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    公开号:WO1988009276A1
    申请号:PCT/EP1988/000353
    申请日:1988-04-27
    公开日:1988-12-01
    发明作者:Anton Van Zanten；Friedrich Kost；Wolf-Dieter Ruf
    申请人:Robert Bosch Gmbh；
    IPC主号:B60T8-00
    专利说明:
    [0001] Antiblockierregelsystem
    [0002] Die Erfindung betrifft ein Antiblockierregelsystem mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.
    [0003] Stand der Technik
    [0004] Ein Antiblockierregelsystem mit diesen Merkmalen ist aus der DE-PS 20 63 944 bekannt. Dort werden neben Schlupfsignalen Verzögerungs- und Beschleunigungssignale (-b-, +b-Signale) erzeugt und in Und- und Oder-Gatter zu Bremsdrucksteuersignalen verknüpft.
    [0005] Aufgabe und Lösung
    [0006] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, derartige Systeme weiter zu verbessern und insbesondere bei großer Entfernung des Drucks vom Blockierdruck hohe Druckaufbaufrequenzen und bei kleiner Entfernung kleine Druckaufbaufrequenzen zu erzielen.
    [0007] Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst.
    [0008] Weiterbildungen und Verbesserung dieser Lösung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der folgenden Beschreibung.
    [0009] Das Ziel dieser Erfindung ist es, den Radbremszylinderdruck eines Fahrzeugs so einzustellen, daß einerseits ein möglichst hoher Kraftschlußbeiwert μ in Reifenlängsrichtung und andererseits ein hoher Kraftschlußbeiwert in Reifenquerrichtung zur Verfügung stehen. Dies ist der Fall, wenn sich Bremsschupfwerte einstellen, die nahe dem Maximum der u-Schlupfkurve liegen, das Maximum jedoch noch nicht überschritten ist.
    [0010] In diesem Bereich besitzt die Steigung der μ-Schlupfkurve kleine positive Werte, das dynamische Verhalten des Schlupfs ist asymptomisch stabil. Ein Verfahren, das die Steigung der Schlupfkurve bestimmt und den Schlupf so einstellt, daß die Steigung der Schlupfkurve kleine positive Werte annimmt, ist aus der DE-OS 36 18 691 bekannt.
    [0011] Bei der Erfindung wird primär die Radumfangsgeschwindigkeit VR der geregelten Räder als Meßgröße benutzt. In einer später zu beschreibenden Ausführung wird auch die Fahrzeugverzögerung, falls eine gestützte Fahrzeugreferenzgeschwindigkeit benutzt werden soll, gemessen.
    [0012] Eingestellt wird der Bremsdruck mit Hilfe von Hydraulikventilen, deren Ansteuerlogik z.B. die Betriebszustände Daueraufbau, gepulster Aufbau mit vorgegebener Pulslänge, Druckhalten, Dauerabbau annehmen kann.
    [0013] Die Abtastung der Radgeschwindigkeit und ihre Auswertung zu digitalen Signalen erfolgt mit einer Intervall-Länge von z.B. 3 ms. Die Regelung läuft in Grenzzyklen ab, die aus einem ereignisabhängigen gepulsten Druckaufbau, aus Druckabbau und einer ins stabile Gebiet der Schlupfkurve führenden Haltephase bestehen.
    [0014] Innerhalb der auf einen Aufbauimpuls folgenden Druckhaltephase wird folgendes Stabilitätskriterium für jedes geregelte Rad individuell überwacht:
    [0015] { 0 für Δλ<Δλ1, }
    [0016] Py = { 0 für V > b1, } (1)
    [0017] { α(b1-V)(Δλ-Δλ1)+ß(Δλ-Δλ1) sonst. } Hierin sind.
    [0018] α,β,b1 ,Δλ1 ... Konstanten
    [0019] Δλ = λ-λs, λ = 1-VR/VRef... der aktuelle Schlupf λs ... Schlupf zu Beginn der Haltephase
    [0020] V = VR-bX
    [0021] VR ... Radumfangsbeschleunigung bX ... Fahrzeugbeschleunigung
    [0022] Die verwendeten Größen VRef und bx werden in später noch zu beschreibender Weise ermittelt.
