine MODUS AUSWÄHLEN führt zwei Tests durch. Der erste Test vergleicht den Bremsdruckbefehl, wie er von den Drucksensoren des Hauptzylinders erfaßt wird, mit früheren Druckbefehlen, vergleicht die Druckbefehle des Stellglieds mit früheren Druckbefehlen des Stellglieds und betrachtet das Signal der Fahrzeuggeschwindigkeit. Falls sowohl der Bremsdruckbefehl als auch die Druckbefehle des Stellgliedes für eine vorbestimmte Zeitperiode im wesentlichen konstant bleiben und die Fahrzeuggeschwindigkeit geringer als eine vorbestimmte Geschwindigkeit, d. h. 9 oder 16 km/h (5 oder 10 mph) ist, wird dann ein Flag ENERGIEERHALTUNGANFORDERUNG auf wahr gesetzt. Falls dieser Test fehlschlägt, wird das Flag ENERGIEERHALTUNG-ANFORDERUNG auf falsch gesetzt. Dieses Flag wird verwendet, um zu bestimmen, ob das System in den ENERGIEERHALTUNG-Zustand 308 gehen soll.
Der durch die Subroutine MODUS AUSWÄHLEN durchgeführte zweite Test betrachtet einfach die Leitungsdrücke der Stellglieder für die Vorderbremsen, wie sie von den Sensoren 106 und 108 erfaßt werden, und falls beide Drücke im wesentlichen Null sind, wird ein Flag MODULATOR-DRUCKZUSTAND gesetzt, um NULL anzuzeigen. Falls dieser Test fehlschlägt, wird das Flag MODULATORDRUCKZUSTAND gesetzt, um VARIABEL anzuzeigen. Dieses Flag wird verwendet, um zu steuern, ob das System in den AUSGANGSLAGE-Zustand 304 geht.
Nach Fig. 7 beginnt die Subroutine MODULATOR INITIALISIEREN bei Block 319. Bei Block 320 prüft die Routine ein Flag, um zu bestimmen, ob die Subroutine MODULATOR INITIALISIEREN aktiviert ist, und falls nicht, wird die Routine bei Block 322 verlassen. Falls der Test bei Block 320 bestanden wird, geht die Routine zu Block 324, wo sie ein Flag prüft, um zu bestimmen, ob dies für den vorliegenden Bremsbefehl der erstmalige Durchlauf der Subroutine MODULATOR INITIALISIEREN ist (Beachte: Die Erstes-Mal-Flags für alle Subroutinen werden zurückgesetzt, wenn eine Bremsung nicht länger gefordert wird, wobei die BREMSANFORDERUNG = FALSCH gesetzt wird). Falls dies der Fall ist, wird das Flag INIT. auf NICHT AUSGEFÜHRT gesetzt, wird der VORDERE INIT-ZEITGEBER auf Null gesetzt, wird der die vorderen Stellgliedbremsen befehlende Befehl MOTORBREMSEN auf AUS gesetzt, wird SOL-FREIGEBEN auf AUS gesetzt, und die BREMSE-KONSTANT-ZEIT (eine Variable, die verwendet wird, um zu überwachen, wie lange ein Bremsdruck im wesentlichen konstant geblieben ist) wird auf Null gesetzt. Der Befehl SOL-FREIGEBEN steuert die Solenoidventile 102 und 104 (Fig. 1), die die hydraulischen Leitungen des Hauptzylinders von den hydraulischen Leitungen der Bremsstellglieder isolieren. Der Befehl SOL-FREIGEBEN steuert die Solenoide 102 und 104, wobei die Solenoide 102, 104 aktiviert werden, wenn das Bremsen angefordert wird, und die Solenoide deaktiviert werden, nachdem das Bremspedal gelöst und die Stellglieder in die Ausgangslage zurückgeführt wurden (Fig. 10a und 10b).
Die Routine geht dann zu Block 328, wo sie prüft, um zu bestimmen, ob VORDERER INIT-ZEITGEBER geringer als der oder gleich dem vorbestimmten Wert VORDERE INIT-ZEIT ist und ob das Signal RADDRUCK für irgendeines der vorderen Stellglieder kleiner oder gleich Null ist. Falls RADDRUCK für eine hydraulische Leitung eines Stellglieds größer als Null ist, herrscht in der hydraulischen Leitung des Stellgliedes Überdruck, was angibt, daß das Stellglied für diese Leitung in Betrieb gesetzt wurde, und die Routine geht zu Block 332. Bei Block 332 wird das Flag INIT. auf AUSGEFÜHRT gesetzt, und die Routine wird bei Block 322 verlassen.
