DE3639388C2

DE3639388C2 -

Info

Publication number: DE3639388C2
Application number: DE3639388A
Authority: DE
Inventors: Masaru Kawasaki Kanagawa Jp Sakuma; Susumu Koganei Tokio/Tokyo Jp Sawano
Original assignee: Tokico Ltd
Current assignee: Tokico Ltd
Priority date: 1985-11-20
Filing date: 1986-11-18
Publication date: 1991-11-14
Also published as: JPH0678059B2; JPS62120258A; DE3639388A1; US4763260A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Antiblockiersystem für eine druckmittelbetätigte Fahrzeugbremse nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Ein solches Antiblockiersystem ist aus der DE-OS 30 42 876 bekannt.

Diese Druckschrift beschreibt eine Antiblockier-Bremsregeleinrichtung, die einen elektrischen Regelkreis zur Korrektur einer Radumfangssollgeschwindigkeit aufweist, die in einem dem laufenden Regelzyklus vorangehenden Bremsregelzyklus verwendet worden ist, auf der Grundlage von ersten Signalen aus einem Detektor und eines zweiten Signals, das dem Geschwindigkeitsgradienten des Rades im vorangehenden Bremsregelzyklus zugeordnet ist, um eine Steuerungseinrichtung zur Beeinflussung hydraulischen Bremsdrucks zu steuern, damit die Radumfangsgeschwindigkeit sich der korrigierten Radumfangsgeschwindigkeit annähert. Dabei wird die Radumfangssollgeschwindigkeit durch die Differenz zwischen einer ersten Radumfangsgeschwindigkeit zu einem ersten Zeitpunkt im vorangehenden Bremsregelzyklus und einer zweiten Radumfangsgeschwindigkeit zu einem zweiten Zeitpunkt im nachfolgenden Bremsregelzyklus ermittelt. Diese Einrichtung arbeitet nicht nur relativ langsam, sondern auch unzuverlässig, da bei ihr die Möglichkeit gegeben ist, daß zwei nicht zueinander passende Zustände miteinander verglichen werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Antiblockiersystem der eingangs genannten Art anzugeben, das in der Lage ist, eine geregelte Bremskraft am jeweiligen Rad entsprechend der Änderung des Reibungskoeffizienten zwischen dem Rad und der Straßenoberfläche, auf der das Rad läuft, hervorzubringen, selbst wenn das Fahrzeug auf unebenem Untergrund läuft.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Bei der Erfindung wird der Reibungskoeffizient zwischen der Straßenoberfläche und dem zu bremsenden Rad durch Ermittlung eines Verhältnisses aus mittlerer Radbeschleunigung und mittlerer Radverzögerung abgeschätzt. Auf der Grundlage des Schätzwertes werden die simulierte Fahrgeschwindigkeit und die Radumfangssollgeschwindigkeit korrigiert. Da die vorgenannten Mittelwerte in den ersten und zweiten Zeitintervallen eines jeden Bremsregelzyklus bestimmt werden und der Reibungskoeffizient aus dem Verhältnis dieser Mittelwerte abgeschätzt wird, ist gewährleistet, daß die Regelfunktion nicht durch eine abrupte Änderung der Radumfangsgeschwindigkeit beeinträchtigt wird, die auf relativ rauher Straße stattfinden kann.

Die Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf ein in den Zeichnungen dargestelltes Ausführungsbeispiel näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine graphische Darstellung des Zusammenhangs zwischen dem Schlupf und dem Reibungskoeffizienten;

Fig. 2 ein Blockschaltbild einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 3 ein Zeitdiagramm der Betriebsvorgänge in der Ausführungsform nach Fig. 2;

Fig. 4 ein Zeitdiagramm der Wirkungen in der Ausführungsform nach Fig. 2;

Fig. 5 ein Diagramm bezüglich des Zusammenhangs zwischen dem Verhältnis α und dem Reibungskoeffizienten μ;

Fig. 6 ein Zeitdiagramm, das die Einstellbetriebsart für simulierte Fahrgeschwindigkeit darstellt; und

Fig. 7 und 8 Flußdiagramme von Programmen im Falle der Verwendung von Mikrocomputern anstelle der Ausführungsform nach Fig. 2.

Bevor im Detail die Erfindung anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels erläutert wird, sei kurz auf den Zusammenhang zwischen Fahrgeschwindigkeit, Radumfangsgeschwindigkeit und Schlupf eingegangen.

Es sei angenommen, daß die Fahrgeschwindigkeit V ist und die Umfangsgeschwindigkeit eines Rades V_w beträgt. Der Schlupf S ist dann durch folgende Gleichung definiert:

Es ist auch bekannt, daß bezüglich des Reibungskoeffizienten μ in Fahrtrichtung zwischen dem Rad und der Straßenoberfläche ein Zusammenhang mit dem Schlupf S besteht, wie durch die Kurve a in Fig. 1 dargestellt. In Kurve a ist auf der vertikalen Achse der Reibungskoeffizient μ als normierter Wert aufgetragen, dessen Maximalwert gleich 1 ist. Wie sich aus Fig. 1 ergibt, hat der Reibungskoeffizient μ ein Maximum bei einem Schlupf S von 0,2 oder dicht dabei und nimmt mit einer Steigerung des Schlupfes S ab, wenn das Rad gegen Drehung blockiert wird, beispielsweise infolge einer plötzlichen Bremsung. Damit das Fahrzeug auf minimale Distanz mit Hilfe einer Bremsung der Räder zum Halten gebracht wird, ist es notwendig, daß die Bremskraft, die den Rädern zugeführt wird, so groß ist, daß der Reibungskoeffizient μ sich stets dem Maximalwert nähert, d. h. der Schlupf S dicht bei 0,2 gehalten wird.