    [0023] Für Werte Py = 0 verhält sich das Rad mit Sicherheit stabil, weshalb ein Aufbaupuls erfolgen kann.
    [0024] Aus Werten 0 < Py < z.B. 0,5 kann geschlossen werden, daß sich das Rad in einem dynamischen Übergang befindet, der Druck wird deshalb gehalten. Ist Py > 0,5 so ist die Instabilität oder Grenzstabilität zu vermuten; der Radbremsdruck wird deshalb abgebaut. Im Falle ungestörten Radverhaltens läßt sich das obige Stabilitätskriterium in einer durch (-V) und Δλ aufgespannten Phasenebene veranschaulichen (Fig. 1).
    [0025] Die Radgeschwindigkeit VR und der Schlupf λ gehorchen der Beziehung = -MBneu + MA (λ), (2)
    wobei
    [0026] θ das Radträgheitsmoment
    [0027] Rd der dynamische Radradius
    [0028] MBneu das Bremsmoment in der betrachteten Haltephase
    [0029] MA das schlupfabhängige Antriebsmoment ist.
    [0030] Zu Ende der vorangegangenen Haltephase befand sich das Rad nahe am (stabilen) stationären Zustand λs mit λs = 0. Zu diesem Zeitpunkt galt:
    [0031] = MBalt + Ms (λ)
    darin ist
    [0032] VRS = (1-λs) . bx = const.
    [0033] Da λs << 1 ist, kann man vereinfachen:
    [0034] = -Mbalt + MS(λ) (3)
    [0035] Glg. (3) von Glg. (2) subtrahiert und um λs linearisiert, ergibt:
    [0036] (VR-bX) = -(MBneu-MBalt) + (λ-λs).

    [0037] Definitionsgemäß ist VR-bX = V und λ-λs = Δλ.
    [0038] Der Term MBneu - MBalt entspricht dem Momentensprung ΔMB zu Beginn der betrachteten Haltephase, woraus sich ergibt:
    [0039] (4)
    [0040] Unter Elimination der Zeit ergibt sich für Gleichung (4) in der Phasenebene das in Fig. 1 gezeigte Verhalten (qualitativ). Um den Verzögerungen und Totzeiten in der Messung Rechnung zu tragen sowie den Einfluß der Ventilschaltzeiten zu berücksichtigen, muß eine kurve Mindesthaltezeit nach jedem Aufbau puls eingehalten werden, bevor die Stabilitätsuntersuchung zum Tragen kommt.
    [0041] Anhand der Zeichnung wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung erläutert. Es zeigen
    [0042] Fig. 1 cia qualitative Darstellung des Stabilitätskriteriums in einer durch -V und Δλ aufgespannten Phasenebene Fig. 2 ein Blockschaltbild eines Antiblockierreglers Fig. 3-5 Flußdiagramme für verschiedenartige Druckbeeinflussungen.
    [0043] In Fig. 2 ist -V über Δλ für aufeinanderfolgende Druckaufbauimpulse aufgetragen. Die aufgespannte Ebene ist in Aufbaubereiche (0 < -V < -b1 und 0 < Δλ < Δλ1), einen Abbaubereich (jenseits von Py = z.B. 0,5) und einem dazwischenliegenden Haltebereich unterteilt. Man erkennt, daß der erste Puls nicht aus dem mit Sicherheit stabilen Bereich (Py=0) herausgeführt, auf die Pulse 2., 3. und 4. aber zunehmend lange Haltephasen folgen (0 < Py < O,S). Der 5. Puls führt dann in die Instabilität, d. h. zum Druckabbau. (Py ≥ 0,5).
    [0044] In Fig. 2 ist ein Blockschaltbild eines einkanaligen (Regelung nur für ein Rad dargestellt) Antiblockierreglers gezeigt. Ein Meßwertgeber zur Bestimmung der Radgeschwindigkeit ist mit 1, eine Auswerteschaltung in Form eines Rechners mit 2, ein Einlaßventil mit 3 und ein Auslaßventil mit 4 bezeichnet.