Falls bei Block 328 der Test bestanden wird, geht die Routine zu Block 330, wo die vorderen Motoren freigegeben werden und der Befehl MOTORBEFEHL auf den maximalen zulässigen Wert eingestellt wird, der das maximale Ausgangsdrehmoment befiehlt. Bei Block 334 wird VORDERER INIT-ZEITGEBER inkrementiert. Die Routine wird bei Block 322 verlassen.
Wenn ein Bremspedalbefehl zuerst erfaßt wird, liefert im allgemeinen die obige Subroutine eine Verstärkung an das vordere Bremsstellglied, um ein etwaiges Durchhängen bzw. eine etwaige Erschlaffung (slack) im vorderen Bremssystem zu eliminieren, was die Bremsklötze in Vorbereitung auf ein Reibungsbremsen effektiv nahe zu den Bremsscheiben bewegt.
Bezugnehmend auf Fig. 8a, 8b und 8c beginnt die Subroutine MODULATORDRUCK REGULIEREN bei Block 339. Bei Block 340 prüft die Routine ein Flag, um zu bestimmen, ob die Subroutine MODULATORDRUCK REGULIEREN aktiviert ist. Falls nicht, wird die Routine bei Block 342 verlassen. Falls Ja, geht die Routine 344 und prüft ein Flag, um zu bestimmen, ob dies für den aktuellen Bremsbefehl der erstmalige Durchlauf der Subroutine MODULATORDRUCK REGULIEREN ist. Falls ja, wird bei Block 346 RADDRUCK-KONSTANT-ZEITGEBER auf Null gesetzt und der Befehl MOTORBREMSEN wird auf AUS gesetzt. Die Routine geht dann zu Block 348 weiter, wo das Signal BEFEHLSDRUCK auf einen vorbestimmten maximalen Wert begrenzt wird.
Bei Block 350 bestimmt die Routine, ob das System in einem ANZIEHEN-ZU-LÖSEN-Modus ist. Diese Bestimmung wird folgendermaßen durchgeführt: dem Fachmann ist bekannt, daß ein Antiblockierbremssystem Anzieh- und Lösemodi zum Betreiben der Bremsstellglieder aufweist. Einzelheiten über ein Bestimmen von Anzieh- und Lösebefehlen müssen hierin nicht dargelegt werden, da ihre Bestimmung dem Fachmann wohlbekannt ist.
Jedesmal wenn die ABS-Routine einen Befehl für einen FREIGEBEN-Modus bestimmt, falls der vorherige Modus-Befehl ein Befehl für einen ANZIEHEN-Modus war, wird ein Zeitgeber in Betrieb gesetzt, und das System ist, bis der Zeitgeber abläuft, in einem ANZIEHEN-ZU-LÖSEN-Modus bei Block 350. Block 350 prüft einfach den Anziehen-zu-Lösen-Zeitgeber und geht, falls der Zeitgeber noch nicht abgelaufen ist, zu Block 351, ansonsten zu Block 352.
Bei Block 351 werden die vorderen Fehlersignale auf Null eingestellt, und der Befehl VORDERERE-STEUERUNG-BEFEHL wird auf VOLL NEGATIV eingestellt. Auf diese Weise werden, wenn die vorderen Stellglieder sich von Anziehen zu Lösen bewegen, während einer kurzen Zeitspanne die Stellglieder auf voll negativ befohlen, was einen Stromstoß durch das Stellglied liefert, um eine Verzögerung im System und im Stellglied zu verringern, wenn von Anziehen auf Lösen übergegangen wird. Die kurze Zeitperiode hängt vom angelegten Druck ab (d. h. wie er durch den letzten ABS-ANZIEHEN-Befehl repräsentiert wurde) und wird als Antwort auf den letzten ANZIEHEN-Befehl aus einer Nachschlagetabelle erhalten. Die Zeitperioden zum Umschalten von Modi unterscheiden sich von Ausführung zu Ausführung und können vom Fachmann von einem Testsystem bestimmt werden. Nach Block 351 geht die Routine zu Block 372.
