SE509693C2 - Förfarande och anordning för styrning av ett fordons bromsanläggning - Google Patents

Description

15 20 3G 509 693 ' 2 Särskilt fördelaktigt är att föraren vid varje tillfälle kan avbryta det automatiska bromsförloppet eller omkoppla den automatiska bromskrafthöjningen till en förlángsamningsreglering.

Särskilt fördelaktigt är att vid reglerfarsen för inbromsningsregleringen broms- kraften inställes i beroende av förarens önskan, och under styrfasen den auto- matiska höjningen av bromskraften är frikopplad från föraren.

Särskilt fördelaktigt är att genom den uppñnníngsmässiga lösningen de för- delaktiga verkningarna av den automatiska bromskrafthöjningen bibehälles, fastän bromsförloppet inte fullständigt frikopplas från föraren. Fordonets manövrerings- komfort och driftssäkerhet förhöjes därigenom. - Ytterligare fördelar med uppfinningen framgår av den följande beskrivningen av utföringsexempel respektive av de osjälvständiga patentkraven.

Ritningar Uppfinningen förklaras närmare i anslutning till de i fitningarna framställda utföringsformerna. Därvid visar fig. 1 en styranordning för styrning av bromsanläggningen i ett fordon, under det att i fig. 2-4 den uppñnningsmässiga lösningen framställes i flödesdiagram, som visar de i styranordningens mikrodator implementerade programmen. l fig. 5 slutligen visas tidsförlopp för nägra signaler vid insättande av den uppfinningsmässiga lösningen.

Beskrivning av utföringsexempel Pig. 1 visar en styranordning 10 för styrning av bromsanläggningen 12 till ett fordon. Styrenheten 10 omfattar därvid en ingångskrets 14, minst en mikrodator 16 och en utgångskrets 18, varvid ingángskrets, mikrodator och utgångskrets är 10 15 20 30 3 5 0 9 6 9 3 kopplade till varandra via ett kommunikationssystem 20. Ingångskretsen 14 i styrenheten 10 tillföres åtminstone ingângsledningar 22 och 24-26. Vid ett föredraget utföringsexempel är dessa sammanfattade i ett bussystem (t.ex. CAN). lngângsledningen 22 stammar från minst en mätanordning 28 för avkänning av bromspedalmanövreringen. Vid mätanordrtingen 22 kan det röra sig om en vägsensor, en trycksensor för avkänning av ett av föraren utövat tryck i bromsan- läggningen eller en kraftsensor för avkânning av manövreringskraften på pedalen.

Ingångsledningarna 24-26 är kopplade till mätanordningar 30-32, av vilka ytterligare för bromsanläggningens styrning utvärderade driftsstorheter tillföres för bromsanläggningen, fordonet och/eller dess drivenhet, såsom exempelvis hjulvarvtal, färddynamiska driftsdata, motorvarvtal, motorbelastning, etc. Via de till utgångskretsen 18 kopplade utgångsledningarna 34-36 påverkar styrenheten 10 fordonets bromsanläggning 12. Vid det föredragna utföringsexemplet rör det sig vid bromsanläggningen 12 om en hydraulisk bromsanläggning, som har en hydraulikenhet 38 med styrbara ventilanordningar och pumpar, vilka styres via utgángsledningarna 34-36 för tryckuppbyggnad, trycksânkning eller tryckkon- stanthâllning. Till hydraulikenheten 38 är de enskilda hjulbromsarna 40, 42, 44 och 46 kopplade.

Styrenheten 10, med mikrodatorn 16, avkänner via ingângsledningen 22 manövre- ringssignalen från bromspedalen. Denna utvärderas med hänsyn till om en panikbromsningssituation föreligger. Vid det föredragna utföringsexemplet representerar signalen det av föraren påverkade trycket vid huvudbromscylindern till en hydraulisk bromsanläggning det s.k. förtrycket. Om detta förtryck över- stiger ett förutbestämt gränsvärde och dess gradient är större än en gradienttrös- kel, så utgås från föreliggande av en panikbromssituation, och i hjulbromsarna alstras genom en motsvarande styrning av ventil- och pumpanordningen ett bromstryck oberoende av föraren. Därvid höjes bromstrycket intill uppnående av maximal kraftslutning mellan däck och vägbana. Detta sker genom förinställning av en bör-förlångsamning, vilken vid ovan beskriven styrfas inställes till ett maximalvärde. Förinställningsvärdet för fordonsförlángsammandet transformeras 10 20 25 509 693 4 av en förlångsamningsreglerare, som närmar ärförlångsamningen mot börvärdet, till ett bromsmoment för hjulbromsarna, i beroende av vilket bromstrycket inställes i hjulbromsarna.

