ITRM940718A1

ITRM940718A1 - "procedimento per chiudere un processo di frenatura automatica in autoveicoli"

Info

Publication number: ITRM940718A1
Application number: IT94RM000718A
Authority: IT
Inventors: Manfred Steiner; Siegfried Rump; Christoph Steffi; Brian Douglas; Joachim Nell; Manfred Franz Brugger; Martin Klarer; Bernd Knoff; Albrecht Eckl
Original assignee: Daimler Benz Ag
Priority date: 1993-11-08
Filing date: 1994-11-07
Publication date: 1996-05-07
Also published as: FR2712245B1; GB2283794A; GB2283794B; JPH07165038A; US5492397A; ITRM940718A0; GB9422000D0; FR2712245A1; DE4338067C1; IT1275076B; JP2727164B2

Abstract

L'invenzione riguarda un procedimento per terminare una operazione di frenatura automatica. Il compito dell'invenzione è quello di migliorare una operazione di frenatura automatica in maniera che abbia sempre luogo una chiusura sicura dell'operazione di frenatura. Si devono introdurre altri criteri di interruzione, indipendenti dalla forza di azionamento del pedale di freno, per l'operazione di frenatura automatica. Secondo l'invenzione come criteri di interruzione vengono usate grandezze dinamiche di marcia oppure il tempo di inserimento dell'operazione di frenatura automatica, eventualmente anche in funzione di grandezze dinamiche di marcia. Ciò rende possibile di terminare l'operazione di frenatura automatica in funzione del comportamento del veicolo. Inoltre viene proposto di rilevare, al termine dell'operazione di frenatura automatica, i gradienti della pressione di frenatura in funzione del tempo di inserimento e/o in funzione di criteri di interruzione.

Description

DESCRIZIONE

PROCEDIMENTO PER CHIUDERE UN PROCESSO DI FRENATURA AUTOMATICA IN AUTOVEICOLI

L'invenzione riguarda una operazione di frenatura automatica secondo il preambolo della rivendicazione 1, come essa risulta ad esempio nota dalla pubblicazione DE 4028 290 C1.

Da questa pubblicazione è noto di eseguire una operazione di frenatura automatica quando la velocità di azionamento supera un prestabilito valore di soglia. Nell'operazione di frenatura automatica si

crea quindi una pressione di frenatura superiore ί

quella risultante dalla posizione del pedale di

freno. Il processo di frenatura automatica viene terminato quando la velocità di ritorno del pedale

supera un valore di soglia ad essa coordinato. A tal

fine viene ridotta la pressione di frenatura superiore alla pressione corrispondente alla posizione

del pedale di freno. La velocità della riduzione

della pressione può essere determinata in funzione

del massimo percorso del pedale di freno.

Nel l a rinmanria rii brevetto DE-P 43 25 940.5, non prepubblicata, viene proposto un adattamento del criterio di disinnesto all'operazione di frenatura automatica. Inoltre, in questa pubblicazione viene DroDosto di terminare il processo di frenatura automatica auando la forza del piede del conducente esercitata sul pedale di freno supera un valore di soglia.

Il termine dell'operazione di frenatura automatica in funzione della velocità di ritorno del. pedale non è sufficientemente affidabile, in quanto il conducente può aspettarsi il termine dell'operazione di frenatura automatica -anche al ritorno lento del pedale di freno. Inoltre non viene nemmeno assicurato che l'operazione di frenatura automatica sia terminata allo stato di fermo del veicolo.

Il compito dell'invenzione è quello di perfezionare l'operazione di frenatura del tipo in questione in maniera tale da avere sempre una chiusura sicura dell'operazione di frenatura. Si devono introdurre altri criteri di interruzione dell'operazione di frenatura aumatica, indipendenti dalla forza di azionamento del pedale di freno.

Questo compito viene risolto nella realizzazione dell'operazione di frenatura automatica del tipo in questione, secondo l'invenzione mediante le caratteristiche indicate nella parte caratterizzante delle rivendicazioni indipendenti 1, 6 e 15.

