DE3942683A1 - Antiblockier-regelsystem fuer ein kraftfahrzeug - Google Patents
Antiblockier-regelsystem fuer ein kraftfahrzeugInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Antiblockier-Regelsystem
für ein Kraftfahrzeug, d. h. auf ein Antiblockier-
Steuersystem zum Steuern einer Bremskraft, die beim
Bremsvorgang an den Rädern aufgebracht wird, um ein
Blockieren der Räder zu verhindern.
Es ist bekannt, daß abhängig vom Zustand der
Straßenoberfläche die Fahrzeug-Stabilität oder -Lenkbarkeit
nachteilig beeinflußt wird, wenn die Räder bei einem
abrupten Bremsvorgang blockieren. Um die Räder am
Blockieren zu hindern, verwendet man deshalb ein Anti
blockier-Regelsystem, das die Bremskraft durch Verringern,
Vergrößern oder Halten eines den Radbremszylindern
zugeführten hydraulischen Bremsdrucks steuert. Das
Antiblockier-Regelsystem kann ein System für die
Hinterräder oder ein System für die Vorder- und
Hinterräder, d. h. ein Vierrad-Regelsystem sein. Wenn das
Blockieren der Räder gemäß dem erstgenannten System
verhindert wird, kann die Fahrstabilität sichergestellt und
der Bremsweg minimiert werden. Wenn gemäß dem
letztgenannten System auch das Blockieren der Vorderräder
verhindert wird, kann die Lenkbarkeit aufrechterhalten
werden.
In Anbetracht der Tatsache, daß beim Erhöhen eines dem
Radbremszylinder zugeführten hydraulischen Bremsdrucks, der
im folgenden Radbremszylinder-Druck genannt ist, sich die
Raddrahzahl besonders schnell verringert unmittelbar bevor
der Reibungskoeffizient an dem Rad seinen Maximalwert
erreicht hat, steuert das Antiblockier-Regelsystem den
Radbremszylinder-Druck gemäß der Geschwindigkeitsabnahme
des Fahrzeugs so, daß sich eine Schlupfrate der Räder von
ca. 20% ergibt, d. h. der maximale Reibungskoeffizient
erreicht wird.
Der Reibungskoeffizient ist abhängig vom Zustand der
Straßenoberfläche. Zum Beispiel verringert sich die
Raddrehzahl schnell beim Bremsvorgang auf einer
Straßenoberfläche mit geringem Reibungskoeffizienten, z. B.
auf einer schneebedeckten Fahrbahn, wobei sich beim
Verringern des Radbremszylinder-Drucks das Wiedererlangen
der Raddrehzahl langsam vollzieht. In diesem Fall muß die
Fahrstabilität sichergestellt werden, indem der
Radbremszylinder-Druck früher verringert wird, um das
Blockieren des Rades zu verhindern. Dagegen ist es auf
einer Straßenoberfläche mit hohem Reibungskoeffizienten
vorzuziehen, den Bremsweg durch Feinsteuerung unmittelbar
vor dem Blockieren des Rades zu verkürzen. Deshalb muß die
Bremskraft gemäß dem Reibungskoeffizienten der
Straßenoberfläche gesteuert werden. Bei dieser
Bremskraftsteuerung muß als erstes der Reibungskoeffizient
erfaßt werden. Es ist nicht möglich, den Rei
bungskoeffizienten der Straßenoberfläche direkt im
fahrenden Fahrzeug zu erfassen, so daß der
Reibungskoeffizient gemäß der Verringerung der Raddrehzahl
oder der Druckverringerungszeit oder ähnlichem geschätzt
wird. Auf einer Straßenoberfläche mit hohem Rei
bungskoeffizienten vollzieht sich die Verringerung der
Raddrehzahl langsam und die Druckverringerungszeit ist
kurz, wogegen auf einer Straßenoberfläche mit niedrigem
Reibungskoeffizienten sich die Verringerung der Raddrehzahl
schnell vollzieht und die Druckverringerungszeit lang ist,
so daß der Reibungskoeffizient gemäß der Raddrehzahl oder
der Druckverringerungszeit oder ähnlichem geschätzt wird.
Wenn das Fahrzeug jedoch auf einer Straßenoberfläche mit
niedrigem Reibungskoeffizienten fährt und das Bremspedal
mit geringer Kraft niedergedrückt wird und der
Radbremszylinder-Druck niedrig ist, ist der Verlauf der
Verringerung der Raddrehzahl ähnlich wie bei einem
Bremsvorgang auf einer Straßenoberfläche mit hohem
Reibungskoeffizienten. Im vorstehend erwähnten Fall wird
bestimmt, daß es sich bei der Fahrbahn um eine
Straßenoberfläche mit hohem Reibungskoeffizienten handelt,
so daß der Radbremszylinder-Druck gesteuert wird, als ob
das Fahrzeug auf einer Straßenoberfläche mit hohem
Reibungskoeffizienten fährt, wobei die Räder sofort
blockieren, so daß ein sogenanntes frühes Blockieren der
Räder verursacht wird. Um dieses frühe Blockieren zu
vermeiden, wird vorgeschlagen, den Radbremszylinder-Druck
direkt zu erfassen und den Reibungskoeffizienten der
Straßenoberfläche gemäß dem beim Bremsvorgang erfaßten
Radbremszylinder-Druck zu messen. Zum Erfassen des Rad
bremszylinder-Drucks kann ein Drucksensor verwendet werden.
Ein Antiblockier-Regelsystem mit Drucksensor wurde zum
Beispiel in den JP-OS 62-1 25 942 und 62-1 25 944
vorgeschlagen.
Wenn jedoch ein Drucksensor im System wie in den vorstehend
genannten Veröffentlichungen verwendet wird, ist ein
Ansteigen der Kosten unvermeidlich. Nicht nur die Kosten
des Drucksensors selbst, sondern auch die Produktionskosten
des gesamten Systems sind gestiegen, da durch jeden Einbau
eines Drucksensors in ein Fahrzeug und durch die
Verdrahtung des Drucksensors zu einer Steuereinrichtung der
Zeitaufwand zugenommen hat. Insbesondere erfordert das
vorstehend genannte Vierrad-Regelsystem vier Drucksensoren,
was einen beträchtlichen Kostenanstieg bewirkt.
Da beim Antiblockier-Regelsystem nach dem Stand der
Technik, wie vorstehend beschrieben, der Drucksensor den
von einem hydraulischen Druckgenerator, wie z. B. von einem
Hauptzylinder den Radbremszylindern durch
dazwischenliegende Stellglieder zugeführten hydraulischen
Druck erfaßt, ist es schwierig, den Radbremszylinder-Druck
auf einen hydraulischen Solldruck mit einem bestimmten Wert
gemäß dem Ausgangssignal des Drucksensors zu steuern.
Deshalb wird der Drucksensor nicht für die aktive
Anwendung, d. h. Einstellen des hydraulischen Solldrucks,
sondern nur für die passive Anwendung verwendet. Im
Antiblockier-Regelsystem, in dem der Radbremszylinder-Druck
beim Bremsvorgang gemäß dem Reibungskoeffizienten der
Straßenoberfläche eingestellt und dann schnell den Rad
bremszylindern zugeführt werden muß, ist es notwendig, die
Verzögerung der Steuerung des Radbremszylinder-Drucks
möglichst gering zu halten.
Es ist Aufgabe der Erfindung, für ein Kraftfahrzeug ein
Antiblockier-Regelsystem zu schaffen, das einen
hydraulischen Solldruck als hydraulischen Bremsdruck für
einen Radbremszylinder, d. h. als Radbremszylinder-Druck
beim Bremsvorgang einstellt und den Radbremszylinder-Druck
auf den hydraulischen Solldruck regelt.
Ferner soll ein Antiblockier-Regelsystem geschaffen werden,
das den Radbremszylinder-Druck auf den für die
Antiblockier-Regelung eingestellten hydraulischen Solldruck
ohne einen Drucksensor steuert.