Gemäß den Fig. 2 und 3 wird die Druckkraft, die auf ein Bremspedal 1 ausgeübt wird, auf den Hauptbremszylinder 2 übertragen, der einen Hydraulikdruck P entsprechend dieser Druckkraft erzeugt, der auf die Radbremszylinder 3 übertragen wird.

Der Radbremszylinder 3 erzeugt eine Bremskraft f_b entsprechend dem zugeführten Hydraulikdruck P, und das Rad 4 des Kraftfahrzeugs wird durch die Differenz zwischen der Bremskraft f_b und der Antriebskraft f_r, die von der Straßenoberfläche 5 herstammt, gebremst, wobei der Reibungskoeffizient μ zwischen dem Rad 4 und der Straßenoberfläche 5, auf der das Rad 4 läuft, mit eingeht, wodurch die Umfangsgeschwindigkeit V_w des Rades 4 bestimmt wird. Der Schlupf S ergibt sich aus der Differenz zwischen der Umfangsgeschwindigkeit V_w und der Fahrgeschwindigkeit V des Fahrzeugs 6, und der Reibungskoeffizient μ zwischen dem Rad 4 und der Straßenoberfläche 5 wird in Übereinstimmung mit dem Schlupf S bestimmt. Die Fahrgeschwindigkeit V des Fahrzeugs 6 wird durch die Reibungskraft verändert, die dem Rad 4 von der Straßenoberfläche 5 vermittelt wird, basierend auf dem genannten bestimmten Reibungskoeffizienten μ. Die Umfangsgeschwindigkeit V_w des Rades 4 wird durch einen Radumfangsgeschwindigkeitsdetektor 8 aus der Drehzahl des Rades 4 ermittelt. Dieser Umfangsgeschwindigkeitsdetektor 8 besteht aus einem elektromagnetischen oder optischen Impulsgenerator, einem Zähler und einem Faktormultiplizierer, um den Raddurchmesser zu berücksichtigen, und dergleichen. Die Radumfangsgeschwindigkeit V_w, die von dem Detektor 8 ermittelt worden ist, wird einem Radumfangssollgeschwindigkeitseinsteller 9, einem Radumfangsgeschwindigkeits-Meßabschnittseinsteller 10, einem Komparator 11 und einem Rechner 12 zugeführt. Der Einsteller 9 berechnet die simulierte Fahrgeschwindigkeit V_r auf der Grundlage der Radumfangsgeschwindigkeit V_w, die von dem Detektor 8 ermittelt wird, und des Reibungskoeffizienten μ, der von einem Wandler 13 zugeführt wird, und die Radumfangssollgeschwindigkeit V_s wird aus der berechneten simulierten Fahrgeschwindigkeit V_r und der voreingestellten optimalen Schlupfgröße S_r errechnet und dem Einsteller 10 und dem Komparator 11 zugeführt. Dieser Komparator 11 vergleicht die Radumfangssollgeschwindigkeit V_s mit der augenblicklichen Radumfangsgeschwindigkeit V_w und liefert ein Vergleichsergebnis zu einem Mäßigungssignalgenerator 14. Dieser Signalgenerator 14 liefert ein Mäßigungssignal m an ein Solenoidventil 15, wenn das Vergleichsergebnis zeigt, daß die augenblickliche Radumfangsgeschwindigkeit V_w geringer als die Radumfangssollgeschwindigkeit V_s ist. Wenn das Vergleichsergebnis zeigt, daß die augenblickliche Radumfangsgeschwindigkeit V_w höher als die Radumfangssollgeschwindigkeit V_s ist, dann liefert der Signalgenerator 14 ein Mäßigungsfreigabesignal an das Solenoidventil 15.

