DE3813478A1 - Verfahren und vorrichtung zur regelung eines blockierschutz-bremssystems fuer kraftfahrzeuge - Google Patents
Verfahren und vorrichtung zur regelung eines blockierschutz-bremssystems fuer kraftfahrzeugeInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrich
tung zur Regelung eines hydraulisch betätigten Blockierschutz-
Bremssystems (ABS-System) für ein Kraftfahrzeug, um ein über
mäßiges Schlupfverhältnis eines Kraftfahrzeugrades während
des Anlegens einer Bremse zu vermeiden, und insbesondere auf
Verbesserungen im Zusammenhang mit einem Betrieb, um den an
die Radbremse gelegten Bremsflüssigkeitsdruck zu vermindern.
Hydraulisch betriebene Bremsen werden in weitem Umfang für
ein Kraftfahrzeug verwendet. Die Bremse wird durch einen von
einer geeigneten Hydraulik-Druckquelle, wie einem Hauptbrems
zylinder oder einer Hydraulikpumpe, erzeugten Flüssigkeits
druck betätigt, so daß die Bremse am zugeordneten Rad des
Fahrzeugs eine Bremskraft aufbringt.
Wenn der der Hydraulikbremse angelegte Flüssigkeitsdruck mit
Bezug zum Reibungskoeffizienten einer Straßenoberfläche über
mäßig hoch ist, so neigt das drehende Rad dazu, blockiert zu
werden und auf der Straßenoberfläche zu rutschen. Selbst wenn
das Rad nicht vollständig blockiert wird, so wird die Reibungs
kraft zwischen der Lauffläche des Rades und der Straßenober
fläche vermindert, wenn das Schlupfverhältnis des Rades einen
optimalen Wert übersteigt. In diesem Fall wird der erforderli
che Bremsweg des Fahrzeugs verlängert und/oder die Fahrstabi
lität des Fahrzeugs verschlechtert.
Im Hinblick auf die oben erwähnte unerwünschte Erscheinung
während des Anlegens der Bremse an das Rad wird die Hydraulik
bremse in einer sog. Antiblockier- oder Antirutschweise gere
gelt. Ein Beispiel für eine ABS-Regelvorrichtung ist in der
JP-Patent-OS Nr. 58 - 26 661 (veröffentlicht 1983) offenbart.
Bei dieser Vorrichtung wird ein Blockier- oder Rutschzustand
des Rades, wie er durch einen Schlupfwert oder ein Schlupfver
hältnis des Rades gekennzeichnet ist, durch Vergleichen eines
Fahrzustandes des Fahrzeuges, wie einer Fahrgeschwindigkeit
oder Verzögerungsrate des Fahrzeugs, mit einem Drehzustand
des Rades, wie einer Drehzahl oder Verzögerungsrate des Rades,
ermittelt. Das Schlupfverhältnis des Rades wird innerhalb
eines optimalen Bereichs gehalten, indem auf der Grundlage
des ermittelten Blockierzustandes des Rades der Bremsflüssigkeits
druck erhöht, vermindert oder gehalten wird.
Ein derartiges ABS-System ist imstande, mit dem Vermindern
des Bremsflüssigkeitsdrucks zu beginnen, wenn der Schlupfwert
oder das Schlupfverhältnis des Rades einen vorbestimmten Wert
übersteigt. Wenn eine vorbestimmte Druckverminderungszeit ver
strichen ist, wird der Flüssigkeitsdruck auf dem verminderten
Wert oder Pegel gehalten oder erhöht. Gemäß einer anderen
Regelanordnung wird mit der Verminderung im Flüssigkeitsdruck
begonnen, wenn die Verzögerungsrate des Rades unter einen vor
bestimmten Wert abfällt. In diesem Fall wird der Flüssigkeits
druck auf dem verminderten Wert oder Pegel gehalten oder er
höht, wenn die Verzögerungsrate des Rades auf den vorbestimm
ten Wert zurückgeführt wird. Dies sind einige Beispiele der
Art und Weise, wie der Bremsflüssigkeitsdruck in einer bekann
ten Blockierschutz- oder Antiblockierweise geregelt wird.
Da sich jedoch der Schlupf- oder Rutschzustand eines Fahr
zeugrades in erheblicher Weise in Abhängigkeit von verschiede
nen Bedingungen, Zuständen oder Parametern ändert, wenn die
Bremse am Rad angezogen wird, bleibt ein zu lösendes Problem
noch bestehen. Das heißt, der Bremsflüssigkeitsdruck kann
nicht ausreichend um einen optimalen Größenwert vermindert
werden, wenn der Flüssigkeitsdruck für eine vorbestimmte, feste
Zeitspanne abgesenkt wird oder solange als die Verzögerungsra
te des Rades unter einem vorbestimmten Wert liegt. Infolgedes
sen sind die bekannten ABS-Regelsysteme nicht restlos zufrie
denstellend, da als Mangel eine relativ lange Bremsstrecke
des Fahrzeugs und/oder ein nicht zufriedenstellender Grad einer
Geradlauf-Fahrstabilität des Fahrzeugs festzustellen sind.
Es ist deshalb die primäre Aufgabe der Erfindung, ein Verfah
ren zur Regelung eines ABS-Bremssystems für ein Kraftfahrzeug
anzugeben, wobei der Betrieb zum Absenken oder Vermindern des
einer Bremse für ein Fahrzeugrad angelegten Bremsflüssigkeits
drucks in einer verbesserten Weise geregelt wird, durch die
es möglich ist, exakt das Schlupfverhältnis des Rades zu re
geln, so daß es ohne Rücksicht auf sich ändernde Bedingungen
oder Zustände während eines Anlegens der Bremse an das Rad
innerhalb eines optimalen Bereichs gehalten werden kann.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist in der Schaffung eines
Regelsystems oder einer Regelvorrichtung zu sehen, das bzw.
die das Regelverfahren gemäß der Erfindung in geeigneter Weise
in die Praxis umsetzen kann.