Bei Block 352 prüft die Routine, um zu bestimmen, ob das System in einem LÖSEN-ZU-ANZIEHEN-Modus ist. Dieser Test ist dem Test bei Block 350 ähnlich. Jedesmal wenn das System einen Anziehen-Befehl gibt, wird ein Zeitgeber zurückgesetzt, falls der vorherige Befehl ein Lösen-Befehl war. Der Block 352 bestimmt, ob der Lösenzu-Freigeben-Zeitgeber abgelaufen ist; falls nicht geht die Routine zu Block 353. Falls ja, geht die Routine zu Block 354.
Bei Block 353 werden die vorderen Fehlersignale alle auf Null gesetzt und der Befehl VORDERER MOTORBEFEHL wird auf VOLL POSITIV gesetzt. In diesem Fall werden, bis der Lösen- zu-Anziehen-Zeitgeber abgelaufen ist, die Befehle für die vorderen Stellglieder auf einen voll positiven Strom befohlen, um einen kurzen Stromstoß zu liefern, um das Stellglied schnell von Lösen nach Anziehen zu bewegen, wobei eine Verzögerung im System und Stellgliedmotor verringert wird. Die zeitperiode hängt von dem ANZIEHEN-Befehl ab und wird als Antwort auf den ANZIEHEN-Befehl aus einer Nachschlagetabelle erhalten. Die Zeitperioden können vom Fachmann in einem Test- System vorbestimmt werden und werden sich von System zu System unterscheiden. Nach Block 353 geht die Routine 372.
Bei Block 354 prüft die Routine wieder, um zu bestimmen, ob sie im ABS-Modus ist. Falls sie im ABS-Modus ist, werden die ABS-Verstärkungen bei Block 356 aus einem Speicher ausgelesen. Falls sie nicht im ABS-Modus ist, werden bei Block 358 aus einem Speicher Basis-Bremsverstärkungen ausgelesen. Im allgemeinen werden die ABS-PID-Verstärkungen eingestellt, um eine schnellere Übergangsantwort zu liefern, während Stabilität geopfert wird. Die Basis-Brems-PID-Verstärkungen werden im allgemeinen eingestellt, um eine konsistente stabile Antwort auf Kosten einer Antwortgeschwindgkeit zu liefern. Die tatsächlichen Verstärkungswerte werden von Ausführung zu Ausführung verschieden sein und können vom Fachmann einfach festgelegt werden, um die gewünschte Systemantwort zu erzielen.
Die Routine fährt dann mit Blöcken 360-364 fort, wo ein Steuerungsschema mit geschlossener Regelungsschleife verwendet wird, um den vorderen Steuerungsbefehl für jedes Stellglied zu bestimmen. Die Routine geht dann zu Block 366, wo der vordere Steuerungsbefehl mit Null verglichen wird. Falls der vordere Steuerungsbefehl größer als Null ist, werden die Stellglieder in der Vorwärtsrichtung bei Block 368 freigegeben, und falls der vordere Steuerungsbefehl nicht größer als Null ist, werden die Motoren in der umgekehrten Richtung bei Block 370 freigegeben. Bei Block 372 wird das ABS-Flag geprüft. Falls die Routine im ABS-Modus ist, wird die Routine bei Block 342 verlassen.
Falls das System nicht im ABS-Modus ist, geht die Routine zu Block 374, wo die vorderen Motorbefehle mit dem maximalen Wert verglichen werden. Falls die vorderen Motorbefehle nicht auf dem maximalen Wert eingestellt sind, setzt die Routine den ZIEHEN-STEUERUNG-ZEITGEBER bei Block 376 gleich Null und wird bei Block 342 verlassen. Falls bei Block 374 die vorderen Motorbefehle auf den maximalen Wert eingestellt sind, geht die Routine zu Block 378, wo der ZIEHEN-STEUERUNG- ZEITGEBER mit dem abgelaufenen Wert verglichen wird. Falls der ZIEHEN-STEUERUNG-ZEITGEBER abgelaufen ist, geht die Routine zu Block 342 und wird verlassen.
Falls der ZIEHEN-STEUERUNG-ZEITGEBER nicht abgelaufen ist, geht die Routine zu Block 380, wo LINKER RADDRUCK mit dem RECHTEN RADDRUCK plus einem Offset verglichen wird. Falls LINKER RADDRUCK größer als RECHTER RADDRUCK plus Offset ist, wird bei Block 382 der ZIEHEN-STEUERUNG-ZEITGEBER inkrementiert, und der Motor für das linke Stellglied wird gesperrt.