Der Einsteller 10 liefert an einen Rechner 12 ein Signal T_k, was veranlaßt, daß die Speicherung der Radumfangsgeschwindigkeit V_w dem Rechner 12 zugeführt wird und die Zeit t dem Rechner 12 von einem Zeitgeber 16 zugeführt wird. In die Auswertung gehen auch die Radumfangssollgeschwindigkeit V_s und die augenblickliche Radumfangsgeschwindigkeit V_w ein. Beide Geschwindigkeiten werden dem Einsteller 10 zugeführt, der aus ihnen das Signal T_k macht, das dem Rechner 12 zugeführt wird. Das heißt, der Einsteller 10 errechnet die Radumfangssollgeschwindigkeiten V_k1 und V_k2 der Schlupfraten von beispielsweise 0,1 und 0,3 gegenüber der simulierten Fahrgeschwindigkeit V_r auf der Grundlage der Radumfangssollgeschwindigkeit V_s aus dem Einsteller 9 und vergleicht diese Radumfangssollgeschwindigkeiten V_k1 und V_k2 mit der herrschenden Radumfangsgeschwindigkeit V_w und liefert ein Signal T_k zu demjenigen Zeitpunkt, zu welchem die augenblickliche Radumfangsgeschwindigkeit gleich den Radumfangssollgeschwindigkeiten V_k1 bzw. V_k2 geworden ist. Der Rechner 12 speichert die Zeit t_p vom Zeitgeber 16 und die Radumfangsgeschwindigkeit V_wp vom Detektor 8 durch das Signal T_k, das vom Einsteller 10 zum Zeitpunkt t_p empfangen wird, wenn die augenblickliche Radumfangsgeschwindigkeit V_w gleich der Radumfangssollgeschwindigkeit V_k1 in der absteigenden Phase der augenblicklichen Radumfangsgeschwindigkeit ist, und anschließend speichert er die Zeit t_q vom Zeitgeber 16 und die Radumfangsgeschwindigkeit V_wq vom Detektor 8 durch das Signal T_k, das vom Einsteller 10 zum Zeitpunkt t_q empfangen wird, wenn die augenblickliche Radumfangsgeschwindigkeit V_w gleich der Radumfangssollgeschwindigkeit V_k2 wird. In der ansteigenden Phase der augenblicklichen Radumfangsgeschwindigkeit V_w speichert der Rechner 12 die Zeit t_r vom Zeitgeber 16 und die Radumfangsgeschwindigkeit V_wr vom Detektor 8 durch das Signal T_k vom Einsteller 10 zum Zeitpunkt t_r, wenn die augenblickliche Radumfangsgeschwindigkeit V_w wieder gleich der Radumfangssollgeschwindigkeit V_k2 wird, und speichert ferner die Zeit t_s vom Zeitgeber 16 und die Radumfangsgeschwindigkeit V_ws vom Detektor 8 durch das Signal T_k vom Einsteller 10 zum Zeitpunkt t_s, wenn die Radumfangsgeschwindigkeit V_w wieder gleich der Radumfangssollgeschwindigkeit V_k1 wird. Das Verhältnis α der durchschnittlichen Beschleunigung _wu zur mittleren Verzögerung _md, d. h. das Verhältnis des Mittelwerts der Anstiegsgeschwindigkeit zum Mittelwert der Abfallgeschwindigkeit der Radumfangsgeschwindigkeit wird aus den gespeicherten Zeiten t_p, t_q, t_r, t_s berechnet, und für die Radumfangsgeschwindigkeiten V_wp, V_wq, V_wr und V_ws folgt:

Das so berechnete Verhältnis α wird dem Wandler 13 zugeführt. Hier wird das Verhältnis α dem Reibungskoeffizienten μ der Straßenoberfläche 5 zugeordnet, ohne Rücksicht auf die Größe des Trägheitsmoments des Rades 4. Wenn beispielsweise der Reibungskoeffizient μ hoch ist, dann wird das Verhältnis α groß, wenn umgekehrt der Reibungskoeffizient niedrig ist, dann wird das Verhältnis α klein. Die Beziehung zwischen dem Verhältnis α und dem Reibungskoeffizienten μ kann entweder aus der kinematischen Gleichung des Raddrehungssimulationssystems 17 zum Zeitpunkt des Bremsens oder aus Versuchen mit einem vorhandenen Fahrzeug bestimmt werden. Dieser Zusammenhang ist in Fig. 5 mit der Kurve b aufgezeichnet. Die so ermittelte Beziehung zwischen dem Verhältnis α und dem Reibungskoeffizienten μ, ausgedrückt durch die Kurve b, wird in den Wandler 13 voreingegeben, so daß der Wandler 13 beide Einsteller 9 und 10 mit dem Reibungskoeffizienten μ entsprechend dem zuzuführenden Verhältnis α versorgt.

Das Solenoidventil 15, dem das Mäßigungssignal m und das Mäßigungsfreigabesignal vom Signalgenerator 14 zugeführt werden, arbeitet bei Empfang des Mäßigungssignals m derart, daß der Hydraulikdruck P vom Hauptbremszylinder 2 in einen Tank einer Hydraulikdruckquelle 18 abgeleitet wird, und bei Empfang des Mäßigungsfreigabesignals arbeitet das Ventil derart, daß es den hydraulischen Bremsdruck von der Quelle 18 dem Radbremszylinder 3 zuführt, um den gemäßigten hydraulischen Druck P wieder aufzubauen.

Das so aufgebaute Antiblockierbremsregelsystem 30 soll nun bezüglich seiner Wirkungsweise erläutert werden.

In dem Einsteller 9 sind die Anfangswerte _r0 und S_r0 der Verzögerung _r der simulierten Fahrgeschwindigkeit V_r bzw. der Schlupfgröße S_r eingegeben. Als Anfangswerte _r0 und S_r0 werden aus Sicherheitsgründen die Werte für eine Straßenoberfläche eingegeben, die einen hohen Reibungskoeffizienten hat. Beispielsweise ist _r0 = -1G (G steht für die Erdbeschleunigung), und S_r0 = 0,25. Bei einem Fahrzeug 6, das mit einer Geschwindigkeit von V_w0 fährt, führt beim Aufbringen einer Druckkraft auf das Pedal 1 zum Zeitpunkt t₀ und der daraus folgenden Zuführung von Hydraulikdruck P vom Hauptbremszylinder 2 zu dem Radbremszylinder 3 der Einsteller 9 einen Taktbetrieb durch das Signal von einem Schalter (nicht dargestellt) aus, der die Zuführung der auf das Pedal 1 einwirkenden Kraft ermittelt, und er empfängt vom Detektor 8 die Radumfangsgeschwindigkeiten V_w0, V_w01, V_w02, V_w03, . . . zu jedem vorbestimmten Zeitpunkt t₀, t₀₁, t₀₂, t₀₃, . . ., und führt nacheinander die Berechnung der simulierten Fahrgeschwindigkeiten auf der Grundlage nachfolgender Gleichungen aus:

V_r01 = V_w0 - _r0(t₀₁ - t₀) = V_w0 - _r0T_s

zum Zeitpunkt t₀₁,

V_r02 = V_w01 - _r0(t₀₂ - t₀₁) = V_w01 - _r0T_s

zum Zeitpunkt t₀₂, und

V_r03 = V_w02 - _r0(t₀₃ - t₀₂) = V_w02 - _r0T_s

zum Zeitpunkt t₀₃.

