DE3923175A1 - Antirutsch- bzw. gleitschutzsteuersystem (abs) zur verwendung in kraftfahrzeugen - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft im allgemeinen Antirutsch- bzw. Gleitschutzsteuersysteme (ABS) zur Verwendung in Kraftfahrzeugen und im besonderen ein Gleitschutzsteuersystem, welches eingerichtet ist, um den Druck eines Radbremszylinders durch ein Drucksteuerventil einzustellen, um ein Blockieren eines Rades zu verhindern, welches beim Lauf des Kraftfahrzeuges geschehen kann.

Die Verwendung des Ausdrucks "Steuern" allein oder in zusammengesetzter Form ist in den gesamten Anmeldungsunterlagen als "Steuern und/oder Regeln" zu verstehen.

Üblicherweise ist ein Gleitschutzsteuersystem wie in der japanischen Patentveröffentlichung 51-6 308 (US-Patent 36 37 264) bekannt, wobei die Technik derart arrangiert ist, daß der Bremsdruck an die Radbremszylinder in Übereinstimmung mit der Betriebssteuerung von einem Zweipositionsventil zwischen der druckanwachsenden Position und der druckabfallenden Position eingestellt wird.

Im allgemeinen steuert solch ein Gleitschutzsteuersystem den Bremsdruck an den Radbremszylinder in Übereinstimmung mit vorherbestimmten Betriebsverhältnissen zum niederen druckanwachsenden Betrieb, zum niederen druckabfallenden Betrieb und zum druckbeibehaltenden Betrieb. Die druckanwachsende und druckabfallende Steigung jedoch, welche sich entwickelt, wenn das Zweipositionsventil die druckanwachsende Position bzw. die druckabfallende Position annimmt, hängt u. a. ab vom Bremsdruck im Hauptzylinder und vom Bremsdruck in den Radbremszylindern. In der Betriebssteuerung des Zweipositionsventils existiert zu diesem Zeitpunkt ein Betriebsverhältnis, wodurch der Betrag des Druckanwachsens, welcher in Übereinstimmug mit der druckanwachsenden Steigung erlangt wird, gleich werden kann dem Betrag des Druckabfallens, welcher erlangt wird in Übereinstimmung mit der Steigung des Druckabfallens. Dieses ausgeglichene Betriebsverhältnis bewirkt das konstante Beibehalten des Bremsdrucks in dem Radbremszylinder. Entsprechend, im Falle der im voraus festgestellten Betriebsverhältnisse gemäß dem obenerwähnten Stand der Technik, sogar wenn das Zweipositionsventil betrieben wird mit dem zum Zwecke des langsamen Druckanwachsens gesetzten Betriebsverhältnis, wenn beispielsweise das Betriebsverhältnis größer ist als das ausgeglichene Betriebsverhältnis, fällt der Bremsdruck in dem Radbremszylinder ab, und erschwert dadurch die verläßliche und sichere Steuerung des Anwachsens und Abfallens des Bremsdrucks in dem Radbremszylinder.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Gleitschutzsteuersystem bereitzustellen, welches imstande ist, den Bremsdruck in dem Radbremszylinder zuverlässig zu steuern.

Das Gleitschutzsteuersystem entsprechend der vorliegenden Erfindung umfaßt einen Radgeschwindigkeitssensor zum Bestimmen der Radgeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs und ein Steuerventil zur Steuerung des Bremsdrucks in einem Radbremszylinder, welcher eine Bremskraft auf das Rad ausübt. Das Steuerventil besitzt zwei Positionen und nimmt die druckanwachsende Position bzw. die druckabfallende Position ein. Des weiteren ist das Steuerventil eingerichtet, um in Übereinstimmung mit einem Signal betätigt zu werden, welches ein Betriebsverhältnis anzeigt zum Bestimmen der Beziehung der Antriebszeit zwischen dem Druckanwachsen und dem Druckabfallen. Das System umfaßt ebenfalls eine Blockierbestimmungsvorrichtung zum Bestimmen des Blockierzustands des Rades auf der Basis der durch den Radgeschwindigkeitssensor festgestellten Radgeschwindigkeit und eine Ausgleichsbetriebsverhältnisschätzvorrichtung zum Schätzen eines ausgeglichenen Betriebsverhältnisses, wodurch der vorliegende Bremsdruck in dem Radbremszylinder so gehalten wird, als wenn das Steuerventil mit einem Signal betrieben wird, welches das ausgeglichene Betriebsverhältnis besitzt. Die Steuervorrichtung des Gleitschutzsteuersystems bestimmt ein Betriebsverhältnis auf der Basis des geschätzten ausgeglichenen Betriebsverhältnisses in Übereinstimmung mit dem Blockierzustand des Rades, welcher bestimmt wird durch die Blockierbestimmungsvorrichtung, und steuert das Steuerventil mit einem Signal, welches das bestimmte Betriebsverhältnis anzeigt. Das ausgeglichene Betriebsverhältnis wird auf der Basis der Variation des Betriebsverhältnisses geschätzt, welches wiederum in Übereinstimmung mit einem Radparameter erlangt wird. Der Radparameter wird bestimmt als Funktion der Radgeschwindigkeit, der Radbeschleunigung und der Fahrzeugbeschleunigung.