Die primäre Aufgabe kann gemäß einem Gesichtspunkt der Erfin
dung gelöst werden, wonach ein Verfahren zur Regelung eines
ABS-Bremssystems mit einer Bremse für ein Kraftfahrzeugrad
vorgesehen wird, wobei ein Schlupfverhältnis eines Fahrzeug
rades innerhalb eines optimalen Bereichs gehalten wird, indem
ein Rutsch- oder Blockierzustand des Rades auf der Grundlage
eines Fahrzustandes des Fahrzeugs und eines Drehzustandes
des Rades ermittelt wird und indem der an die Bremse angeleg
te Bremsflüssigkeitsdruck in Abhängigkeit vom ermittelten
Blockierzustand des Rades erhöht, vermindert oder gehalten
wird, das die Schritte umfaßt: (a) Ermitteln eines Ablaufs
einer vorbestimmten Druckverminderungszeit nach dem Beginn
einer Abnahme im Bremsflüssigkeitsdruck, (b) Ermitteln einer
Abbrems- oder Verzögerungsrate in der Drehzahl des Rades, wenn
die Druckverminderungszeit verstrichen ist, (c) Bestimmen einer
Verlängerungszeit, während welcher der Bremsflüssigkeitsdruck
weiter verringert wird, wobei diese Verlängerungszeit so be
stimmt wird, daß sie mit der ermittelten Abbremsrate des Rades
größer wird, und (d) Vermindern des Bremsflüssigkeitsdrucks
für die vorbestimmte Verlängerungszeit.
Bei dem ABS-Regelverfahren gemäß der Erfindung, das oben skiz
ziert wurde, wird die Abbremsrate des Rades ermittelt, nachdem
der Bremsflüssigkeitsdruck für die vorbestimmte Druckvermin
derungszeit abgesenkt wird. Die Verlängerungszeit für das wei
tere Absenken des Bremsflüssigkeitsdrucks wird in Abhängig
keit von der ermittelten Verzögerungs- oder Abbremsrate des
Rades bestimmt. Da die zweite Druckverminderungszeit, d.h.
die Verlängerungszeit, auf der Grundlage der ermittelten Ab
bremsrate bestimmt wird, wird die gesamte Druckverminderungs
zeit so justiert, daß sie dem sich ändernden Zustand, in dem
das Rad gebremst wird, angepaßt ist. Insofern gewährleistet
das Regelverfahren gemäß der Erfindung eine adäquate ABS-Re
gelung des Bremsflüssigkeitsdrucks, um den Schlupfwert oder
das Schlupfverhältnis des Rades mit erhöhter Genauigkeit in
nerhalb des optimalen Bereichs zu halten.
Der Rutsch- oder Blockierzustand des Rades kann als eine Dif
ferenz zwischen einer Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs und
einer Drehzahl oder Umlaufgeschwindigkeit des Rades ermittelt
werden. Das Herabsetzen des Bremsflüssigkeitsdrucks für die
vorbestimmte Verminderungszeit kann begonnen werden, nachdem
diese Differenz einen vorbestimmten Wert übersteigt. In diesem
Fall kann mit dem Vermindern der vorbestimmten Druckverminde
rungszeit - insbesondere mit der anfänglichen Verminderung -
begonnen werden, wenn die Differenz einen vorbestimmten Wert
übersteigt und wenn die vor dem Beginn ermittelte Verzögerungs
rate des Rades einen vorbestimmten Schwellenwert überschrei
tet.
In einer Ausführungsform gemäß der Erfindung umfaßt das Ver
fahren des weiteren die Schritte des Entscheidens, ob die Ab
bremsrate des Rades sich erhöht oder vermindert, wenn die vor
bestimmte Verlängerungszeit verstrichen ist, und das Fortset
zen des Betriebs zur Verminderung des Bremsflüssigkeitsdrucks
auch nach dem Verstreichen der Verlängerungszeit, wenn die
Abbremsrate sich bei Verstreichen der Verlängerungszeit er
höht, oder des Haltens des Bremsflüssigkeitsdrucks nach dem
Verstreichen der Verlängerungszeit, wenn die Abbremsrate sich
bei Verstreichen der Verlängerungszeit vermindert. Gemäß dieser
Ausbildung wird der Flüssigkeitsdruck kontinuierlich nach der
verlängerten Zeitspanne einer Druckverminderung herabgesetzt
oder alternativ der verminderte Druck beibehalten. Diese bei
den Alternativen werden in Abhängigkeit von der vorausgehenden
Entscheidung, ob die Abbremsrate des Rades sich am Ende der
verlängerten Zeitspanne einer Druckabsenkung erhöht oder ver
kleinert, gewählt. In diesem Fall wird insofern der Drehzu
stand oder die Abbremsrate des Rades zweimal nach der anfäng
lichen Verminderung des Flüssigkeitsdrucks ermittelt, um auf
diese Weise einen ABS-Regelvorgang des Bremsflüssigkeitsdrucks
zu bewirken. Der Flüssigkeitsdruck wird auf der Grundlage der
zwei Bestimmungen für den aktuellen Zustand des Rades ver
mindert, so daß der ABS-Regelvorgang mit einer gesteigerten
Genauigkeit bewerkstelligt werden kann.
Bei dieser Ausbildung gemäß der Erfindung kann die Entschei
dung, ob die Abbremsrate des Rades sich erhöht oder vermin
dert, bewerkstelligt werden, nachdem der Flüssigkeitsdruck
für eine vorbestimmte Druckhaltezeit nach dem Verstreichen
der Verlängerungszeit beibehalten wird. Der Vorgang, um den
Bremsflüssigkeitsdruck nach dem Verstreichen der Verlängerungs
zeit zu vermindern, kann sich fortsetzen, bis die Abbremsrate
mit ihrem Abnehmen beginnt. Vorzugsweise wird nach dem Been
den des Vorgangs zum Absenken des Flüssigkeitsdrucks im An
schluß an die Abnahme der Verlängerungszeit der Flüssigkeits
druck für eine vorbestimmte Regelzeit, die vom Beginn der an
fänglichen Abnahme im Flüssigkeitsdruck an gemessen wird, ge
halten. In ähnlicher Weise wird vorgezogen, daß der Schritt
des Haltens des Flüssigkeitsdrucks nach dem Verstreichen der
Verlängerungszeit fortgeführt wird, bis die vorbestimmte Regel
zeit verstrichen ist.