Außerdem soll ein Antiblockier-Regelsystem geschaffen
werden, das leicht und ökonomisch mit einer Einrichtung zum
Einstellen des hydraulischen Solldrucks ausgestattet werden
kann.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein
Antiblockier-Regelsystem für ein Kraftfahrzeug in eine
Fahrzeug-Bremsanlage eingebaut wird, die einen
Radbremszylinder zum Aufbringen einer Bremskraft an einem
Rad und eine Druckbeaufschlagungs-Vorrichtung zum Zuführen
eines hydraulischen Bremsdrucks zu dem Radbremszylinder
aufweist. Das Regelsystem enthält eine Stellvorrichtung in
einem Hydraulikkreis zwischen der Druckbeaufschlagungs-
Vorrichtung und dem Radbremszylinder zum Steuern des dem
Radbremszylinder zugeführten hydraulischen Bremsdrucks,
eine Radgeschwindigkeits-Meßvorrichtung zum Erfassen der
Raddrehzahl und eine Bremskraft-Steuereinrichtung zum
Steuern der an dem Rad aufgebrachten Bremskraft gemäß
zumindest einem Ausgangssignal der Radgeschwindigkeits-
Meßvorrichtung. Die Bremskraft-Steuereinrichtung enthält
eine Steuervorrichtung zum Steuern der Stellvorrichtung und
eine Hydraulik-Solldruck-Einstellvorrichtung zum
Einstellen des hydraulischen Solldrucks für die
Steuervorrichtung. Die Steuervorrichtung steuert die
Stellvorrichtung, um den dem Radbremszylinder zugeführten
hydraulischen Bremsdruck auf den hydraulischen Solldruck zu
regeln.
In diesem Regelsystem enthält die Stellvorrichtung
vorzugsweise ein Proportional-Drucksteuer-Magnetventil, das
den hydraulischen Bremsdruck in einem im wesentlichen
linearen Verhältnis zu einem zugeführten Strom steuert, und
die Bremskraft-Steuereinrichtung enthält vorzugsweise eine
Strom-Meßeinrichtung zum Erfassen des Stroms und Ausgeben
eines entsprechenden Ausgangssignals an die
Steuereinrichtung. Die Hydraulik-Solldruck-
Einstelleinrichtung stellt den hydraulischen Solldruck
gemäß dem Ausgangssignal der Strom-Meßeinrichtung ein.
Die Hydraulik-Solldruck-Einstelleinrichtung kann während
einer vorbestimmten Zeitperiode nach dem Beginn des
Bremsvorgangs als ersten hydraulischen Solldruck einen
vorbestimmten Wert einstellen.
Die Erfindung wird im folgenden anhand eines
Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung
näher beschrieben. Es zeigt
Fig. 1 ein allgemeines Blockschaltbild, das ein
Antiblockier-Regelsystem gemäß der Erfindung darstellt,
Fig. 2A ein schematisches Blockschaltbild eines
Antiblockier-Regelsystems gemäß einem Ausführungsbeispiel,
Fig. 2B eine Schnittansicht eines Proportional-Drucksteuer-
Magnetventils eines in Fig. 2A gezeigten Stellglieds,
Fig. 2C ein Diagramm, das die Beziehung zwischen einem
hydraulischen Druck in einem Radbremszylinder und einem dem
in Fig. 2B gezeigten Magnetventil zugeführten Strom
veranschaulicht,
Fig. 3 ein Blockschaltbild, das den Aufbau einer in Fig. 1
gezeigten elektronischen Steuereinrichtung zeigt,
Fig. 4 ein Ablaufdiagramm, das den Antiblockier-Regelablauf
einer in Fig. 2A gezeigten elektronischen Steuereinrichtung
zeigt,
Fig. 5 ein Ablaufdiagramm eines in Fig. 4 gezeigten
Anfangslogik-Unterprogramms,
Fig. 6 ein Ablaufdiagramm eines in Fig. 4 gezeigten
Unterprogramms zur Solldruck-Berechnung nach Plansteuerung,
Fig. 7 ein Ablaufdiagramm eines in Fig. 4 gezeigten
Unterprogramms zur Berechnung einer veranschlagten
Fahrzeuggeschwindigkeit v s ,
Fig. 8 ein Diagramm zum Bestimmen, ob eine in Fig. 4
gezeigte Anfangslogik gestartet wurde,
Fig. 9 ein Zeitdiagramm der Radgeschwindigkeit, der
Radbeschleunigung und des Radbremszylinderdrucks für das in
Fig. 2A gezeigte Ausführungsbeispiel,
Fig. 10 ein Diagramm, das die Beziehung zwischen einem Wert
P s und einer Schlupfrate während des in Fig. 5 gezeigten
Anfangslogik-Betriebs zeigt,
Fig. 11 ein Diagramm, das die Beziehung zwischen einem Wert
P g und der Radbeschleunigung während des in Fig. 5
gezeigten Anfangslogik-Betriebs zeigt,
Fig. 12 ein Diagramm, das das Verhältnis zwischen der
Druckanstiegs-Geschwindigkeit und dem PWM-Ausgangssignal
zeigt, das nach Fig. 5 dem Stellglied während des Anstiegs-
Betriebs mit konstanter Rate zugeführt wird, und
Fig. 13 ein Diagramm, das das im Plansteuer-Betrieb nach
Fig. 6 verwendete Verhältnis zwischen der Radbeschleunigung
und der Radgeschwindigkeit zeigt.
Fig. 1 zeigt ein Antiblockier-Regelsystem gemäß der
Erfindung. Als einer von vier auf den Rädern eines
Fahrzeugs montierten Radbremszylinder wird ein
Radbremszylinder 51 gezeigt, der an einem Rad FR des
Fahrzeugs eine Bremskraft ausübt. Eine
Druckbeaufschlagungs-Vorrichtung 101 führt dem
Radbremszylinder 51 hydraulischen Bremsdruck zu. Eine
Stellvorrichtung 102 ist in einem Hydraulikkreis zwischen
der Druckbeaufschlagungs-Vorrichtung 101 und dem Rad
bremszylinder 51 angeordnet. Eine Radgeschwindigkeits-
Meßvorrichtung 103 erfaßt die Drehgeschwindigkeit des Rades
FR. Eine Bremskraft-Steuereinrichtung 104 steuert die dem
Rad zugeführte Bremskraft gemäß mindestens einem
Ausgangssignal der Radgeschwindigkeits-Meßvorrichtung 103.
Die Bremskraft-Steuereinrichtung 104 enthält außerdem eine
Steuereinrichtung 106 zum Steuern der Stellvorrichtung 102
und eine Hydraulik-Solldruck-Einstelleinrichtung 105 zum
Einstellen eines hydraulischen Solldrucks für die Steuer
einrichtung 106. Die Steuereinrichtung 106 steuert die
Stellvorrichtung zum Steuern des dem Radbremszylinder 51
zugeführten hydraulischen Bremsdrucks auf den hydraulischen
Solldruck. Mit Ausnahme der Druckbeaufschlagungs-
Vorrichtung 101 sind die vorstehend beschriebenen
Vorrichtungen für jeweils zwei der vier Räder vorhanden.
Die Stellvorrichtung 102 weist ein Proportional-
Drucksteuer-Magnetventil 300 auf, das den hydraulischen
Bremsdruck in einem im wesentlichen linearen Verhältnis zu
einem dem Magnetventil 300 zugeführten Strom steuert, und
die Bremskraft-Steuereinrichtung 104 weist eine Strom-
Meßeinrichtung 108 zum Erfassen des dem Magnetventil 300
zugeführten Stroms auf, um ein Ausgangssignal davon an die
Steuereinrichtung 106 auszugeben. Die Hydraulik-Solldruck-
Einstelleinrichtung 105 stellt den hydraulischen Solldruck
gemäß dem Ausgangssignal der Strom-Meßeinrichtung 108 ein.
Während einer vorbestimmten Zeitperiode nach dem Beginn des
Bremsvorgangs stellt die Hydraulik-Solldruck-
Einstelleinrichtung 105 einen ersten hydraulischen
Solldruck auf einen vorbestimmten Wert ein. Dann, während
einer der vorbestimmten Zeitperiode folgenden Zeitperiode
bis zum Zeitpunkt, an dem die Beschleunigung des Rades FR
maximal ist, stellt die Hydraulik-Solldruck-
Einstelleinrichtung 105 einen zweiten hydraulischen
Solldruck auf einen Wert ein, der bestimmt wird durch die
Beschleunigung des Rades FR und eine Schlupfrate gemäß dem
Ausgangssignal der Radgeschwindigkeits-Meßvorrichtung.