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

Fig. 1 ein Diagramm, welches eine Anordnung eines Gleitschutzsteuersystems darstellt entsprechend einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, welche mit einem Kraftfahrzeug verbunden ist;

Fig. 2A und 2B Illustrationen einer Anordnung eines Gleitschutzsteuersystems von Fig. 1 hinblicklich eines Rades des Kraftfahrzeugs;

Fig. 3 ein Zeitdiagramm zur Beschreibung des Betriebs der ersten Ausführungsform;

Fig. 4 und 5 Flußdiagramme zur Beschreibung der Gleitschutzsteuerung gemäß der vorliegenden Ausführungsform;

Fig. 6 ein Zeitdiagramm zur Beschreibung der Betriebssteuerung der Gleitschutzsteuerung der ersten Ausführungsform;

Fig. 7 eine Illustration der Beziehung zwischen dem Betriebsverhältnis und dem Ausgleichsdruck in der ersten Ausführungsform;

Fig. 8 ein grafisches Diagramm zur Beschreibung des Verfahrens des Schätzens des ausgeglichenen Betriebsverhältnisses;

Fig. 9 ein Zeitdiagramm zur Beschreibung einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 10 ein Flußdiagramm des Betriebs, welches ausgeführt wird in einem Schritt 110 des Flußdiagramms von Fig. 4;

Fig. 11 experimentelle Daten für den Fall, daß die Phasen der Betriebssteuerung für die jeweiligen solenoidbetriebenen Ventile dieselben sind;

Fig. 11b experimentelle Daten für den Fall, daß die Phasen für die jeweiligen solenoidbetriebenen Ventile voneinander verschoben sind;

Fig. 12 ein Zeitdiagramm zur Beschreibung einer anderen Betriebssteuerung; und

Fig. 13 ein Flußdiagramm eines Betriebs zur Ausführung der Betriebssteuerung;

Fig. 14 eine andere Anordnung des solenoidbetriebenen Ventils, welches verwandt wird in dem Gleitschutzsteuersystem der Erfindung.

Fig. 1 erläutert schematisch ein Gleitschutzsteuersystem gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, welches mit einem Kraftfahrzeug verbunden ist. In Fig. 1 sind den vorderen rechten und vorderen linken Rädern 1 und 2 des Kraftfahrzeugs jeweils die Bremszylinder 9 und 10 zum Bremsen zugeordnet, welche wiederum über die solenoidbetriebenen Ventile 50 a und 50 b, welche vom Zweikanal- und Zweipositionstyp sind, an einen Hauptzylinder 15 gekoppelt sind. Des weiteren sind die hinteren rechten und hinteren linken Räder 3 und 4 ebenso mit Radbremszylindern 11 und 12 verbunden, welche über zweikanal- und zweipositionssolenoidbetriebene Ventile 50 a und 50 d und den proportionierenden Ventilen (P valves) 19 und 20 an den Hauptbremszylinder 15 gekoppelt sind. Mit dieser Anordnung wird der Bremsdruck, welcher erzeugt wird infolge des Niederdrückens des Hauptzylinders 15, den jeweiligen Radbremszylindern 9 bis 12 zugeführt. An den stromabwärtsgelegenen Seiten der jeweiligen solenoidbetriebenen Ventile 50 a bis 50 d sind Rohre 31 bis 34 angeordnet und über Pumpen 51 a bis 51 d an Rohre 21 und 22, welche an den stromaufwärts gelegenen Seiten der solenoidbetriebenen Ventile 50 a und 50 b angeordnet sind, gekoppelt. Die Pumpen 51 a bis 51 d werden von einem (nicht gezeigten) einzigen Motor angetrieben, welcher bewirkt, daß die Bremsflüssigkeit der jeweiligen Radbremszylinder 9 bis 12 zu den stromaufwärtsgelegenen Seiten der solenoidbetriebenen Ventile 50 a und 50 b der vorderen Räder 1 und 2 zurückkehrt.

Ebenfalls sind in dem Gleitschutzsteuersystem Radgeschwindigkeitssensoren 5 bis 8 vorgesehen zum Bestimmen der Geschwindigkeiten der jeweiligen Räder 1 bis 4. Die Signale, welche die festgestellten Radgeschwindigkeiten anzeigen, werden einer elektronischen Steuereinheit (ECU) 60 zugeführt, welche die Blockierzustände der jeweiligen Räder 1 bis 4 auf der Basis der Signale davon bestimmt. Entsprechend der Ergebnisse der Bestimmung steuert die ECU 60 den Betrieb der jeweiligen Solenoidventile 50 a bis 50 d und zur selben Zeit arbeitet der nichtdargestellte Motor, um die Pumpen 51 a bis 51 d anzutreiben.

Fig. 2A und Fig. 2B sind Illustrationen zur Beschreibung der Steuerung für nur ein Rad (des vorderen rechten Rades 1).

1. Allgemeiner Bremsbetrieb

Das solenoidbetriebene Ventil 50 a nimmt, wie in Fig. 2 dargestellt, eine Position ein, so daß der Hauptzylinder mit dem Radbremszylinder 5 a direkt zusammenhängt, und des weiteren sich die Pumpe 51 a in dem nichtangetriebenen Zustand befindet. Demgemäß wird der Bremsdruck des Hauptzylinders 15, welcher sich als Antwort auf das Niederdrücken eines Bremspedals 13 entwickelt, direkt hinblicklich des Radbremszylinders 9 betrieben, um ein Bremsdrehmoment an das vordere rechte Rad 1 anzulegen.

2. Gleitschutzsteuerung

Wenn während des Laufs des Kraftfahrzeugs der Grad des Blockierens des vorderen rechten Rades 1 infolge der Bremsoperation zu hoch wird, startet die ECU 60 die Gleitschutzsteuerung. Als Antwort auf den Start der Gleitschutzsteuerung gibt die ECU 60, wie in Fig. 3(A) gezeigt, ein Steuersignal an den nichtdargestellten Motor aus, um die Pumpe 51 a anzutreiben. Die Pumpe 51 a befindet sich während der Ausführung der Gleitschutzsteuerung stets im angetriebenen Zustand. Wie in Fig. 3(B) und (C) gezeigt steuert die ECU 60 zusätzlich den Betrieb des solenoidbetriebenen Ventils 50 a, um den Bremsdruck Pw/c in dem Radbremszylinder 9 einzustellen. Im nichtangeregten Zustand (Zustand AUS) nimmt das solenoidbetriebene Ventil 50 a die in Fig. 2A dargestellte Position an, während das solenoidbetriebene Ventil 50 a als Antwort auf die Anregung (Zustand EIN) die in Fig. 2B dargestellte Position annimmt.

