DE3611822A1

DE3611822A1 - Antiblockier-bremsregelsystem fuer ein kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE3611822A1
Application number: DE19863611822
Authority: DE
Inventors: Yoshiki Yokohama Kanagawa Yasuno
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1985-04-09
Filing date: 1986-04-08
Publication date: 1986-10-16
Also published as: US4758053A; JPS61232952A; JPH0645338B2

Description

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Beschreibung

Antiblockier-Bremsregelsystem für ein Kraftfahrzeug

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Antiblockier-Bremsregelsystem, das die Bremscharakteristik optimieren kann. Speziell bezieht sich die Erfindung auf ein Antiblockier-Bremsregelsystem, das variable Radschlupfkriterien zum Vermindern der Bremskraft in Abhängigkeit von Querkräften aufweist, die auf das Fahrzeug einwirken. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf ein Antiblockier-Bremsregelverfahren, das nicht nur die Fahrzeugbremseigenschaften, sondern auch die Kurvenstabilität optimiert.

Es ist bekannt, daß man optimale Bremseigenschaften erhält, wenn der Bremsdruck oder die Bremskraft so eingestellt werden kann , daß die Umfangsgeschwindigkeit der Räder während des Bremsens in einem gegebenen Verhältnis von etwa 80% bis 85% zur Fatirzeuggeschwindigkeit gehalten wird. Man hält diese Praxis für speziell wirksam, wenn Straßenzustände und andere Faktoren in Betracht gezogen werden. Wenn andererseits die Radgeschwindigkeit in einem Verhältnis zur Fahrgeschwindigkeit oberhalb des obenerwähnten optimalen Verhältnisses von 80 bis 85% gehalten wird, dann verlängert sich aufgrund des ungenügenden Bremsdrucks der Bremsweg.

Wenn andererseits der Bremsdruck so eingestellt wird, daß die Radgeschwindigkeit in einem Verhältnis zur Fahrzeuggeschwindigkeit gehalten wird, die geringer als das obengenannte optimale Verhältnis ist,

dann können die Räder blockieren und durchrutschen, was zu einem unnötig langen Bremsweg aufgrund der verminderten Reibung führt. In der Praxis ist es sehr schwierig, den Bremsdruck so genau einzustellen, daß die Radgeschwindigkeit in dem gegebenen optimalen Verhältnis zur Fahrgeschwindigkeit gehalten wird.

Bei der praktischen Antiblockier-Bremsregelung wird der Bremsdruck in einem oder mehreren Radbremszylindern durch zyklisches Steigern und Vermindern geregelt.

Das Antiblockier-Regelsystem vermindert im allgemeinen den Bremsdruck, wenn der Radverzögerungswert kleiner als ein gegebener Verzögerungsgrenzwert wird, der so gewählt ist, daß das Rad am Durchrutschen gehindert wird, und steigert den Bremsdruck, wenn der Radbeschleunigungswert größer als ein gegebener Beschleunigungsgrenzwert ist. Bei diesem konventionellen Antiblockier-Bremsregelverfahren bleibt die Radgeschwindigkeit nicht für eine zufriedenstellend lange Zeitdauer in einem optimalen Verhältnis zur Fahrgeschwindigkeit. In der US-PS 3 637 264 ist ein Antiblockier-Bremsregelsystem beschrieben, das die Wirkungsweise verbessern soll. Danach wird der Druck der die Bremsen betätigenden Flüssigkeit variiert, indem man das Regelventil oder die Regelventile mit Zeitlängen pulsierend betreibt, die größer oder kleiner als die Periode jener Grenzfrequenz gemacht werden, oberhalb der das Bremssystem nicht ansprechen kann.

Im erstgenannten Fall tritt eine rasche Steigerung oder eine rasche Abnahme des Fluiddrucks auf, während im letztgenannten Fall eine weniger schnelle Durchschnitts- oder Nettosteigerung oder -abnähme im

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Fluiddruck auftritt, auf den das Bremssystem anspricht. Diese Bedingungen werden in Abhängigkeit vom Rotationsverhalten des Fahrzeugrades oder der Fahrzeugräder geregelt und spezieller in Abhängigkeit von vorbestimmten Änderungen der Winkelgeschwindigkeit des Rades.

Darüberhinaus kann entweder eine Änderung der Impulsdauer bei fester Frequenz oder eine Änderung der Frequenz bei fester Impulsdauer während der hochfrequenten Pulsierung ausgeführt werden, um die Nettosteigerung oder -abnähme des Fluiddrucks weiterhin zu ändern. Diese weitere Änderung wird als Funktion der Zeit seit Beginn des hochfrequenten Pulsierens ausgeführt.

In der JP-OS 51-89096, veröffentlicht am 4.August 1976 ist ein dem vorgenannten ähnliches System beschrieben. Der Fluiddruck im Radzylinder wird schrittweise gesteigert. Die Dauer der Steigerung des Fluiddrucks wird in Übereinstimmung mit der Steigerungsrate des Fluiddrucks in einem oder mehreren vorangehenden Schritten eingestellt.

In der Zwischenzeit wird eine Fahrzeugkurvenführungskraft ermittelt, sie nimmt ab, wenn der Radschlupf zunimmt. Wenn daher die Antiblockierregelung wirksam ist, um den Radschlupf auf der optimalen Größe, d.h. auf 10 bis 20% zu halten, dann wird die Kurvenführungskraft des Fahrzeugs geringer als jene im radschlupffreien Zustand. Dies führt zu einer Instabilität im Fahrverhalten in Bezug auf die Querkraft, die während des Kurvenfahrens möglicherweise auf das Fahrzeug einwirkt. Man hat daher bislang angenommen, daß es nicht möglich ist, zugleich ein zufriedenstellendes Bremsverhalten und ausreichende Kurvenstabilität zu erzielen.

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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Antiblockier-Bremsregelsystem für ein Kraftfahrzeug anzugeben, das in der Lage ist, zufriedenstellende Bremseigenschaften und zugleich gute Kurvenstabilität zu gewährleisten.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Antiblockier-Bremsregelsystem anzugeben, das hinsichtlich der Radschlupfkriterien in Abhängigkeit von der Größe einer Querkraft variabel ist, die auf das Fahrzeug einwirkt, um sowohl das gewünschte Ausmaß an Bremswirkung hervorzurufen und gleichzeitig Kurvenstabilität zu gewährleisten, um unerwünschtes Fahrverhalten in Querrichtung zu unterdrücken.

Um die vorerwähnten und andere Aufgaben zu lösen, regelt das Antiblockier-Bremsregelsystem nach der vorliegenden Erfindung den Bremsdruck in einem Kraftfahrzeugbremssystem, indem die Radgeschwindigkeit mit einem Radschlupfkriterium verglichen wird. Das System ermittelt auch die Querkraft, die auf das Fahrzeug wirkt, um das Radschlupfkriterium so zu verändern, daß dieses auf eine Größe eingestellt wird, die eine ausreichende Kurvenführungskraft gegen die Querkraft sicherstellt, um ein ausreichendes Maß an Kurvenstabilität des Fahrzeugs zu erzielen.

Die Lösung der Aufgabe ist im Anspruch 1 beschrieben. Vorteilhafte Ausgestaltungen und eine alternative Ausführungsform sind Gegenstand weiterer Ansprüche.

Die Erfindung soll nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert werden. Es zeigt:

Fig. 1(A) und 1(B) eine Übersichtsdarstellung über den allgemeinen Aufbau von bevorzugten Ausführungsformen eines Antiblockier-Bremsregelsystems nach der Erfindung ;

Fig. 2 eine Schemazeichnung einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 3 ein Schaltbild eines hydraulischen Bremskreises mit einer Druckregelventileinheit in der Ausführungsform nach Fig. 2;

Fig. 4 bis 6 Darstellungen von Radgeschwindigkeitssensoren zur Verwendung in der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 7 und 8 Darstellungen eines Radgeschwindigkeitsensors zur überwachung der Drehgeschwindigkeit von Vorderrädern, der in der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung benutzt werden kann;

Fig. 9 eine Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines Radgeschwindigkeitssensors für die überwachung einer Durchschnittsdrehgeschwindigkeit von Hinterrädern, der in der bevorzugten Ausführungsform er Erfindung benutzt werden kann;

Fig. 10 eine Tafel, die die Änderung der Betriebsart des Antiblockier-Bremsregelsystems in Abhängigkeit von der Radbeschleunigung und dem Radschlupf zeigt;

Fig. 11 ein Flußdiagramm eines Antiblockier-Regelsignal-Ableitprogramms, das in einem Regelmodul in der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung auszuführen ist;

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Fig. 12 ein Flußdiagramm zum Einstellen eines Radschlupfgrenzwertes in Abhängigkeit von der Lenkwinkelposition ;

Fig. 13 ein Flußdiagramm eines modifizierten Programms zur Einstellung des Radschlupfgrenzwertes;

Fig. 14 eine graphische Darstellung des Zusammenhangs zwischen dem Radschlupf und dem Reibungskoeffizienten und

Fig. 15 den Zusammenhang zwischen einer Kurvenführungskraft des Fahrzeugs und dem Radschiupf.