In einer anderen Ausgestaltung der Erfindung wird der Schritt
des Bestimmens der Verlängerungszeit bewerkstelligt, indem
zuerst eine Beziehung zwischen einer Mehrzahl von aufeinander
folgenden Bereichen der Abbremsrate des Rades sowie einer ent
sprechenden Mehrzahl von unterschiedlichen Werten der Verlän
gerungszeit bestimmt und dann einer der unterschiedlichen
Werte der Verlängerungszeit gewählt wird, der der Abbrems
rate, die bei Verstreichen der vorbestimmten Druckverminde
rungszeit ermittelt wurde, entspricht.
Die zweite Aufgabe der Erfindung kann gemäß einem anderen Ge
sichtspunkt dieser gelöst werden, wonach ein Regelsystem oder
eine Regelvorrichtung für ein ABS-Bremssystem mit einer Bremse
für ein Fahrzeugrad geschaffen wird, welches bzw. welche Er
mittlungseinrichtungen zur Feststellung eines Rutsch- oder
Blockierzustandes des Rades auf der Grundlage eines Fahrzustan
des des Fahrzeugs und eines Drehzustandes des Rades sowie eine
Druckregeleinrichtung zum Einhalten eines Schlupfverhältnis
ses des Rades innerhalb eines optimalen Bereichs durch Erhö
hen, Absenken und Halten eines an die Bremse für das Rad ge
legten Bremsflüssigkeitsdrucks in Abhängigkeit vom ermittel
ten Blockierzustand des Rades enthält, wobei das Regelsystem
umfaßt: (a) Zeitmeßeinrichtungen, die eine vorbestimmte Druck
verminderungszeit, während welcher der Flüssigkeitsdruck ab
gesenkt wird, messen, (b) Ermittlungseinrichtungen, die eine
Abbrems- oder Verzögerungsrate in der Drehzahl oder Umlaufge
schwindigkeit des Rades feststellen, wenn die Druckverminde
rungszeit verstrichen ist, und (c) Einrichtungen, die die Ver
minderungszeit verlängern und diese Verlängerungszeit, während
welcher der Flüssigkeitsdruck weiter abgesenkt wird, so be
stimmen, daß sich die Verlängerungszeit mit der ermittelten
Abbremsrate des Rades erhöht, wobei die die Verminderungszeit
verlängernden Einrichtungen die Druckregeleinrichtungen betä
tigen, um den Flüssigkeitsdruck für die bestimmte Verlänge
rungszeit weiter herabzusetzen.
Ein solches Regelsystem gemäß der Erfindung kann ferner Ein
richtungen umfassen, die bestimmen, ob die Verzögerungsrate
des Rades ansteigt oder abfällt, wenn die vorbestimmte Ver
längerungszeit verstrichen ist, und die den Druck regeln, so
daß ein Betrieb für eine Vermindung des Flüssigkeitsdrucks
selbst nach dem Verstreichen der Verlängerungszeit fortgesetzt
wird, wenn die Verzögerungsrate nach dem Verstreichen der Ver
längerungszeit ansteigt, oder daß alternativ der Flüssigkeits
druck nach dem Verstreichen der Verlängerungszeit, gehalten
wird, wenn die Verzögerungsrate nach Ablauf der Verlängerungs
zeit abnimmt.
Die Aufgabe wie auch weitere Ziele sowie die Merkmale und Vor
teile der Erfindung werden aus der folgenden, auf die Zeich
nungen Bezug nehmenden Beschreibung von bevorzugten Ausfüh
rungsformen des Erfindungsgegenstandes deutlich. Es zeigen:
Fig. 1 einen Schaltplan eines hydraulisch betätigten ABS-
Bremssystems für ein Kraftfahrzeug, bei dem das ABS-
Regelsystem in einer Ausführungsform gemäß der Erfin
dung zur Anwendung kommen kann;
Fig. 2 ein Blockbild einer Ausführungsform eines elektrischen
Regelsystems für das Bremssystem von Fig. 1 zur Umset
zung des erfindungsgemäßen ABS-Regelverfahrens in die
Praxis;
Fig. 3 einen Flußplan einer Druckverminderungs-Steuerroutine,
die in einem Programmspeicher eines ROM des Regelsy
stems von Fig. 2 gespeichert ist;
Fig. 4 ein Diagramm, das die in einem Verlängerungszeitspei
cher des ROM gespeicherte Beziehung zwischen einer
Abbrems- oder Verzögerungsrate der Raddrehzahl des
Fahrzeugs und einer Druckverminderungs-Verlängerungs
zeit darstellt;
Fig. 5 ein Diagramm zur Erläuterung eines Beispiels eines von
dem Steuersystem von Fig. 2 durchgeführten Druckregel
vorgangs gemäß der Erfindung;
Fig. 6 und 7 Darstellungen zur Erläuterung eines Beispiels
einer Druckverminderungsregelung gemäß dem ABS-Regel
system der Erfindung und einer Änderung in der Abbrems
rate der Raddrehzahl;
Fig. 8 einen Flußplan eines Teils einer Druckverminderungs-
Steuerroutine, die bei einer anderen Ausführungsform
gemäß der Erfindung zur Anwendung kommt.
Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen werden die gegenwärtig
bevorzugten Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes in
Anwendung auf ein ABS-Bremssystem für ein Vierrad-Kraftfahrzeug,
wobei zwei voneinander unabhängige Hydrauliksysteme für ein
Paar von Vorder- und ein Paar von Hinterrädern vorgesehen
sind, erläutert.