    [0045] Der Regelalgorithmus durchläuft nacheinander die Zustände "Stabilitätsprüfung" (Fig. 3), "Druckabbau" (Fig. 4), "Wiederhochlaufen des Rads" (Fig. 5)
    [0046] Der Rechner 2 erkennt im Zustand der "Stabilitätsprüfung" erfindungsgemäß Instabilitäten des Rads in den Haltephasen zwischen zwei Druckaufbauimpulsen nach einem vorhergehenden Druckabbau gemäß dem Programmverlauf der Fig. 3. Nach Bildung der Differenz Δλ aus dem aktuellen und dem zuletzt als stabil erkannten Schlupfwert (in 11) wird Py gemäß Gleichung (1) gebildet. Ist Py größer als die Vergleichsgröße a (0,5) (Vergleich in 13), so werden die Ventile auf Druckabbau gesteuert (18). In 19 wird festgelegt, wie lange die auf diesen Druckabbau folgende Druckhaltephase dauern soll, die im Zustand "Wiederhochlaufen des Rads" realisiert wird. Im folgenden Abtastzyklus befindet sich der Algorithmus im Zustand "Druckabbau". Ist Py < 0,5, so wird in 14 geprüft, ob Py = 0 ist, und wenn dies der Fall ist, in 15 geprüft, ob die laufende Haltephase eine minimale Zeit THMIN andauert. lst auch dies der Fall, so erfolgt über 16 eine Ansteuerung der Ventile mit einem Impuls in Druckaufbaustellung. In 17 wird der (als stabil erkannte) aktuelle Schlupfwert ΔS abgespeichert; außerdem wird die Zahl der Aufbaupulse innerhalb eines Regelzyklus Ipuls um 1 hochgezählt. Der Algorithmus bleibt weiterhin im Zustand "Stabilitätsprüfung".
    [0047] War dagegen Py nicht 0 oder ist TH nicht größer THMIN, so wird in beiden Fallen ein Druckhaltesignal am Ausgang 20 gegeben. Der Algorithmus bleibt weiterhin im Zustand "Stabilitätsprüfung".
    [0048] Die Zeit THMA kann eine Funktion der Pulse in der laufenden gepulsten Aufbauphase sein (z.B. THMA = T1 - I . ΔT1, wobei T1 und ΔT1 Konstante und I die Impuiszahl ist).
    [0049] In Fig. 4 ist ein Flußdiagramm zur Beeinflussung des Druckabbaus gezeigt. Dieser logische Pfad wird durchlaufen, wenn im vorhergegangenen Abtastintervall im Zustand der "Instabilitätsprüfung" Instabilität erkannt wurde. Es erzeugt ein Druckabbau-Signal am Ausgang 31, solange V den Wert b3
    0 nicht überschreitet oder λ ≤ λs + Δλ3 nicht erfüllt ist (33), d.h., wenn der momentane Schlupf λ um mehr als um Δλ3 über dem zuletzt als stabil erkannten Schiupfwert λs liegt. Außerdem darf λs nicht unterschritten sein (34). Sind dagegen die Bedingungen 32-34 positiv erfüllt, so wird auf Druckhalten gesteuert (35). Bei Beendigung des Druck-abbaus wird in 35 ein Signal S gesetzt; der Algorithmus befindet sich dann im folgenden Abtastschritt im Zustand "Wiederhochlaufen des Rads". Wird im weiteren Verlauf erstmalig wieder ein negatives V gemessen, so wird die Referenzbeschleunigung bx und die Referenzgeschwindigkeit VRef aktualisiert.
    [0050] Anhand Fig. 5 wird die Erzeugung der ersten Haltephase nach Druckabbau beschrieben. Diese Haltephase hat die Aufgabe, den Schlupf auf den letzten noch sicher als stabil erkannten Schlupfwert zu reduzieren und darüber hinaus die Referenzgeschwindigkeit am "Abseilen", d.h. an unzulässigem Absinken zu hindern. Sehr hohe Schlupfwerte nach einem μ-Sprung (42) sowie weitere Differenzverzögerung V < b1 (41) durch zwischenzeitlich auftretende μ-Äncerungen werden mit weiterem Druckabbau beantwortet (44). Zu hohe positive Radbeschleunigungen (43) die infolge von Ventiltotzeiten entstehen können, werden durch eingeschobene Aufbauimpulse reduziert (45).