Wenn bei dem vorstehend beschriebenen Antiblockier-
Regelsystem die Druckbeaufschlagungs-Vorrichtung arbeitet,
wird der hydraulische Bremsdruck über die Stellvorrichtung
102 dem Radbremszylinder 51 zugeführt, so daß die
Bremskraft dem Rad FR zugeführt wird. Dann wird die
Drehgeschwindigkeit des Rades FR, d. h. die Radgeschwin
digkeit durch die Radgeschwindigkeits-Meßvorrichtung 103
erfaßt. Die Stellvorrichtung 102 wird durch die Bremskraft-
Steuereinrichtung 104 gesteuert. In der Bremskraft-
Steuereinrichtung 104 wird der hydraulische Solldruck durch
die Hydraulik-Solldruck-Einstelleinrichtung 105 auf einen
Wert entsprechend dem Zustand der Straßenoberfläche für die
Steuereinrichtung 106 eingestellt. Dann wird die
Stellvorrichtung 102 durch die Steuereinrichtung 106 so
betätigt, daß der dem Radbremszylinder 51 zugeführte
hydraulische Bremsdruck auf den vorstehend beschriebenen
hydraulischen Solldruck gesteuert wird.
Wenn der hydraulische Solldruck auf einen vorbestimmten
Wert gesetzt ist, bei dem das Rad FR am Blockieren
gehindert wird, wird z. B. der hydraulische Bremsdruck des
Radbremszylinders 51 an dem Rad FR, das bei der zugeführten
Bremskraft zum Blockieren neigt, sofort durch die
Bremskraft-Steuereinrichtung 104 auf den hydraulischen
Solldruck verringert und dann wird durch die Bremskraft-
Steuereinrichtung 104 gemäß dem Ausgangssignal der
Radgeschwindigkeits-Meßvorrichtung 103 die normale
Antiblockier-Regelung ausgeführt. Die Stellvorrichtung 102
wird gemäß der Schlupfrate der Straßenoberfläche so
betätigt, daß der hydraulische Bremsdruck erhöht,
verringert oder gehalten wird, so daß das Rad FR am
Blockieren gehindert wird. Wie bekannt ist, wird die
Schlupfrate S durch folgende Gleichung berechnet:
S = (v s - v w )/v s * 100 (%)
wobei v w die Raddrehzahl, d. h. die Radgeschwindigkeit ist,
und v s die entsprechend der Radgeschwindigkeit v w
geschätzte Fahrzeuggeschwindigkeit ist.
In Fig. 2A ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung
dargestellt, in dem Pumpen 21 und 22, Speicher 23 und 24
und Stellglieder 31 bis 34 in den Hydraulikkreisen zwischen
einem Hydraulik-Druckgenerator 2 mit einem Hauptzylinder
2 a und einem Verstärker 2 b, der gemäß einem Niederdrücken
des Bremspedals 3 betätigt wird, und den Radbremszylindern
51 bis 54 der Räder FR, FL, RR und RL angeordnet sind. Das
Rad FR ist das rechte Vorderrad, das Rad FL ist das linke
Vorderrad, das Rad RR ist das rechte Hinterrad und das Rad
RL ist das linke Hinterrad; wie aus der Fig. 2A ersichtlich
ist, wird ein sogenannter Diagonal-Kreis verwendet.
Die Stellglieder 31 und 34 sind in Hydraulikkreisen
zwischen dem einen Ausgang des Hauptzylinders 2 a und den
Radbremszylindern 51 bzw. 54 angeordnet, und die Pumpe 22
ist zwischen den Stellgliedern 31 und 34 angeordnet. Die
Stellglieder 32 und 33 sind in Hydraulikkreisen zwischen
dem anderen Ausgang des Hauptzylinders 2 a und den
Radbremszylindern 52 bzw. 53 angeordnet und die Pumpe 21
ist zwischen den Stellgliedern 32 und 33 angeordnet. Die
Pumpen 21 und 22 werden durch einen Elektromotor 20
angetrieben und die unter einen vorbestimmten Druck
gesetzte Bremsflüssigkeit wird den Hydraulikkreisen
zugeführt. Diese Hydraulikkreise dienen als Kreise, durch
die der hydraulische Bremsdruck den Stellgliedern 31 bis 34
zugeführt wird, und der Hydraulik-Druckgenerator 2 und die
Pumpen 21 und 22 bilden die erfindungsgemäße
Druckbeaufschlagungs-Vorrichtung.
Die Hydraulikkreise auf der Ablaßseite der Stellglieder 31
und 34 sind über den Speicher 23 zur Pumpe 21 verbunden und
die Hydraulikkreise auf der Ablaßseite der Stellglieder 32
und 33 sind über den Speicher 24 zur Pumpe 22 verbunden.
Jeder der Speicher 23 und 24 ist mit einem Kolben und einer
Feder ausgestattet und dient zum Speichern der
Bremsflüssigkeit, die von jedem der Stellglieder 31 bis 34
über die Hydraulikkreise auf deren Ablaßseite zurückkommt,
und zum Zuführen von Bremsflüssigkeit an jedes der
Stellglieder 31 bis 34, wenn die Pumpen 21 und 22 in
Betrieb sind.
Jedes der Stellglieder 31 bis 34 ist mit einem
Proportional-Drucksteuer-Magnetventil 300 (im folgenden
Magnetventil 300 genannt) ausgestattet, das in Fig. 2B
dargestellt ist und nachfolgend detailliert beschrieben
wird, und ist mit Rückströmventilen ausgestattet, wobei die
Zufuhr des hydraulischen Bremsdrucks vom Hauptzylinder 2 a
und den Pumpen 21 und 22 und das Abführen des hydraulischen
Bremsdrucks zu den Speichern 23 und 24 durch das Magnet
ventil 300 so gesteuert wird, daß der hydraulische
Bremsdruck, der im wesentlichen linear proportional
(umgekehrt proportional beim vorliegenden
Ausführungsbeispiel) zu einem dem Magnetventil 300
zugeführten Strom ist, jedem der Radbremszylinder 51 bis 54
zugeführt wird.
Fig. 2B zeigt das Magnetventil 300 für das Stellglied 31,
das in der U. S. Patent-Anmeldung 3 87 663 offenbart ist,
die von einigen der Erfinder angemeldet wurde. Die
Magnetventile der anderen Stellglieder 32 bis 34 sind im
wesentlichen dieselben wie das in Fig. 2B gezeigte
Magnetventil 300. Das Magnetventil 300 hat ein
zylindrisches Gehäuse 301 und ein zylindrisches Joch 331,
wobei die offenen Enden sowohl des Gehäuses 301 als auch
des Jochs 331 miteinander verbunden sind. Ein an einem Ende
mit einem Kolben 302 ausgestatteter magnetischer
Spulenkörper 303 ist verschiebbar in einer Zylinderbohrung
sowohl im Gehäuse 301 als auch im Joch aufgenommen. An der
Innenfläche der Zylinderbohrung des Gehäuses 301 befinden
sich zwei ringförmige Nuten 304 und 305 senkrecht zur Achse
der Zylinderbohrung. Die ringförmige Nut 304 steht mit dem
in Fig. 2A gezeigten Hydraulik-Druckgenerator 2 über ein
Filter 337 in Verbindung, während die ringförmige Nut 305
mit dem Speicher 23 in Verbindung steht. Im Bodenteil des
Gehäuses 301 befindet sich eine Druckkammer 309, und der
Kolben 302 des Spulenkörpers 303 ist flüssigkeitsdicht und
verschiebbar in ein Loch in axialer Richtung im Bodenteil
des Gehäuses eingepaßt.