Der in Fig. 1 gezeigte Hauptbremszylinder 10 hat zwei vonein
ander unabhängige Druckkammern und ist imstande, Flüssigkeits
drücke zu erzeugen, die einer an einem Bremspedal 12 des Fahr
zeugs einwirkenden Betätigungskraft proportional sind. Der
in einer der beiden Kammern des Hauptbremszylinders 10 entwickelte
Flüssigkeitsdruck wird über ein Dosier-/Umgehungsventil
14 einer ersten Primär-Fluidleitung zugeführt. Diese Leitung
16 ist in zwei Zweigleitungen aufgeteilt, die über jeweilige
Magnet-Dreistellungswegeventile 18 an zugeordnete Vorderrad-
Bremszylinder 29 angeschlossen sind. Der in der anderen der
beiden Kammern des Hauptbremsyzlinders 10 erzeugte Flüssig
keitsdruck wird einer zweiten Primär-Fluidleitung über das
Dosier-/Umgehungsventil 14 zugeführt. In dieser Fluidleitung
22 ist ein weiteres Magnet-Dreistellungswegeventil 24 angeord
net. Die Fluidleitung 22 ist an einer stromab vom Wegeventil
24 liegenden Stelle in zwei Zweigleitungen aufgeteilt, die
jeweils mit einem zugeordneten Hinterrad-Bremszylinder 26 ver
bunden sind. Insofern hat das Bremssystem zwei unabhängige
Hydraulikkreise, nämlich einen für die Vorderrad-Bremszylinder
20, um an den Vorderrädern des Fahrzeugs eine Bremswirkung
hervorzurufen, und einen anderen für die Hinterrad-Bremszylin
der 26, um die Hinterräder des Fahrzeugs abzubremsen.
Wenn der vordere Hydraulikkreis mit der ersten Primär-Fluid
leitung 16 funktionsfähig ist, dann wirkt das Dosier-/Umge
hungsventil 14 dahingehend, den empfangenen Hauptbremszylinder
druck proportional zu vermindern und diesen verminderten Druck
an den hinteren Hydraulikkreis mit der zweiten Primär-Fluidlei
tung 22 zu liefern. Ist der vordere Hydraulikkreis nicht in
seiner normalen Funktion oder schadhaft, dann überträgt das
Dosier-/Umgehungsventil 14 den Hauptbremszylinderdruck an die
Hinterrad-Bremszylinder 26 ohne die proportionale Druck
verminderung.
Die Dreistellungswegeventile 18 befinden sich normalerweise
in einer Druckerhöhungsstellung, in der die Vorderrad-Brems
zylinder 20 über die Ventile 18 mit dem Hauptbremszylinder
10 in Verbindung stehen. Wenn eine Magnetspule 30 eines jeden
Ventils 18 durch einen elektrischen Strom mit einem vergleichs
weise großen Wert erregt wird, dann wird das Ventil 18 in eine
Druckverminderungsstellung umgeschaltet, in welcher der zuge
ordnete Vorderrad-Bremszylinder 20 vom Hauptbremszylinder 10
getrennt und durch das Ventil 18 mit einem Vorratsbehälter
32 in Verbindung gebracht wird. Bei einer Erregung der Magnet
spule 30 mit einem Strom von vergleichsweise niedriger Größe
wird das Ventil 18 in eine Druckhaltestellung geschaltet, in
der der Vorderrad-Bremszylinder 20 sowohl gegenüber dem Haupt
bremszylinder 10 wie gegenüber dem Vorratsbehälter 32 abge
trennt ist. In gleichartiger Weise wird das Magnet-Dreistel
lungswegeventil 24 in Übereinstimmung mit dem Betriebszustand
seiner Magnetspule 34 betätigt, so daß dieses Ventil 24 in
ausgewählter Weise in seine Druckerhöhungsstellung für eine
Verbindung zwischen den Hinterrad-Bremszylindern 26 sowie dem
Hauptbremszylinder 10, in eine Druckverminderungsstellung für
eine Verbindung zwischen den Hinterrad-Bremszylindern 26 und
einem Vorratsbehälter 36 oder in eine Druckhaltestellung zur
Trennung der Zylinder 26 vom Hauptbremszylinder 10 sowie vom
Vorratsbehälter 36 geschaltet wird.
Die Bremsflüssigkeit im Vorratsbehälter 32 wird von einer
Pumpe 38 unter Druck gesetzt und zur Primär-Fluidleitung 16
durch eine Pumpendruckleitung 40 geführt. In der Druckleitung
40 liegt ein Dämpfer 42, der eine Förderdruckschwankung der
von der Pumpe 38 unter Druck abgegebenen Flüssigkeit dämpft.
Ferner befinden sich in der Druckleitung 40 zwei Rückschlag
ventile 44, die eine Flüssigkeitsströmung in einer Richtung
von der Primär-Fluidleitung 16 in den Dämpfer 42 unterbinden.
Der hintere Hydraulikkreis weist eine Pumpe 46, eine Pumpen
druckleitung 48, einen Dämpfer 50 sowie ein Rückschlagventil
52, die denselben Bauteilen im frontseitigen System gleichar
tig sind, auf.
Der vordere Hydraulikkreis ist auch mit zwei Rücklaufleitun
gen 54 versehen, die eine Rückströmung der unter Druck stehen
den Flüssigkeit von den Vorderrad-Bremszylindern 20 in den
Hauptbremszylinder 10 unter Umgehung des jeweiligen Wegeventils
18 zulassen. In jeder Rücklaufleitung 54 liegt ein Rückschlag
ventil 56, das eine Flüssigkeitsströmung zu dem jeweiligen
Vorderrad-Bremszylinder 20 hin verhindert. Der vordere Hydrau
likkreis ist ferner mit einer Umgehungsleitung 62, in der ein
normalerweise offenes Absperrventil 58 liegt, und mit zwei
Rückschlagventilen 60 ausgestattet. Wenn der vom Hauptbrems
zylinder 10 entwickelte Druck an die Vorderrad-Bremszylinder
20 gelegt wird, dann wird die unter Druck stehende Flüssigkeit
diesen Zylindern 20 durch die Umgehungsleitung 62 wie auch
durch die Primär-Fluidleitung 16 zugeführt, so daß die Zylin
der 20 mit einer ausreichend hohen Strömungsmenge an Druck
flüssigkeit betätigt werden.