Ein Beispiel der Gleitschutzsteuerung, welche von der ECU 60 ausgeführt wird, wird hiernach unter Bezug auf Fig. 4 und 5 beschrieben.

Die Gleitschutzsteuerung beginnt, wie in Fig. 4 dargestellt, mit einem Schritt 100, um die jeweilige Radgeschwindigkeit (Geschwindigkeit V _FR des vorderen rechten Rades, Geschwindigkeit V _FL des vorderen linken Rades, Geschwindigkeit V _RR des hinteren rechten Rades und Geschwindigkeit V _RL des hinteren linken Rades) auf der Basis der Radgeschwindigkeitssignale der jeweiligen Radgeschwindigkeitssensoren 5 bis 8 zu berechnen. Darauffolgend wird ein Schritt 101 ausgeführt, um die Beschleunigungswerte _FR , _FL , _RR und _RL zu berechnen als Funktion der jeweiligen Radgeschwindigkeiten V _FR , V _FL , V _RR und V _RL , welche in dem vorausgehenden Schritt 100 erlangt wird. Danach rückt die Steuerung zu einem Schritt 102 vor, um eine geschätzte Fahrzeuggeschwindigkeit V _B und eine geschätzte Fahrzeugbeschleunigung _B in Übereinstimmung mit den folgenden Gleichungen zu berechnen.

V _{B(n - 1)} + α 2 · ta (a)

Vwmax = MAX (V _FR , V _FL , V _RR , V _RL ) (b)

_B = (V _B(n) - V _{B(n - 1)})/ta (c)

wobei der Operator MED einen mittleren, der Operator MAX einen maximalen Wert, der Index _(n) von V _B(n) in Gleichung (a) den gegenwärtigen Berechnungswert, der Index _{(n - 1)} den vorausgegangenen Berechnungswert, α₁ und α₂ die obere Grenze der Verzögerung und die obere Grenze der Beschleunigung der Fahrzeugbeschleunigung, welche verwendet werden, um die Geschwindigkeitsdifferenz zwischen der vorausgegangenen berechneten Fahrzeuggeschwindigkeit V _{B(n - 1)} und der gegenwärtig berechneten Fahrzeuggeschwindigkeit V _B(n) zu begrenzen, und ta eine Periode (beispielsweise 4 bis 10 msec) zur Berechnung der Fahrzeuggeschwindigkeit repräsentiert.

Auf das Flußdiagramm von Fig. 4 zurückkommend, fährt die Steuerung mit einem Schritt 103 fort, um eine Referenzgeschwindigkeit V _SH zu bestimmen auf der Basis von der berechneten geschätzten Fahrzeuggeschwindigkeit V _B , um die Blockierneigung des Rades zu bestimmen. Das heißt, die geschätzte Fahrzeuggeschwindigkeit V _B wird multipliziert mit Ko (=0,7 bis 0,95), um eine Geschwindigkeit entsprechend eines Zielrutschverhältnisses zu erlangen, worauf die Referenzgeschwindigkeit V _SH bestimmt wird durch Subtraktion einer Offsetgeschwindigkeit Vo von der Zielrutschverhältnis entsprechenden Geschwindigkeit.

V _SH = Ko V _B - Vo (d)

Die Berechnung der Gleichung (d) wird durchgeführt, um die Geschwindigkeitsdifferenz zwischen der geschätzten Geschwindigkeit V _B und der Referenzgeschwindigkeit V _SH auf einen größeren Wert als die Offsetgeschwindigkeit Vo zu setzen, sogar wenn die geschätzte Fahrzeuggeschwindigkeit V _B kleiner wird.

In einem Schritt 104 wird eine Berechnung durchgeführt in Übereinstimmung mit der folgenden Gleichung, um die Parameter W _FR , W _FL , W _RR und W _RL zu erlangen, welche die Blockierneigungen (-zustände) der jeweiligen Räder (welche auf Radparameter zurückgeführt werden) auf der Basis der geschätzten Fahrzeugbeschleunigung _B und der Referenzgeschwindigkeit V _SH , welche in den vorausgegangen Schritten 102 und 103 berechnet werden, anzeigen.

wobei das Symbol von , usw. FR, FL, RR und RL repräsentiert.

Hinblicklich des Radparameters , welcher in Gleichung (e) zu berechnen ist, wird im Fall < 0 angezeigt, daß das Rad sich nicht in den blockierten Zustand begibt, wohingegen der Fall 0 anzeigt, daß sich das Rad in blockiertem Zustand befindet. |W| zeigt den Betrag des Blockierzustands an. Während der Ausführung der Gleitschutzsteuerung, wenn < 0, befinden sich die Bremsdrücke Pw/c in den Radbremszylindern 9 bis 13 in anwachsendem Zustand. Wenn andererseits 0 ist, befinden sich die Bremsdrücke in druckbeibehaltendem oder in druckabfallendem Zustand.

In einem Schritt 105 wird überprüft, ob die Gleitschutzsteuerung gestartet wurde. Wenn das nicht der Fall ist, geht die Steuerung über zu einem Schritt 106, um die Blockierneigung jedes einzelnen Rades zu bestimmen. Das heißt, die Radparameter der jeweiligen Räder, welche in dem obenerwähnten 104 erlangt werden, werden verglichen mit einem Steuerstartpegel -Kw (Kw: positive Konstante). Wenn die Bestimmung gemacht wurde, wo mindestens einer der Radparameter kleiner ist als -Kw, geht als Ergebnis die Steuerung über zu einem Schritt 107, um die Gleitschutzsteuerung zu starten. Wenn andererseits in Schritt 106 alle Radparameter W _FR bis W _RL oberhalb -Kw liegen, kehrt die Steuerung zu dem Schritt 100 zurück unter der Bestimmung, daß sich alle Räder in nichtblockiertem Zustand befinden. In dem Schritt 107 wird die Pumpe 51 a angetrieben und befindet sich im Zustand EIN, wodurch die Gleitschutzsteuerung gestartet wird.