Die Routine geht dann zu Block 384 weiter, wo RECHTER RADDRUCK mit LINKEM RADDRUCK plus Offset verglichen wird. Falls RECHTER RADDRUCK bei Block 384 größer als LINKER RADDRUCK plus Offset ist, wird dann bei Block 386 ZIEHEN- STEUERUNG-ZEITGEBER inkrementiert, und der Motor für das rechte Stellglied wird gesperrt. Die Routine wird dann bei Block 242 verlassen.
Die oben beschriebene Routine liefert eine Steuerung mit geschlossener Regelungsschleife für die vorderen Stellglieder und reguliert die linken und rechten vorderen Stellglieder als Antwort aufeinander, so daß, wenn sie nicht im ABS-Modus sind, die Druckdifferenz zwischen linken und rechten Vorderbremsen niedriger als eine vorbestimmte Grenze bleibt. Das Aufrechterhalten der Druckdifferenz zwischen den linken und rechten vorderen Bremsen, die niedriger als eine vorbestimmte Grenze ist, ist der Funktion ähnlich, die durch die Federn im Hauptzylinder eines herkömmlichen Hydraulikbremssystems geliefert wird, die den Druck zwischen den hydraulischen Leitungen innerhalb einer bestimmten Grenze zueinander halten.
Im REGULIERUNG-Zustand wird, falls die Subroutine MODUS AUSWÄHLEN das Flag ENERGIEERHALTUNG-ANFORDERUNG auf WAHR setzt und das Flag ENERGIEERHALTUNG-STÖRUNG FALSCH ist, die Subroutine ENERGIEERHALTUNG aktiviert.
Bezugnehmend auf die Fig. 9a und 9b beginnt bei Block 389 die Subroutine ENERGIEERHALTUNG und geht zu Block 390, wo die Routine das Flag ENERGIEERHALTUNG-ANFORDERUNG prüft, um zu bestimmen, ob das System im Zustand ENERGIEERHALTUNG ist. Falls nicht, endet die Routine bei Block 392. Falls ja, geht die Routine zu Block 394, wo ein Flag geprüft wird, um anzuzeigen, ob dies die erste Schleife durch die Energieerhaltungsroutine für dieses Energieerhaltung-Flag ist. Falls dies der erstmalige Durchlauf der Energieerhaltungsroutine ist, wird bei Block 396 ENERGIEERHALTUNG-ZEITGEBER auf Null eingestellt.
Die Routine geht dann zu Block 398 weiter, wo sie prüft, um zu bestimmen, ob ein Bremsen gefordert wird und ob das Flag ENERGIEERHALTUNG-STÖRUNG FALSCH ist (dieses Flag wird bei jedem Zündzyklus des Fahrzeugs auf FALSCH zurückgesetzt). Falls dieser Test nicht bestanden wird, geht die Routine zu Block 500, wo VERZÖGERUNGSZEITGEBER inkrementiert wird und die Motoren für die vorderen Stellglieder in der Vorwärtsrichtung gemäß den bei Block 346 bestimmten Steuerungsbefehlen freigegeben werden. Die Routine geht dann zu Block 502, wo VERZÖGERUNGSZEITGEBER mit dem vorbestimmten Wert von MOTORVERZÖGERUNGSZEIT verglichen wird. Falls VERZÖGERUNGSZEITGEBER nicht größer als MOTORVERZÖGERUNGSZEIT ist, rückt die Routine zu Block 506 vor. Falls VERZÖGERUNGSZEITGEBER größer als MOTORVERZÖGERUNGSZEIT ist, wird der Befehl bei Block 504 MOTORBREMSEN auf AUS eingestellt.
Bei Block 506 wird VERZÖGERUNGSZEITGEBER mit dem vorbestimmten Wert für MOTORBREMSEN-VERZÖGERUNGSZEIT verglichen. Falls VERZÖGERUNGSZEITGEBER größer als MOTORBREMSEN- VERZÖGERUNGSZEIT ist, wird bei Block 508 das Flag ENERGIEERHALTUNG AUSGEFÜHRT gesetzt, und die Routine wird bei Block 392 verlassen.