Der Spulenkörper 303 hat drei Abschnitte, getrennt durch
ringförmige Einschnitte 306 und 307. Der Einschnitt 306
steht bei einer Anfangsstellung, wie in Fig. 2B gezeigt, der
ringförmigen Nut 304 gegenüber, während der Einschnitt 307
der ringförmigen Nut 305 gegenübersteht. In der
Zylinderbohrung des Gehäuses 301 gibt es gegenüber von
Einschnitt 306 einen Anschluß, so daß der Einschnitt 306
immer über diesen Anschluß und einen Filter 338 mit dem
Radbremszylinder 51 in Verbindung steht. Die durch den
Einschnitt 306 und die ringförmige Nut 304 bestimmte
Öffnungsfläche für einen Strömungs-Durchgang ist, wie in
Fig. 2B gezeigt, in der Anfangsstellung maximal und wird
verringert, wenn sich der Spulenkörper 303 zum Joch 331
bewegt. Der vorstehend erwähnte Strömungs-Durchgang wird
beendet, wenn der Spulenkörper 303 ungefähr eine Mittel
stellung in der Zylinderbohrung erreicht. Wenn der
Spulenkörper 303 weiter zum Joch 331 verschoben wird, wird
der Einschnitt 306 so positioniert, daß er der ringförmigen
Nut 305 gegenübersteht, so daß ein Strömungs-Durchgang
durch den Einschnitt 306 und die ringförmige Nut 305
bestimmt wird. Bei weiterer Bewegung des Spulenkörpers 303
zum Joch 331 hin wird eine durch den Einschnitt 307 und die
ringförmige Nut 305 bestimmte Öffnungsfläche des Strömungs-
Durchgangs verringert, wobei dieser Strömungs-Durchgang im
mer die Verbindung zwischen dem Einschnitt 307 und der
ringförmigen Nut 305 aufrechterhält.
Der Spulenkörper 303 hat ein Loch 308, das in axialer
Richtung verläuft und in den entgegengesetzten Abschnitten
des Spulenkörpers 303 nach außen austritt, und das Loch 308
steht mit dem Einschnitt 307 in Verbindung. Entsprechend
steht jeder äußere Zwischenraum der entgegengesetzten
Abschnitte des Spulenkörpers 303 mit dem Speicher 23 über
die ringförmige Nut 305 in Verbindung, so daß ein Druck an
den entgegengesetzten Enden des Spulenkörpers 303 ein
Ablaß-Druck ist. Die Druckkammer 309 ist über den Ausgang
des Gehäuses 301 mit dem Einschnitt 306 des Spulenkörpers
303 verbunden, so daß der hydraulische Bremsdruck vom
Hydraulik-Druckgenerator 2 durch den durch die ringförmige
Nut 304 und den Einschnitt 306 bestimmten Strömungs-
Durchlaß der Druckkammer 309 zugeführt wird. Solange der
Strömungs-Durchlaß durch die ringförmige Nut 304 und den
Einschnitt 306 bestimmt wird, wird dem Spulenkörper 303
eine Druckkraft zugeführt, die auf die End-Oberfläche des
Kolbens 302 wirkt und die eine Kraft in Richtung des Jochs
331 ausübt.
In einem inneren zylindrischen Teil des Jochs 331 ist ein
nicht-magnetischer Ring 332 zum Festlegen eines Luftspalts
angeordnet. Eine Magnetspule 333 ist auf dem inneren
zylindrischen Teil des Jochs 331 aufgewickelt. Ein Ende der
Magnetspule 333 ist mit einer elektronischen
Steuereinrichtung 10 verbunden. In der Zylinderbohrung des
Jochs 331 befindet sich eine Feder 334, um den Spulen
körper 303 gegen die Druckkammer 309 vorzuspannen.
Wenn beim vorstehend beschriebenen Magnetventil 300 der
Magnetspule 333 kein Strom zugeführt wird, befindet sich
der Spulenkörper 303 in seiner Anfangsstellung, wie in Fig.
2B gezeigt, und wenn der hydraulische Bremsdruck vom
hydraulischen Druckgenerator 2 zugeführt wird, wird der
hydraulische Bremsdruck dem Radbremszylinder zugeführt,
wodurch darin der Druck erhöht wird.
Wenn der Magnetspule 333 Strom zugeführt wird, wird der
Spulenkörper zum Joch 331 bewegt und unterbricht den durch
die ringförmige Nut 304 und dem Einschnitt 306 bestimmten
Strömungs-Durchlaß, so daß der dem Radbremszylinder 51
zugeführte hydraulische Bremsdruck gemäß der Bewegung des
Spulenkörpers 303 verringert wird. Wenn die Stromzufuhr zur
Magnetspule 333 gering ist, ist eine auf das Joch 331
ausgeübte Kraft ebenfalls gering, so daß die Strecke, um
die sich der Spulenkörper 303 gegen die vorspannende Kraft
der Feder 334 zum Joch 331 verschiebt, klein ist. Wenn der
Spulenkörper 303 weg vom Joch positioniert ist, zeigt die
elektromagnetische Kraft, die der Stärke des der
Magnetspule 333 zugeführten Stromes entspricht, wegen der
Vorspannungkraft der Feder 334 wenig Wirkung. Deshalb ist
im vorliegenden Ausführungsbeispiel die Druckkammer 309
vorhanden, wobei der vom Hydraulik-Druckgenerator 2
ausgehende hydraulische Bremsdruck während dem vorstehend
beschriebenen Zustand auf den Kolben 302 wirkt, um die
Vorspannkraft der Feder 334 zu kompensieren.
Wenn der der Magnetspule 333 zugeführte Strom langsam
erhöht wird, wird der Spulenkörper 303 durch die
elektromagnetische Kraft weiter zum Joch 331 bewegt und der
durch die ringförmige Nut 304 und den Einschnitt 306
bestimmte Strömungs-Durchlaß wird geschlossen, um damit
einen Haltezustand herbeizuführen. Wenn der der Magnetspule
333 zugeführte Strom weiter erhöht wird, wird der
Einschnitt 306 so positioniert, daß er der ringförmigen Nut
305 gegenübersteht, so daß der Radbremszylinder 51 mit dem
Speicher 23 in Verbindung steht. Mit dem Ansteigen des der
Magnetspule 333 zugeführten Stroms wird der Öffnungsbereich
des durch den Einschnitt 306 und die ringförmige Nut 305
bestimmten Strömungs-Durchlasses erhöht, wobei der
hydraulische Druck im Radbremszylinder 51 verringert wird.
Wenn der Spulenkörper 303 mit einem Anschlag am Joch 331 in
Kontakt kommt, ist der Öffnungsbereich des durch den Ein
schnitt 306 und die ringförmige Nut 305 bestimmten
Strömungs-Durchlasses maximal, so daß der hydraulische
Druck im Radbremszylinder sich dem Ablaß-Druck nähert. Da
in diesem Zustand auf den Kolben 302 der Ablaß-Druck wirkt,
der der Druckkammer 309 durch den Einschnitt 306 und die
ringförmige Nut 305 zugeführt wird, ist eine gegen die
vorspannende Feder 334 wirkende Kraft klein.
Demgemäß erhält man, wie in Fig. 2C gezeigt, einen im
wesentlichen linearen Zusammenhang zwischen dem der
Magnetspule 333 zugeführten Strom und dem vom Magnetventil
300 ausströmenden hydraulischen Druck durch richtiges
Wählen der Querschnittsfläche des Kolbens 302, der
Abmessungen und der Positionen der ringförmigen Nuten 304
und 305 und der Einschnitte 306 und 307, der Vorspannkraft
der Feder 334 und der durch die Magnetspule 333 ausgeübten
Kraft. Im Stellglied 31 sind außerdem Rückströmventile 335
und 336 angebracht, die den Rücklauf der Bremsflüssigkeit
zum Hydraulik-Druckgenerator 2 ermöglichen.
In Fig. 2A sind die Stellglieder 31 bis 34 mit der
elektronischen Steuereinrichtung 10 verbunden, die den der
Magnetspule 333 zugeführten Strom steuert. Auch der
Elektromotor 20 ist mit der elektronischen
Steuereinrichtung 10 verbunden, so daß der Betrieb des
Elektromotors 20 durch die elektronische Steuereinrichtung
10 gesteuert wird. An den Rädern FR, FL, RR und RL sind
Radgeschwindigkeits-Sensoren 41 bis 44 angebracht, die mit
der elektronischen Steuereinrichtung 10 verbunden sind, so
daß ein Signal, das eine Drehgeschwindigkeit des jeweiligen
Rades repräsentiert, d. h. ein Radgeschwindigkeitssignal der
elektronischen Steuereinrichtung 10 zugeführt wird. Jeder
der Radgeschwindigkeits-Sensoren 41 bis 44 im vorliegenden
Ausführungsbeispiel weist einen Aufnehmer mit einer um
einen Permanentmagneten gewickelten Spule und einem Rotor
mit Zähnen an seinem Außenumfang auf und gibt eine
Wechselspannung ab. Da der Aufbau der Radgeschwindigkeits-
Sensoren bekannt ist, ist eine detaillierte Beschreibung
weggelassen.