Gemäß Fig. 1 (A) regelt ein Antiblockier-Bremsregelsystem im allgemeinen den Hydraulikdruck, der den den Fahrzeugrädern zugeordneten Radbremszylindern zuzuführen ist. Im allgemeinen überwacht das Antiblockier-Bremsregelsystem die Radgeschwindigkeit, um einen Radschlupfwert A abzuleiten, während der Hydraulikdruck dem Radbremszylinder zugeführt wird. Der abgeleitete Radschlupfwert wird mit einem gegebenen Radschlupfgrenzwert A verglichen. Beim Regelvorgang wird der Hydraulikdruck so lang gesteigert, wie der Radschlupf/ unterhalb des gegebenen Radschlupfgrenzwerts A- liegt. Wenn andererseits der Radschlupfwert A den gegebenen Grenzwert Λ erreicht oder überschreitet, wird der Hydraulikdruck vermindert, bis der Radschlupfwert A unter den vorgenannten Grenzwert A_s fällt.

Gemäß der vorliegenden Erfindung ist der gegebene Radschlupfwert A₅ in Abhängigkeit vom Fahrzeuglenkverhalten variabel. Zum überwachen des Fahrzeuglenk verhaltensist ein Lenkzustandssensor vorgesehen. Dieser

Lenkzustandssensor ist einer Vorrichtung zum Ableiten des Radschlupfgrenzwertes X zugeordnet. Diese Einrichtung spricht auf den Ausgang des Lenkzustandssensors an, um den Radschlupfgrenzwert in Abhängigkeit vom Ausmaß 0 der Lenkwinkel stel lung zu variieren. Im bevorzugten Verfahren wird der Radschlußgrenzwert Λ vermindert, wenn der Lenkwinkel θ aus der neutralen Stellung vergrößert wird.

In Fig. 1(B) ist ein Fahrzeugschleuderratensensor dem System nach Fig. 1(A) hinzugefügt. Dieser Sensor überwacht das Schleudern des Fahrzeugs. Der Ausgang dieses Sensors wird ebenfalls der Einrichtung zum Ableiten des Radschlupfgrenzwerts A₅ zusammen mit dem Ausgang des Lenkzustandsensors zugeführt.

Die Einrichtung zum Ableiten des Radschlupfgrenzwerts spricht auf die Ausgänge des Lenkzustandssensors und des Schleuderratensensors an, um den Radschlupfgrenzwert λ in Abhängigkeit von der Lenkwinkelstel1ung θ und der Gierungsrate </> des Fahrzeugs zu verändern.

Durch Einstellung des Radschlupfgrenzwerts, der ein Maß für den Bremsdruckfreigabepunkt in Abhängigkeit von Lenkzustand und/oder der 'Gierungsrate ist, die die auf das Fahrzeug wirkende Querkraft wiederspiegelt, kann ein Ausgleich zwischen dem Bremsverhalten und der Lenkstabilität auf höherem Niveau erreicht werden.

Die bevorzugte Ausführungsform des Antiblockier-Bremsregelsystems nach der vorliegenden Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Fig. 2 bis 14 näher erläutert.

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Wie Fig. 2 zeigt, enthält das System einen hydraulischen Bremskreis zum Regeln des Bremsdrucks am linken Vorderrad 10, rechten Vorderrad 11 und an den Hinterrädern 12 und 13. Die Vorderräder 10 und 11 sind bezüglich ihrer Laufrichtung durch ein bekanntes Lenksystem,das ein Lenkrad 14 einschließt, einstellbar. Ein Lenkwinkelsensor 15 ist dem Lenksystem zugeordnet, um den Lenkwinkel des Fahrzeugs zu ermitteln. Der Lenkwinkelsensor 15 ist dazu eingerichtet, ein Lenkwinkelsignal abzugeben, das den Lenkwinkel θ des Lenksystems wiedergibt.

Obwohl für die vorliegende Erfindung nicht wichtig, ist das dargestellte Antiblockier-Bremsregelsystem am Beispiel eines hinterradgetriebenen Fahrzeugs mit vorne liegender Maschine gezeigt. Die Brennkraftmaschine ist daher am vorderen Ende des Fahrzeugs angeordnet und mit den Hinterrädern in bekannter Weise über eine Kardanwelle 16 und ein Differentialgetriebe 17 verbunden.

Der hydraulische Bremskreis enthält einen Bremskraftverstärker 19 und einen dem Bremspedal 18 zugeordneten Hauptbremszylinder 20. In bekannter Art ist der Bremskraftverstärker 19 mechanisch mit dem Bremspedal verbunden, um die über das Pedal 18 zugeführte Bremskraft zu verstärken und die Ausgangskraft dann dem Hauptbremszylinder 20 zuzuführen. Der Hauptbremszylinder 20 baut den hydraulischen Druck Pm auf und gibt diesen über einen hydraulischen Kreis an die Radbremszylinder 10a, 11a, 12a und 13a ab. Es sei hervorgehoben, daß der Hydraulikdruck Pm, der vom Hauptbremszylinder 20 aufgebaut und *gegeben wird, nachfolgend als "Hauptbremszylinder-Abgabedruck" bezeichnet wird.

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Eine Druckregelventileinheit 22 ist innerhalb des hydraulischen Kreises angeordnet und verbindet die Ausgangskanäle des Hauptbremszylinders 20 mit entsprechenden Radbremszylindern 10a, 11a, 12a und 13a. Die Druckregelventileinheit 22 hat zwei Eingangskanäle, die mit den Ausgangskanälen des Hauptbremszylinders 20 verbunden sind, und drei Äusgangskanäle, von denen einer mit den hinteren Radbremszylindern 12a und 13a , ein weiterer mit dem linken vorderen Radbremszylinder 10a und der dritte mit dem rechten vorderen Radbremszylinder 11a verbunden sind. Weiterhin ist innerhalb des hydraulischen Kreises zwischen dem Ausgangskanal der Druckregelventileinheit 22 und den Radbremszylindern 12a und 13a ein Proportionierungsventi1 27 angeordnet. Dieses Ventil 27 verhindertauf an sich bekannte Weise, daß der Hydraulikdruck P_R, der den hinteren Radbremszylindern 12a und 13a zugeführt wird, schneller ansteigt, als der Druck, der den Radbremszylindern 10a und 11a der Vorderräder zugeführt wird.

Die Druckregelventileinheit 22 ist zwischen verschiedenen Betriebszuständen zum Einstellen des Bremsdrucks in den Radbremszylindern 10a, 11a, 12a und 13a betriebsfähig, um den Radschlupfwert X auf etwa einem bekannten Optimalwert zu halten, um zu verhindern, daß die Räder durchrutschen. Die Steuerbetriebsart, in der der Bremsdruck gesteigert wird, ist nachfolgend mit Zuführbetrieb bezeichnet. Die Steuerbetriebsart, in der der Bremsdruck vermindert wird, ist nachfolgend mit "Ablaßbetrieb" bezeichnet. Die Betriebsart, in der der Bremsdruck im wesentlichen konstant gehalten wird, ist nachfolgend als "Haltebetrieb" bezeichnet.

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Der Antiblockier-Regelvorgang besteht aus einer Schleife aus Zuführungsbetrieb, Haltebetrieb, Ablaßbetrieb und Haltebetrieb. Diese Schleife wird über den Antiblockier-Regelvorgang zyklisch wiederholt. Ein Schleifenzyklus der Regeländerung wird nachfolgend als "Blockierzyklus" bezeichnet.

Die Druckregelventileinheit 22 ist beispielsweise wie in Fig. 3 aufgebaut. Der Aufbau der Druckregelventi1-einheit 22 wird nachfolgend unter Bezugnahme auf Fig.3 erläutert.Dies ist jedoch nur ein Beispiel des hydraulischen Bremssystems, bei welchem die bevorzugte Ausführungsform des Antiblockier-Regelsystems nach der vorliegenden Erfindung angewendet werden kann, so daß in diesem Anwendungsbeispiel keine Beschränkung der Erfindung zu sehen ist. In Fig. 3 ist einer der Auslaßkanäle des Hauptbremszylinders mit dem Einlaßkanal 23b und 25b von elektromagnetischen Strömungssteuerventilen 23a und 25a verbunden, deren entsprechende Auslaßkanäle 23c und 25c mit den vorderen Radbremszylindern 10a bzw. 11a über die Sekundärdruckleitung 43 verbunden sind. Der erste Auslaßkanal 41 ist mit dem Einlaßkanal 27b des elektromagnetischen Ventils 27a verbunden, dessen Auslaßkanal über die Primärdruckleitung 44 mit den hinteren Radbremszylindern 12a und 13a verbunden ist. Die elektromagnetischen Ventile 23a, 25a und 27a haben weiterhin Ablaßkanäle 23d, 25d und 27d.