I enlighet med den uppñnningsmässiga lösningen är fötinställningen av förläng- samningen skiljaktig, beroende av fordonets driftstillstånd. I den ovan beskrivna styrfasen föreligger en panikbromsning, så att bör-förlångsamningen inställes till maximalvärdet, och på så sätt uppnås maximal kraftslutning mellan däck och vägbana. Om föraren under denna styrfas åter drar pedalen något litet, så omkopplas till den s.k. reglerfasen, där bör-förlångsamningen bildas i beroende av bromspedalens manövreringsgrad. Om föraren i det väsentliga helt släpper bromspedalen, så frånkopplas både styr- och reglerfasen. På så sätt har föraren även efter inledande av en panikbromsning möjligheten att skaffa sig inflytande över fordonsförlångsammandet.

Ett föredraget utföringsexempel av den uppfinningsmässiga styrningen av en bromsanlâggning visas i flödesdiagrammen i ñg. 2-4, vilka representerar pro- gram, som implementeras i styrenhetens 10 mikrodator 16.

Vid det föredragna utföringsexemplet föreligger tre driftstillstánd (3 faser) för bromskraftstyrningen (-förstårkningen): beredskapsfas, styrfas och reglerfas. I princip befinner sig styrningen i beredskapsfasen (se fig. 2). I denna fas prövas inkopplingsvillkor. Om dessa är uppfyllda, så övergås till styrfasen (se ñg. 3).

Under denna styrfas uppnås maximal kraftslutning mellan däck och vägbana genom höjning av bromskraften oberoende av föraren, genom motsvarande förinställning av en bör-förlångsamriing. Vidare prövas omkopplings- och urkopplingsvillkor. Om urkopplingsvillkoren är uppfyllda, så återgår man till beredskapsfasen. Om omkopplingsvillkoren är uppfyllda, inledes reglerfasen (se fig. 4). Därvid styres bromskraften på hjulsbromsarna proportionellt mot förarens manövrering, och tillbakakopplings- och urkopplingsvillkoren prövas. Även här 10 15 20 25 30 5 509 693 gäller att man återgår till beredskapsfasen när urkopplingsvillkoren är uppfyllda, men vid uppfyllda àterinkopplingsvillkor startas dock åter styrfasen.

Vid ett föredraget utfóringsexempel är de nämnda villkoren följande: Inkopplingsvillkor: Bromsljuskontakt till, hastighet större än inkopplingströskel, förtryck större än inkopplingströskel och förtrycksgradient större än utlösnings- tröskel.

Omkopplingsvillkor: Förtryckssänkning större än omkopplingströskeln eller förtrycksgradienten mindre än omkopplingsgradienten. Äterkopplingsvillkor: Förtrycksgradienten större än utlösningströskeln och icke alla hjul i ABS-reglering.

Urkopplingsvillkor: Bromsljuskontakt från, ellerhastigheten mindre än urkopp- lingshastigheten eller förtrycket mindre än urkopplingstrycket. Ett ytterligare ELLER-anordnat villkor är att inget hjul är i ABS-reglering och ingen aktiv tryckuppbyggnad föreligger.

De nämnda villkoren har därvid visat sig vid användning som lämpliga. Vid andra insatsfall av den uppfinningsmässiga lösningen kan dessa villkor även ändras. Vidare tänker man sig att istället för att avkänna förtrycket, vid andra utföringsexempel utvärderar manövreringskraften eller manövreringsslaget för pedalen och utvärdera på motsvarande sätt.

Vid sidan av insättande i samband med hydrauliska bromsanläggningar är den uppfinningsmässiga lösningens användning fördelaktig även vid pneumatiska eller elelctromotoriska bromsanläggningar.

Ett föredraget utföringsexempel visas i flödesdiagrammen i fig. 2-4.