Weiterhin werden bei den Zeiten t₀₁, t₀₂, t₀₃, . . . die simulierten Fahrgeschwindigkeiten V_r01, V_r02, V_r03, . . ., die zu den entsprechenden Zeiten berechnet worden sind, mit den augenblicklichen Radumfangsgeschwindigkeiten V_w01, V_w02, V_w03, . . . zu den entsprechenden Zeitpunkten verglichen, und wenn die simulierte Fahrgeschwindigkeit größer als die herrschende Radumfangsgeschwindigkeit wird, dann wird angenommen, daß das Rad 4 begonnen hat, durchzurutschen, und diese Berechnung und der Vergleich werden unterbrochen. Gleichzeitig, da die Berechnungsformel der simulierten Fahrgeschwindigkeit im Falle größerer simulierter Fahrgeschwindigkeit als die herrschende Radumfangsgeschwindigkeit als die Berechnungsformel der simulierten Radgeschwindigkeit V_r1 beim ersten Zyklus der Antiblockierregelzyklen für das Ansteigen und den Abfall der Radumfangsgeschwindigkeit gegeben ist, wird die Berechnung der Radumfangssollgeschwindigkeit V_s1 zu dem genannten ersten Zyklus mit jener simulierten Fahrgeschwindigkeit V_r1 begonnen. Wenn daher beispielsweise die simulierte Fahrgeschwindigkeit erstmals zum Zeitpunkt t₀₃ (= t₁) größer als die Radumfangsgeschwindigkeit geworden ist, dann führt der Einsteller 9 die folgende Gleichung aus:

V_s1 = [V_w02 - _r0(t - t₀₂)] (1 - S_r0),

wobei t die Zeit ist, die seit dem Zeitpunkt t₀ verstrichen ist, und [V_w02 - _r0(t - t₀₂)] ist die simulierte Fahrgeschwindigkeit V_r1 des ersten Zyklus. Der Einsteller 9 gibt das Ergebnis der Berechnung als die erste Radumfangssollgeschwindigkeit V_s1 an den Einsteller 10 und den Komparator 11 ab. Der Einsteller 10 berechnet die Radumfangssollgeschwindigkeit V_k11 und V_k21 entsprechend den Schlupfgrößen 0,1 bzw. 0,3 aus der zugeführten Radumfangssollgeschwindigkeit V_s1 und vergleicht die so berechneten Radumfangssollgeschwindigkeiten V_k11 und V_k21 mit der Radumfangsgeschwindigkeit V_w. Wenn V_k11 größer als V_w zum Zeitpunkt t₂ wird, dann liefert der Einsteller 10 ein Signal T_k, während der Rechner 12 bei Empfang des Signals T_k zum Zeitpunkt t₂ den Zeitpunkt t₂ vom Zeitgeber 16 und die Radumfangsgeschwindigkeit V_w vom Detektor 8 als t_p1 bzw. V_wp1 speichert. Der Komparator 11 vergleicht die zugeführte Radumfangssollgeschwindigkeit V_s1 mit der augenblicklichen Radumfangsgeschwindigkeit V_w und gibt das Ergebnis des Vergleiches an den Signalgenerator 14 ab. Wenn V_w kleiner als V_s1 zum Zeitpunkt t₃ wird, dann ermittelt dies der Signalgenerator 14 und gibt ein Mäßigungssignal m an das Solenoidventil 15 ab, das bei Empfang dieses Signales so betätigt wird, daß es Hydraulikdruck P vom Hauptbremszylinder 2 in den Tank der hydraulischen Druckquelle 18 fließen läßt, um den Hydraulikdruck P, der dem Radbremszylinder 3 von dem Hauptbremszylinder 2 zugeführt wird, zu vermindern. Selbst wenn der Hydraulikdruck P, der dem Radbremszylinder 3 zugeführt wird, herabgesetzt wird, steigt die Radumfangsgeschwindigkeit V_w nicht sofort an, weil das Rad 4 ein Trägheitsmoment aufweist. Sie steigt nach der Verminderung nach dem Zeitpunkt t₃ an. Wenn V_k21 größer als V_w zum Zeitpunkt t₄ wird und zum Zeitpunkt t₅ kleiner als V_w wird, dann gibt der Einsteller 10 zu den entsprechenden Zeitpunkten ein Signal T_k ab, und der Rechner 12, der dieses Signal T_k zu den Zeiten t₄ und t₅ erhält, speichert die Zeiten t₄ und t₅ vom Zeitgeber 16 und die Radumfangsgeschwindigkeit V_w vom Detektor 8 als t_q1, t_r1 bzw. V_wq1, V_wr1. Wenn V_w größer als V_s1 zum Zeitpunkt t₆ wird, dann ermittelt dies der Signalgenerator 14 und gibt ein Mäßigungsfreigabesignal an das Solenoidventil 15 ab, das nun ermöglicht, daß Hydraulikdruck von der Hydraulikdruckquelle 18 dem Radbremszylinder 3 zugeführt wird, damit dieser den zuvor verminderten Hydraulikdruck P wieder annimmt. Dieser Wiederaufbau von Hydraulikdruck P führt nicht zu einer sofortigen Herabsetzung der Radumfangsgeschwindigkeit V_w, so daß, wenn V_k11 kleiner V_w zum Zeitpunkt t₇ wird, der Einsteller 10 ein Signal T_k abgibt und der Rechner 12 die Zeit t₇ und die Radumfangsgeschwindigkeit V_w als t_s1 bzw. V_ws1 speichert, und zum gleichen Zeitpunkt berechnet er das Verhältnis α₁ in Übereinstimmung mit der folgenden Gleichung:

Verhältnis:

Außerdem führt der Rechner das Ergebnis dieser Berechnung dem Wandler 13 zu. Aus dem zugeführten Verhältnis α₁ ermittelt der Wandler 13 den Reibungskoeffizienten μ₁ entsprechend dem Verhältnis α₁ und führt den so bestimmten Reibungskoeffizienten μ₁ den Einstellern 9 und 10 zu.

Der Einsteller 9 korrigiert die simulierte Radumfangsverzögerung _r von _r0 auf -μ₁G (G ist die Erdbeschleunigung) entsprechend dem zugeführten Reibungskoeffizienten μ₁ und ermittelt die simulierte Fahrgeschwindigkeit aus dem korrigierten _r2 = -μ₁G auf die gleiche Weise wie die Berechnung vom Zeitpunkt t₀ bis t₁. Der Vergleich dieser berechneten simulierten Fahrgeschwindigkeit mit der Radumfangsgeschwindigkeit wird sukzessiv ausgeführt, und wenn die simulierte Fahrgeschwindigkeit größer als die Radumfangsgeschwindigkeit zum Zeitpunkt t₉ wird, dann wird dies dafür genommen, daß das Rad 4 wieder durchzurutschen begonnen hat, und der zweite Zyklus der Antiblockierregelzyklen für die Steigerung und Verminderung der Radumfangsgeschwindigkeit wird entsprechend der simulierten Fahrgeschwindigkeit V_r2 begonnen, die in der gleichen Weise, wie oben beschrieben, bestimmt wird. Das Ergebnis dieser Berechnung wird als neue Radumfangssollgeschwindigkeit V_s2 dem Einsteller 10 und dem Komparator 11 zugeführt. In derselben Weise, wie oben beschrieben, berechnet der Einsteller 10 dann die Radumfangssollgeschwindigkeiten V_k12 und V_k22 entsprechend den Schlupfraten 0,1 bzw. 0,3, und auf dieser Grundlage führt der Rechner 12 die Berechnung des Verhältnisses α₂ aus und gibt den neuen Reibungskoeffizienten μ₂ ab. Wenn V_w kleiner als V_s2 zum Zeitpunkt t₁₀ wird, dann gibt der Generator 14 ein Mäßigungssignal m ab, um den Bremsdruck herabzusetzen und wenn V_w größer als V_s2 zum Zeitpunkt t₁₁ wird, dann gibt der Generator 14 nun ein Mäßigungsfreigabesignal ab, um den Mäßigungsbetrieb zu beenden. Anschließend werden die oben beschriebenen Vorgänge wiederholt. Im Falle, daß V_w kleiner als V_s2 während der Zeitperiode zwischen t₇ und t₈ aufgrund der neuen Radumfangssollgeschwindigkeit V_s2 wird, dann wird ein Mäßigungssignal m während dieser Zeitperiode abgegeben. Auch im Falle, daß die Radumfangsgeschwindigkeit V_w nicht gleich den berechneten Radumfangssollgeschwindigkeiten V_k21, V_k22, . . . . . werden sollte, wird dies als eine schwache Blockierung des Rades angesehen und es wird keine Abschätzung von μ und keine Korrektur der simulierten Radumfangsverzögerung _r ausgeführt.

Entsprechend der Regelvorrichtung 30 des oben beschriebenen Aufbaus wird der Reibungskoeffizient μ abgeschätzt, indem das Verhältnis α bestimmt wird, und auf dieser Grundlage werden die simulierten Fahrgeschwindigkeit V_r und die Radumfangssollgeschwindigkeit V_s korrigiert, so daß die Einrichtung in der Lage ist, eine Antiblockierregelung im wesentlichen entsprechend der Änderung des Reibungskoeffizienten μ auszuführen.

Da weiterhin das Verhältnis α aus der Durchschnittsbeschleunigung _wu und aus der Durchschnittsverzögerung _wd bestimmt wird, ist die Einrichtung im wesentlichen unabhängig von einer plötzlichen Änderung der Radumfangsgeschwindigkeit V_w, die beim Fahren auf unebener Straße auftreten könnte, d. h. ist unabhängig von einer momentanen Änderung der Beschleunigung oder Verzögerung der Radumfangsgeschwindigkeit, wie Fig. 4 zeigt, und daher ist die Einrichtung in der Lage, den gewünschten Reibungskoeffizienten μ zu spezifizieren, um normalen Antiblockierbremsbetrieb ausführen zu können.