Die Ablaßkanäle 23d und 25d sind mit dem Einlaßkanal 72a einer Fluidpumpe 90 über Ablaßleitungen 80, 82 und 78 verbunden. Der Fluidpumpe 90 ist ein Elektromotor 88 als Antrieb zugeordnet, der seinerseits mit einem Motorrelais 92 verbunden ist, dessen Einschaltzyklus mittels eines Steuersignals von einem Steuermodul 200 beeinflußt wird. Wenn das Motorrelais 92

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erregt wird, um einzuschalten, dann ist der Motor 88 in Betrieb und treibt die Fluidpumpe 90 an. Der Ableitkanal 27d des elektromagnetischen Strömungssteuerventils 27a ist mit dem Einlaßkanal 58a der Fluidpumpe 90 über eine Ableitleitung 64 verbunden.

Die Auslaßkanäle 72b und 58b sind über Rückführleitungen 72c und 58c mit den Druckleitungen 42 bzw. 44 verbunden. Die Auslaßkanäle 23c, 25c und 27c der entsprechenden elektromagnetischen Strömungssteuerventile 23a, 25a und 27a sind mit entsprechenden Radbremszylindern 10a, 11a, 12a und 13a über Bremsleitungen 46, 48 und 50 verbunden. Bypaßleitungen 96 und 98 sind dazu vorgesehen, die Bremsdruckleitungen 46 und 48 bzw. 50 mit den Druckleitungen 42 und 44 zu verbinden, die die elektromagnetischen Strömungssteuerventile überbrücken. Pumpdruckrückschlagventile 52 und 66 sind in den Druckleitungen 42 und 44 angeordnet. Jedes dieser Pumpdruckventile 66 und 52 ist dazu vorgesehen, die Übertragung von Druckwellen des von der Fluidpumpe 90 unter Druck gesetzten Arbeitsfluids zum Hauptbremszylinder 24 zu verhindern.

Da die Fluidpumpe 90 so gestaltet ist, daß sie den Bremsdruck in den Bremsdruckleitungen 46, 48 und 50 schnell ablassen kann und daher den Bremsdruck in den Radbremszylindern 10a, 11a, 12a und 13a abbaut, wird die Pumpe beim Loslassen des Bremspedals betrieben. Dies würde zu Druckwellen im Arbeitsfluid von der Fluidpumpe 90 zum Hauptbremszylinder 24 führen, wenn die Pumpdruckrückschlagventile 66 und 52 nicht vorgesehen wären. Die Pumpdruckrückschlagventile 66 und 52 dienen als Einweg-Ventile, die eine Fluidströmung vom Hauptbremszylinder 24 zu den Einlaßkanälen 23b, 25b und 27b der elektromagnetischen Ventile 23a, 25a und 27a

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ermöglichen. Drucksammler 70 und 56 sind in den Druckleitungen 42 und 44 angeordnet und dienen dazu, Fluiddruck zu speichern, der an den Auslaßkanälen 72b und 58b der Fluidpumpe 90 erzeugt wird, wenn die Einlaßkanäle 23b, 25b und 27b geschlossen sind. Zu diesem Zweck sind die Drucksammler 70 und 56 mit den Auslaßkanälen 72b und 58b der Fluidpumpe 90 über die Rückführleitungen 72c und 58c verbunden. Auslaßventile 68 und 54 sind Einweg-Rückschlagventile, die eine Einweg-Fluidverbindung von der Fluidpumpe zu den Drucksammlern erlauben. Diese Auslaßventile 68 und 54 dienen dazu, ein Eindringen von Druck, der sich in den Drucksammlern 70 und 56 angesammelt hat, in die Fluidpumpe zu verhindern, wenn die Pumpe außer Betrieb ist. Außerdem verhindern die Auslaßventile 68 und 54 , daß das unter Druck stehende Fluid, das durch die Druckleitungen 42 und 44 fließt, durch die Rückführleitungen 72c und 58c in die Fluidpumpe 90 strömt.

In die Ableitkanäle 78 und 64 sind Einlaßventile 74 und 60 eingesetzt, die verhindern, daß Druckwellen des von der Fluidpumpe 90 unter Druck gesetzten Fluids zu den elektromagnetischen Strömungssteuerventilen 23a, 25a und 27a fließt, nachdem der Bremsdruck in den Radbremszylindern abgelassen ist. Das durch die Ableitkanäle 78 und 64 strömende Fluid wird vorübergehend in Fluidbehältern 76 und 62 zurückgehalten, die mit letzteren verbunden sind.

Bypaß-RückschlagventiIe 85, 86 und 84 sind in die Bypaßleitungen 98 und 96 eingesetzt, um zu verhindern, daß das Fluid in den Druckleitungen 42 und 44 zu den Bremsdruckleitungen 46, 48 und 50 strömt, ohne zunächst durch die elektomagnetischen Strömungssteuerventile 23a,

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25a und 27a zu strömen. Andererseits sind die Bypaßventile 85, 86 und 84 dazu eingerichtet, eine Fluidströmung von den Bremsdruckleitungen 46, 48 und 50 zu den Druckleitungen 42 und 44 zu ermöglichen, wenn der Druck am Hauptbremszylinder 24 aufgehoben wird und der Leitungsdruck in den Druckleitungen 42 und 44 daher geringer wird als der Druck in den Bremsdruckleitungen 46, 48 und 50.

Den elektromagnetischen Strömungssteuerventilen 23a, 25a und 27a ist jeweils ein Antrieb 23, 25 und 27 zugeordnet, die mit Hilfe von Steuersignalen vom Steuermodul 200 beeinflußt werden. Die Antriebe 23, und 27 sind über ein Betätigungsrelais 94 sämtlich mit dem Steuermodul 200 verbunden, das somit die Erregung und Entregung sämtlicher Strömungssteuerventile beeinflußt. Der Betrieb des elektromagnetischen Ventils 23a im Zusammenwirken mit dem Antrieb 23 wird unter Bezugnahme auf die Fig. 4, 5 und 6 erläutert, die den Zuführbetrieb, den Haltebetrieb und den Ablaßbetrieb zeigen.

Es sei hervorgehoben, daß der Betrieb der elektromagnetischen Ventile 25a und 27a im wesentlichen vergleichbar dem des Ventils 23a ist. Daher braucht die Betriebsweise der elektromagnetischen Ventile 25a und 27a zur Vermeidung unnötiger Wiederholungen hier nicht erläutert zu werden.

Zuführbetriebsart

In dieser Position bleibt der Antrieb 23 aberregt. Ein Anker des elektromagnetischen Ventils 22a bleibt daher in seiner Anfangsstellung, die eine Fluidströmung zwischen dem Einlaßkanal 23b und dem Auslaßkanal 23c erlaubt, so daß das unter Druck stehende Fluid, das vom Hauptbremszylinder 24a über die Druck-

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leitung 42 zugeführt wird, zum linken vorderen Radbremszylinder 10a über die Bremsdruckleitung 46 fließen kann. In dieser Ventilstellung ist der Ableitkanal 23d verschlossen, um eine Fluidströmung von der Druckleitung 42 zum Ableitkanal 78 zu unterbrechen. Als Folge davon wird der Leitungsdruck in der Bremsdruckleitung 46 proportional zum Ausmaß der Betätigung des Bremspedals 22 gesteigert und der Fluiddruck im linken vorderen Radbremszylinder 10a wird entsprechend gesteigert.

Wenn in diesem Falle die dem Bremspedal zugeführte Bremskraft vermindert wird, dann fällt der Leitungsdruck in der Druckleitung 42 ab, weil der Hauptbremszylinder 24 in seine Ursprungsstellung zurückkehrt. Als Folge davon wird der Leitungsdruck in der Bremsdruckleitung 46 höher als jener in der Druckleitung 42, so daß das Bypaßventil 85 geöffnet wird und eine Fluidströmung durch die Bypaßleitung 98 erlaubt, um das Arbeitsfluid zum Fluidbehälter 24a des Hauptbremszylinders 24 zurückzuführen. In der bevorzugten Ausführungsform wird das Pumpdruckrückschlagventil 66, das normalerweise als Einweg-Rückschlagventil zur Verhinderung einer Fluidströmung von elektromagnetischen Ventil 23a zum Hauptbremszylinder 24 dient, als Folge des Abfalls des Leitungsdrucks in der Druckleitung unter einen gegebenen Druck weit offen.

Dies ermöglicht es dem Fluid in der Bremsdruckleitung 46 zurück durch das elektromagnetische Ventils 23a und das Pumpdruckrückschlagventil 66 über die Druckleitung 42 zum Hauptbremszylinder 24 zurückzufließen. Diese Funktion des Pumpdruckrückschlagventils 66 erleichtert das völlige Ablassen des Bremsdrucks aus dem Radbremszylinder 10a.