Flödesdiagrammet enligt fig. 2 beskriver beredskapsfasen. Den där beskrivna programdelen startas vid förutbestämda tidsintervall, exempelvis några milli- 10 15 2G 30 5 0 9 6 9 3 6 sekunder. I det första steget inläses bromsljuskontaktsignalen BLS, fordonshastig- heten VFZG samt förtrycket PVOR. Vid det följande steget 102 bildas gradienten för förtrycket GRAD ur tidsmässig bestämning av förtryckssignalen respektive ur skillnaden mellan tvâ vid olika programgenomlopp avkända förtrycksvärden. I påföljande frågesteg 104 prövas inkopplingsvillkoret för bromsstyrning. Detta betyder att i logisk OCH-förbindelse prövas om bromsljusomkopplare är manöv- rerad, fordonshastigheten överskrider inkopplingströskeln VEIN, förtrycket överskrider inkopplingströskeln PEIN och gradienten överskrider utlösníngs- tröskeln GRADein. Om så ej är fallet, avslutas programdelen för att vid nästa tidpunkt på nytt genomgás. Om villkoren samtliga är uppfyllda, startas enligt steg 106 den s.k. styrfasen.

Denna skisseras i ñg. 3. Den visade programdelen startas vid aktiv styrfas vid förutbestämda tidsintervall. Vid det första steget inläses är-förlångsammandet av fordonet AlST, bromspedalomkopplartillståndet BLS, fordonshastigheten VFZG, förtrycket PVOR jämte för varje hjulbroms en statusbit, som visar att motsvaran- de hjul befinner sig i en ABS-reglering. I påföljande steg beräknas differensen AP ur maximalt förtryck och aktuellt förtryck jämte gradienten GRAD för förtrycket (se fig. 2). Därefter inställes i steg 204 förlängsamningsbörvärdet ASOLL till ett eventuellt driftsstorhetsberoende (t.ex. beroende av fordonshastigheten) maximal- värde AMAX, och i därpå följande steg 206 det bromsmoment M som skall inställas, på basis av en förlångsamningsreglering i enlighet med förlångsamnings- börvärdet ASOLL och förlángsamningsärvärdet AIST. Den därvid använda regleraren uppvisar i det föredragna utföringsexemplet ett PID-förhållande. Vid andra utföringsexempel kan andra reglerstrategier insättas. Det bromsmoment som skall inställas, transformeras sedan till bromstryckvärden, ur vilka styrsigna- ler bildas för pump- och ventilanordningen. Om bromsmomentets realisering under styrning av pump- och ventilanordningen sker utöver ett över förartrycket gående tryck (aktiv tryckuppbyggnad), så inställes en flagga till värdet 0, och i motsatt fall till värdet 1. Detta visas i stegen 207, 209 och 211. Om ingen aktiv tryckuppbyggnad sker (steg 207), ställes flaggan AD till 1 (steg 209), eljest till 0 lO 15 20 30 7 5 O 9 6 9 3 (steg 21 1). I följande frågesteg 208 prövas urkopplingsvillkoren för styrfasen.

Denna urkopplas, om bromspedalströmställaren är urkopplad, fordonet har en hastighet understigande en urkopplingströskel VAUS eller förtrycket PVOR faller under ett urkopplingstryck PAUS. Om ett av dessa villkor är uppfyllt, aktiveras enligt steget 210 beredskapsfasen och därmed den programdel som visas i fig. 2, eljest prövas i steg 212 de s.k. omkopplingsvillkoren. I steget 212 prövas om förtryckssânkningen AP, som bestämdes i steg 202, är större än ett omkopp- lingströskelvärde PUM, eller om gradienten ärlmindre än en negativ omkopp- lingsgradient GRADUM. Om ett av villkoren är uppfyllt, så startas enligt steg 214 reglerfasen enligt ñg. 4, eljest startas programdelen för styrfasen vid nästa tidpunkt på nytt.

I- och urkopplingströskelvärdena är vid ett föredraget utföringsexempel olika, varvid urkopplingströskelvärdena âr till beloppet mindre än inkopplingströskelvär- dena. Vid ett annat utföringsexempel är båda värdena lika.

Omkopplingen från styr- till reglerfas sker när föraren återtar pedalen med förutbestämd hastighet eller förtrycket respektive PFAHRER sjunker med förutbestämt värde, genom att han återtar pedalen med motsvarande belopp.

Omslagströskelvärdet PUM är möjligt att bestämma även som funktion av förtrycket (maximala förtrycket) (PUM=KI -f-PVOR max/K2; Kl, K2 är kon- stanter) .