Secondo la rivendicazione 1, come criteri di interruzione vengono usate grandezze dinamiche di marcia. Ciò rende possibile di terminare l'operazione di frenatura automatica in funzione del comportamento del veicolo. Secondo le sotto-rivendicazioni, come grandezze dinamiche di marcia vengono usate partico 1armente la velocità e la decelerazione del veicolo.

Secondo la rivendicazione 6 viene proposto .un criterio di interruzione dipendente dal tempo. Questo criterio dipendente dal tempo assicura che dopo un determinato tempo di inserimento venga terminato il processo di frenatura automatico. Questo criterio si presta quindi particolarmente in: combinazione con altri criteri di interruzione quale sicurezza in caso di disturbi nel funzionamento. In questo caso è ragionevole prestabilire una massima durata di esercizio, come ciò viene proposto in una forma di realizzazione dell'invenzione. Secondo altre forme di realizzazione, il criterio di interruzione in funzione del tempo può essere rilevato in dipendenza dalle grandezze dinamiche di marcia. Esso si presta ugualmente per essere usato Quale unico criterio di interruzione. Naturalmente possono essere utilizzati anche parecchi criteri di interruzione.parailelamente tra di loro oppure in combinazione tra di loro,per la chiusura dell'operazione di frenatura automatica. Ciò è interessante particolarmente in quanto l'operazione di frenatura automatica è critica dal punto di vista di sicurezza e deve essere in ogni caso garantita la sua chiusura.

Per la chiusura sicura dell'operazione di frenatura automatica serve non solo il riconoscimento sicuro di un istante di- interruzione, bensì anche la riduzione della pressione di frenatura creata in aggiunta alla pressione di frenatura corrispondente alla posizione del pedale di freno,in maniera tale da non indurre il conducente a reazioni indesiderate o a valutazioni erronee della situazione di marcia. Pertanto, nella rivendicazione viene proposto di determinare il gradiente della riduzione delle pressione di frenatura in funzione del criterio di interruzione: tempo di inserimento,oppure in funzione della misura in cui viene superato o si scende al disotto del valore di soglia, mediante la grandezze coordinata .al valore di soglia del criterio di interruzione.

Forme di realizzazione convenienti dell'invenzione possono essere rilevate dalle sotto-rivendicazioni; del resto,11invenzione verrà descritta qui dii seguito con riferimento ad un esempio di realizzazione illustrato nel disegno, in cui:

la figura 1 mostra un diagramma del ciclo di un procedimento per la chiusura dell'operazione di frenatura automatica in funzione di una pluralità di criteri di interruzione e

la figura 2 rappresenta il grafico del gradc di apertura di una valvola di ventilazione in fun--zione del percorso di ritorno del pedale.

La figura 1 mostra il diagramma del- ciclo di un procedimento per la chiusura dell'operazione di frenatura automatica, in cui parecchi criteri di interruzione vengano combinati tra di loro. I criteri di interruzione vengono controllati l'uno dopc l'altro. Il primo criterio di interruzione, che viene soddisfatto, termina l'operazione di frenatura automatica. La riduzione della pressione di frenatura viene quindi determinata in funzione del tempo di inserimento e del criterio di interruzione, che comporta la chiusura del processo di frenatura automatica. La pressione di frenatura viene riportata alla pressione corrispondente alla posizione del pedale di frenatura.

Il passo 100 contiene il Diù semplice criteric di interruzione dell'operazione di frenatura automatica. Solo quando la velocità di azionamento vPec supera un valore di soglia vPedS viene avviata l'operazione di frenatura automatica. Nella fase 101 viene trascurato il tempo variabile t, che indica la durata di inserimento del soccorritore di frenatura. La velocità vFA effettiva del veicolo viene inserita nella fase 102 quale valore della velocità vFB del veicolo all'inizio della operazione di frenatura automatica. Successivvamente viene avviata l'operazione di frenatura automatica secondo la fase 103. L'aumento della pressione dell'operazione di frenatura automatica può essere eseguito, ugualmente come gli altri perfezionamenti del criterio di interruzione, nella maniera come essa è descritta nella pubblicazione DE 4028 290 C1 oppure nella pubblicazione DE-P. 4325 940.5.