Der hintere Hydraulikkreis ist mit einer Rücklaufleitung 66
versehen, die mit einem Rückschlagventil 64 ausgestattet ist,
jedoch fehlt diesem Hydraulikkreis eine Umgehungsleitung.
Die Fig. 2 zeigt ein elektrisches Steuersystem zur Regelung
der Magnet-Dreistellungswegeventile 18 sowie 24 und des Ab
sperrventils 58. Das Steuersystem wird im Prinzip von einem
ABS-Steuergerät 70 gebildet, welches in der Hauptsache aus
einem Computer besteht. Dieses ABS-Steuergerät 70 umfaßt eine
Zentraleinheit (CPU) 72, einen Festwertspeicher (ROM) 74, einen
Speicher mit wahlfreiem Zugriff (RAM) 76, ein Eingabeteil 80,
ein Ausgabeteil 94 und eine Datensammelleitung 78 für die
wechselwirkende Verbindung innerhalb des Computers. An das
Eingabeteil 80 sind Drehzahlfühler 84, 88 und 90 sowie ein
Bremspedalschalter 92, der die Lage des niedergedrückten
Bremspedals erfaßt, angeschlossen. Der Drehzahlfühler 84 ermit
telt eine mittlere Drehzahl des linken und rechten Hinterra
des des Fahrzeugs auf der Grundlage einer Drehzahl einer An
triebswelle des Fahrzeugs, während die Drehzahlfühler 88 und
90 die Drehzahlen des linken und des rechten Vorderrades er
fassen. An das Ausgabeteil 94 des Steuergeräts 70 sind die
oben beschriebenen Dreistellungswegeventile 18 und 24 sowie
das Absperrventil 58 angeschlossen.
Die CPU 72 enthält einen Zeitgeber 98, dessen Funktion noch
erläutert werden wird. Der ROM 74 enthält einen Programmspei
cher 100, in dem verschiedene Druckregel-Steuerprogramme ge
speichert sind, wie eine Druckverminderungsroutine, die durch
den Flußplan von Fig. 3 wiedergegeben wird. Ferner enthält
der ROM 74 einen Fest-Verminderungszeitspeicher 102 zur Spei
cherung einer Druckverminderungs-Regelzeit T 3 und einen Halte
zeitspeicher 106 zur Speicherung einer Druckhaltezeit Th. Des
weiteren ist dem ROM 74 ein Verlängerungszeitspeicher 108
zur Speicherung einer Beziehung zwischen einer Abbrems- oder
Verzögerungsrate α der Fahrzeug-Raddrehzahl und einer Verlän
gerungszeit T 2, während welcher die Druckverminderungszeit
erstreckt wird, eingegliedert. Das heißt, daß der Verlänge
rungszeitspeicher 108 eine Datentafel (Map) speichert, um die
Verlängerungszeit T 2 in Abhängigkeit von der Verzögerungsrate
α der Raddrehzahl zu erhalten.
Unter Bezugnahme auf die Fig. 5 wird ein Beispiel für einen
Betrieb zur Regelung eines an die Radbremszylinder 20 und 26
in dem ABS-Bremssystem von Fig. 1 durch das in Fig. 2 gezeig
te Steuersysteme angelegten Bremsflüssigkeitsdrucks be
schrieben.
Wenn das Bremspedal 12 betätigt wird, dann wird der Bremsflüs
sigkeitsdruck P so angehoben, wie das im untersten Teil von
Fig. 5 angedeutet ist, und eine Fahrzeug-Fahrgeschwindigkeit
Vb beginnt abzunehmen, wie das im obersten Teil von Fig. 5
angedeutet ist. Die Fahrgeschwindigkeit Vb wird durch die CPU
72 auf der Grundlage der höchsten der Geschwindigkeiten, die
vom Hinterrad-Drehzahlfühler 84, vom linken Vorderrad-Drehzahl
fühler 88 und vom rechten Vorderrad-Drehzahlfühler 90 erfaßt
wurden, berechnet.
Wenn die an irgendeines der vier Räder angelegte Bremskraft
übermäßig groß wird, dann wird die Drehzahl Vw dieses Rades,
die im folgenden der Einfachheit halber als Raddrehzahl be
zeichnet wird, im Vergleich zur Fahrgeschwindigkeit Vb abge
senkt. Das dem betroffenen Rad zugeordnete Magnet-Wegeventil
18 bzw. 24 wird von der Druckerhöhungsstellung in die Druckver
minderungsstellung geschaltet, um den Flüsigkeitsdruck im zu
geordneten Radbremszylinder 20 bzw. 26 zu vermindern, wie im
dritten Teil von Fig. 5 (von deren Oberseite her gezählt) an
gedeutet ist, wenn die Raddrehzahl Vw niedriger wird als eine
vorbestimmte Ziel-Raddrehzahl Vo, die niedriger ist als die
Fahrgeschwindigkeit Vb, und wenn die Verzögerungsrate α des
betroffenen Rades niedriger wird als ein vorbestimmter
Schwellenwert α o, wie im zweiten Teil von Fig. 5 (von deren
Oberseite her gezählt) angedeutet ist. Die Ziel-Raddrehzahl
Vo ist um einen Betrag, der einem optimalen Schlupfverhältnis
der Räder entspricht, niedriger als die Raddrehzahl Vb. Wenn
die beiden obigen Bedingungen erfüllt sind, beginnt der an
die betroffenen Radbremszylinder 20 bzw. 26 angelegte Flüs
sigkeitsdruck P, der erhöht worden ist, mit seiner Abnahme.
Als Ergebnis der Verminderung im Bremsdruck wird das Schlupf
verhältnis des betroffenen Rades vermindert, und die Verzöge
rungsrate α dieses Rades beginnt zu einer bestimmten Zeit
nach dem Beginn der Bremsdruckverminderung sich zu erhöhen.