Die elektronische Steuereinrichtung 10 ist, wie in Fig. 3
gezeigt, mit einem Mikrocomputer 11 ausgestattet, der eine
zentrale Recheneinheit (CPU), einen Festspeicher (ROM) und
einen Schreib-Lese-Speicher (RAM) enthält, die nicht
dargestellt sind. Der Mikrocomputer ist mit Eingangskanälen
IP 1 bis IP 8 und Ausgangskanälen OP 1 bis OP 5 ausgestattet,
die mit der zentralen Recheneinheit, dem Festspeicher und
dem Schreib-Lese-Speicher über einen gemeinsamen Bus (nicht
dargestellt) verbunden sind, um Eingabe-/Ausgabeope
rationen von/zu externen Schaltungen auszuführen. Das von
jedem der Radgeschwindigkeits-Sensoren 41 bis 44 erfaßte
Signal wird den entsprechenden Eingangskanälen IP 1 bis IP 4
des Mikrocomputers 11 über eine Signalumformungs-Schaltung
12 eingegeben. Von den Ausgangskanälen OP 1 bis OP 4 wird ein
Impulsbreiten-Modulations-Signal (PWM-Signal) an jede
Magnetspule der Stellglieder 31 bis 34 über die
entsprechenden Treiberschaltungen 13 a bis 13 d und die je
weiligen Strom-Meßwiderstände 14 a bis 14 d ausgegeben, und
vom Ausgangskanal OP 5 wird ein Steuersignal an den
Elektromotor 20 über die Treiberschaltung 13 e ausgegeben.
Jeder der Strom-Meßwiderstände 14 a bis 14 d ist so
angeordnet, daß er den jeder Magnetspule der Stellglieder
31 bis 34 zugeführten Strom erfaßt, und sein ohmscher Wert
ist extrem niedrig. Das durch jeden der Strom-
Meßwiderstände 14 a bis 14 d erfaßte Signal wird in die
jeweiligen Eingangskanäle IP 5 bis IP 8 über Spannungs
verstärker 15 a bis 15 d und A/D-Wandler 16 a bis 16 d
eingegeben.
Gemäß dem vom Mikrocomputer 11 ausgegebenen PWM-Signal wird
jede Magnetspule der Stellglieder 31 bis 34 durch die
jeweiligen Treiberschaltungen 13 a bis 13 d mit Strom
versorgt, und ein Signal, das einen Wert des jeder
Magnetspule zugeführten Stromes repräsentiert, wird in den
Mikrocomputer 11 eingegeben. Der Wert des jeder Magnetspule
zugeführten Stroms ist im wesentlichen indirekt pro
portional zu dem von jedem der Stellglieder 31 bis 34
zugeführten hydraulischen Bremsdruck, wie es in Fig. 2C
dargestellt ist, so daß das von den Strom-Meßwiderständen
14 a bis 14 d an jeden der Eingangskanäle IP 5 bis IP 8
eingegebene Signal ein Signal entsprechend dem von den
Stellgliedern 31 bis 34 den jeweiligen Radbremszylindern 51
bis 54 zugeführten hydraulischen Bremsdruck darstellt.
Im folgenden wird unter Bezugnahme auf Fig. 4 bis 13 ein
Programm beschrieben, das von der elektronischen
Steuereinrichtung 10 für die Antiblockier-Regelung
ausgeführt wird.
Fig. 4 ist ein Ablaufdiagramm, das den Programmablauf des
vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiels der Erfindung
zeigt, und dieses Programm wird wiederholt in Abständen
einer vorbestimmten Zeitperiode ausgeführt. Wenn eine
Energiequelle eingeschaltet wird, startet das Programm bei
Schritt 100 und sorgt bei Schritt 110 für die
Initialisierung des Systems, wobei eine geschätzte
Fahrzeuggeschwindigkeit v s , die nachfolgend beschrieben
wird, und die Radgeschwindigkeit jedes Rades (im folgenden
für jedes Rad als Radgeschwindigkeit v w bezeichnet) zu Null
gesetzt werden. Dann schreitet das Programm zu Schritt 120,
bei dem von jedem der Radgeschwindigkeits-Sensoren 41 bis
44 erfaßte Radgeschwindigkeit v w vom Mikrocomputer 11
gelesen und gespeichert wird.
Im Schritt 130 wird die Radbeschleunigung jedes Rades (im
folgenden für jedes Rad als Radbeschleunigung DVW
bezeichnet) aus der Radgeschwindigkeit v w berechnet,
während die Schlupfrate S jedes Rades aus der geschätzten
Fahrzeuggeschwindigkeit v s und der Radgeschwindigkeit v w
berechnet wird. Dann, nachdem in Schritt 140 entschieden
wird, daß eine Zeit von 5 ms verstrichen ist, wird in
Schritt 150 entschieden, ob die Plansteuerung auszuführen
ist oder nicht. In Schritt 150 entscheidet das Programm, ob
die Antiblockier-Regelung jedes Rades, die nachfolgend noch
genauer beschrieben wird, ausgeführt werden soll. Da beim
ersten Programmdurchlauf die Antiblockier-Regelung nicht
ausgeführt wird, schreitet das Programm zu Schritt 160, wo
entschieden wird, ob eine "Anfangslogik" auszuführen ist.
Diese Anfangslogik wird in den Schritten 201 bis 204 in
einer ersten Phase der Antiblockier-Regelung ausgeführt und
wird nachfolgend im Detail beschrieben.
Die Bedingungen für den Beginn der Anfangslogik werden in
Schritt 200 bestimmt. Die Antiblockier-Regelung ist in Gang
gesetzt, d. h. die Anfangslogik wird gemäß dem in Fig. 8
gezeigten Plan ausgeführt. Wenn die Radbeschleunigung DVW
geringer ist als ein vorbestimmter Wert und die Schlupfrate
S größer ist als ein vorbestimmter Wert, schreitet das
Programm zu den Schritten 201 bis 204. Wenn die
Beschleunigung DVW und die Schlupfrate S außerhalb des in
Fig. 8 gezeigten gepunkteten Bereichs liegt, schreitet das
Programm von Schritt 200 zu Schritt 500. Der gepunktete
Bereich in Fig. 8 ist so bestimmt, daß die Antiblockier-
Regelung in Gang gesetzt wird, wenn die Radbeschleunigung
DVW geringer ist als ein vorbestimmter Wert, d. h. wenn die
Verzögerung des Rades groß ist, da die Radgeschwindigkeit
bei einer den Rädern zugeführten Bremskraft schnell
verringert wird und dann das Rad blockiert wird und zu
gleiten beginnt.
Wenn der hydraulische Solldruck für jeden der
Radbremszylinder 51 bis 54 bei den Schritten 201 bis 204
eingestellt wird, wie nachfolgend im Detail beschrieben
wird, wird in den Schritten 401 bis 404 für jeden der
Radbremszylinder 51 bis 54 eine Operation ausgeführt zum
Absenken des hydraulischen Bremsdrucks auf den hydrauli
schen Solldruck. Der jeder Magnetspule der Stellglieder 31
bis 34 zugeführte Strom wird so gesteuert, daß der Wert des
jedem der Radbremszylinder 51 bis 54 zugeführten
hydraulischen Bremsdrucks gleich dem Wert des jeweiligen
hydraulischen Solldrucks ist. Wie vorstehend beschrieben,
enthält jedes der Stellglieder 31 bis 34 das in Fig. 2B
gezeigte Proportional-Drucksteuer-Magnetventil 300, das
durch den über die jeweiligen Treiberschaltungen 13 a bis
13 d jeder Magnetspule zugeführten Strom so gesteuert wird,
daß der hydraulische Bremsdruck im wesentlichen indirekt
proportional zu dem vorstehend erwähnten Strom ist. Das vom
Mikrocomputer 11 den jeweiligen Treiberschaltungen 13 a bis
13 d zugeführte PWM-Ausgangssignal wird auf einen sich auf
den hydraulischen Solldruck beziehenden Wert gesetzt, so
daß der von jedem der Stellglieder 31 bis 34 zu jedem der
Radbremszylinder 51 bis 54 zugeführte hydraulische
Bremsdruck jeweils auf den entsprechenden hydraulischen
Solldruck eingestellt wird.