Il controllo dei singoli criteri di interruzione secondo questo esempio di reaiizzazione della invenzione si esegue nelle fasi da 104 a 109.

Nella fase 104 viene controllato se il tempc di inserimento t, percorso dall'inizio dell'operazione di frenatura automatica ,abbia superato ur valore massimo t-zm. TI valore del tempo di inserìmento massimo tzm viene scelto ad esempio in maniera tale rhe ad una frenatura normale si raggiunga dalla massima velocità del veicolo lo stato di fermo con un attrito normale tra la ruota e il manto strada1e.

0-uesto valore del massimo tempo di inserimento tzm è di circa 10 sec per una velocità massima del veicolo di 250 km/h, con un coefficiente di attrito di-circa 1 e con una decelerazione del veicolo di 8 p

m/s . Se il controllo del tempo di inserimento t secondo la fase 104 non comporta alcuna interruzione dell'operazione di frenatura automatica, alloraj nella fase 105 viene controllato se il tempo di innesto abbia superato una soglia di tempo t(aF,vFA) dipendente dalla dinamica di marcia. Questa soglie di tempo t(aF,vFA) viene rilevata dalla velocità del veicolo vFA all'inizio del1'operazione di frenature e dalla decelerazione del veicolo. Quale valore per la decelerazione del veicolo viene usato ad esempio la decelerazione aF, effettivamente raggiunta, dei veicolo. La soglia di tempo t(aF,vFA) è il tmepo che deve, percorrere fino all'arresto del veicolo e può essere calcolato ad esempio dalla relazione:

t(aF,vFA) = vFA/aF - t

Questa soglia di tempo può essere calcolati sia come in questo esempio di rea l izzazione ad ogni ciclo di controllo, sia al raoaiunaimento di una massima decelerazione del veicolo. L'accelerazione aF del veicolo, necessaria nel calcolo della soglia di tempo dinamica di marcia t(aF.vFA) può essere misurata direttamente. Può essere usato anche il valore della decelerazione aF del veicolo, che viene rilevata dal numero di giri delle ruote nel1'esercìzio del sistema antibloccaggio. La velocità vFa effettiva del veicolo può essere rilevata anche dai segnali di altri apparecchi di controllo. Del resto, la velocità del veicolo viene usata in ogni,caso quale segnale per l'operazione di frenatura automatica, ad esempio al rilevamento di una interruzione dipendente dalla velocità. La trasmissione di un segnale della velocità del veicolo e di un segnale della accelerazione del veicolo è illustrata nella fase 106 o 106. Oltre al calcolo, la soglia di tempo dinamica t(aF,vFA) può essere rilevata da un campo caratteristico.

Qualora nella fase 105 non è stato soddisfatte il criterio di interruzione dell'operazione di frenatura automatica, nella fase 107 viene controllato se la velocità vFA del veicolo non sia già scesa al disotto del valore di soglia vS della velocità. calcolata quale certa frazione delle vplocit.à di marcia vFB all'inizio dell'ODerazione di frenatura automatica. Il valore di soglia vS delle velocità ammonta ad esempio al 50% della velociti vFB del veicolo all'inizio della operazione di frenatura automatica. Poiché il criterio di interruzione sul valore di soglia vFB della velocità avvie prima una chiusura dell'operazione di frenature automatica, il criterio di interruzione secondo la fase 105 si presta in ogni caso quale sicurezza nel caso di un guasto nella fase 107. Poiché però entrambi i criteri di interruzione si riferiscono alleί velocità del veicolo, di regola viene usato solo uno dei criteri di interruzione.