    [0051] Treten diese beschriebenen Fälle nicht auf, so wird gewartet, bis λs nahezu wieder erreicht ist (46). Zusätzlich wird eine zur Korrektur einer "abseilenden" Referenzgeschwindigkeit erforderliche Wartezeit THMA eingehalten (47), die wie schon erwähnt, von der Zahl der Aufbaupulse abhängen kann.
    [0052] Wurde in 35 das Signal S eines Rades gesetzt und tritt danach erstmals ein Wert V < 0 für das betrachtete Rad auf, so können die Größen bx und VRef korrigiert werden. Diese werden wie folgt berechnet:
    [0053] bxneu = (1-SBref)*bxalt + SBref*(Vanp(k)-Vanp(k-1))/tanp, (5)
    [0054] VRefneu = (1-SVref)*Vrefalt + SVref*Vanpk ; (6)
    [0055] darin sind
    [0056] bxneu/alt die korrigierte bzw. bisherige Fahrzeugbeschleunigung VRefneu/alt die korrigierte bzw. bisherige Fahrzeuggeschwindigkeit
    [0057] Vanp(k)/(k-1) die Geschwindigkeit zum aktuellen bzw. vergangenen Anpassungszeitpunkt
    [0058] tanp die vergangene Zeit seit dem letzten Anpassungszeitpunkt
    [0059] SBref, SVref ... Konstanten
    [0060] Die Werte bxneu/alt und VRefneu/alt gelten für alle geregelten Räder gemeinsam, die Größen Vanp(k)/(k-1), tan(p) sind für Jedes Rad individuell zu ermitteln. Die aus (5) ermittelte Fahrzeugverzögerung bx wird anschließend auf den Wertebereich von z.B.
    [0061] [-9m/s2, 0 m/s2]
    [0062] begrenzt.
    [0063] Die Gleichung (5) kann entfallen, wenn man bx direkt mißt. Überschreitet eine Radgeschwindigkeit die Referenzgeschwindigkeit, so wird die Referenzgeschwindigkeit auf diese Radgeschwindigkeit angehoben. Zur Fortsetzung von VRef zwischen den Anpassungszeitpunkten wird mit der Gleichung
    [0064] VRefneu = VRefalt + bx Δt (7)
    [0065] extrapoliert. Δt ist eine Abtastintervall-Länge.
    [0066] Bezeichnungen
    [0067] θ Radträgheitsmoment
    [0068] Rd dynamischer Radradius
    [0069] VR Radumfangsgeschwindigkeit λ Racbremsschlupf (λ = 1-VR/VRef) bx Fahrzeug-Referenzbeschleunigung
    [0070] Δλ Schlupfänderung innerhalb einer Haltephase
    [0071] V Differenzbeschleunigung (V = VR-bX) λs stabiler Schlupf am Ende einer Haltephase
    [0072] Δλi Schlupfänderungsschwellen b1 Differenzbeschleunigungsschwellen
    [0073] MB Bremsmoment
    [0074] MA Antriebsmoment von Straße auf Rad
    [0075] ΔMB Bremsmomentensprung
    [0076] VRef Fahrzeug-Referenzgeschwindigkeit μ Kraftschlußbeiwert in Längsrichtung
    [0077] Py nichtlineare Funktion aus Δλ und B α, ß Konstanten
    [0078] LANP logische Variable für Referenzbildung
    [0079] TH Druckhaltezeit
    [0080] THMA Wartezeit
    [0081] THMIN Mindestwartezeit
    [0082] SBref' SVref Konstanten tanp Zeit zwischen zwei Anpassungszeitpunkten
    [0083] Vanp Radgeschwindigkeit zum Anpassungszeitpunkt
    [0084] IPuls Zahl der Aufbaupulse im Regelzyklus
    [0085] Δt Abtastintervall-Länge
    权利要求:
    ClaimsAntiblockierregelsvstemAnsprüche