In der oben beschriebenen Ausführungsform sind die Einsteller 9, 10, der Komparator 11, der Rechner 12, der Wandler 13, der Generator 14 und der Zeitgeber 16 vorgesehen, die zusammen einen elektronischen Steuerkreis 31 bilden, es ist jedoch auch möglich, den elektronischen Steuerkreis 31 durch Verwendung von Mikrocomputern zu bilden und diese Mikrocomputer in Übereinstimmung mit einem Programm zu betreiben, das die in Fig. 7 und 8 dargestellten Schritte umfaßt, um dadurch denselben Betrieb, wie bei der oben beschriebenen Ausführungsform auszuführen. Dieses Programm wird durch ein Signal von einem Schalter gestartet, der eingeschaltet wird, wenn das Pedal 1 niedergetreten wird. An dem Schritt 41 werden die Anfangswerte _r0 und S_r0 der simulierten Fahrverzögerung _r und der Schlupfrate S eingestellt, und im Schritt 42 wird eine Subroutine, wie in Fig. 8 gezeigt, ausgeführt. Im Schritt 401 der Subroutine wird die Radumfangsgeschwindigkeit V_w vom Detektor 8 zum Zeitpunkt t, der einer vorbestimmten Zeitperiode T_s vor dem genannten Zeitpunkt t vorausgeht, eingestellt, und im Schritt 402 wird die Radumfangsgeschwindigkeit V_w vom Detektor 8 zum Zeitpunkt t eingestellt. Im Schritt 403 wird V_w, das im Schritt 401 eingestellt worden ist, durch die Formel V_r = V_w - _r0 × T_s substituiert, um die simulierte Fahrgeschwindigkeit V_r zu dem Zeitpunkt t im Schritt 401 zu errechnen. Im Schritt 404 wird die simulierte Fahrgeschwindigkeit V_r, die im Schritt 403 errechnet worden ist, mit der Radumfangsgeschwindigkeit V_w verglichen, die im Schritt 402 eingestellt worden ist, und wenn V_r ≦ωτ V_w, dann kehrt das Programm zum Schritt 401 zurück, um denselben Betrieb, wie oben erläutert, zu einem Zeitpunkt t nach Verstreichen der nächsten vorbestimmten Zeitperiode T_s zu wiederholen, und wenn V_r ≦λτ V_w, dann verläßt das Programm die Subroutine und geht zum Schritt 43 über.

Im Schritt 43 werden die Radumfangsgeschwindigkeit V_w und die Radumfangssollgeschwindigkeit V_k1 (beispielsweise V_k1, wenn der Schlupf S gleich 0,1 ist) berechnet, wobei letztere Größe aus der simulierten Fahrgeschwindigkeit V_r berechnet wird, die man in der Subroutine 42 erhalten hat. Im Schritt 44 wird beurteilt, ob die Radumfangsgeschwindigkeit V_w kleiner als V_k1 ist, und wenn V_w ≦λτ V_k1, dann kehrt das Programm zum Schritt 43 zurück. Wenn entschieden wird, daß V_w ≦ωτ V_k1 zum Zeitpunkt t_p, dann geht das Programm zum Schritt 45 über, bei welchem die Radumfangsgeschwindigkeit V_wp zum Zeitpunkt t_p und die Zeit t_p gespeichert werden. Im Schritt 46 werden die Radumfangssollgeschwindigkeit V_s mit der anfänglichen eingestellten Schlupfrate S_r0 und die Radumfangsgeschwindigkeit V_w berechnet. Die Ergebnisse dieser Berechnungen werden im Schritt 47 miteinander verglichen, und wenn V_w ≦λτ V_s, dann kehrt das Programm zum Schritt 46 zurück. Wenn hingegen ermittelt wird, daß V_w ≦ωτ V_s, dann geht das Programm zum Schritt 48 über. Im Schritt 48 wird das Solenoidventil 15 so eingestellt, daß ein Hydraulikdruckmäßigungsbetrieb ausgeführt wird.

Im Schritt 49 werden die Radumfangssollgeschwindigkeit V_k2 (beispielsweise beim Schlupf S = 0,3) und die Radumfangsgeschwindigkeit V_w berechnet. Im Schritt 50 wird die im Schritt 49 berechnete Radumfangssollgeschwindigkeit V_k2 mit der Radumfangsgeschwindigkeit V_w verglichen, und wenn V_w ≦λτ V_k2, dann kehrt das Programm zum Schritt 49 zurück, während wenn V_w ≦ωτ V_k2 zum Zeitpunkt t_q, dann geht das Programm zum Schritt 51 über. Im Schritt 51 werden die Zeit t_q und die Radumfangsgeschwindigkeit V_wq zum Zeitpunkt t_q gespeichert. Anschließend werden die Radumfangssollgeschwindigkeit V_k2 und die Radumfangsgeschwindigkeit V_w im Schritt 52 erneut berechnet. Diese berechnete Radumfangssollgeschwindigkeit V_k2 wird mit der Radumfangsgeschwindigkeit V_w im Schritt 53 verglichen, und wenn V_w ≦ωτ V_k2, dann kehrt das Programm zum Schritt 52 zurück, während, wenn V_w ≦λτ V_k2 zum Zeitpunkt t_r ist, dann geht das Programm zum Schritt 54 über, bei welchem die Zeit t_r und die Radumfangsgeschwindigkeit V_wr zum Zeitpunkt t_r gespeichert werden. Im nächsten Schritt 55 werden die Radumfangssollgeschwindigkeit V_s entsprechend der anfangs eingestellten Schlupfgröße S_r0 und die Radumfangsgeschwindigkeit V_w erneut berechnet, und im Schritt 56 wird die im Schritt 55 errechnete Radumfangssollgeschwindigkeit V_s mit der Radumfangsgeschwindigkeit V_w verglichen. Wenn der Vergleich zeigt, daß V_w ≦ωτ V_s, dann kehrt das Programm zum Schritt 55 zurück, wenn hingegen V_w ≦λτ V_s, dann geht das Programm zum Schritt 57 über.