Ein darauffolgender Schritt 108 ist vorgesehen, um zu überprüfen, ob der Zustand, daß alle Radparameter W _FR bis W _RL größer als null sind, für nicht weniger als Te Sekunden anhält (beispielsweise 0,5 bis 2 Sek.). Wenn die Antwort auf dem Schritt 108 positiv ist, rückt die Steuerung unter der Bestimmung, daß das Blockieren der Räder vollständig gesteuert wird, zu einem Schritt 109 vor. In dem Schritt 109 wird die Pumpe 51 a auf den nichtangetriebenen Zustand (Zustand EIN) gesetzt und das solenoidbetriebene Ventil 50 a wird abgeregt (auf den Zustand AUS gesetzt), wodurch die Gleitschutzsteuerung beendet wird, so daß der Operationsfluß zu dem Schritt 100 zurückkehrt. Wenn andererseits die Bestimmung des Schrittes 108 negativ ist, bewirkt die Gleitschutzsteuerung unter der Bestimmung, daß die blockierenden Zustände der jeweiligen Räder noch nicht vollkommen gesteuert werden, folgende Schritte 110 bis 140.

In den Schritten 110 bis 140 werden die Betriebsverhältnisse zum Antrieb der solenoidbetriebenen Ventile 50 a bis 50 d berechnet in Übereinstimmung mit dem Grad der blockierenden Zustände der jeweiligen Räder 1 bis 4. Danach kehrt der Operationsfluß zum Schritt 100 zurück. mit den berechneten Betriebsverhältnissen wird der Betrieb der jeweiligen solenoidbetriebenen Ventile 50 a bis 50 d in der mit Fig. 5(a) bis (d) dargestellten Interruptroutine gesteuert. Wie in Fig. 6 dargestellt, sind die Phasen der Betriebssteuerung der solenoidbetriebenen Ventile 50 a bis 50 d um ein ¼ T verschoben, wobei T einem Zyklus der Betriebssteuerung entspricht. Gegenüber dem Fall, daß die Betriebssteuerung unter dem Zustand derselben Phase durchgeführt wird, geht die Bremsflüssigkeit aus dem Hauptbremszylinder 15 hervor oder wird umgekehrt glatt, wodurch sich unter anderem eine Reduktion des Rückschlags des Bremspedals 13 und eine Verbesserung des Bremsgefühls ergibt.

Das Berechnungsverfahren des Betriebsverhältnisses, welches in dem Schritt 110 auszuführen ist, wird hiernach unter Bezug der Fig. 3, 7 und 8 beschrieben.

Hinblicklich der Betriebssteuerung des solenoidbetriebenen Ventils 50 a, wie mit Fig. 3(B) erläutert, während die Timeranregungsperiode (druckanwachsende Zeitperiode) T′ _D eines Zyklus T länger wird, d. h. in Übereinstimmung mit dem Betriebsverhältnis T _D (T′ _D /T) größer wird, wird die druckanwachsende Tendenz größer. Wenn jedoch das solenoidbetriebene Ventil 50 a kontinuierlich mit einem gegebenen Betriebsverhältnis T _D angetrieben wird, konvergiert der Bremsdruck Pw/c in dem Radbremszylinder 9 gegen einen gegebenen Druckwert (Ausgleichsdruck P _H ). Die Beziehung zwischen dem Betriebsverhältnis T _D und dem Ausgleichsdruck P _H wird in Fig. 7 dargestellt. Ebenso wird in den Fällen, wo beispielsweise das solenoidbetriebene Ventil 50 a kontinuierlich mit dem Betriebsverhältnis T _D 0 betrieben wird, das Druckanwachsen erzeugt, wenn der Bremsdruck Pw/c in dem Radbremszylinder 9 kleiner ist als der Ausgleichsdruck P 0 entsprechend dem Betriebsverhältnis T _D 0, andererseits wird das Druckabfallen erzeugt, wenn der Bremsdruck Pw/c größer ist als der Ausgleichsdruck P 0. Sogar wenn das solenoidbetriebene Ventil 50 a in Übereinstimmung mit dem Betriebsverhältnis T _D 0 betrieben wird, hängt das Anwachsen oder Abfallen des Bremsdrucks Pw/c in dem Radbremszylinder 9 unter anderem vom gegenwärtigen Bremsdruck Pw/c darin ab. Um demgemäß verläßlich das Anwachsen und Abfallen des Bremsdrucks Pw/c in dem Radbremszylinder 9 durchzuführen, kann es wünschenswert sein, zur Beibehaltung des gegenwärtigen Bremsdrucks Pw/c in dem Radbremszylinder 9 das Ausgleichsdruckverhältnis T _MD zu schätzen und die das solenoidbetriebene Ventil 50 a mit einem Betriebsverhältnis T _D zu betreiben, welches kleiner als das ausgeglichene Betriebsverhältnis T _MD ist, wenn der Druck anwächst, oder mit einem Betriebsverhältnis T _d , welches größer ist als das ausgeglichene Betriebsverhältnis T _MD , wenn der Druck fällt.

Hiernach wird bezüglich Fig. 8 ein Verfahren zum Schätzen des ausgeglichenen Betriebsverhältnisses T _MD beschrieben. In Fig. 8 wird angenommen, daß das solenoidbetriebene Ventil 50 a bis zu einer Zeit t 0 mit dem Betriebsverhältnis T _D 0 angetrieben wird, so daß der Bremsdruck Pw/c in dem Radbremszylinder 9 einen ausgeglichenen Druck P 0 erreicht. Wenn zu einer Zeit t 0 das Betriebsverhältnis auf T _{D 1} (<T _D 0) verändert wird, variiert der Bremsdruck Pw/c darin gegen einen ausgeglichenen Druck P 1 entsprechend dem Betriebsverhältnis T _{D 1}, wie in Fig. 8 dargestellt. Zu dieser Zeit ist die Veränderung P (= Pw/c - P 0) eine Funktion der Zeit t und kann wie folgt ausgedrückt werden:

Δ P = Δ P 1 · (1 - e ^{-k 1(t - t 0)}) (f),

wobei Δ P 1 = P 1 - P 0 und K 1 eine positive Konstante ist.