Dann wird der Flüssigkeitsdruck P rapid oder langsam erhöht
oder auf demselben Pegel gehalten oder rapid oder langsam ver
mindert, so daß der Druck P auf einem nahezu optimalen Pegel
gehalten wird, wodurch die Raddrehzahl Vw so geregelt wird,
daß sie auf einem Wert, der nahezu der Ziel-Raddrehzahl Vo
gleich ist oder nahe an dieser liegt, gehalten wird. Da der
Betrieb, um den Flüssigkeitsdruck P für eine ABS-Bremsregelung
zu halten oder zu erhöhen, in einer üblichen Weise bewirkt
wird und für das Verständnis der vorliegenden Erfindung nicht
notwendig ist, werden weitere Einzelheiten des Druckhalte-
oder Druckerhöhungsvorgangs nicht erläutert.
Im folgenden wird der Druckverminderungsvorgang unter Bezug
nahme auf den Flußplan von Fig. 3 näher beschrieben. Wenn bei
der dargestellten Ausführungsform die Raddrehzahl Vw unter
den vorbestimmten Zielwert Vo zum ersten Mal abgesenkt wird,
dann wird die Druckverminderungs-Steuerroutine von Fig. 3
nur dann ausgelöst, wenn oder nachdem die Rad-Verzögerungs
rate a sich unterhalb des vorbestimmten Schwellenwerts α o
befindet oder unter diesen abgesenkt wird. Für das zweite und
das folgende Auftreten der Verminderung der Raddrehzahl Vw
unter den Zielwert Vo wird die Druckverminderungs-Steuerrou
tine ohne Rücksicht auf die Radverzögerungsrate gestartet.
Gemäß Fig. 3 geht bei Erzeugen eines Druckverminderungsbefehls
von dem ABS-Steuergerät 70 im Schritt S 1 die Prozeßsteuerung
zum Schritt S 2, in dem der Zeitgeber 98 der CPU 72 zurückge
stellt und ausgelöst wird. Dann geht die Prozeßsteuerung zum
Schritt S 3, um zu prüfen, ob die vorbestimmte Druckverminde
rungszeit T 1, die im Fest-Verminderungszeitspeicher 102 gespei
chert ist, verstrichen ist oder nicht, d.h., der Schritt S 3
wird wiederholt ausgeführt, bis der Inhalt des Zeitgebers 98
die vorbestimmte Zeit T 1 überschreitet. Demzufolge wird der
Flüssigkeitsdruck P für die vorbestimmte oder feste Druckver
minderungszeit T 1 abgesenkt, wie in Fig. 6 dargestellt ist.
Nach dem Verstreichen der festen Druckverminderungszeit T 1
geht die Steuerung zum Schritt S 4 über, in dem die CPU 72 die
Verzögerungsrate α des betroffenen Rades einliest. An den
Schritt S 4 schließt sich der Schritt S 5 an, in dem die CPU
72 die Verlängerungszeit T 2 auf der Grundlage der im Schritt
S 4 erlangten Verzögerungsrate α und entsprechend der Beziehung
von Fig. 4, die im Verlängerungszeitspeicher 108 gespeichert
ist, bestimmt. Die Beziehung wird so festgelegt, daß die Ver
längerungszeit T 2 sich mit der Radverzögerungsrate (der abso
lute Wert der Radverzögerungsrate hat ein negatives Vorzeichen)
erhöht. Anschließend geht die Prozeßsteuerung zum Schritt S 6
über, um zu bestimmen, ob eine Summe der festen Druckvermin
derungszeit T 1 und der Verlängerungszeit T 2 verstrichen ist
oder nicht, d.h., der Schritt S 6 wird wiederholt, bis der In
halt des Zeitgebers 98 die Summe (T 1 + T 2) übersteigt. Demzu
folge wird der Flüssigkeitsdruck P für die Zeitspanne
(T 1 + T 2) erniedrigt, wie in Fig. 6 gezeigt ist.
Nach dem Verstreichen der Zeitspanne (T 1 + T 2) werden die
Schritte S 7 und S 8 ausgeführt, um den gegenwärtigen Flüssig
keitsdruck P für die vorbestimmte, im Haltezeitspeicher 106
gespeicherte Druckhaltezeit aufrechtzuerhalten. Dann geht die
Prozeßsteuerung zum Schritt S 9 weiter, um zu entscheiden, ob
sich die Radverzögerungsrate α erhöht oder nicht. Diese Ent
scheidung wird bewerkstelligt, indem zwei Werte der Verzöge
rungsrate α zu zwei Zeitpunkten, die eine sehr kurze Zeitspan
ne begrenzen, erlangt werden und bestimmt wird, ob eine Diffe
renz eines absoluten Werts der ersten erlangten Verzögerungs
rate von einem absoluten Wert der zuletzt erlangten Verzöge
rungsrate ein positiver Wert ist oder nicht. Ist die Verzöge
rungsrate α konstant oder nimmt sie ab, dann geht die Prozeß
steuerung unter Überspringen der Schritte S 10 und S 11 zum
Schritt S 12 über, in dem ein Druckhaltebefehl erzeugt wird.
Aus der Fig. 6 folgt, daß der Flüssigkeitsdruck P für die
Zeitspanne der vorbestimmten Zeit T 1 plus der Verlängerungs
zeit T 2 vermindert wird, wobei das jeweils zugeordnete Wege
ventil 18 bzw. 24 in die Druckverminderungsstellung geschal
tet wird, und danach auf einem verminderten Pegel gehalten wird.
Die Bedeutung der Druckhaltezeit Th, die sich an die Zeitspan
ne (T 1 + T 2) anschließt, liegt in der Bestimmung, ob sich die
Radverzögerungsrate α erhöht oder vermindert, nachdem der
Flüsigkeitsdruck P für die Druckhaltezeit Th, die sich an den
Ablauf der gesamten Druckverminderungszeit (T 1 + T 2) an
schließt, konstantgehalten worden ist.