Wenn durch die Schritte 201 bis 204 und die Schritte 401
bis 404 die Ausführung der Anfangslogik beendet ist, wird
die Hydraulik-Bremsdruck-Steuerung gemäß dem Plan für die
Radbremszylinder 51 bis 54 der jeweiligen Räder FR, FL, RR
und RL bei den Schritten 301 bis 304 und den Schritten 401
bis 404 vom nächsten Programmdurchlauf an ausgeführt und
dann wird die geschätzte Fahrzeuggeschwindigkeit v s oder
ähnliches in Intervallen von 10 ms berechnet und
gespeichert (Schritte 500, 600 und 120).
Im folgenden wird unter Bezugnahme auf Fig. 5 das
Anfangslogik-Unterprogramm für die jeweiligen Räder FR, FL, RR
und RL in den Schritten 201 bis 204 beschrieben.
Beim Übergang zur Anfangslogik wird ein Zeitgeber
eingeschaltet und das Programm entscheidet in Schritt 211,
ob 20 ms verstrichen sind, so daß in Schritt 212 der
hydraulische Solldruck auf einen vorbestimmten Wert, z. B.
20 kg/cm2 während der 20 ms-Periode nach dem Start der
Anfangslogik eingestellt wird. Dann schreitet das Programm
zu den Schritten 401 bis 404 in Fig. 4, bei denen jedes der
Stellglieder 31 bis 34 so gesteuert wird, daß der jedem der
Radbremszylinder 51 bis 54 zugeführte hydraulische
Bremsdruck dem hydraulischen Solldruck mit dem
vorbestimmten Wert (20 kg/cm2) entspricht.
Die Funktion dieses Ausführungsbeispiels während des
vorstehend beschriebenen Programms wird unter Bezugnahme
auf Fig. 9 beschrieben, die ein Zeitdiagramm der
Radgeschwindigkeit v w , der Radbeschleunigung DVW und des
Radbremszylinder-Drucks während des Bremsvorgangs zeigt.
Wenn ein Bremspedal 3 an einem in Fig. 9 mit (a)
bezeichneten Punkt niedergedrückt wird, wird der
hydraulische Bremsdruck in jedem der Radbremszylinder 51
bis 54 so erhöht, daß die Bremskraft den jeweiligen Räder
FR, FL, RR und RL zugeführt wird. An dem mit (b)
bezeichneten Punkt, an dem die Radbeschleunigung DVW auf
einen Wert kleiner als der vorbestimmte Wert verringert
ist, wird die Antiblockier-Regelung in Gang gesetzt. In der
ersten Phase dieser Antiblockier-Regelung wird der
Radbremszylinder-Druck schnell während der 20 ms-Periode
auf den hydraulischen Solldruck von 20 kg/cm2 gesenkt. Da
der Vorgang zum Senken des Radbremszylinder-Drucks auf 20
kg/cm2 ca. 20 ms dauert, wird diese Periode in Schritt 211
verwendet. Damit wird die in Schritt 211 verwendete Periode
gemäß dem hydraulischen Solldruck und der Zeit zum
Verringern des Radbremszylinder-Drucks auf diesen Wert
durch die jeweiligen Stellglieder 31 bis 34 angesetzt.
Wenn nach dem Übergang zur Anfangslogik 20 ms verstrichen
sind, schreitet das Programm zu Schritt 213, bei dem
entschieden wird, ob der Radbremszylinder-Druck mit einer
konstanten Rate zu erhöhen ist, wie in Fig. 12 gezeigt. Da
der Radbremszylinder-Druck in dieser Phase nicht erhöht
wird, schreitet das Programm zu Schritt 214, bei dem
entschieden wird, ob der Spitzenwert der Radbeschleunigung
DVW aufgetreten ist, d. h. es wird bestimmt, ob die Radbe
schleunigung DVW ihr Maximum erreicht hat. In dieser Phase
hat die Radbeschleunigung DVW ihr Maximum nicht erreicht,
so daß der Wert der Radbeschleunigung DVW in Schritt 215
mit einem vorbestimmten Wert von 5 g verglichen wird. Wenn
die Radbeschleunigung kleiner als 5 g ist, wird in Schritt
216 ein hydraulischer Solldruck P sg gemäß folgender
Gleichung berechnet:
P sg = 1/2 (P s + P g ),
wobei ein erster Wert P s gemäß einem Diagramm in Fig. 10
und ein zweiter Wert P g gemäß einem Diagramm in Fig. 11
angesetzt wird. Beide Diagramme werden gemäß den
Eigenschaften des Fahrzeugs erstellt. Der erste Wert P s
wird so angesetzt, daß der von jedem der gemäß dem PWM-
Ausgangssignal gesteuerten Stellglieder 31 bis 34
abgeführte hydraulische Druck von der Schlupfrate S des
Rades abhängt, wie in Fig. 10 gezeigt. Der zweite Wert P g
wird so angesetzt, daß der von jedem der gemäß dem PWM-
Ausgangssignal gesteuerten Stellglieder 31 bis 34
abgeführte hydraulische Druck von der Radbeschleunigung DVW
des Rades abhängt, wie in Fig. 11 gezeigt. In Fig. 10 und
11 sind mit Fr die Kennlinie für die Vorderräder, d. h. FR
und FL bezeichnet, wogegen mit Rr die Kennlinie für die
Hinterräder, d. h. der Räder RR und RL bezeichnet sind. Die
Ordinate in Fig. 10 und 11 repräsentiert das PWM-
Ausgangssignal für den von jedem der Stellglieder 31 bis 34
abgeführten hydraulischen Druck. Der hydraulische Solldruck
P sg wird durch das PWM-Ausgangssignal repräsentiert.
Der Hydraulik-Solldruck P sg wird in Schritt 216
eingestellt, bei dem ein Minimalwert der Radbeschleunigung
DVW in Fig. 9, d. h. der Maximalwert der Radverzögerung
überschritten worden ist und der Radbremszylinder-Druck an
einem mit (c) bezeichneten Punkt auf 20 kg/cm2 gesenkt
wird, so daß die Blockierung des Rades aufgehoben wird und
die Radbeschleunigung DVW wiedererlangt wird. Wenn die
Radbeschleunigung DVW bald wiedererlangt wird, ist die
Radbeschleunigung DVW zu erhöhen, da angenommen wird, daß
das Fahrzeug auf einer Straßenoberfläche mit hohem
Reibungskoeffizienten fährt. Die Schlupfrate wird dabei
gleichfalls wieder erreicht. Die Schlupfrate S ergibt das
PWM-Ausgangssignal entsprechend dem ersten Wert P s von z. B.
30 kg/cm2 (P s bezeichnet im folgenden einfach einen
hydraulischen Druckwert). Wenn die Radbeschleunigung DVW
jetzt nahe 0 g ist, wird der zweite Wert P g zu 50 kg/cm2,
wie aus Fig. 11 ersichtlich ist. Folglich ergibt sich der
hydraulische Solldruck zu 40 kg/cm2, wobei der hydraulische
Solldruck erhöht ist im Vergleich zum anfänglichen
hydraulischen Solldruck, d. h. 20 kg/cm2.
Wenn das Fahrzeug andererseits auf einer Straße mit
niedrigem Reibungskoeffizienten fährt, sinkt die
Radbeschleunigung DVW sogar dann weiterhin ab, wenn z. B.
der Radbremszylinder-Druck auf 20 kg/cm2 gesenkt worden
ist. Wenn die Schlupfrate z. B. 40% erreicht, beträgt der
erste Wert P s nur 4 bis 5 kg/cm2. Da auch die
Radbeschleunigung DVW niedrig ist, weil das Rad zum
Blockieren neigt, beträgt der zweite Wert P g z. B. 30
kg/cm2. Folglich ergibt sich ein hydraulischer Solldruck
P sg von ca. 17 kg/cm2, was niedriger ist als der
anfängliche hydraulische Solldruck von 20 kg/cm2. Folglich
kann spätestens an diesem Punkt (c) bestimmt werden, ob der
Reibungskoeffizient der Straßenoberfläche hoch oder niedrig
ist.