Vid aktiv reglerfas aktiveras programdelen enligt fig. 4 vid förutbestämda tidsintervall. Vid det första steget 300 för denna programdel inläses fordonsför- långsamningen AIST, bromspedaltillstândet BLS, hastigheten VFZG, förtrycket PVOR och statusinformationen över ABS-tillståndet för hjulen. I påföljande steg 302 bestämmes förtrycksgradienten GRAD och i påföljande steg 304 utläses ur det mätta förtrycket bör-förlångsammandet ASOLL i enlighet med en förutbe- stämd karakteristikelinje. Sammanhanget mellan förtrycket respektive PFAHRER och bör-förlångsammandet är därvid företrädesvis proportionellt, varvid pro- 10 15 20 25 30 509 693 8 portionalitetskonstanten väljes i beroende av tillståndsstorhetema såsom t.ex. förtryck, är-förlångsammande. Efter steget 304 bestämmes i steget 306 det bromsmoment som skall i enlighet med retardationsregleraren ur bör- retardationen och âr-retardationen, och inställes eventuellt genom tryckstyrning. I påföljande frågesteg 308 prövas huruvida denna inställning sker genom aktiv tryckuppbyggnad. Om så är fallet, ställes motsvarande flagga i steget 310 till l, i motsatt fall i steg 312 till 0. Därefter prövas i frågesteget 314 de redan i fig. 3 och dess steg 208 diskuterade urkopplingsvillkoren, vilka utökas med villkoret att inget hjul befinner sig i ABS-reglering (ABS-status = 0 för samtliga hjul), och flaggan för aktiv tryckuppbyggnad likaså är 0, dvs. inget aktivt tryckuppbyggande äger rum. Om ett av urkopplingsvillkoren är uppfyllt, övergås enligt steget 316 till beredskapsfasen. Om inget av urkopplingsvillkoren är uppfyllt, prövas i steg 318 återkopplingsvíllkoren till styrfasen. Därvid jämföres gradienten hos förtrycket med inkopplingsgradienttröskelvärdet GRADl och undersökes huruvida minst vid ett hjullingen ABS-reglering sker. Om dessa båda villkor är uppfyllda, kopplas i steg 220 tillbaka till styrfasen, och eljest avslutas programdelen och upprepas vid vederbörlig tidpunkt.

Ett återkopplande från regleringsfasen, där föraren förutbestämmer retardationema till styrfasen, där en automatisk förlångsamning inställes, utföres alltså när minst ett hjul icke befinner sig i ABS-reglering och föraren åter snabbt manövrerar bromspedalen.

Typiska signalförlopp vid en utvald driftssituation och vid insats av den upp- finnjngsmässiga lösningen visas i fig. 5. Därvid visar fig. Sa tidsförloppet för förtrycket, fig. :Tb tidsförloppet för bör-retardationen och fig. 5c tidsförloppet för bromsuycket i en hjulbroms.

Vid tidpunkten t0 manövrerar föraren plötsligt bromspedalen mycket snabbt, så att - under förutsättning att de övriga villkoren är uppfyllda - förtrycket (PVOR) och rtsrtryckgfadienten (GRAD) över-snittet de förutbestämda tföskeiväfaena (PEnv, GRADElN). Detta betyder att vid tidpunkten t0 respektive omedelbart därefter bör-retardationsvärdet (ASOLL)inställes till ett maximalvärde AMAX, som eventuellt är driftsstorhetsberoende (Lex. av fordonets hastighet). Fram till 20 9 509 693 tidpunkten tl ändrar föraren ej pedalinställningen, så att från tidpunkten tO till tidpunkten tl mycket snabbt uppbygges bromstryek (PRAD) i i hjulbromscylindrarna, för att erhålla den förutbestämda bör-retardationen (ASOLL). Vid tidpunkten tl släpper föraren upp bromspedalen något. Förtrycks- förloppet (PVOR) blir sådant, att omkopplingsvillkoren är uppfyllda. Därmed omkopplas från och med tidpunkten tl från styr- till reglerfasen. Mellan tidpunkten tl och tidpunkten t3 varierar föraren pedalinstâllningen något, så att i motsvarighet till förtrycksförloppet (PVOR) kan konstateras ett bör-retardationsförlopp (ASOLL) och därmed ett motsvarande tryckförlopp (PRAD). Från tidpunkten t3 manövrerar föraren åter mycket snabbt pedalen, så att tillbakakopplingsvillkoret är uppfyllt. Därför kommer vid tidpunkten t3 eller omedelbart därefter åter bör- retardationen AMAX insfilld, bromstrycket (PRAD) motsvarande förhöjt och vid oförändrad pedalinstâllning bibehállet fram till tidpunkten t4. Vid tidpunkten t4 släpper- föraren bromspedalen helt, så att ett av urkopplíngsvillkoren uppfylles.