Wenn sich selbst nach dem Ablauf der Druckhaltezeit Th die
Radverzögerungsrate α noch erhöht, dann wird eine bestätigen
de Bestimmung (JA) im Schritt S 9 erhalten und im Schritt S 10
ein Druckverminderungsbefehl erzeugt. Dann geht die Prozeßsteu
erung zum Schritt S 11 über, um zu entscheiden, ob die Verzöge
rungsrate α mit ihrer Abnahme begonnen hat. Der Schritt S 11
wird wiederholt, bis eine positive Entscheidung (JA) im Schritt
S 11 erhalten wird. Das heißt mit anderen Worten, daß das je
weils zugehörige Wegeventil 18 bzw. 24 in der Druckverminde
rungsstellung gehalten wird, um den Flüssigkeitsdruck P weiter
abzusenken, bis die Verzögerungsrate α mit einem Abnehmen be
gonnen hat, wie in Fig. 7 dargestellt ist. Wenn im Schritt
S 11 eine positive Entscheidung erhalten wird, dann geht die
Steuerung zum Schritt S 12, um den verminderten Flüssigkeits
druck P zu halten. Somit wird nach dem Ablauf der Druckhalte
zeit Th der Flüssigkeitsdruck P für eine geeignete Zeitspanne
vermindert, bis die Verzögerungsrate α abzunehmen beginnt.
Der im Schritt S 12 erzeugte Druckhaltebefehl wird aufrechter
halten, bis eine positive Entscheidung (JA) im Schritt S 13
erhalten wird oder bis die vorbestimmte, im Verminderungs-
Regelzeitspeicher 104 gespeicherte Druckverminderungs-Regel
zeit T 3 verstrichen ist. Bei Ablauf dieser Regelzeit T 3 ist
eine (1) Druckverminderungs-Steuerroutine beendet, und der
Flüssigkeitsdruck P wird in einer üblichen ABS-Regelweise
gehalten oder erhöht.
Bei der im Flußplan von Fig. 3 dargestellten Ausführungsform
wird die Druckverminderungs-Steuerroutine, die aus den Schrit
ten S 1 bis S 13 besteht, nur einmal für einen Druckverminde
rungsbefehl ausgeführt. Jedoch kann die Druckverminderungs-
Steuerroutine von Fig. 3 durch eine abgewandelte, in Fig.
8 gezeigte Druckverminderungs-Steuerroutine ersetzt werden.
In diesem Fall geht die Prozeßsteuerung zur Haupt-Steuerrouti
ne jedesmal zurück, wenn eine negative Entscheidung (NElN) in
irgendeinem der Schritte Sx 1, Sx 2, Sx 3, Sx 4 und Sx 5, die den
Entscheidungsschritten S 3, S 6, S 8, S 11 und S 13 der Routine
von Fig. 3 entsprechen, erhalten wird. Das bedeutet, daß bei
Erhalt einer negativen Entscheidung in irgendeinem der Schritte
Sx 1-Sx 5 die Prozeßsteuerung zum Schritt S 21 (Beginn der
Druckverminderungs-Steuerroutine) durch die Hauptroutine zurückgeht,
um die Druckverminderungs-Steuerroutine zu wiederholen.
Die Schritte S 22 und S 23 entsprechen den Schritten S 1
und S 2 der in Fig. 3 gezeigten Routine. Der Schritt S 21 ist
vorgesehen, um die Schritte S 22 und S 23 zu überspringen, nachdem
eine negative Entscheidung in irgendeinem der Schritte
Sx 1-Sx 5 nach dem Erzeugen des Druckverminderungsbefehls im
Schritt S 22, d.h., nachdem der Schritt S 24 ausgeführt worden
ist, erhalten wird.
Durch die Erfindung wird ein System zur Regelung eines Bloc
kierschutz-Regelsystems mit einer Bremse für ein Kraftfahrzeug
rad offenbart, wonach ein Rutsch- oder Blockierzustand des
Rades durch eine Fühleinrichtung auf der Grundlage eines Fahr
zustandes des Fahrzeugs und eines Drehungszustandes des Rades
ermittelt sowie ein Schlupfverhältnis des Rades innerhalb
eines optimalen Bereichs durch eine Druckregelvorrichtung
gehalten wird, indem im Ansprechen auf den ermittelten Bloc
kierzustand des Rades ein der Bremse angelegter Bremsflüssig
keitsdruck erhöht, vermindert und gehalten wird. Eine vorbe
stimmte Druckverminderungszeit, während welcher der Brems
flüssigkeitsdruck vermindert wird, wird durch eine Meßeinrich
tung gemessen. Eine Verzögerungsrate in der Umlaufgeschwin
digkeit des Rades wird, wenn die Druckverminderungszeit ver
strichen ist, durch eine Fühleinrichtung ermittelt. Es ist
eine Einrichtung zur Bestimmung einer Verlängerungszeit, wäh
rend der der Flüssigkeitsdruck weiter vermindert wird, so daß
die Verlängerungszeit mit der ermittelten Verzögerungsrate
des Rades ansteigt, vorgesehen. Die Druckregeleinrichtung
wird betätigt, um den Flüssigkeitsdruck für die bestimmte
Verlängerungszeit weiter zu vermindern.
Obwohl die Erfindung anhand ihrer bevorzugten Ausfüh
rungsformen wörtlich und bildlich erläutert wurde, so ist
sie auf die dargelegten Einzelheiten keineswegs beschränkt,
da dem Fachmann bei Kenntnis der vermittelten Lehre Abwand
lungen und Abänderungen der verschiedensten Art an die Hand
gegeben worden sind, die jedoch als in den Rahmen der Erfin
dung fallend anzusehen sind.