Wieder Bezug nehmend auf Block 398 geht die Routine, falls der gezeigte Test bestanden ist, zu Block 510, wo ENERGIEERHALTUNG-ZEITGEBER mit dem vorbestimmten Wert ENERGIEERHALTUNG-ZEIT verglichen wird. Falls ENERGIEERHALTUNG- ZEITGEBER kleiner oder gleich ENERGIEERHALTUNG-ZEIT ist, geht die Routine zu Block 512. Falls nicht, geht die Routine zu Block 520, wo die vorderen Motoren gesperrt werden, dann zu Block 522 und/oder Block 392. Bei Block 522 werden die Leitungsdrücke der Stellgleider geprüft und miteinander verglichen. Falls sie innerhalb einer vorbestimmten Grenze um den gespeicherten RADDRUCK (bei Block 518 gespeichert) liegen, wird die Routine bei Block 392 verlassen. Falls nicht, wird das Flag ENERGIEERHALTUNG-STÖRUNG bei Block 524 auf wahr gesetzt, und die Routine wird bei Block 392 verlassen.
Wieder Bezug nehmend auf Block 512 wird ENERGIEERHALTUNG- ZEITGEBER inkrementiert, und die vorderen Motoren werden als Antwort auf die bei Block 364 bestimmten vorderen Steuerungs befehle in der Vorwärtsrichtung freigegeben. Bei Block 514 wird VERZÖGERUNGSZEITGEBER gelöscht, und bei Block 516 wird der Befehl MOTORBREMSEN auf EIN eingestellt, wobei die Motorbremsen eingeschaltet werden. Die Signale RADDRUCK werden bei Block 518 gespeichert, und die Routine wird bei Block 392 verlassen.
In der obigen Art und Weise hält die Steuereinheit die Bremsstellglieder in einem verriegelten Zustand, wobei die elektromagnetischen Motoren die Hauptmotoren sperren, um Energie zu sparen, solange ein Bremsen gefordert und bei einem relativ konstanten Druck beibehalten wird und solange bei der Raddruckprüfung keine Störung festgestellt wird, Block 522. Wenn sie im Zustand ENERGIEERHALTUNG ist und entweder bei der Druckprüfung eine Störung festgestellt wird oder der Bremsbefehl entfernt oder geändert wird, so daß er nicht länger im wesentlichen konstant ist, kehrt die Steuerung zum REGULIERUNG-Zustand Block 306 zurück, Fig. 6. Falls ein Bremsen nicht länger angefordert wird, wird ein Modulatordruck auf Null zurückgeführt, geht der Steuerungszustand in den HOMING-Zustand 304, wo die mit Verweis auf Fig. 11 beschriebene Routine ausgeführt wird.
Nun auf die Fig. 10a und 10b verweisend startet die Subroutine AUSGANGSLAGE-MODULATOR bei Block 529 und geht zu Block 530, wo sie ein Flag prüft, um zu bestimmen, ob die Subroutine AUSGANGSLAGE-MODULATOR aktiviert ist. Falls nicht, wird die Subroutine bei Block 532 verlassen. Falls ja, geht die Routine zu Block 534 weiter, wo sie ein Flag prüft, um zu bestimmen, ob dies die erste Schleife in der Subroutine AUSGANGSLAGE-MODULATOR für den vorliegenden Ausgangslage-Zyklus ist. Falls das Flag zum ersten Mal gesetzt ist, wird bei Block 536 das Flag AUSGANGSLAGE-AUSGEFÜHRT auf FALSCH eingestellt und ein ÜBERLAST- bzw. STALL-ZEITGEBER wird auf Null gesetzt.
Die Routine geht dann zu Block 538, wo der Befehl MOTORBREMSEN auf AUS eingestellt wird und das Flag SOL-FREIGEBEN auf WAHR gesetzt wird. Bei Block 540 werden die Motoren in der umgekehrten Richtung freigegeben, und bei Block 542 wird der gemessene Wert MOTORRÜCKKOPPLUNGSSTROM, der abgefühlte Stellgliedstrom, mit dem vorbestimmten Wert MINIMALSTROM verglichen. Falls MOTORRÜCKKOPPLUNGSSTROM kleiner als MINIMAL STROM ist, wird bei Block 544 der STALL-ZEITGEBER gelöscht, und bei Block 546 wird das Erstes-Mal-Flag erneut geprüft. Falls das Erstes-Mal-Flag wahr ist, wird bei Block 548 der Befehl MOTORBEFEHL auf das vorbestimmte Maximum MAX(UMKEHRUNG) gesetzt, und die Routine geht zu Block 554. Falls bei Block 546 dies nicht das erste Mal in der Routine ist, geht die Routine zu Block 550, wo MOTORBEFEHL gleich MOTORRÜCKKOPPLUNGSSTROM mal eine vorbestimmte Konstante plus ein vorbestimmter Wert AUSGANGSLAGE-OFFSET gesetzt wird. Die Routine geht dann zu Block 554.