Das Bypaßventil 85 ist beispielsweise auf einen vorgegebenen Nenndruck von beispielsweise 2 kg/cm² eingestellt und schließt, wenn die Druckdifferenz zwischen der Druckleitung 42 und der Bremsdruckleitung 46 unter den Nenndruck fällt. Als Folge davon tendiert der Fluiddruck, der sich dem Nenndruck des Bypaßventils annähert, in der Bremsdruckleitung 46 zu bleiben, was verhindert, daß der Radbremszylinder 10a in den voll entspannten Zustand zurückkehrt. Um dies zu verhindern, wird in der dargestellten Ausführungsform die Einweg-Rückschlagventilfunktion des Pumpdruckrückschlagventils 66 unwirksam gemacht, wenn der Leitungsdruck in der Druckleitung 42 unter einen vorbestimmten Druck von beispielsweise 10 kg/cm² fällt. Wenn der Leitungsdruck in der Druckleitung 42 unter den vorgegebenen Druck fällt, wird eine Vorspannungskraft, die normalerweise dem Pumpdruckrückschlagventil 66 zugeführt wird, beseitigt, wodurch das Ventil freigegeben wird, damit eine Fluidströmung von der Bremsdruckleitung 46 zum Hauptbremszylinder 24 über die Druckleitung 42 stattfinden kann.

Haltebetriebsart

Bei dieser Betriebsart wird eine begrenzte erste Stromstärke von beispielsweise 2A, die als Steuersignal dient, dem Antrieb 23 zugeführt, um den Anker näher an den Antrieb 23 als im vorangehenden Fall heranzuführen. Als Folge davon werden der Einlaßkanal 23b und der Ablaßkanal 23d geschlossen, um eine Fluidverbindung zwischen der Druckleitung 42 tmd der Bremsdruckleitung 46 und zwischen der Bremsdruckleitung und dem Ablaßkanal 78 zu blockieren. Der Fluiddruck in der Bremsdruckleitung 46 wird daher auf dem Pegel gehalten, der in jedem Moment herrschte, in welchem der Antrieb durch das Steuersignal in Betrieb gesetzt worden ist.

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In diesem Falle fließt der über den Hauptbremszylinder zugeführte Fluiddruck durch das Druckrückschlag ventil 66 zum Drucksammler 70.

Ablaßbetriebsart

In dieser Betriebsart wird eine als Steuersignal dienende maximale Stromstärke von beispielsweise 5 A dem Antrieb 23 zugeführt, um den Anker gegen den Antrieb 23 zu verschieben. Als Folge davon wird der Ableitkanal 23d geöffnet, um eine Fluidverbindung zwischen dem Ableitkanal 23d und dem Auslaßkanal 23c herzustellen. In diesem Augenblick dient die Fluidpumpe 90 dazu, die Fluidströmung von der Bremsdruckleitung 46 zum Ableitkanal 78 zu erleichtern. Das durch den Ableitkanal strömende Fluid wird teilweise in dem Fluidbehälter 76 gesammelt , und der Rest fließt zum Drucksammler 70 über die Rückschlagventile 60 und 54 und die Fluidpumpe 90.

Es sei hervorgehoben, daß selbst in dieser Ablaßbetriebsart der Fluiddruck in der Druckleitung 42 auf einem Pegel bleibt, der höher oder gleich jenem in der Bremsdruckleitung 46 ist, so daß eine Fluidströmung von der Bremsdruckleitung 46 zur Druckleitung 42 über den Bypaßkanal 98 und das Bypaß-Rückschlagventi1 85 niemals auftritt.

Um den Bremsdruck im vorderen linken Radbremszylinder 10a wieder aufzubauen, nachdem der Bremsdruck durch Verstellung des elektromagnetischen Ventils 23a in die Ablaßposition vermindert worden ist, wird der Antrieb 23 wieder aberregt. Das elektromagnetische Ventil 23a kehrt daher in seine Ausgangsposition zurück, um eine Fluidströmung zwischen dem Einlaßkanal 23b und

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dem Auslaßkanal 23c zu ermöglichen, damit das unter Druck stehende Fluid durch die Bremsdruckleitung 46 zum linken vorderen Radbremszylinder 10a fließen kann. Wie bereits erläutert, wird der Ableitkanal 23d geschlossen, um die Fluidströmung von der Druckleitung 42 zur Ableitleitung 78 zu blockieren.

Als Folge davon ist der Drucksammler 70 über das elektromagnetische Ventil 23a und die Bremsdruckleitung 46 mit dem linken vorderen Radbremszylinder 10a verbunden. Das unter Druck stehende Fluid im Drucksammler 70 wird daher dem Radbremszylinder 10a zugeführt, um den Fluiddruck darin wieder aufzubauen.

Da der Drucksammler 70 über die Rückschlagventile 60 und 54 , die eine Fluidströmung vom Fluidbehälter zum Fluidsammler ermöglichen, mit dem Fluidbehälter 76 verbunden ist, kann in diesem Augenblick der Extraanteil von unter Druck stehendem Fluid vom Fluidbehälter zugeführt werden.

Den Antrieben 23, 25 und 27 (Magnetspulen) der Druckregelventileinheit 22 ist das Steuermodul 200 zugeordnet, damit diese Antriebe die entsprechenden Venti lpositionen zwischen der vorerwähnten Zuführungsbetriebsposition, der Ablaßbetriebsposition und der Haltebetriebsposition einstellen. Das Steuermodul 200 führt daher eine Antiblockier-Bremsregelung aus, um den Radschlupf so lange wie möglich bei einem optimalen Wert zu halten. Um die Antiblockier-Bremsregelung auszuführen, ist das Steuermodul 200 mit Radgeschwindigkeitssensoren 10s, 11s und 16s verbunden. Die Radgeschwindigkeitssensoren 10s und 11s sind dazu eingerichtet, die Drehgeschwindigkeit der linken und rechten Vorderräder 10 und 11 zu überwachen. Der Radgeschwindigkeitssensor 16s ist dazu vorgesehen, die Rotionsgeschwindigkeit der Kardanwelle 16 als mittlere Rotationsgeschwindig-

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keit der Hinterräder 12 und 13 zu überwachen.

Fig. 7 zeigt den Aufbau des Radgeschwindigkeitssensors für die Ermittlung der Drehgeschwindigkeit des linken Vorderrades. Jeder der Radgeschwindigkeitssensoren 10s und 11s besteht im wesentlichen aus einem Sensorrotor 104, der mit dem Fahrzeugrad rotiert, und einer Sensoranordnung 102, die fest an dem Lagerabschnitt 105 der Gelenkwelle 108 angebracht ist. Der Sensorrotor 104 ist fest mit der Radnabe 109 verbunden, um sich mit dem Rad zu drehen.

Wie in Fig. 9 dargestellt, ist der Sensorrotor 104 mit einer Mehrzahl von Zähnen 120 in regelmäßigen Winkel abständen versehen. Die Breite der Zähne 120 und der Rillen 122 dazwischen sind in der dargestellten Ausführungsform gleich, um einen Einheitsdrehwinkel zu definieren.

Die Sensoranordnung 102 enthält einen Magnentkern 124, dessen Nordpol (N) nahe dem Sensorrotor 104 angeordnet ist, und dessen Südpol (S) fern vom Sensorrotor liegt. Ein Metallelement 125 mit einem Abschnitt 125a kleineren Durchmessers ist am Ende des Magnetkerns 124 nahe dem Sensorrotor befestigt. Das freie Ende des Metallelements 125 steht den Sensorzähnen 120 gegenüber. Eine elektromagnetische Spule 126 umgibt den Abschnitt 125a kleineren Durchmessers des Metallelements 125. Die Elektromagnetspule 126 ist dazu eingerichtet, Änderungen im Magnetfeld zu ermitteln, das vom Magnetkern 124 erzeugt wird, um ein Wechselstromsensorsignal zu erzeugen. Mit anderen Worten, das Metallelement 125 und der Magnetkern 124 bilden eine Art Annäherungsschalter, der die Stärke des Magnetfelds in Abhängigkeit von der Distanz zwischen dem

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freien Ende des Metallelements 125 und der Sensorrotoroberfläche verändert. Die Intensität des Magnetfeldes schwankt daher beim Vorbeilaufen der Sensorzähne 120 und dementsprechend in Abhängigkeit von der Winkelgeschwindigkeitdes Rades.

Fig. 8 zeigt den Aufbau des Hinterraddrehzahlsensors 16s. Wie bei dem Drehzahlsensor für das linke Vorderrad 10 enthält der Drehzahlsensor 16s für die Hinterraddrehzahl einen Sensorrotor 112 und eine Sensoranordnung 102. Dem Sensorrotor 112 ist ein Flansch 114 zugeordnet, der seinerseits fest mit einer Antriebswelle 116 verbunden ist und dreht sich mit dieser. Die Sensoranordnung 102 ist fest an einem Endantriebsgehäuse oder an einem Differentialgetriebegehäuse (nicht dargestellt) angebracht. Jede der Sensoranordnungen für die Vorderräder und der Hinterradsensor sind dazu eingerichtet, Wechselstromsensorsignale abzugeben, die eine Frequenz haben, die proportional der Drehgeschwindigkeit des zugehörigen Fahrzeugrads ist oder dieser entspricht. Die Elektromagnetspule 126 einer jeden der Sensoranordnungen 102 ist mit dem Steuermodul 200 verbunden, um dieser die Sensorsignale zuzuführen.

Das Steuermodul 200 empfängt die Sensorsignale von den Raddrelrzahlsensoren 10s, 11s und 16s, um daraus die Umfangsgeschwindigkeiten der entsprechenden Räder abzuleiten.