Wenn in Schritt 215 bestimmt wird, daß die
Radbeschleunigung DVW gleich oder größer als 5 g ist,
schreitet das Programm zu Schritt 217 und 218. Wenn die
Radbeschleunigung DVW ungleich 0 g ist, wird die
Radgeschwindigkeit v w mit der geschätzten
Fahrzeuggeschwindigkeit v s verglichen. Wenn die geschätzte
Radgeschwindigkeit v w noch kleiner als die geschätzte
Fahrzeuggeschwindigkeit v s ist, wird in Schritt 219 der
folgende hydraulische Solldruck P sg eingestellt. In diesem
Schritt 219 wird der hydraulische Solldruck P sg auf einen
Wert eingestellt, den man durch Addition eines gewissen
Wertes (α) zu dem in Schritt 216 berechneten
hydraulischen Solldruck erhält, um den Radbremszylinder-
Druck leicht zu erhöhen. Folglich wird der
Druckerhöhungsvorgang zwischen einem in Fig. 9 mit (d)
bezeichneten Punkt und einem mit (e) bezeichneten Punkt
durchgeführt.
Nachdem der Vorgang der Anfangslogik mit den in Fig. 4
gezeigten Schritten 200 bis 204 und 401 bis 404 an einem in
Fig. 9 mit (e) bezeichneten Punkt, an dem die
Radgeschwindigkeit v w gleich der geschätzten
Fahrzeuggeschwindigkeit v s ist, beendet ist, schreitet das
Programm von dem in Fig. 5 gezeigten Schritt 218 zu Schritt
220, bei dem eine das Ende der Anfangslogik anzeigende
Kennung und eine den Beginn der Plansteuerung anzeigende
Kennung so gesetzt werden, daß die Anfangslogik endet und
die Plansteuerung beginnt. Wenn in Schritt 217 entschieden
wird, daß die Radbeschleunigung DVW gleich 0 ist, schreitet
das Programm zu Schritt 220.
Wenn die Plansteuerungs-Startkennung gesetzt ist, wird die
Berechnung des hydraulischen Solldrucks gemäß der
Plansteuerung für jedes Rad in den in Fig. 4 gezeigten
Schritten 301 bis 304 ausgeführt. Im Mikrocomputer 11 ist
ein Plan gespeichert, der, wie in Fig. 13 gezeigt, durch
die Radbeschleunigung DVW und die Schlupfrate S als
Parameter bestimmt wird. Die Stellglieder 31 bis 34 werden
gemäß diesem Plan gesteuert.
Wenn die Radgeschwindigkeit v w im wesentlichen gleich der
geschätzten Fahrzeuggeschwindigkeit v s wie in der Phase
sofort nach dem Übergang zur Plansteuerung ist, werden die
Stellglieder 31 bis 34 so gesteuert, daß sie den Zustand
der Gleichheit der Radgeschwindigkeit v w und der
geschätzten Fahrzeuggeschwindigkeit v s möglichst lange
aufrechterhalten. Wenn das Rad bei einem in Fig. 9 mit (f)
bezeichneten Punkt blockiert und der Radbremszylinder-Druck
einen Wert Pl an diesem Punkt aufweist, kann ein
Radbremszylinder-Druck in Höhe eines bestimmten Bruchteils
des Wertes Pl, z. B. 80% oder mehr, ein großes Bremsmoment
ausüben, ohne ein Blockieren des Rades zu verursachen. Um
die Radbremszylinder-Druck-Steuerung gemäß dem Druck dieses
Wertes, d. h. 80% von Pl oder mehr, möglichst lange
aufrechtzuerhalten, wird der Radbremszylinder-Druck leicht
erhöht. Wenn der Wert des hydraulischen Drucks weniger als
80% von Pl beträgt, wird der Radbremszylinder-Druck
schnell erhöht, um 80% des Wertes Pl möglichst schnell zu
erreichen.
Deshalb wird, wie in Fig. 6 gezeigt, gemäß dem
Unterprogramm der Schritte 301 bis 304 eine Betriebsart zum
Erhöhen des Radbremszylinder-Drucks auf den hydraulischen
Solldruck (im folgenden als Erhöhungsmodus bezeichnet)
eingestellt. Wenn bei Schritt 311 entschieden wird, daß die
Plansteuerungs-Kennung gesetzt ist, entscheidet das
Programm in den Schritten 312 bis 314, ob der Erhö
hungsmodus ausgeführt werden soll oder nicht. Es wird
entschieden, ob die Werte der Schlupfrate S und der
Radbeschleunigung DVW in den Bereich für den Erhöhungsmodus
fallen oder nicht. Wenn das Programm zu Schritt 315
schreitet, bei dem der Erhöhungsmodus eingestellt wird,
schreitet das Programm über Schritt 325 zu Schritt 326, bei
dem entschieden wird, ob der Radbremszylinder-Druck im
Blockierzustand des Rades kleiner als 80% des Wertes Pl
ist oder nicht. Wenn der Radbremszylinder-Druck kleiner als
80% des Wertes Pl ist, wird bei Schritt 327 jedem der
Stellglieder 31 bis 34 ein Schnell-Erhöhungs-Signal
zugeführt. Wenn 80% überschritten sind, wird bei Schritt
328 ein Langsam-Erhöhungs-Signal zugeführt, um diesen
Zustand aufrechtzuerhalten.
Von Schritt 314 schreitet das Programm zu den Schritten 316
und 317, bei denen entschieden wird, ob die
Radbeschleunigung DVW und die Schlupfrate S in einen in
Fig. 14 gezeigten "Haltebereich" fallen oder nicht. Wenn
ja, dann schreitet das Programm zu Schritt 318, bei dem ein
Haltemodus-Betrieb so durchgeführt wird, daß der
Radbremszylinder-Druck unverändert beibehalten wird. Bei
den Schritten 319 und 320 wird entschieden, ob sie in einen
"Schnell-Verringerungs"-Bereich fallen, in dem der
Radbremszylinder-Druck schnell in einer bei Schritt 321
durchgeführten Schnell-Absenkungs-Betriebsart erniedrigt
wird.
Wenn die Radbeschleunigung DVW und die Schlupfrate S
außerhalb der vorstehend beschriebenen Bereiche liegen,
wird bei Schritt 322 eine Normal-Absenkungs-Betriebsart
durchgeführt. Das Programm schreitet zu Schritt 323, bei
dem entschieden wird, ob der Zustand im vorhergehenden
Zyklus der Erhöhungsmodus oder der Haltemodus ist. Bei
einer positiven Entscheidung wird der Wert des hydrauli
schen Drucks im vorhergehenden Zyklus als ein Wert Pl in
Schritt 324 gespeichert. Dann werden, wie in Fig. 4
gezeigt, die geschätzte Fahrzeuggeschwindigkeit v s und
andere Faktoren in 10 ms-Intervallen (Schritte 500, 600)
berechnet und die vorstehend beschriebene Plansteuerung
wird wiederholt.
Die geschätzte Fahrzeuggeschwindigkeit v s wird gemäß einem
in Fig. 7 gezeigten Ablaufdiagramm berechnet. Bei Schritt
601 wird der Maximalwert v wMAX(n) der Radgeschwindigkeiten
v wFR(n) , v wFL(n) , v wRR(n) und v wRL(n) der vier Räder
berechnet. "n" ist ein bestimmter Zyklus, in dem das
Programm ausgeführt wird. Dann schreitet das Programm zu
Schritt 602, bei dem der Mittelwert PlM des Rad
bremszylinder-Drucks beim Blockieren der jeweiligen Räder
PlFR, PlFL, PlRR und PlRL berechnet wird. Bei Schritt 603
wird eine Beschleunigung α DN (oder Verzögerung)
entsprechend dem Mittelwert PlM gemäß einem (nicht
gezeigten) Diagramm angesetzt. Von Schritt 603 schreitet
das Programm zu Schritt 604, bei dem es entscheidet, ob
v wMAX(n) größer ist als (v s(n -1) - α DN ). Wenn entschieden
wird, daß v wMAX(n) kleiner ist als dieser Wert, wird v s(n -
1) - α DN zu v s(n) , andernfalls wird v wMAX(n) auf v s(n) in
Schritt 605 bzw. 606 angesetzt. Danach werden bei Schritt
607 Referenzwerte entsprechend verschiedenen, in Fig. 13
gezeigten Fahrzeuggeschwindigkeiten v sn , v sl , v snh und v sli
berechnet, z. B. v sn = 0,9 × v s -2 (km/h) oder v sl = 0,8 × v s
- 10 (km/h).