Falls bei Block 542 MOTORRÜCKKOPPLUNGSSTROM nicht kleiner als MINIMALSTROM ist, geht die Routine zu Block 552, wo MOTORBEFEHL gleich dem vorbestimmten Wert HALTEBEFEHL gesetzt wird und STALL-ZEITGEBER inkrementiert wird. Bei Block 554 wird STALL-ZEITGEBER mit seinem vorbestimmten maximalen Wert verglichen. Falls der Test bestanden wird, wird bei Block 556 das Flag AUSGANGSLAGE AUSGEFÜHRT auf WAHR gesetzt und MOTORBEFEHL wird gleich HALTEBEFEHL gesetzt. (Beachte: Die Blöcke 542-556 werden für sowohl die linken als auch rechten Bremsstellglieder ausgeführt.)
Die Routine geht dann zu Block 558 weiter, wo sie sowohl die linken als auch rechten Flags AUSGANGSLAGE AUSGEFÜHRT prüft. Falls irgendeines der Flags AUSGANGSLAGE AUSGEFÜHRT FALSCH ist, wird der Befehl MOTORBREMSEN bei Block 560 auf AUS eingestellt. Falls beide Flags AUSGANGSLAGE AUSGEFÜHRT auf WAHR gesetzt sind, wird bei Block 562 der Befehl MOTORBREMSEN auf EIN eingestellt, und die Stellgliedmotoren werden bei Block 558 gesperrt. Die Routine wird dann bei Block 532 verlassen.
In der obigen Art und Weise werden die Stellgliedmotoren für die vorderen rechten und linken Bremsen, nachdem das Bremspedal gelöst ist, in der auf einen Strom durch die Stellglieder ansprechenden Steuerung mit geschlossener Regelungsschleife in ihre Ausgangslage zurückgeführt, die im US- Patent Nr. 4,969,756 beschrieben wurde, die dem Zessionär dieser Erfindung übertragen wurde. Ist das Zurückführen in die Ausgangslage für beide Motoren einmal abgeschlossen, werden die Motoren gesperrt und die Motorbremsen eingeschaltet, um die Stellglieder ohne Leitungsdruck festzuhalten, was verhindert, daß Rütteln, Schütteln und Vibrationen im Fahrzeug einen stromabwärtigen Druck an den Bremsstellgliedern hervorrufen.
In der oben beschriebenen Art und Weise werden die hydraulischen Vorderbremsen gemäß dem vorbestimmten Reibungsbremsbefehl angetrieben, um eine Gesamtbremsung in Kombination mit einer Gegenstrombremsung bzw. einem regenerativen Bremsen zu erreichen, die durch die Steuereinheit für die vorderen Motoren und Regenerierung der vorderen Motoren geliefert wird. Wie dem Fachmann bekannt ist, kann jedes beliebige drahtgestützte bzw. verdrahtete Bremssystem durch einen ABS-Bremsbefehl übersteuert werden, welcher ABS-Bremsbefehl in einer dem Fachmann bekannten Weise bestimmt werden kann und hierin in weiteren Einzelheiten nicht dargelegt werden muß.
Die oben beschriebenen beispielhaften Ausführungen dieser Erfindung sind nicht als den Umfang dieser Erfindung begrenzend gedacht. Diese Erfindung ist für alle Fahrzeuge verwendbar, ob das Fahrzeug einen oder mehrere Elektromotoren für den Antrieb, einen Verbrennungsmotor oder einen anderen Motortyp aufweist, ob die Steuerung zwischen mehreren Mikroprozessorsteuereinheiten geteilt ist oder in eine Signalmikroprozessorsteuereinheit eingebaut ist und ob eines der beschriebenen Bremssysteme verwendet wird oder ob ein alternatives Bremssystem verwendet wird, das durch einen Befehl angesteuert werden kann. Außerdem werden Computer- und getrennte Schaltungsersatzmittel als äquivalent betrachtet.
Außerdem können verschiedene andere Verbesserungen und Modifikationen gemäß dieser Erfindung für den Fachmann innerhalb des Umfangs dieser Erfindung, wie sie in den beigefügten Ansprüchen dargelegt ist, naheliegend sein.