Im allgemeinen wird die Antiblockierbremsregelung auf der Grundlage der Radbeschleunigung α und dem Rad-

schlupf λ ausgeführt. Das Steuermodul ermittelt daher die Radbeschleunigung & und den Radschlupf A nach einem bekannten Verfahren. Beispielsweise wird die Rad-

drehzahl Vw für jedes Rad als Folge aller Sensorimpulse ermittelt.Es ist bekannt, daß die Raddrehzahl im allgemeinen umgekehrt proportional zu den Intervallen zwischen den Sensorimpulsen ist. Dementsprechend wird die Radgeschwindigkeit Vw aus dem Intervall zwischen der letzten Sensorimpulseingangszeit und der laufenden Sensorimpulseingangszeit ermittelt.

Außerdem wird die Schlupfrate aus der Änderungsgeschwindigkeit der Raddrehzahl und einer Erwartungsdrehzahl Vv ermittelt, welchletztere aus der Raddrehzahl im Moment des Anlegens von Bremsdruck unter der Voraussetzung einer kontinuierlichen, linearen Verzögerung ohne Schlupf abgeschätzt wird. Im allgemeinen wird die Sollraddrehzahl Vi aus der Raddrehzahl des letzten Blockierzyklus abgeleitet, während welchem der Radverzögerungswert gleich oder geringer als ein gegebener Wert war, der nachfolgend als "Verzögerungsgrenzwert oC_{p f}" bezeichnet wird. Als Grundlage für die Ableitung der Radsolldrehzahl Vi dienen weiterhin die Raddrehzahl des laufenden Blockierzyklus und eine Abschätzung der Änderungsgeschwindigkeit der Raddrehzahl zwischen Raddrehzahlen, bei denen die Verzögerungsgeschwindigkeit gleich oder kleiner als der Verzögerungsgrenzwert ist. In der Praxis wird die erste Solldrehzahl Vi auf der Grundlage der erwarteten Drehzahl Vv ermittelt, die einer Raddrehzahl beim Anfangszustand des Bremsbetriebes entspricht und bei der die Radverzögerung einen vorbestimmten Wert von beispielsei se -1,2g und einen vorbestimmten Verzögerungswert von beispielsweise 0,4 g überschreitet. Die nachfolgende Sollraddrehzahl Vi wird auf derQ-undlage der erwarteten Drehzahlen Vv in den letzten zwei Blockierzyklen ermittelt. Der Verzögerungswert der Radsolldrehzahl Vi wird beispielsweise aus einer Differenz der erwarteten Geschwindigkeiten Vv in

den letzten zwei Blockierzyklen und einer Zeitperiode bestimmt, in welcher die Raddrehzahl von der ersten erwarteten Geschwindigkeit sich zur nächsten erwarteten Geschwindigkeit ändert. Basierend auf der letzten erwarteten Geschwindigkeit und des Verzögerungswertes wird die Radsolldrehzahl im laufenden Blockierzyklus bestimmt.

Die Beschleunigung des Rades wird auf der Grundlage der Eingangszeiten von aufeinanderfolgenden drei Sensorimpulsen bestimmt. Da das Intervall benachbarter Sensorsignal impulse der Raddrehzahl entspricht und diese eine Funktion des Reziprokwerts des Zeitintervalls ist, kann aus einem Vergleich benachbarter Impulsintervalle ein Wert bestimmt werden, der dem Unterschied der Raddrehzahlen entspricht. Das Ergebnis kann man durch die Zeitdauer teilen, um einen Beschleunigungswert für die Einheitszeit zu erhalten. Die Beschleunigung oder Verzögerung des Rades wird daher aus der folgenden Gleichung abgeleitet:

0C_w = ( 1 C - B - 1 B - A)/(C - A2) (1)

wobei A, B und C die Eingangszeiten der Sensorimpulse in der gegebenen Reihenfolge sind.

Andererseits ist die Schlupfrate λ eine Rate der Differenz der Raddrehzahl in Bezug auf die Fahrgeschwindigkeit, von der angenommen wird, daß sie im wesentlichen der Radsollgeschwindigkeit entspricht. In der dargestelltenAusführungsform wird daher die Radsollgeschwindikeit Vi als Variable oder Parameter verwendet, der die angenommene oder erwartete Fahrgeschwindigkeit angibt. Die Schlupfrate R erhält man, indem man eine Differenz zwischen der Radsollgeschwindigkeit Vi und der augenblicklichen Radgeschwindigkeit Vw durch die

Radsollgeschwindigkeit teilt. Außerdem wird die Schlupfrate λ durch Lösung der folgenden Gleichung abgeleitet:

* ^Vi - Vi

Das Steuermodul 200 bestimmt schließlich die Regel betriebsart, d.h. den Ablaßbetrieb, den Haltebetrieb und den Zuführungsbetrieb aus der Schlupfrate / und der Radbeschleunigung oder -verzögerung öl .

Bei der Antiblockierregelung muß die dem Radbremszylinder zugeführte Bremskraft so eingestellt werden, daß die Umfangsgeschwindigkeit des Rades, d.h. die Radgeschwindigkeit während des Bremsens in einem gegebenen Verhältnis von z.B. 85% bis 80% zur Fahrgeschwindigkeit gehalten wird.Die Schlupfrate λ muß daher unter einem gegebenen Verhältnis, d.h. 15% bis 20% gehalten werden. In der bevorzugten Ausführungsform regelt das Regelsystem die Bremskraft derart, daß die Schlupfrate bei etwa 15% gehalten wird. Daher wird ein Bezugswert ^_ref» der mit der Schlupfrate λ zu vergleichen ist, auf einen Wert bei 85% der erwarteten Geschwindigkeit Vv bestimmt. Es sei betont, daß der Bezugswert daher einen Schlupfratengrenzwert angibt, der nachfolgend als "Schlupfratengrenzwert Λ ." in der gesamten Beschreibung und in den Ansprüchen bezeichnet wird und der entsprechend mit der Radsollgeschwindigkeit schwankt.

Im praktischen Bremsregelbetrieb, der durch die bevorzugte Ausführungsform des Antiblockier-Regelsystems nach der vorliegenden Erfindung ausgeführt wird, wird der elekrische Strom, der dem Antrieb zugeführt wird, ein begrenzter Wert von beispielsweise 2A, um das elektromagnetische Ventil der Druckregelventileinheit in die Haltebetriebsart zu bringen, wie in Fig.5 gezeigt, wenn die Radgeschwindigkeit zwischen der Radsoll-

geschwindigkeit Vi und dem Schlupfratengrenzwert R_ref bleibt. Wenn die Schlupfrate Λ , die aus der Radsollgeschwindigkeit Vi und der Radgeschwindigkeit V abgeleitet wird,gleich oder größer als der Schlupfratengrenzwert λ - wird, dann wird der Zuführstrom zum Antrieb 16 auf einen Maximalwert von beispielsweise 5 A gesteigert, um das elektromagnetische Ventil in die Ablaßbetriebsart zu bringen. Durch Aufrechterhaltung des Ablaßbetriebs nimmt die Radgeschwindigkeit V auf die Radsollgeschwindigkeit zu. Wenn die Radgeschwindigkeit auf diese Weise wieder größer geworden ist, daß die Schlupfrate λ bei jener Radgeschwindigkeit gleich oder gernger als der Schlupfratengrenzwert Rref wird, dann wird der Zuführstrom zum Antrieb auf den begrenzten Wert von beispielsweise 2A verringert, um das elektromagnetische Ventil in den Haltebetrieb zu bringen.

Durch Aufrechterhalten des verminderten Fluiddrucks im Radbremszylinder geht die Radgeschwindigkeit V wieder auf die Radsollgeschwindigkeit V,. Wenn die Radgeschwindigkeit V gleich oder größer als die Rad-

Sollgeschwindigkeit Vj.wird, dann wird der Zuführstrom weiter auf Null vermindert, um das elektromagnetische Ventil in die Zuführbetriebsart zu bringen. Das elektromagnet! sehe Venti 1 bleibt in der Zuführbetriebsart, bis die Radgeschwindigkeit auf eine Radgeschwindigkeit verzögert worden ist, bei der die Radverzögerung oC gleich oder geringfügig größer als der Verzögerungsgrenzwert wird, z. B. 0 g. Zu diesem Zeitpunkt wird die erwartete Geschwindigkeit V wieder in Bezug auf die Radgeschwindigkeit abgeleitet, bei welcher die Radverzögerung CL gleich oder geringfügig größer als der Verzögerungsgrenzwert α. f wird. Aus einer Geschwindigkeitsdifferenz der letzterwarteten Geschwindigkeit und der augenblicklich erwarteten Geschwindigkeit und der Zeitperiode von

dem Zeitpunkt, zu welchem man die letzte erwartete Geschwindigkeit erhalten hat, zu einem Zeitpunkt, bei welchem man die augenblicklich erwartete Geschwindigkeit erhält, wird eine Verzögerungsrate der Radsollgeschwindgkeit Vj ermittelt. Es sei daher angenommen, daß die zuletzt erwartete Geschwindigkeit V , ist, die augenblicklich erwartete Geschwindigkeit V₂ ist und die Zeitperiode T ist. Die Radsollgeschwindigkeit V. kann dann aus der folgenden Gleichung ermittelt werden:

^Vi = ^Vv2 - <^Vv1 - ^Vv2>^/Tv ^{x t}

wobei t die Zeit ist, die seit dem Zeitpunkt verstrichen ist, zu welchem man die augenblicklich erwartete Geschwindigkeit Vp erhalten hat.