Im Schritt 57 wird das Solenoidventil 15 so eingestellt, daß der Hydraulikdruckmäßigungsbetrieb beendet wird, und im Schritt 58 werden die Radumfangssollgeschwindigkeit V_k1 und die Radumfangsgeschwindigkeit V_w erneut berechnet. Im Schritt 59 wird diese berechnete Radumfangssollgeschwindigkeit V_k1 mit der Radumfangsgeschwindigkeit V_w verglichen, und wenn V_w ≦ωτ V_k1, dann kehrt das Programm zum Schritt 58 zurück. Ist hingegen V_w ≦λτ V_k1 zum Zeitpunkt t_s, dann geht das Programm zum Schritt 60 über, zu welchem die Zeit t_s und die Radumfangsgeschwindigkeit V_ws zum Zeitpunkt t_s gespeichert werden. Beim Schritt 61 wird das Verhältnis α berechnet und der Reibungskoeffizient μ entsprechend dem berechneten Verhältnis α wird bestimmt. Der Reibungskoeffizient μ entsprechend dem Verhältnis α ist zuvor als eine Umwandlungstabelle in einem Speicher gespeichert worden. Im Schritt 62 wird die simulierte Fahrbeschleunigung/Verzögerung _r auf -μG korrigiert, basierend auf dem Reibungskoeffizienten μ, der im Schritt 61 bestimmt worden ist. Anschließend kehrt das Programm zum Schritt 42 zurück und die obigen Schritte werden wiederholt.

In der oben beschriebenen Ausführungsform ist die Schlupfrate S fest, die Erfindung kann jedoch auch in anderer Weise ausgeführt werden. Zum Beseitigen eines Rüttelphänomens, das beim Fahren auf unebener Straßenoberfläche mit niedrigem Reibungskoeffizienten auftreten könnte oder eines Bremsverzögerungsphänomens, das beim Fahren auf einer Straßenoberfläche mit hohem Reibungskoeffizienten auftreten könnte, kann die Einrichtung nach dieser Erfindung so gestaltet sein, daß die Schlupfgröße S_r zusammen mit der Korrektur der simulierten Fahrbeschleunigung oder Verzögerung _r korrigiert wird. In diesem Falle sind als Beispiele für die korrigierten Einstellwerte der simulierten Fahrbeschleunigung/Verzögerung _r entsprechend dem Reibungskoeffizienten μ und der Schlupfgröße S_r die folgenden Werte der Schlupfgröße S_r experimentell ermittelt worden: S_r = 0,3 bis 0,4 im Falle eines hohen Reibungskoeffizienten, d. h., wenn der Reibungskoeffizient 0,6 oder darüber beträgt, S_r = 0,2 bis 0,3 im Falle eines mittleren Reibungskoeffizienten, d. h. wenn dieser zwischen 0,35 und 0,6 liegt, und S_r = 0,1 bis 0,2 im Falle eines niedrigen Reibungskoeffizienten, d. h. wenn dieser unterhalb von 0,35 liegt.

Auch kann die Einrichtung so gestaltet sein, daß im Falle der Berechnung der Radumfangssollgeschwindigkeiten V_k1 und V_k2 durch den Einsteller 10 der Schlupf S entsprechend dem Reibungskoeffizienten μ geändert wird.

Obgleich die vorliegende Erfindung vorangehend unter Bezugnahme auf ein einzelnes Radbremssystem erläutert worden ist, kann die Erfindung doch auch auf andere Ausführungsformen angewendet werden. Beispielsweise kann die Einrichtung so gestaltet sein, daß die Bremsbetätigung an mehreren Rädern eines Kraftwagens ausgeführt wird oder daß sie nur an den Vorderrädern eines Kraftwagens und getrennt davon an den Hinterrädern ausgeführt wird, oder die Erfindung kann auch an einem Zweikreisbremssystem realisiert sein, bei dem gemeinsam gebremste Räder über Kreuz zusammengeschaltet sind.

Claims

1. Antiblockiersystem für eine druckmittelbetätigte Fahrzeugbremse

- mit einem Drehzahlfühler, der ein digitales, der Umfangsgeschwindigkeit eines Rades entsprechendes Radgeschwindigkeitssignal abgibt,
- mit einem elektrisch angesteuerten Blockierschutzventil zum Verändern des Bremsdruckes in einem Radbremszylinder,
- mit einem elektronischen Regelkreis zum Korrigieren einer Referenzgeschwindigkeit für das Rad, die im vorausgehenden Regelzyklus verwendet worden ist, wozu das Radgeschwindigkeitssignal und ein zweites Regelsignal verwendet wird,
wobei das zweite Regelsignal den Gradienten der Geschwindigkeitsabnahme im vorangehenden Regelzyklus bestimmt,
die Korrektur so verläuft, daß sich die korrigierte Referenzgeschwindigkeit dem Radgeschwindigkeitssignal annähert,

dadurch gekennzeichnet, daß der elektronische Regelkreis (31) enthält:

- einen Einsteller (9), dem sowohl das Radgeschwindigkeitssignal (V_w) als auch das zweite Regelsignal (V_µ) zugeführt werden und der daraus eine simulierte Geschwindigkeit (V_r) bestimmt;
- der Einsteller (9) aus der simulierten Geschwindigkeit (V_r) die korrigierte Referenzgeschwindigkeit (V_s) immer dann berechnet, wenn die simulierte Geschwindigkeit (V_r) mit dem augenblicklichen Radgeschwindigkeitssignal (V_w) übereinstimmt,
- eine Einrichtung (10, 12, 13), die das Radgeschwindigkeitssignal (V_w) und die vom Einsteller (9) ausgegebene, korrigierte Referenzgeschwindigkeit (V_s) empfängt und
- a) bei im Regelzyklus abnehmendem Radgeschwindigkeitssignal (V_w) eine mittlere Radverzögerung (_md) zwischen einem ersten (t_p) und einem zweiten Zeitpunkt (t_q) berechnet;
- b) bei einem Regelzyklus zunehmendem Radgeschwindigkeitssignal (V_w) eine mittlere Radbeschleunigung (_wu) zwischen einem dritten (t_pr) und vierten Zeitpunkt (t_s) berechnet;
- c) daraus ein Verhältnis (α) der mittleren Radbeschleunigung (_wu) zur mittleren Radverzögerung (_md) bildet und daraus dem Reibungsbeiwert (µ) zwischen Reifen und Fahrbahn abschätzt und als zweites Regelsignal (V_µ) an den Einsteller (9) abgibt.

2. Antiblockiersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (10, 12, 13) zum Abschätzen des Reibungskoeffizenten einen Meßabschnittseinsteller (10) enthält, der elektrisch mit dem Einsteller (9) und dem Drehzahl-Detektor (8) verbunden ist und erste und zweite Referenzgeschwindigkeiten (V_k1, V_k2), die einer ersten Schlupfrate (S_r1) kleineren als eines optimalen Wertes (S_r) bzw. einer zweiten Schlupfrate (S_r2) größeren als des optimalen Wertes (S_r) entsprechen, auf der Grundlage der korrigierten Referenzgeschwindigkeit (V_s) und des Radgeschwindigkeitssignals (V_w) berechnet und nacheinander den Augenblick, zu welchem das abnehmende Geschwindigkeitssignal (V_w) mit der ersten Referenzgeschwindigkeit (V_k1) übereinstimmt, als den ersten Zeitpunkt (t_p) bestimmt, den Augenblick, zu welchem die Radumfangsgeschwindigkeit (V_w) mit der zweiten Referenzgeschwindigkeit (V_k2) übereinstimmt als den zweiten Zeitpunkt (t_q) bestimmt,
den Augenblick, zu welchem das zunehmende Radgeschwindigkeitssignal (V_w) mit der zweiten Referenzgeschwindigkeit (V_k2) übereinstimmt, als den dritten Zeitpunkt (t_r) bestimmt, und den Augenblick, zu welchem das Radumfangsgeschwindigkeitssignal (V_w) mit der ersten Referenzgeschwindigkeit (V_k1) übereinstimmt, als den vierten Zeitpunkt (t_s) bestimmt, wobei der Meßabschnittseinsteller (10) ein drittes Signal (T_k) immer dann abgibt, wenn die ersten bis vierten Zeitpunkte (t_p, t_q, t_r, t_s) bestimmt werden.

3. Antiblockiersystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (10, 12,13) einen Rechner (12) enthält, der elektrisch mit dem Meßabschnittseinsteller (10) und dem Drehzahl-Detektor (8) verbunden ist und nacheinander Zeitdaten über die ersten bis vierten Zeitpunkte (t_p, t_q, t_r, t_s) und über die diesen entsprechenden ersten bis vierten Radgeschwindigkeitssignalen (V_wp, V_wq, V_wr, V_ws) in Abhängigkeit von dem dritten Signal (T_k) speichert und das Verhältnis (α) auf der Grundlage der Zeitdaten und der zugehörigen Radumfangsgeschwindigkeiten bestimmt, um dadurch ein viertes Signal (V_α) zu erzeugen.

4. Antiblockiersystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (10, 12, 13) einen Wandler (13) enthält, der elektrisch mit dem Einsteller (9) und dem Rechner (12) verbunden ist und den Reibungskoeffizienten (μ) der Straßenoberfläche in Abhängigkeit von dem vierten Signal (V_α) abschätzt und das zweite Regelsignal (V_μ) abgibt.

5. Antiblockiersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der elektronische Regelkreis (31) weiterhin einen Vergleicher (11) enthält, der elektrisch mit dem Drehzahl- Detektor (8) und dem Einsteller (9) verbunden ist und das Radgeschwindigkeitssignal (V_w) mit der korrigierten Referenzgeschwindigkeit (V_s) vergleicht,
und an einen Signalgenerator (14) weitergibt, der ein Druckabsenksignal (m) für das Blockierschutzventil (15) erzeugt, wenn die Radumfangsgeschwindigkeit (V_w) kleiner als die korrigierte Radumfangssollgeschwindigkeit (V_s) ist, bzw. ein Freigabesignal (), wenn die Radumfangsgeschwindigkeit (V_w) größer als die korrigierte Radumfangssollgeschwindigkeit (V_s) ist.