Entsprechend ist die Orientierung von Δ P 2 des Bremsdrucks Pw/c nach einer Berechnungsperiode ta (Zeit t 2), während der die ECU 60 das ausgeglichene Betriebsverhältnis T _MD schätzt, gegeben in Übereinstimmung mit der folgenden Gleichung.

Δ P 2 = Δ P 1 · (1 - e ^{-k 1 t 0}) = k · Δ P 1 (0 < k < 1) (g)

Wenn hier die Variation Δ T _D des Betriebsverhältnisses T _D klein ist, kann die Beziehung zwischen der Variation Δ T _D des Betriebsverhältnisses T _D und der Variation Δ P _H des ausgeglichenen Druckes P _H des Radbremszylinders, wie in Fig. 7 dargestellt, wie folgt angenommen werden:

Δ P _H = k 2 · Δ T _D (k 2 ist eine negative Konstante. (h)

Für den mit Fig. 8 dargestellten Fall ergibt sich

Δ P 1 = k 2 · (T _{D 0} - T _{D 1}) = K 2 · Δ T _{D 1} (i).

Wenn des weiteren das Betriebsverhältnis in dem Fall, daß in Fig. 8 der Bremsdruck P 2 der ausgeglichene Druck ist, als T _{D 2} angenommen wird, kann die folgende Gleichung erlangt werden:

Δ P 2 (= P 2 - P 0) = k 2 · (T _{D 0} - T _{D 2}) = k 2 · Δ T _{-D 2} (j)

Wenn die Gleichungen (i) und (j) in die Gleichung (g) eingesetzt werden, ergibt sich folgende Gleichung:

Δ T _{D 2} = k · Δ T _{D 1} (∵ 0 < k < 1) (k),

d. h., wenn das Betriebsverhältnis durch Δ T _D variiert wird, kann die Variation Δ T _MD des ausgeglichenen Betriebsverhältnisses nach dem Berechnungszeittakt erlangt werden in Übereinstimmung mit folgender Gleichung:

Δ T _MD = k · Δ T _D (∵ 0 < k < 1) (l).

Andererseits kann das Betriebsverhältnis jedes einzelnen Rades berechnet werden auf der Basis des ausgeglichenen Betriebsverhältnisses und der Variation des Betriebsverhältnisses in Übereinstimmung mit folgender Gleichung:

wobei _{(n - 1)} das vorausgehend berechnete ausgeglichene Betriebsverhältnis ist.

Des weiteren ergibt sich die Variation des Betriebsverhältnisses wie folgt auf der Basis des Radparameters , welcher in dem Schritt 104 des Flußdiagramms von Fig. 4 berechnet wird:

Das ausgeglichene Betriebsverhältnis _(n) , welches in der nächsten Berechnung zu verwenden ist, kann erlangt werden in Übereinstimmung mit folgender Gleichung auf der Basis der Variation des Betriebsverhältnisses , welches durch die Gleichung (m) erlangt wird, und das vorhergehend berechnete ausgeglichene Betriebsverhältnis _{(n - 1)}:

Wenn während der Ausführung der Gleitschutzsteuerung stets das ausgeglichene Betriebsverhältnis T _MD geschätzt wird in Übereinstimmung mit der vorgehenden Gleichung (p), ist es möglich, in Übereinstimmung mit den Gleichungen (o) und (m) das Betriebsverhältnis zu erreichen, welches im Stande ist, das Druckanwachsen und Druckabfallen des Bremsdruckes Pw/c jedes einzelnen der Räder 1 bis 4 sicher durchzuführen in Übereinstimmung des Blockierzustandes jedes einzelnen der Räder 1 bis 4.

Während in den Schritten 110 bis 140 das Betriebsverhältnis jedes einzelnen der Räder 1 bis 4 unter Verwendung der Gleichungen (m), (o) und (p) berechnet wird, wie bei einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wird des weiteren die Steuerung durchgeführt, um die Bremsfähigkeit zu verbessern. Hiernach folgt eine Beschreibung der Steuerung bezüglich Fig. 9. Wie in Fig. 9 für das Zeitintervall t 0 bis t 1 erläutert, ist der Radparameter größer als null, wodurch sich das Rad nicht im blockierten Zustand befindet. Deshalb werden wie durch Fig. 9(c) erläutert, das Betriebsverhältnis und das ausgeglichene Betriebsverhältnis , welches in Übereinstimmung mit den Gleichungen (o) und (p) berechnet wird, allmählich kleiner, wodurch der Bremsdruck Pw/c in dem Radbremszylinder, wie durch Fig. 9(b) gezeigt, langsam erhöht wird. Wenn, wie durch Fig. 9(a) und (d) erläutert, das Rutschverhältnis zur Zeit t 1 erhöht wird, so daß der Radparameter kleiner als null wird und daher sich das Rad in Blockierneigung begibt, wird das Betriebsverhältnis und das ausgeglichene Betriebsverhältnis größer in Übereinstimmung mit dem Wert des Radparameters . Als Resultat wird der Bremsdruck des Radbremszylinders verkleinert, um die Blockierneigung des Rades zu steuern.

Wenn zur Zeit t 2 der Radparameter wieder größer als null wird, beginnt der Bremsdruck Pw/c des Radbremszylinders anzuwachsen. Zu dieser Zeit, wenn das Betriebsverhältnis und das ausgeglichene Betriebsverhältnis durch die Gleichungen (o) und (p) berechnet werden unter Verwendung des Wertes des Radparameters , welcher erlangt wird durch die Gleichung (e), wie durch eine gestrichelte Linie in Fig. 9(c) angezeigt, wird das ausgeglichene Betriebsverhältnis nicht sofort erniedrigt. So wird das Betriebsverhältnis , welches auf der Basis des ausgeglichenen Betriebsverhältnisses berechnet wird, ähnlich langsam verkleinert. Demgemäß besteht die Möglichkeit, daß, wie durch die gestrichelten Linien in Fig. 9(a) und (b) angezeigt, der Bremsweg verlängert wird infolge der Erniedrigung der Bremsfähigkeit, welche sich ergibt aus der Verzögerung der Wiederherstellung des Bremsdrucks Pw/c des Radbremszylinders.