Auf der Grundlage der Eingabezeit wird der Verzögerungswert«. aus der obigen Gleichung (1) abgeleitet. Außerdem wird die erwartete Geschwindigkeit V als Funktion der Radgeschwindigkeit V und deren Änderungsgeschwindigkeit abgeschätzt. Basierend auf den augenblicklichen Radgeschwindigkeiten V₁, bei welchen die Radverzögerungen gleich oder kleiner als der Verzögerungsgrenzwert ⁰^p* und der vorbestimmte Wert von beispielsweise Og für den ersten Blockierzyklus des Regelbetriebs ist, wird die Radsollgeschwindigkeit V. berechnet .

Entsprechend der Gleichung (2) wird die Schlupfrate Λ berechnet, wobei aufeinanderfolgende Radgeschwindigkeitswerte V-, V 2» V 3 .. als Parameter verwendet werden. Die abgeleitete Schlupfrate X wird mit dem Schlupfratengrenzwert λ _ref verglichen. Wenn die Radgeschwindigkeit V unter die erwartete Geschwin-

digkeit V_y zum Zeitpunkt t₁ fällt, schaltet das Regelmodul 200 die Regelbetriebsart vom Zuführbetrieb auf den Haltebetrieb um. Es sei auch angenommen, daß die Schlupfrate ^ den Schlupfratengrenzwert X _f zum Zeitpunkt t. überschreitet. Das Regelmodul 200 schaltet dann die Regelbetriebsart auf den Ablaßbetrieb, um den Fluiddruck am Radbremszylinder abzulassen.

Aufgrund der Aufhebung des Bremsdrucks im Radbremszylinder nimmt die Radgeschwindigkeit V wieder

zu, d.h. die Schlupfrate λ fällt, bis sie kleiner als der Schlupfratengrenzwert *_ref ^ist·

Das Regelmodul 200 ermittelt, wann die Schlupfrate λ kleiner als der Schlupfratengrenzwert λ ~ ist und schaltet die Regelbetriebsart vom Ablaßbetrieb auf den Haltebetrieb um.

Durch Aufrechterhaltung des Bremssystems im Haltebetrieb, in welchem ein reduzierter Bremsdruck demRadbremszylinder zugeführt wird, steigt die Radgeschwindigkeit an, bis sie die erwartete Geschwindigkeit erreicht. Wenn die Radgeschwindigkeit V gleich

der Radsollgeschwindigkeit V^ wird, schaltet das Regelmodul 200 die Regelbetriebsart vom Haltebetrieb auf den Zuführbetrieb um.

Wie man aus der vorangehenden Beschreibung entnehmen kann, neigt der Regelbetrieb dazu, durch die verschiedenen Betriebsarten in der Reihenfolge Zuführungsbetrieb, Haltebetrieb, Ablaßbetrieb und Haltebetrieb zu zirkulieren. Dieser Änderungszyklus der Regelbetriebsarten wird nachfolgend als "Blockierzyklus" bezeichnet. Praktisch gesprochen gibt es tatsächlich gewisse Regelschwankungen und andere kleinere Abweichungen vom Standardblockierzyklus.

Die erwartete Geschwindigkeit V₁ mit der das ideale Fahrgeschwindigkeitsverhalten gemeint ist, kann zum Zeitpunkt t, direkt aus der Radgeschwindigkeit V..

I W

zu jenem Zeitpunkt erhalten werden, weil man annimmt, daß kein Schlupf vorhanden ist. Man darf weiter annehmen, daß zum selben Zeitpunkt die Verzögerungsrate des Fahrzeugs ein vorbestimmter fester Wert oder ein geeigneter Wert aus einer Wertegruppe ist, um eine Berechnung der Radsollgeschwindigkeit für den ersten Blockierzyklus zu errechnen. Im gezeigten Beispiel ist die erwartete Geschwindigkeit V zum Zeitpunkt t. aus der Radgeschwindieit V- zu jenem Zeitpunkt abzuleiten. Unter Verwendung der vorbestimmten Verzögerungsrate wird die erwartete Geschwindigkeit jedesmal dann berechnet, wenn die Radverzögerung «c in der Zuführbetriebsart den Ver-

zögerungsgrenzwert ot_p * erreicht.

Es sei bemerkt, daß das vorangehende Beispiel der Ermittlung der Radverzögerung ^ und des Radschlupfes A als bloßes Beispiel zu betrachten sind und daß verschiedene andere Möglichkeiten bestehen, diese Werte mit der benötigten Genauigkeit zu ermitteln. Beispiele hierfür sind in den US-PSen 43 92 202, 43 84 330 und 44 30 714 beschrieben, in denen andere Lösungen für die Ableitung der Radgeschwindigkeit, der Radbeschleunigung, der Radsol !geschwindigkeit und des Radschlupfes erläutert sind. Die in den vorgenannten Druckschriften beschriebenen Verfahren lassen sich auch bei der vorliegenden Erfindung anwenden. Auf den Offenbarungsgehalt der vorgenannten Druckschriften wird daher an dieser Stelle ausdrücklich Bezug genommen.

Wie ausgeführt, ist geffiäß der vorliegenden Erfindung der Radschlupfgrenzwert λ - in Abhängigkeit von der Querkraft, die auf das Fahrzeug wirkt, variabel. Um

die auf das Fahrzeug einwirkende Querkraft zu überwachen, enthält das bevorzugte Ausführungsbeispiel des Antiblockier-Bremsregelsystems nach der vorliegenden Erfindung den Lenkwinkelsensor 15. Falls notwendig, kann das Antiblockier-Bremsregelsystem außerdem einen Gierungssensor 31 enthalten. Der Gierungssensor 31 enthält beispielsweise einen Querkraft-(G)Sensor, der in der JP-OS 56-90754 beschrieben ist. Der Inhalt der vorgenannten Druckschrift bezüglich des Aufbaus des Querkraftsensors und des Verfahrens zum überwachen der Querkraft werden zum Gegenstand der vorliegenden Offenbarung gmacht. Im übrigen kann jeder geeignete Sensor zur überwachung der Gierbewegung des Fahrzeugs oder der auf das Fahrzeug wirkenden Querkraft als Gierungssensor 31 verwendet werden.

Der Lenkwinkel sensor 15 ist dazu geeignet, ein Lenkwinkel signal Sq abzugeben, das den Lenkwinkel 0 anzeigt. Andererseits überwacht der Gierungssensor 31 die Gierungsbewegung des Fahrzeugs und erzeugt ein der Gierung entsprechendes Signal S. Das Lenkwinkelsignal Sq und das Gierungssignal S werden ebenfalls dem Regelmodul 200 zugeführt.

Die Antiblockier-Bremsregelung, einschließlich der Ableitung des Radschi upfgrenzwertes <* -., der auf der Grundlage des Lenkwinkelsignals Sq und des Gierungssignals S abgeleitet wird, soll nachfolgend unter Bezugnahme auf die Fig. 11 bis 13 erläutert werden."

Fig. 11 zeigt das Ausgabeprogramm zum Ableiten der Radgeschwindigkeit V , der Radbeschleunigung Oo

W W

und der Schlupfrate λ , zum Auswählen der Betriebsart, d.h. des Zuführungsbetriebs, des Haltebetriebs und des

Ablaßbetriebs und 2um Ausgeben eines Einlaßsignals EV und /oder eines Auslaßsignals AV in Abhängigkeit von der gewählten Betriebsart des Antriebs. Wenn Zuführungsbetriebsart gewählt ist, dann geht das Einlaßsignal EV "hoch" und das Auslaßsignal AV geht "hoch". Wenn die Ablaßbetriebsart gewählt ist, dann geht das Einlaßsignal EV "tief" und das Auslaßsignal AV geht ebenfalls "tief". Wenn die gewählte Betriebsart der Haltebetrieb ist, dann bleibt das Einlaßsignal EV "hoch", während das Auslaßsignal AV "tief" geht. Diese Kombinationen von Einlaßsignal EV und Auslaßsignal AV entsprechen dem Stromzuführungspegel zum Antrieb und bringen aher das elektromagnetische Ventil in die in den Fig. 4, 5 und 6 dargestellten entsprechenden Positionen .