Im vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel wird die
Anfangslogik nur unmittelbar nach dem Beginn des
Bremsvorgangs ausgeführt. Aber auch wenn die
Radgeschwindigkeit v w sich während der Plansteuerung
abnormal verringert oder wenn das Rad während des lange
andauernden langsamen Erhöhens des Radbremszylinder-Drucks
nicht blockiert, kann die in den Fig. 4 und 5 beschriebene
Anfangslogik ausgeführt werden.
Es wird ein Antiblockier-Regelsystem für ein Kraftfahrzeug
angegeben mit einem Stellglied in einem Hydraulikkreis
zwischen einem Hydraulik-Druckgenerator und einem
Radbremszylinder. Das Stellglied wird von einer
elektronischen Steuereinrichtung gesteuert, um eine dem
Radbremszylinder zugeführte hydraulische Bremskraft gemäß
mindestens einem Ausgangssignal eines eine Raddrehgeschwin
digkeit erfassenden Radgeschwindigkeits-Sensors zu steuern.
In der Steuereinrichtung wird ein hydraulischer Solldruck
eingestellt, und das Stellglied wird so gesteuert, daß der
hydraulische Bremsdruck auf den hydraulischen Solldruck
gesteuert wird. Da das Stellglied ein Proportional-
Drucksteuer-Magnetventil enthält, das mit der mit einem
Widerstand zum Erfassen des dem Magnetventil zugeführten
Stromes ausgestatteten Steuereinrichtung verbunden ist,
wird der hydraulische Solldruck gemäß dem Strom
eingestellt.
Claims (9)
1. Antiblockier-Regelsystem für ein Kraftfahrzeug zum
Einbau in eine Fahrzeug-Bremsanlage, mit einem
Radbremszylinder (51) zum Aufbringen einer Bremskraft an
einem Rad (FR) und einer Druckbeaufschlagungs-Vorrichtung
(101) zum Zuführen eines hydraulischen Bremsdrucks an den
Radbremszylinder (51),
gekennzeichnet durch
eine Stellvorrichtung (102) in einem Hydraulikkreis zwischen der Druckbeaufschlagungs-Vorrichtung (101) und dem Radbremszylinder (51) zum Steuern des dem Radbremszylinder (51) zugeführten hydraulischen Bremsdruck,
eine Radgeschwindigkeits-Meßvorrichtung (103) zum Erfassen der Raddrehzahl und
eine Bremskraft-Steuereinrichtung (104) zum Steuern der dem Rad (FR) aufzubringenden Bremskraft gemäß mindestens einem Ausgangssignal der Radgeschwindigkeits-Meßvorrichtung (103), wobei die Bremskraft-Steuereinrichtung (104) eine Steuereinrichtung (106) zum Steuern der Stellvorrichtung (102) und eine Hydraulik-Solldruck-Einstelleinrichtung (105) zum Einstellen eines hydraulischen Solldrucks für die Steuereinrichtung (106) enthält und wobei die Steuereinrichtung (106) die Stellvorrichtung (102) so steuert, daß der dem Radbremszylinder (51) zugeführte hydraulische Bremsdruck auf den hydraulischen Solldruck gesteuert wird.
eine Stellvorrichtung (102) in einem Hydraulikkreis zwischen der Druckbeaufschlagungs-Vorrichtung (101) und dem Radbremszylinder (51) zum Steuern des dem Radbremszylinder (51) zugeführten hydraulischen Bremsdruck,
eine Radgeschwindigkeits-Meßvorrichtung (103) zum Erfassen der Raddrehzahl und
eine Bremskraft-Steuereinrichtung (104) zum Steuern der dem Rad (FR) aufzubringenden Bremskraft gemäß mindestens einem Ausgangssignal der Radgeschwindigkeits-Meßvorrichtung (103), wobei die Bremskraft-Steuereinrichtung (104) eine Steuereinrichtung (106) zum Steuern der Stellvorrichtung (102) und eine Hydraulik-Solldruck-Einstelleinrichtung (105) zum Einstellen eines hydraulischen Solldrucks für die Steuereinrichtung (106) enthält und wobei die Steuereinrichtung (106) die Stellvorrichtung (102) so steuert, daß der dem Radbremszylinder (51) zugeführte hydraulische Bremsdruck auf den hydraulischen Solldruck gesteuert wird.
2. Antiblockier-Regelsystem nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Stellvorrichtung (102) ein Proportional-
Drucksteuer-Magnetventil (300) enthält zum Steuern des
hydraulischen Bremsdrucks in einem im wesentlichen linearen
Verhältnis zu einem ihm zugeführten Strom und daß die
Bremskraft-Steuereinrichtung (104) eine Strom-
Meßeinrichtung (108) zum Erfassen des Stroms und Ausgeben
eines Ausgangssignals an die Steuereinrichtung (106)
enthält, wobei die Hydraulik-Solldruck-Einstelleinrichtung
(105) den hydraulischen Solldruck gemäß dem Ausgangssignal
der Strom-Meßeinrichtung (108) einstellt.
3. Antiblockier-Regelsystem nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Hydraulik-Solldruck-Einstelleinrichtung (105)
während einer vorbestimmten Zeitperiode nach dem Beginn des
Bremsvorgangs einen ersten hydraulischen Solldruck auf
einen vorbestimmten Wert einstellt.
4. Antiblockier-Regelsystem nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Hydraulik-Solldruck-Einstelleinrichtung (105)
während einer der vorbestimmten Zeitperiode folgenden
Zeitperiode bis zu dem Zeitpunkt, an dem eine
Radbeschleunigung maximal ist, einen zweiten hydraulischen
Solldruck auf einen Wert einstellt, der bestimmt wird durch
die Radbeschleunigung und eine Schlupfrate, die man aus dem
Ausgangssignal der Radgeschwindigkeits-Meßvorrichtung (108)
erhält.
5. Antiblockier-Regelsystem nach Anspruch 3 oder 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Hydraulik-Solldruck-Einstelleinrichtung (105) als
zweiten hydraulischen Solldruck den hydraulischen Solldruck
auf einen Mittelwert zwischen einem durch die
Beschleunigung bestimmten ersten Wert und einem durch die
Schlupfrate bestimmten zweiten Wert einstellt.
6. Antiblockier-Regelsystem nach Anspruch 4 oder 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Hydraulik-Solldruck-Einstelleinrichtung (105) nach
dem Ende der Zeitperiode, während der der zweite
hydraulische Solldruck verwendet wird, einen dritten
hydraulischen Solldruck einstellt, wobei periodisch ein
vorbestimmter Wert stufenweise zum zweiten hydraulischen
Solldruck addiert wird.
7. Antiblockier-Regelsystem nach einem der Ansprüche 2
bis 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Strom-Meßeinrichtung (108) einen Strom-
Meßwiderstand zwischen dem Proportional-Drucksteuer-
Magnetventil (300) und der Steuereinrichtung (106) enthält.
8. Antiblockier-Regelsystem nach einem der Ansprüche 2
bis 7,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Steuereinrichtung (106) einen Mikrocomputer
enthält, der ein Impulsbreitenmodulations-Signal zum
Steuern des Proportional-Drucksteuer-Magnetventils (300)
ausgibt, um den dem Radbremszylinder (51) zugeführten
hydraulischen Bremsdruck auf den hydraulischen Solldruck zu
steuern.
9. Antiblockier-Regelsystem nach einem der Ansprüche 4
bis 7,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Steuereinrichtung (106) einen Mikrocomputer
enthält, der ein Impulsbreitenmodulations-Signal zum
Steuern des Proportional-Drucksteuer-Magnetventils (300)
ausgibt, um den dem Radbremszylinder (51) zugeführten
hydraulischen Bremsdruck auf den hydraulischen Solldruck zu
steuern, und daß der durch die Beschleunigung bestimmte
erste Wert und der durch die Schlupfrate bestimmte zweite
Wert im Mikrocomputer in Form einer ersten Tabelle für den
ersten Wert, der durch das Ausgangssignal des
Mikrocomputers als eine Funktion der Beschleunigung
repräsentiert ist, und einer zweiten Tabelle für den
zweiten Wert gespeichert werden, der durch das
Ausgangssignal des Mikrocomputers als eine Funktion der
Schlupfrate repräsentiert ist.
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