Nella fase 109, che viene raggiunta se non è stato soddisfatto il criterio di interruzione nelle fase 107, si controlla se la decelerazione aF de veicolo sia scesa al disotto di un valore di soglia aS o meno. Il valore di soglia aS può essere compreso ad esempio tra Γ80% e il 90% della massimiì decelerazione aFM del veicolo, rilevata durant a l'operazione di frenatura oppure durante l'operazio ne di frenatura automatica. L'inizio o la durata di una operazione di frenatura può essere rilevata ad esempio attraverso il segnale dell 'interruttore della luce del freno. L'inizio della operazione di frenatura automatica viene rilevato al disopra dei valore effettivo della durata di inserimento t. Se anche questo criterio di interruzione non vieni soddisfatto, allora l'operazione di frenatura automatica viene proseguita secondo la fase 103. Contrariamente al criterio di disinnesto dipendente dalle velocità della fase 107, nel criterio di disinnestc dipendente dall'accelerazione secondo la fase 10S non si ha un accoppiamento diretto al criterio di interruzióne in funzione di tempo e di dinamica di marcia della fase 105, per cui può essere assolutamente ragionevole un uso parallelo del criterio di disinnesto secondo la fase 109 con uno dei criteri della fase 105 o della fase 107.

Se è stato soddisfatto uno dei criteri d: disinnesto delle fasi 104, 105, 107 o 109, allora nella fase 110 il gradiente di pressione di frenatura dpB/dt viene calcolato in funzione del tempo innesto t e del criterio di disinnesto esistentia nella fase 104 oppure letto in un campo caratteristico. Nella fase 111 viene quindi controllato se 1 pressione di frenatura creata pB supera la pression di frenatura pBP, corrispondente alla posizione de pedale, o meno. Solo quando la pressione di frenatu ra pB ha raggiunto il valore pBP,termina completamente l'operazione di frenatura automatica.

Altri criteri di interruzione dell'operazione di frenatura automatica, come ad esempio sensori del percorso di pedale, sensori di percorso della membra na, sensori di forza del pedale e sensori di velocità del pedale possono essere integrati in modo semplice in una corrispondente logica di interruzione.

La figura 2 mostra a titolo di esempio la regolazione del gradiente di pressione di pedale dPB/dT in funzione del percorso di ritorno del pedale di freno, il gradiente di pressione di frenc dpB/dT essendo creato mediante l'apertura della valvola di ventilazione nel o sull'amplificatore della forza di frenatura. La curva indica lo state di apertura della valvola in funzione del percorse di ritorno sPR del pedale. Attraverso 1'apertura della valvola si forma una caduta della pressione di frenatura, il cui gradiente è determinato dalle differenza di pressione nella valvola e nell'apertura di passaggio della stessa. Questa relazione può essere facilmente derivata dalle corrispondenti equazioni di flusso. All'apertura della valvola si ottiene dapprima un grande gradiente della pressioni rii frenatura. che decresce al decrescere delle pressione di frenatura. All'ulteriore apertura delle valvola, la curva del qradiente inizialmente sale ripidamente, oer scendere di nuovo in modo simili alla prima riduzione.

Sull'ascisse del grafico è riportato il percorso di ritorno sPR del pedale di freno. Il percorso di ritorno sPR del pedale può essere rilevato ac esempio attraverso il gioco del bullone trasversale ì nella testa a forcella del1'asta di pressione. Il percorso ivi misurato deve essere quindi moltiplicato ancora per la trasmissione meccanica del pedale di freno per ottenere il percorso di ritorno sPR de pedale.

Sull'ordinata è riportato il grado di aperture1 della valvola sotto forma del rapporto d/dmax de diametro di apertura d rispetto al diametro .d apertura massimo di max. Sono riportate due curve La curva a linea continua deve essere usata quandi) il sistema di antibloccaggio (ABS) non intervieni nell'istante di interruzione dell'operazione d. frenatura automatica. La linea a punti a tratt indica l'intervento del sistema ABS.

Secondo la curva a linea continua, la val.vol1 resta chiusa fino a che il percorso di ritorno de pedale non è minore di 5 mm. A partire da questo percorso di ritorno del pedale la valvola viene aperta in un rapporto d/dmax. Se il pedale viene ulteriormente aperto e supera il percorso di ritorno di 8 mm, allora la valvola viene completamenteI aperta.