Um dieses Problem zu eliminieren, wird gemäß dieser Ausführungsform das ausgeglichene Betriebsverhältnis unmittelbar vor einem Beginn des Druckabfallens zu der Zeit t 1 in dem Speicher gespeichert und das ausgeglichene Betriebsverhältnis wird zu der Zeit eines Beginns des Druckanwachsens, d. h. zur Zeit t 2, bestimmt durch Addition des angeglichenen Betriebsverhältnisses unmittelbar vor dem Beginn des Druckabfallens zu einem Offsetbetrag Δ T _MDOS . Mit dieser Bestimmung ist es möglich, den Bremsdruck Pw/c jedes einzelnen Radbremszylinders 9 bis 12 sofort auf den optimalen Druck zurückzuführen, welcher bestimmt wird durch Berücksichtigung der Bremsfähigkeit. Der Grund dafür, daß die Summe des ausgeglichenen Betriebsverhältnisses unmittelbar vor Beginn des Druckabfallens und einem Offsetbetrag Δ T _MDOS angenommen wird als das ausgeglichene Betriebsverhältnis zu der Zeit des Beginns des Druckanwachsens, ist der, daß berücksichtigt wird, daß der optimale Druck, welcher bestimmt wird unter Berücksichtigung der Bremsfähigkeit, etwas kleiner ist als der ausgeglichene Druck P _H , welcher dem ausgeglichenen Betriebsverhältnis T _MDB unmittelbar vor dem Beginn des Druckabfallens entspricht. Das heißt, das ausgeglichene Betriebsverhältnis ist ein Wert entsprechend dem Bremsdruck Pw/c jedes einzelnen Radbremszylinders 9 bis 12. Zu der Zeit t 1 tritt hinsichtlich jedes einzelnen der Räder 1 bis 4 infolge des Bremsdrucks Pw/c entsprechend dem ausgeglichenen Betriebsverhältnis Blockierneigung ein. So hat der Druck, welcher leicht niedriger als der Bremsdruck Pw/c ist, einen optimalen Druck zur Folge. Der Offsetbetrag Δ T _MDOS wird bestimmt hinsichtlich des ausgeglichenen Betriebsverhältnisses entsprechend dem optimalen Druck.

Fig. 10 stellt ein Flußdiagramm dar, welches ein Beispiel der Steuerung für das vordere rechte Rad zeigt, welche in dem Schritt 110 von Fig. 4 ausgeführt wird. Die Steuerung beginnt mit einem Schritt 111, um zu überprüfen, ob der Radparameter W _FR positiv oder negativ ist. Wenn der Radparameter W _FR kleiner als null ist, geht die Steuerung zu einem Schritt 113 über. Wenn er größer als null ist, geht die Steuerung zu einem Schritt 112 über. In dem Schritt 112 wird die Veränderung des ausgeglichenen Betriebsverhältnisses T _{MDFR(n - 1)}, welche verwendet wird in den später erwähnten Schritten 114 und 115, durch die folgende Gleichung durchgeführt:

T _{MDFR(n - 1)} = MIN (T _{MDFR(n - 1)}, T _MDBFR + Δ T _MDOS ) (q),

wobei durch den Operator MIN der kleinere Wert von T _{MDFR(n - 1)}, T _MDBFR + Δ T _MDOS ausgewählt wird. Das heißt, in dem Schritt 112 wird zu der Zeit des Beginns des Wiederanwachsens des Drucks das ausgeglichene Betriebsverhältnis auf T _MDBFR + Δ T _MDOS geändert, und zur Zeit des Druckanwachsens wird er auf T _{MDFR(n - 1)} geändert, welcher in dem Schritt 115 vorher erlangt wird. Sogar zu der Zeit des Beginns des Druckwiederanwachsens, wenn das ausgeglichene Betriebsverhältnis T _{MDFR(n - 1)}, welches vorher in dem Schritt 115 berechnet wird, kleiner ist als die Summe des ausgeglichenen Betriebsverhältnisses T _MDBFR unmittelbar vor dem Beginn des Druckanwachsens und dem Offsetbetrag Δ T _MDOS , wird T _{MDFR(n - 1)} als ausgeglichenes Betriebsverhältnis verwendet.

Im Schritt 113 wird die Variation Δ T _DFR des Betriebsverhältnisses T _DFR wie folgt erlangt unter Verwendung des Radparameters W _FR in Übereinstimmung mit der obenerwähnten Gleichung (m):

Δ T _DFR = k 3 W _FR (k 3 ist eine positive Konstante) (r).

In dem Schritt 114 wird das Betriebsverhältnis T _DFR in Übereinstimmung mit der obenerwähnten Gleichung (o) wie folgt erlangt:

T _DFR = T _{MDFR(n - 1)} - Δ T _DFR (s).

In dem Schritt 115 wird das ausgeglichene Betriebsverhältnis T _MDFR(n) , welches in der nächsten Berechnung verwendet wird, in Übereinstimmung mit der Gleichung (p) wie folgt erlangt:

T _MDFR(n) = T _{MDFR(n - 1)} - k · Δ T _DFR (0 < k < 1) (t).