Das Ausgabeprogramm ist in dem Speicher des Regelmoduls 200 gespeichert und dazu eingerichtet, periodisch, z.B. alle 10 ms, ausgelesen zu werden, um als ein Unterbrechungsprogramm ausgeführt zu werden. Während der Ausführung des Ausgabeberechnungsprogramms wird das Impulsintervall T aus einem Speicher im Regelmodul 200 ausgelesen, der das Impulsintervall speichert. Dies findet im Block 1002 statt. Da, wie oben erläutert, das Impulsintervall T umgekehrt proportional zur Raddrehgeschwindigkeit V ist, kann die Radgeschwindigkeit durch Berechnung des Rezprokwerts des Impulsintervalls T ermittelt werden. Diese Berechnung der Radgeschwindigkeit V wird im Block 1004 im Ausgabeprogramm durchgeführt. Nach dem Block 1004 wird die Radsollgeschwindigkeit V₁ im Block 1006 berechnet. Die Art der Ableitung der Radsollgeschwindigkeit V- ist in den vorgenannten US-PSen 43 92 202, 43 84 330 und 44 30 714 erläutert. Auf diese Druckschriften und deren Offenbarungsgehalt sei daher hier ausdrücklich Bezug genommen. Daraus geht hervor, daß die Radsollgeschwindigkeit Vj als

Funktion der Radgeschwindigkeitsverzögerung, wie jeweils ermittelt, abgeleitet wird. Beispielsweise wird die Radgeschwindigkeit V , bei der die Radverzögerung

den Verzögerungsgrenzwert aref von beispielsweise -1,2 g überschreitet, als Einzugspunkt zum Ableiten der Radsollgeschwindigkeit V, verwendet. Die Radgeschwindigkeit, bei der die Radverzögerung ebenfalls

den Verzögerungsgrenzwert -. überschreitet, wird als anderer Bezugspunkt verwendet. Ein Ableitintervall der Radsollgeschwindigkeit V. wird ebenfalls gemessen. Basierend auf der Radgeschwindigkeit V . und V₂ ^uncl der gemessenen Zeitdauer P wird der Verzögerungswert AV₁ ermittelt aus:

*^Vi - (^Vw1 - ^Vw2>^/P ---(⁴J

Diese Radsollgeschwindigkeit V, wird für die Blockierregelung im nächsten Blockierzyklus verwendet.

Es sei hervorgehoben, daß im ersten Blockierzyklus die Radsollgeschwindigkeit V- nicht erhalten werden kann. Daher wird im ersten Blockierzyklus ein vorbestimmter fester Wert als Radsollgeschwindigkeit V₁ verwendet.

Bei einem Block 1008 wird die Schlupfrate λ entsprechend der vorangehenden Gleichung (2) berechnet. Anschließend wird die Betriebsart auf der Grundlage der Radbeschleunigung oc und der Schlupfrate A im Block 1010 ermittelt.

Das Programm der Betriebsartenauswahl des Antriebs ist in Form einer Tabelle in Fig. 10 dargestellt. Wenn, wie oben erläutert, die Radschlupfrate A sich in dem Bereich von gleich oder größer als 0%

* 35·

-St)-

bis gleich oder kleiner als ein Radschlupfgrenzwert A_ref von beispielsweise 15% bewegt, wird die Haltebetriebsart gewählt, wenn die Radbeschleunigung«.

kleiner als Og ist, und die Zuführungsbetriebsart wird gewählt, wenn die Radbeschleunigung <f~ oberhalb von

Og ist. Wenn andererseits die Schlupfrate Λ oberhalb des RadschlupfgrenzwertesA _f von beispielsweise 15% bleibt, wird die Ablaßbetriebsart gewählt, wenn die Radbeschleunigung cc gleich oder kleiner als 0,5 g

ist und die Haltebetriebsart wird gewählt, wenn die Radbeschleunigung oberhalb von 0,5 g liegt.

Entsprechend der im Block 1010 gewählten Betriebsart werden die Signalpegel des Einlaßsignals EV und des Auslaßsignals AV so bestimmt, daß die Kombination der Signalpegel der gewählten Betriebsart des Antriebs entspricht. Die ermittelte Kombination des Einlaßsignals EV und des Auslaßsignals AV werden dem Antrieb zugeführt, um das elektromagnetische Ventil entsprechend einzustellen.

Es sei beachtet, daß, obgleich die Ausführungszeit für das Ausgabeberechnungsprogramm oben als etwa 10 ms angegeben ist, diese Zeitdauer nicht notwendigerweise auf denangegebenen Wert festgelegt ist, sondern im Bereich zwischen 1 ms und 20 ms liegen kann. Die Ausführungszeit für das Ausgabeprogramm ist grundsätzlich in Übereinstimmung mit den Ansprechverhalten des Antriebs festzulegen.

Fig. 12 zeigt eine Subroutine zum Ableiten des Radschlupfgrenzwerts ^_ref In der Subroutine nach Fig. 12 wird der Radschlupfgrenzwert A ~ auf der Grundlage des Lenkwinkelsignalwerts ermittelt, der

-3Ί-

den Lenkwinkel θ anzeigt. In der Subroutine wird zunächst geprüft, ob die Antiblockier-Bremsregelung wirksam ist oder nicht. Dies findet im Block 1102 statt. Wenn die Blockierregelung inaktiv ist, geht der Vorgang zur Hauptroutine zurück. Wenn andererseits die Bremsregelung aktiv ist, dann wird der signalwert für den Lenkwinkel 0 im Block 1104 ausgelesen. Im Block 1104 wird eine Lenkwinkelgeschwindigkeit 9 auf der Grundlage des Lenkwinkelsignalwerts θ abgeleitet. Anschließend wird im Block 1106 der Absolutwert ΙθΙ mit einem Lenkwinkelbezugswert 9_Q verglichen. Wenn der Absolutwert i θ I gleich oder größer als der Lenkwinkelbezugswert 9_Q ist, wird der Radschlupf bezugswert λ _rg^. im Block 1108 bei einem niedrigeren Wet /₁₀ abgeleitet. Wenn andererseits der Absolutwert f θ t kleiner als der Lenkwinkelbezugswert 9q, wie im Block 1106 geprüft, ist, dann wird der Absolutwert J9| der Lenkwinkelgeschwindigkeit mit dem Lenkwinkelgeschwindigkeitsbezugswert 9_Q im Block 1110 verglichen. Wenn der Absolutwert I obgleich oder größer als der Lenkwinkelbezugswert 9_Q ist, dann wird der Radschlupfbezugswert A _f im Block 1108 auf einen kleineren Wert λ ,q abgeleitet. Ist andererseits der AbsolutwertΙθΙ kleiner als der Lenkwinkelbezugswert 9_Q wie im Block 1110 geprüft, dann wird der Radschlupfgrenz^wert ^ „.r im Block 1112 auf einen höheren Wert A

ret ₂₀

abgeleitet.

Fig. 13 zeigt eine modifizierte Subroutine zum Ableiten des Radschlupfgrenzwertes. Bei dieser modifizierten Subroutine wird die Fahrzeuggierung, wie mit dem Gierungssensor 31 ermittelt, beim Ableiten des Radschlupfgrenzwertes zusätzlich zum Lenkzustand berücksichtigt. Außerdem kann bei dieser modifizierten Routine der Radschlupfgrenzwert für die Vorderräder

• 3?.

und 11 separat von jenem für die Hinterräder 12 und 13 bestimmt werden. In der nachfolgenden Beschreibung der modifizierten Subroutine wird der Radschlupfgrenzwert für die Vorderräder mit λ c_ref ^URd der Radschlupfgrenzwert für die Hinterräder mit ^ _Rref bezeichnet.

In der modifizierten Subroutine nach Fig. 13 wird zunächst geprüft, ob die Antiblockier-Bremsregelung aktiv ist oder nicht. Dies findet im Block 1122 statt. Ist die Bremsregelung inaktiv, kehrt die Routine zur Hauptroutine zurück. Wenn andererseits im Block 1122 ermittelt wird, daß die Antiblockier-Bremsregelung aktiv ist, dann wird der Lenkwinkel signalwert θ im Block 1124 ausgelesen. Im Block 1124 wird weiterhin eine Lenkwinkelgeschwindigkeit θ auf der Grundlage des Lenkwinkelsignalswerts θ abgeleitet. Im Block 1126 wird ein Signalwert f entsprechend der Fahrzeuggierung, der vom Gierungssensor 31 geliefert wird, ausgelesen. Im Block 1126 wird der Absolutwert ff' aus dem Gierungssignalwert f abgeleitet. Danach wird in einem Block 1128 der Absolutwert I öl mit einem Lenkwinkelbezugswert Q_Q verglichen. Wenn der Absolutwert I θ I gleich oder größer als der Lenkwinkelbezugswert Oq ist, dann werden beide Radschlupfbezugswerte λ pf und λ _R f im Block 1130 auf einen niedrigeren Wert λ abgeleitet. Wenn andererseits der Absolutwert I Ol kleiner als der Lenkwinkelbezugswert θ₀ ist, wie im Block 1128 ermittelt, dann wird der Absolutwert I θ » der Lenkwinkelgeschwindigkeit mit dem Lenkwinkelgeschwindigkeitsbezugswert Q_Q im Block 1132 verglichen. Wenn der Absolutwert » θ · gleich oder größer als der Lenkwinkelbezugswert Θ« ist, dann werden beide Radschlupfbezugswerte A _Fref und A _Rrgf im Block 1130 auf einen kleineren Wert ^.q abgeleitet. Wenn anderer-

.30·

-33-

seits der Absolutwert Ιθ· kleiner als der Lenkwinkelbezugswert Oq ist, wie in Block 1132 geprüft, dann wird der Absolutwert 1 fl des Gierungssignalwertes mit einem Gierungsbezugswert ψ ~ im Block 1134 verglichen. Wenn der Absolutwert I γ ' des Gierungssignalwertes kleiner als der Gierungsbezugswert ^₀ ist, dann werden beide Radschlupfgrenzwerte λ _Fref- und A _Rref auf einen höheren Wert λ. im Block 1136 abgeleitet. Wenn andererseits der Absolutwert I «f ' gleich oder größer als der Gierungsbezugswert ψ _Q ist, dann wird der Radschlupfgrenzwert λ p_ref für die Vorderräder auf den höheren Grenzwert λ _2Q festgelegt und der Radschlupfgrenzwert Λ _Rref für die Hinterräder wird auf den niedereren Grenzwert Λ,η festgelegt. Dies erfolgt im Block 1138.