Claims

1. Verfahren zur Regelung eines Bremssystems zur Verwendung in einem Fahrzeugbremssystem mit mindestens einer ersten Bremsvorrichtung (114, 116, 36, 38) und mindestens einer zweiten Bremsvorrichtung (48, 50), worin die erste Bremsvorrichtung ansprechend auf einen ersten Befehl (122) ein Reibungsbremsen liefert und worin die zweite Bremsvorrichtung ansprechend auf einen zweiten Befehl (58) ein Fahrzeugbremsen liefert, gekennzeichnet durch die Schritte:

Bestimmen (252), ob die eine erste Bremsvorrichtung betriebsfähig ist;

Bestimmen des zweiten Befehls (256) ansprechend auf eine Bremspedaleingabe und einen ersten Verstärkungsfaktor, falls bestimmt wird, daß die eine erste Bremsvorrichtung betriebsfähig ist;

Bestimmen des zweiten Befehls (254) ansprechend auf eine Bremspedaleingabe und einen zweiten Verstärkungsfaktor, wobei der erste Verstärkungsfaktor größer als der zweite Verstärkungsfaktor ist, falls bestimmt wird, daß die eine erste Bremsvorrichtung nicht betriebsfähig ist; und

Anwenden des zweiten Befehls auf die zweite Bremsvorrichtung (253).

2. Verfahren zur Regelung eines Bremssystems nach Anspruch 1, worin die erste Bremsvorrichtung ein Stellglied (114, 116) zum Steuern einer hydraulischen Bremse ist.

3. Verfahren zur Regelung eines Bremssystems nach Anspruch 1, worin die erste Bremsvorrichtung ein Stellglied zum Steuern einer hydraulischen Bremse (114, 116) ist, die zweite Bremsvorrichtung eine elektrische Trommelbremse (48, 50) ist und der zweite Befehl Reibungsbremsen durch die elektrische Trommelbremse befiehlt.

4. Verfahren zur Regelung eines Bremssystems nach Anspruch 1, worin der erste Verstärkungsfaktor einem servo- unterstützten Bremsen durch die erste Bremsvorrichtung entspricht und worin der zweite Verstärkungsfaktor einem manuellen Bremsen durch die erste Bremsvorrichtung entspricht.

5. Verfahren zur Regelung eines Bremssystems nach Anspruch 1, worin servo-unterstütztes Bremsen geliefert wird, wenn die erste Bremsvorrichtung betriebsfähig ist, und worin manuelles Bremsen durch die erste Bremsvorrichtung geliefert wird, wenn die erste Bremsvorrichtung nicht betriebsfähig ist.

6. Verfahren zur Regelung eines Bremssystems nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ebenfalls umfassend die Schritte:

Steuern der ersten Bremsvorrichtung, so daß die erste Bremsvorrichtung im ersten Betriebsmodus ist, falls die erste Bremsvorrichtung betriebsfähig ist, um servo-unterstütztes Bremsen zu liefern;

Steuern der ersten Bremsvorrichtung, so daß die erste Bremsvorrichtung im zweiten Betriebsmodus ist, falls die erste Bremsvorrichtung nicht betriebsbereit ist, um servo- unterstütztes Bremsen zu liefern.