Danach geht die Steuerung zu einem Schritt 116 über, um zu überprüfen, ob der Radparameter W _FR positiv oder negativ ist. Wenn der Radparameter W _FR kleiner als Null ist, geht die Steuerung zu einem Schritt 120 über. Wenn er andererseits größer als Null ist, geht die Steuerung zu einem Schritt 117 über. In dem Schritt 117 wird das ausgeglichene Betriebsverhältnis T _MDBFR unmittelbar vor Beginn des Druckabfallens aufdatiert. Das heißt, mit den Schritten 116 und 117 wird T _MDBFR zu der Zeit des Druckanwachsens aufdatiert. Zu der Zeit des Druckabfallens oder des Druckbeibehaltens wird T _MDBFR nicht variiert, so daß T _MDBFR das ausgeglichene Betriebsverhältnis unmittelbar vor dem Beginn des Druckanwachsens wird.

Der ähnliche Prozeß wird für die anderen Räder 2 bis 4 mit den Schritten 120, 130 und 140 des Flußdiagramms von Fig. 4 durchgeführt.

Wie oben bezüglich Fig. 6 beschrieben, sind in diesen Ausführungsformen die Phasen der Betriebssteuerung für die solenoid betriebenen Ventile 50 a bis 50 d um ¼ T voneinander verschieden. Fig. 11A und 11B zeigen die experimentellen Daten. Die Variation des Bremsdrucks Pm/c des Hauptbremszylinders 15 und die Größe (Vibration) des Rückstoßes durch die Beschleunigung werden wähend der Antiblockiersteuerung ausgedrückt und der Zyklus T der Betriebssteuerung wird auf 32 msec gesetzt. Fig. 11A zeigt die Daten für den Fall, daß die Phasen der Betriebssteuerung für die solenoid betriebenen Ventile 50 a bis 50 d dieselben sind und Fig. 11B zeigt die Daten für den Fall, daß die Phasen um ¼ T voneinander verschoben sind. In den Fällen, wo die Betriebssteuerung für ein Gleitschutzsteuersystem des Typs verwendet wird, in denen während der Ausführung der Gleitschutzsteuerung das Druckanwachsen in dem Radbremszylinder durchgeführt wird durch Zuführung der Bremsflüssigkeit von dem Hauptbremszylinder an den Radbremszylinder, wenn die Phasen der Betriebssteuerung für die jeweiligen Räder wie in Fig. 11A gezeigt dieselben sind, wird die Variation des Hauptzylinderdrucks Pm/c groß, um unter anderem den Rückstoß auf das Bremspedal zu vergrößern, wodurch das Problem der Verschlechterung des Fahrgefühls entsteht. Andererseits, in den Fällen, in denen wie in Fig. 11B erläutert die Phasen voneinander verschoben sind, wird die Variation des Hauptzylinderdrucks Pm/c glatt, was unter anderem eine Reduktion des Rückstoßes auf das Bremspedal, der Fahrzeugvibration und des Steuergeräusches gestattet. Es ist hier ebenso passend, daß die Phasen in zwei Gruppen geteilt sind, welche angeordnet sind, um wie in Fig. 12 gezeigt voneinander in Phasen von ½ T verschoben zu werden.

Obwohl in der obenerwähnten Ausführungsform die Betriebssteuerung der jeweiligen solenoid betriebenen Ventile 50 a bis 50 d in Übereinstimmung mit der in Fig. 5 dargestellten Interruptroutine bewirkt wird, kann der Prozeß in Übereinstimmung mit einer Interruptroutine durchgeführt werden wie in Fig. 13 gezeigt. Die Interruptroutine von Fig. 13 wird alle 8 msec ausgeführt und beginnt mit einem Schritt 210, um den Wert eines Zählers N zu überprüfen. Danach geht die Steuerung in Übereinstimmung mit dem Wert des Zählers N zu anderen Schritten über. Das heißt, wenn N = 0, geht die Steuerung zu einem Schritt 220 über, wenn N = 1, rückt die Steuerung zu einem Schritt 230 vor, wenn N = 2, schreitet die Steuerung mit einem Schritt 240 fort und wenn N = 3, geht die Steuerung zu einem Schritt 250 über. In dem Schritt 220 zum Betrieb des Zweipositionsventils für das vordere rechte Rad 1 wird z. B. ein Signal ausgegeben, um die Zweipositionsventil-Anregungszeit des Zyklus T auf den Timer zu setzen. In den Schritten 260 bis 280 wird der Zähler inkrementiert und wenn N = 4, wird der Zähler N auf 0 gesetzt.

Es soll verstanden werden, daß sich das Vorhergehende nur auf die bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung bezieht, und daß es beabsichtigt ist, alle Veränderungen und Modifikationen der Ausführungsformen der Erfindung, welche hierin zum Zwecke der Offenbarung verwendet werden, abzudecken, was keine Abtrennung vom Geist und vom Umfang der Erfindung dargestellt. Obwohl beispielsweise in den Ausführungsformen das solenoidbetriebene Ventil vom Zweikanal- und Zweipositionstyp ist, erscheint es ebenso passend, wie in Fig. 14 gezeigt, ein Dreikanal- und Zweipositionstyp selenoid betriebenes Ventil zu verwenden. Es erscheint des weiteren ebenso passend, ein analoges Ventil zu verwenden, welches kontinuierlich die Position zwischen der druckanwachsenden Position und der druckabfallenden Position einnehmen kann. In diesem Fall sollte das Analogventil durch die jeweilige Steuerung oder die Betriebssteuerung angetrieben werden, in der die Periode sehr kurz ist. In dem Fall, daß das Analogventil in Übereinstimmung mit der Betriebssteuerung, in welcher die Periode sehr kurz ist, angetrieben wird, wird der Ventilkörper des Analogventils nicht bewegt während der Betriebssteuerperiode, er wird jedoch bewegt in Übereinstimmung mit dem Durchschnittswert des Antriebsstroms in Folge der Betriebssteuerung. In dem Fall, daß das Analogventil mit der Stromsteuerung angetrieben wird, wird der Strom I durch folgende Gleichungen erlangt:

I = I _{M(n - 1)} - Δ I (u)

I _M(n) = I _{M(n - 1)} - k · Δ I (v).