    1. Antiblockierregelsystem mit einem Keßwertgeber zur Ermittlung der Radgeschwindigkeit VR, einer Auswerteschaltung, der das der Raddrehgeschwindigkeit VR entsprechende Signal zugeführt wird und die daraus ein der Radbeschleunigung entsprechendes Signal VR und mit Hilfe eines der Fahrzeuggeschwindigheit in ihrem Verlauf angenäherten Referenzgeschwindigkeitssignals VRef ein Schlupfsignal λ erzeugt und unter Verwendung dieser Signale BremsdrucKsteuersignale erzeugt, die einer Bremsdrucksteuereinheit zur Variation ces Bremsdrucks zugeführt wird, wobei die Bremsdrucksteuereinheit in Abhängigkeit von diesen Signalen den Bremsdruck absenkt, konstant hält und ansteigen läßt, wobei im Anschluß an eine Druckabsenkung eine Druckhaltephase und darauf in der Regel ein gepulster Druckaufbau folgt, dadurch gekennzeichnet, daß in den auf Druckaufbauimpulse folgenden Druckhaltephasen ermittelt wird, ob Δλ < Δλ1 und V > b1 ist und ob außerdem der Ausdruck PY = α (b1 -V) (Δλ-Δλ1) + β (Δλ-Δλ1) zwischen 0 und einem vorgegebenen Wert a liegt, wobei α, β, b1 und Δλ1 positive Konstante sind und Δλ = λ-λs, V = VR-bX , λs das Schlupfsignal zu Beginn der Haltephase und bx ein Fahrzeugbeschleunigungssignal ist, und daß bei Auftreten der Fälle Δλ < Δλ1 und/oder V > b1 sofort ein weiterer Druckaufbauimpuls erzeugt wird, dagegen bei Py zwischen 0 und a der Druck weiter konstantgehalten und bei Py > a der Druck abgebaut wird.
    2. Antiblockierregelsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Haltezeit wenigstens gleich einer vorgegebenen Mindesthaltezeit (THMIN) ist.
    3. Antiblockierregelsystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der durch Py = a eingeleitete Druckabbau beendet wird, und Druck konstantgehalten wird, wenn V einen positiven Beschleunigungswert b3 überschreitet und das ermittelte Schlupfsignal λ nicht mehr als um einen kleinen Wert Δλ3 über einem Schlupfwert λ3 liegt.
    4. Antiblockierregelsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckabbau beendet und der Druck konstant gehalten wird, wenn der ermittelte Schlupf λ kleiner als der Schlupfwert λs wird.
    5. Antiblockierregelsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß in der ersten Haltephase nach einem Druckabbau der folgende Druckaufbauimouls ausgelöst wird, wenn sich der ermittelte Schlupf an den Schlupfwert λs weitgehend (bis auf den kleinen Wert Δλ1 ) angenähert hat.
    6. Antiblockierregelsystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckaufbauimpuls erst nach einer Mindesthaltezeit THMIN erfolgt.
    7. Antiblockierregelsystem nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß bei Auftreten der Fälle V < b1 und/oder λ > λs + Δλ3 in der Haltephase auf Druckabbau umgeschaltet wird.
    8. Antiblockierregelsystem nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß bei Auftreten einer sehr hohen Beschleunigung (V > b5) in der Haltephase ein Druckaufbauimpuls erzeugt wird.
    9. Antiblockierregelsystem nach einem der Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem ersten Auftreten einer Radverzögerung (V < 0) nach erfolgtem Druckabbau die Fahrzeugverzögerung bxneu und die Referenzgeschwindigkeit VRefneu aus den alten Werten bxalt und den Radgeschwindigkeiten am letzten Anpaßzeitpunkt und im Augenblick neu errechnet wird.
    10. Antiblockierregelsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß bei Messung der Fahrzeugverzögerung bx die Referenzgeschwindigkeit mit Hilfe der Fahrzeugverzögerung bx laufend korrigiert wird.
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