Es ist hervorzuheben, daß der untere Schlupfgrenzwert A₁₀ auf einen Wert festgelegt ist, bei welchem die maximale Radreibung u_m=lw erhalten werden kann,

im α X

wie in Fig. 14 gezeigt. Andererseits ist der höhere Radschlupfgrenzwert Ap₀ so gewählt, daß die Radreibung geringfügig kleiner als die maximale Reibung p_mr5v

Ul α Χ

ist. Durch Festlegung des unteren Radschlupfgrenzwertes

auf den Punkt, wo die maximale Reibung u_m,„ erzielt

max

wird, läßt sich die größere Gegenkraft gegen das laterale Giermoment, das auf das Fahrzeug wirkt, erzielen im Vergleich mit jenem, das man bei dem höheren Schlupfgrenzwert >_2Q erhält.

Claims

GRUNECKER. KINKELDEY. STOCKMAIR & PARTNER PATENTANWÄLTE 361 1822 A GRUNECKER Df. *·. DR H KINKEuDEY. [... Ni DR W STOCKMAiR. n.f ,no mi DR K SCHÜMANN ι,,ρ. o_,s ρ H JAKOB γ»ρ. no DR S BEZOUD c\ CMF,/ NISSAN MOTOR COMPANY, LIMITED -«^a—· DR H MEVER-PLATH. 2, Takara-cho, Kanagawa-ku, DRMbo DR U KINKElDE1T im* B c Yokohama-shi, Kanagawa-ken, Japan • DE . 'JN-. UE ' 8000 MÜNCHEN 22 MAX>MlL'AN5TRASSE 56 P 20 116-514/Hä Antiblockier-Bremsregelsystem für ein Kraftfahrzeug Patentansprüche

1. Antiblockier-Bremsregelsystem für ein Kraftfahrzeug, enthaltend,

einen hydraulischen Bremskreis zum Aufbauen eines Bremsdrucks entsprechend der Bremshebelbetätigung und zum Verteilen des Drucks auf wenigstens einen Radbremszylinder,

eine Druckregelventileinheit, die in dem hydraulischen Bremskreis angeordnet ist, um Ventilpositionen zwischen einer ersten Position, in der der Fluiddruck im Radbremszylinder entsprechend dem Anstieg d₍es im Bremskreis aufgebauten Bremsdrucks zu steigern und einer zweiten Position_s in der der Druck im Radbremszylinder vermindert wird, zu ändern, gekennzeichnet durch

eine erste Sensoreinrichtung (10s,11s) zum Erzeugen eines Radgeschwindigkeitssignals, das eine Drehgeschwindigkeit eines Fahrzeugrades angibt,

eine zweite Sensoreinrichtung (15 ;31 ) zum Erzeugen eines eine Querkraft anzeigenden Signals, das einer auf das Fahrzeug einwirkenden Querkraft entspricht;

einen Regler (200), der das Radgeschwindigkeitssignal empfängt, um das Regelsignal zur Betätigung= der Bremsregelventileinheit (22) zwischen den ersten und zweiten Positionen zu betätigen, empfängt und einen Radschlupfwert auf der Grundlage der Radgeschwindigkeit ableitet und den abgeleiteten Radschlupfwert mit einem gegebenen Bezugswert vergleicht, um das Druckregelventil (22) in die zweite Position zu bringen, wenn der abgeleitete Radschlupfwert größer als der gegebene Bezugswert ist, und der auf das Querkraftsignal anspricht, wenn dieses einen Wert aufweist, der einen gegebenen Grenzwert übersteigt, um den gegebenen Bezugswert auf einen vorbestimmten Wert herabzusetzen.

2. Antiblockier-Bremsregelsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Sensoreinrichtung einen Lenkwinkelsensor (15) zum Überwachen des Lenkwinkels und zum Erzeugen eines vom Lenkwinkel (0) abhängigen Signals, das als die Querkraft angebendes Signal dient, enthält.

3. Antiblockier-Bremsregelsystem nach Anspruch 1 oder 2,

dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Sensoreinrichtung einen Gierungsratensensor (31) zum überwachen der Stärke der Gierungsbewegung des Fahrzeugs und zum Erzeugen eines eine Gierungsrate anzeigenden Signals enthält, das als die Querkraft anzeigendes Signal dient.

4. Antiblockier-Bremsregelsystem für ein Kraftfahrzeug, enthaltend:

ein hydraulisches Bremssystem mit einem Radbremszylinder zum Zuführen von Bremsdruck zu einem Fahrzeugrad, einem Druckregelventi 1, das dem Radbremszylinder zugeordnet ist, um den Fluiddruck in dem Radbremszylinder einzustellen, wobei das Druckregelventil den Fluiddruck im Radbremszylinder in einer ersten Position steigert, in einer zweiten Position vermindert und in einer dritten Position konstant hält, und einen Radgeschwindigkeitssensor, der die Drehgeschwindigkeit des Rades überwacht und ein die Radgeschwindigkeit angebendes Signal erzeugt, gekennzeichnet durch

eine Querkraftsensor.einrichtung (15;31) zum Erzeugen eines Signals, das eine auf das Fahrzeug einwirkende Querkraft angibt,

einen Regler (200) zum Ableiten eines Regelsignals (S) für die Steuerung des Betriebs des Druckregelventils (22), um dieses in eine der vorgenannten drei Positionen zu bringen, in Abhängigkeit von dem Radgeschwindigkeitssignal, um die Radgeschwindigkeit auf ein gegebenes optimales Verhältnis zur Fahrzeuggeschwindigkeit zu bringen, wobei der Regler (200) einen Radschlupfwert auf der Grundlage der Radgeschwindigkeit ableitet und den abgeleiteten Radschlupfwert mit einem gegebenen Bezugswert vergleicht, um das Druckregelventil (22) in die zweite Position zu bringen, wenn der abgeleitete Radschlupfwert größer als der gegebene Bezugswert ist, und der ferner auf das die Querkraft angebende Signal anspricht, wenn dieses einen Wert aufweist, das einen gegebenen Grenzwert übersteigt, um den gegebenen Bezugswert auf einen vorbestimmten Wert herabzusetzen.

5. Antiblockier-Bremsregelsystem nach Anspruch 4, dadurch g e k e η η ζ e i c h η e t , daß der Regler (200) Bremsregelparameter einschließlich einer Radbeschleunigung und des Radschlupfwertes ableitet und das Regelsignal entsprechend dem vorbestimmten Schema ableitet, wobei:

das Druckregelventi1 (22) in die dritte Position gebracht wird, wenn die abgeleitete Radverzögerung größer als ein gegebener Verzögerungsgrenzwert ist, in eine Haltebetriebsart des Reglers (200),

das Druckregelventi1 (22) in die zweite Position gebracht wird, wenn die abgeleitete Schlupfrate größer als ein gegebener Schlupfratengrenzwert ist, in einer Ablaßbetriebsart des Reglers (200),

das Druckregelventi1 (22) in die dritte Position gebracht wird, wenn die Schlupfrate kleiner als der Schlupfratengrenzwert ist, in einer Haltebetriebsart des Reglers (200) , und

das Druckregelventi1 (22) in die erste Position gebracht wird , wenn die abgeleitete Radbeschleunigung größer als ein gegebener Beschleunigungsgrenzwert ist, in die dritte Position gebracht wird, wenn der Fluiddruck, der aufgrund der ersten Stellung des Druckregelventils (22) angestiegen ist, einen gegebenen Druck leicht unterhalb des Blockierdrucks erreicht und in die erste Position gebracht wird, nachdem eine gegebene Zeitdauer verstrichen ist, in der Zuführungsbetriebsart des Reglers (200).

6. Antiblockier-Bremsregelsystem nach Anspruch 5, dadurch ge k e η η ζ e i c h η e t, daß die Querkraftsensoreinrichtung einen Lenkwinkelsensor (15) zum überwachen des Lenkwinkels und zum Erzeugen eines vom Lenkwinkel abhängigen Signals enthält.

7. Antiblockier-Bremsregelsystem nach Anspruch 5 oder 6,

dadurch gekennzeichnet , daß die Querkraftsensoreinrichtung einen Gierungsratensensor (31) zur überwachung der Gierung des Fahrzeugs und zum Erzeugen eines davon abhängigen Signals als die Querkraft angebendes Signal enthält.