Es entsprechen hier jeweils die vorher erwähnten Gleichungen (u) und (v) den Gleichungen (o) und (p), und die anderen Prozesse sind ähnlich wie in den oben beschriebenen Ausführungsformen.

Obwohl des weiteren in dem Schritt 112 des Flußdiagramms von Fig. 10 für den Offsetbetrag Δ T _MDOS in der Gleichung (g) eine Konstante verwendet wird, erscheint es als passend, ihn in Übereinstimmung mit der Druckabfallzeit vor dem Beginn des Druckwiederanwachsens zu variieren.

Claims (13)

1. Gleitschutzsteuersystem zur Verwendung in Kraftfahrzeugen mit:
einer Radgeschwindigkeits-Detektionsvorrichtung (5, 6, 7, 8) zum Feststellen einer Geschwindigkeit eines Rades (1, 2, 3, 4) des Kraftfahrzeugs;
einer Steuerventilvorrichtung zum Steuern des Drucks in einem Radbremszylinder (9, 10, 11, 12) zum Anlegen einer Bremskraft an das Rad (1, 2, 3, 4); und
einer elektronischen Steuervorrichtung, welche enthält:
eine Blockierzustands-Entscheidungsvorrichtung zum Bestimmen eines Blockierzustands des Rades auf der Basis der Radgeschwindigkeit, welche festgestellt wird durch die Radgeschwindigkeits-Detektionsvorrichtung;
eine Ausgleichs-Antriebssignalwert-Schätzvorrichtung zum Schätzen eines ausgeglichenen Antriebssignalwerts der Steuerventilvorrichtung, um den gegenwärtigen Bremsdruck darin beizubehalten;
eine Antriebssignalwert-Berechnungsvorrichtung zur Berechnung eines Antriebssignalwerts für die Steuerventilvorrichtung auf der Basis des durch die Ausgleichs-Antriebssignalwert-Schätzvorrichtung geschätzten ausgeglichenen Antriebssignalwerts in Übereinstimmung mit dem Radblockierzustand, welcher bestimmt wird durch die Blockierzustands-Bestimmungsvorrichtung; und
eine Antriebssteuervorrichtung zum Antreiben der Steuerventilvorrichtung in Übereinstimmung mit dem Antriebssignalwert, welcher berechnet wird durch die Antriebssignalwert-Berechnungsvorrichtung.

2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der ausgeglichene Antriebssignalwert, welcher geschätzt wird durch die Ausgleichs-Antriebssignal-Schätzvorrichtung, verändert wird als Funktion des ausgeglichenen Antriebssignalwerts unmittelbar vor einem Beginn des Abfallens des Bremsdrucks zu der Zeit eines Beginns des Wiederanwachsens des Bremsdrucks nach Beendigung des Abfallens des Bremsdrucks.

3. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerventilvorrichtung vom Zweipositionstyp ist, welche eine druckanwachsende und eine druckabfallende Position besitzt, und die Antriebssignalwerte jeweils die Betriebsverhältnisse anzeigen, so daß die Steuerventilvorrichtung in Übereinstimmung mit dem Betriebsverhältnis betrieben wird, welches berechnet wird durch die Antriebssignalwert-Berechnungsvorrichtung, wobei das Betriebsverhältnis die Antriebszeitbeziehung zwischen dem Druckanwachsen und dem Druckabfallen der Steuerventilvorrichtung bestimmt.

4. System nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Einlaß- und die Auslaßseite der Steuerventilvorrichtung durch eine Pumpvorrichtung miteinander in Verbindung gebracht werden und der Betrieb der Steuerventilvorrichtung während der Gleitschutzsteuerung mit der stets angetriebenen Pumpe gesteuert wird.

5. System nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Blockierzustands-Bestimmungsvorrichtung den Radblockierzustand in Übereinstimmung mit einem Parameter, welcher auf der Basis der festgestellten Radgeschwindigkeit erlangt wird, bestimmt.

6. System nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß Radparameter in Übereinstimmung mit folgender Gleichung erlangt werden: wobei die Radgeschwindigkeit, V _SH eine Referenzgeschwindigkeit, eine Radbeschleunigung, _B eine Fahrzeugbeschleunigung repräsentiert und A, B Konstanten sind.

7. System nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Betriebsverhältnis berechnet wird auf der Basis des ausgeglichenen Betriebsverhältnisses in Übereinstimmung mit folgender Gleichung: wobei eine Variation des Betriebsverhältnisses und ein ausgeglichenes Betriebsverhältnis repräsentiert.

8. System nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das ausgeglichene Betriebsverhältnis T _MD(n) geschätzt wird auf der Basis der Variation des Betriebsverhältnisses in Übereinstimmung mit folgender Gleichung: T _MD(n) = T _{MD(n - 1)} - k · Δ T _D ,wobei T _{MD(n - 1)} das vorher berechnete ausgeglichene Betriebsverhältnis darstellt, k eine Konstante bezeichnet und Δ T _D eine Variation des Betriebsverhältnisses ist.

9. System nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Variation des Betriebsverhältnisses auf der Basis des erlangten Radparameters erlangt wird.

10. System nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Variation des Betriebsverhältnisses auf der Basis des erlangten Radparameters erlangt wird.

11. System nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der ausgeglichene Antriebssignalwert zu der Zeit eines Beginns des Druckwiederanwachsens als Summe gesetzt wird des ausgeglichenen Antriebssignalwerts unmittelbar vor dem Druckabfallen und einem Offsetbetrag.

12. System nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das ausgeglichene Betriebsverhältnis zu der Zeit eines Beginns des Druckwiederanwachsens als Summe gesetzt wird des ausgeglichenen Betriebsverhältnisses unmittelbar vor dem Druckabfallen und einem Offsetbetrag.

13. System nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebssteuervorrichtung die Steuerventilvorrichtung steuert, so daß die Phase des Betriebsantriebszyklus mindestens eines Rades verschoben ist von den Phasen des Betriebsantriebszyklus der anderen Räder des Kraftfahrzeugs.