Claims (8)
1. Verfahren zur Regelung eines Blockierschutz-Bremssystems
mit einer Bremse für ein Rad eines Kraftfahrzeugs, wobei
ein Schlupfverhältnis eines Fahrzeugrades innerhalb eines
optimalen Bereichs durch Ermitteln eines Rutsch- oder Blockierzustandes
des Rades auf der Grundlage eines Fahrzustan
des des Fahrzeugs sowie eines Drehzustandes des Rades durch
Erhöhen, Absenken und Halten eines an die Bremse im Anspre
chen auf den ermittelten Blockierzustand des Rades geleg
ten Bremsflüssigkeitsdrucks gehalten wird, gekennzeichnet
durch die Schritte:
- - Ermitteln eines Ablaufs einer vorbestimmten Druckvermin derungszeit (T 1) nach dem Beginn einer Abnahme im Brems flüssigkeitsdruck (P),
- - Ermitteln einer Verzögerungsrate (α) einer Drehzahl des Rades nach dem Verstreichen der Druckverminderungszeit (T 1),
- - Bestimmen einer Verlängerungszeit (T 2), während welcher der Bremsflüssigkeitsdruck (P) weiter vermindert wird, wobei diese Verlängerungszeit so bestimmt wird, daß sie sich mit der ermittelten Verzögerungsrate des Rades er höht, und
- - Absenken des Bremsflüssigkeitsdrucks (P) für die bestimm te Verlängerungszeit (T 2).
2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die wei
teren Schritte:
- - Entscheiden nach dem Verstreichen der bestimmten Verlän gerungszeit (T 2), ob sich die Verzögerungsrate (α) des Rades erhöht oder vermindert, und
- - Fortsetzen eines Betriebs zum Absenken des Bremsflüssig keitsdrucks (P) selbst nach dem Verstreichen der Verlän gerungszeit (T 2), wenn sich die Verzögerungsrate nach dem Verstreichen der Verlängerungszeit erhöht, und Hal ten des Bremsflüssigkeitsdrucks (P) nach dem Verstreichen der Verlängerungszeit (T 2), wenn sich die Verzögerungs rate nach dem Verstreichen der Verlängerungszeit vermin dert.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß
der Schritt der Entscheidung, ob sich die Verzögerungsrate
(α) des Rades erhöht oder vermindert, das Halten des Brems
flüssigkeitsdrucks (P) für eine vorbestimmte Druckhalte
zeit (Th) nach dem Verstreichen der Verlängerungszeit (T 2)
und das Entscheiden, ob sich die Verzögerungsrate des Rades
nach dem Verstreichen der Druckhaltezeit (Th) erhöht oder
vermindert, umfaßt.
4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet,
daß der Schritt des Fortsetzens eines Betriebs zum Absen
ken des Bremsflüssigkeitsdrucks (P) andauert, bis sich die
Verzögerungsrate (α) zu vermindern beginnt.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß
nach der Beendigung des Schritts zum Fortsetzen eines Be
triebs für das Absenken des Bremsflüssigkeitsdrucks (P)
dieser bis zum Verstreichen einer vorbestimmten Regelzeit
(T 3) vom Beginn einer Abnahme im Bremsflüssigkeitsdruck
(P) gehalten wird, wobei der Schritt des Haltens des Brems
flüssigkeitsdrucks nach dem Verstreichen der Verlängerungs
zeit (T 2) andauert, bis die vorbestimmte Regelzeit (T 3)
verstrichen ist.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch
gekennzeichnet, daß der Schritt der Bestimmung einer Verlän
gerungszeit (T 2) die Bestimmung einer Beziehung zwischen
einer Mehrzahl von aufeinanderfolgenden Bereichen der Ver
zögerungsrate (α) des Rades sowie einer entsprechenden
Mehrzahl von unterschiedlichen Werten der Verlängerungs
zeit (T 2) und die Auswahl von einem der unterschiedlichen
Werte der Verlängerungszeit, welcher der bei Verstreichen
der vorbestimmten Druckverminderungszeit (T 1) ermittelten
Verzögerungsrate entspricht, umfaßt.
7. Vorrichtung zur Regelung eines Blockierschutz-Bremssystems
mit einer Bremse für ein Rad eines Kraftfahrzeugs, mit
einer Ermittlungseinrichtung (70, 84, 88, 90), die einen
Rutsch- oder Blockierzustand des Rades auf der Grundlage
eines Fahrzustandes des Fahrzeugs sowie eines Drehzustandes
des Rades erfaßt, und mit einer Druckregeleinrichtung (18,
24, 70), die ein Schlupfverhältnis des Rades in einem opti
malen Bereich durch Erhöhen, Absenken und Halten eines an
die Bremse gelegten Bremsflüssigkeitsdrucks (P) im Anspre
chen auf den ermittelten Blockierzustand des Rades hält,
gekennzeichnet
- - durch eine eine vorbestimmte Druckverminderungszeit (T 1), während welcher der Bremsflüssigkeitsdruck (P) absinkt, messende Zeitmeßeinrichtung (70, 98, 102, S 2, S 3),
- - durch eine eine Verzögerungsrate (α) in der Drehzahl des Rades nach Ablauf der Druckverminderungszeit (T 1) erfas sende Ermittlungseinrichtung (70, 84, 88, 90, S 4) und
- - durch eine Verminderungszeit-Verlängerungseinrichtung (70, 108, S 5, S 6), die eine Verlängerungszeit (T 2), wäh rend welcher der Bremsflüssigkeitsdruck einem weiteren Absenken unterliegt, derart bestimmt, daß sich diese Ver längerungszeit mit der ermittelten Verzögerungsrate des Rades erhöht, wobei die Verminderungszeit-Verlängerungs einrichtung die Druckregeleinrichtung für ein weiteres Absenken des Bremsflüssigkeitsdrucks für die bestimmte Verlängerungszeit (T 2) betätigt.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch eine
Einrichtung (70, S 7- S 12), die bestimmt, ob sich nach Ver
streichen der bestimmten Verlängerungszeit die Verzögerungs
rate (α) des Rades erhöht oder vermindert, sowie die Druck
regeleinrichtung (18, 24, 70) zur Fortsetzung eines Betriebs
für ein Absenken des Bremsflüssigkeitsdrucks (P) auch nach
Verstreichen der Verlängerungszeit (T 2), wenn sich die Ver
zögerungsrate bei Ablauf der Verlängerungszeit erhöht, und
zum Halten des Bremsflüssigkeitsdrucks (P) nach dem Ver
streichen der Verlängerungszeit (T 2), wenn sich die Verzö
gerungsrate bei Ablauf der Verlängerungszeit vermindert,
regelt.
Applications Claiming Priority (1)
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