Bromsstyrningen frånkopplas därför, beredskapsfasen inkopplas och bromstrycket (PtzAnj reaueeres frem nu tidpunkten rs 1111 o.

Vid ett fördelaktigt utföringsexempel är regleringsfasen aktiv under hela broms- förloppet, styrfasen däremot bara vid panikbromsningar. Beredskapsfasen genom- löpes då utanför bromsförlopp eller vid deras början.

Claims (9)

10 15 20 25 30 509 693 10 Patentlcrav

1. Förfarande för styrning av en bromsanläggning i ett motorfordon med en av föraren manövrerbar bromspedal, kännetecknat av att påverkansgraden (PVOR) av en av föraren utförd bromspedalsmanövrering avkännes, att åtminstone på basis av denna páverkansgrad (PVOR) för bromspedalsmanövreringen bestämmes huruvida bromsanläggningen skall styras inom ramen för en styrfas eller en reglerfas, att ett börvärde (ASOLL) bestämmes för fordonets retardation svarande mot ett förutbestämt värde (AMAX), när bromsanlâggningen styres inom ramen för denna styrfas, att ett börvärde (ASOLL) för fordonsretardationen bestämmes i beroende av bromspedalens påverkansgrad (PVOR), när bromsanläggningen styres inom ramen för reglerfarten, att det faktiska fordonsretardationen (AIST) bestämmes, och att bromsanläggningen styres så att det aktuella fordonsretardationen (AIST) närmar sig dess börvärde (ASOLL).

2. Förfarande enligt något av föregående krav, kännetecknat av att vid icke aktiv styrfas och icke aktiv reglerfas en beredskapsfas är anordnad, där inkopplingsvill- koren för styrfasen prövas.

3. Éörfarande enligt lcrav 3, kännetecknat av att styrfasen ínkopplas när broms- pedalens manövrexing överskrider ett bestämt mått och manövreringsgradienten överskrider ett bestämt tröskelvärde, eventuellt en bromspedalomkopplare är inkopplad och hastigheten är större än en inkopplingshastighet.

4. Förfarande enligt något av föregående lcrav, kännetecknat av att under styrfasen bör-retardationsvärdet inställes till ett maximalvärde.

5. Förfarande enligt något av föregående krav, kännetecknat av att från styrfasen omkopplas till reglerfasen, när föraren något uppsläpper pedalen eller återin- kopplingshastigheten överskrider ett förutbestämt tröskelvärde. 10 15 20 25 30 11 509 693

6. Förfarande enligt något av föregående krav, kännetecknat av att i reglerfasen bör-förlângsamningsvärdet bildas i beroende av bromspedalmanövreringen genom föraren.

7. Förfarande enligt något av föregående krav, kännetecknat av att tillbakakopp- ling sker från reglerlngs- till styr-fasen när bromspedalmanövreringens gradient är större än utlösningstiöskelvärdet och vid minst ett hjul ingen ABS-reglering äger film.

8. Förfarande enligt något av föregående krav, kännetecknat av att omkoppling sker från styr- eller reglerfasen till beredskapsfasen och därmed bromsstymingen urkopplas, när manövreringsgraden är mindre än ett urkopplingströskelvärde, hastigheten är mindre än en urkopplingshastighet, bromspedalomkopplaren är urkopplad eller när i reglerfasen intet hjul är i ABS-reglering och ingen aktiv tryckuppbyggnad äger rum.

9. Anordning för styrning av en bromsanläggning i ett motorfordon, som har en av dess förare manövrerbar bromspedal, kännetecknad av medel (28) för bestämning av påverkansgraden (PVOR) för bromspedalens manövreiing genom föraren, medel (104, 208, 314) för bestämmande åtminstone baserat på denna páverlcningsgrad (PVOR) av huruvida bromsanläggningen skall styras inom ramen för en styrfas eller en reglerfas, medel (204) för bestämning av ett börvärde (ASOLL) ßr fordonets retardering svarande mot ett förutbestämt värde (AMAX) då bromsanläggningen är styrd inom ramen för styrfasen, medel (304) för bestämning av ett börvärde (ASOLL) för fordonets retardering, vilket beror av den nämndapåverkansgraden (PVOR) då bromsanläggningen är styrd inom ramen för reglerfasen, medel (200, 300) för bestämning av den faktiska fordonsretardationen (AIST)'och medel (i 16) för bromsanläggningens styrning så att den faktiska fordonsretardationen (AIST) närmar sig för värdet (ASOLL) för fordonsretardationen.