Qualora la pressione di frenatura viene regolata all'istante di interruzione dell'operazione di frenatura automatica, mediante il sistema ABD, aumentano le soglie di percorso del pedale. A partire da un percorso di ritorno del pedale di 15 mm, la valvola viene aperta in un rapporto d/dmax di 0,2, mentre a partire da un percorso di ritorno del pedale di 18 mm,la valvola viene completamente aperta.

Sopra le curve per la apertura della valvola è indicato a titolo di esempio l'andamento del gradiente di pressione dpB/dT, che si forma mediante l'azionamento della valvola. Per la regolazione AB! vale la linea del gradiente di pressione a punti tratti, altrimenti la linea continua. La scali dell'asse di tempo è stata adattata in maniera talii che gli istanti di innesto corrispondono ai percors del pedale che aprono la valvola. I valori numeric indicati devono essere considerati solo come valor orientativi, in quanto essi dipendono sostanzia1mente dalla costruzione almeno del freno del veicolo. Cosi, la trasmissione meccanica del pedale di freno, come anche la pressione di frenatura nel circuite del freno e il diametro della valvola esercitano una influenza diretta sulle soglie di inserimento e il grado di apertura della valvola.

In questa figura l'apertura della valvola e quindi il gradiente della caduta della pressione di frenatura è stata illustrata in funzione di un percorso di ritorno del pedale. Corrispondenti curve v e campi caratteristici sono realizzabili naturalmente.anche per altri criteri di interruz-ione.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Procedimento Der la chiusura di una operazione di frenatura automatica per autoveicoli, ir cui dopo che è stato soddisfatto un criterio di interruzione,v iene formata una pressione di frenatura maggiore di quella risultante dalla posizione de] pedale di freno, in cui l'operazione di frenature automatica viene terminata mediante la caduta delle pressione di frenatura alla pressione di frenature corrispondente alla posizione del pedale di freno, quando un valore di un criterio di interruzioni supera o scende al disotto di un valore di soglie coordinato a questo valore, caratterizzatò dal fatte1 che quale valore del criterio di interruzione viene usata una grandezza dinamica di marcia.
2. Procedimento secondo la rivendicazione 1, caratter izzato dal fatto che quale grandezza dinamica di marcia del criterio di interruzione viem usata la velocità (vFA) del veicolo, quale valore d soglia essendo rilevato un valore di soglia d velocità (vS) in funzione della velocità (vFB) de veicolo all'inizio dell 'operazione di frenatur ì oppure all’inizio dell'operazione di frenatur 1 automati ca.
3. Procedimento secondo la rivendicazione 2 caratterizzato dal fatto che il valore di soqlia di velocità (vS) è compreso tra il 40 e il 60%, ir particolare è però del 50% della velocità di veicolc (vFB) all'inizio dell'operazione di frenatura oppure all'inizio dell'operazione di frenatura automatica ek dal fatto che l'operazione di frenatura automatici viene terminata quando si scende al disotto del valore di soglia della velocità.
4. Procedimento secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che quale valore dinamico di marcia del criterio di interruzione viene usata la decelerazione di veicolo (aF),- quale valore di soglia essendo rilevato un valore di soglia di decelerazione (aS) in funzione della massima decelerazione raggiunta (aFM) del veicolo.
5. Procedimento secondo la rivendicazione 4, caratterizzato dal fatto che il valore di soglia di decelerazione (aS) è compreso tra 1'80% e il 903 della decelerazione massima del veicolo e dal fatte che l'operazione di frenatura automatica viene terminata quando la decelerazione del veicolo scende al di sotto di questo valore di soglia (aS).
6. Procedimento per la chiusura di una operazione di frenatura automatica per autoveicoli, in cui dopo aver soddisfatto un criterio di interruzione è stata formata una pressione di frenatura mag-l qiore di quella risultante dalla posizione del» pedale di freno, l'operazione di frenatura automatiea essendo quindi terminata mediante la caduta della pressione di frenatura alla pressione di frenatura corrispondente alla posizione del pedale di freno, quando un valore di un criterio di interruzione scende al disotto o supera un valore di soglia coordinato a questo valore, caratterizzato dal fatto che quale valore del criterio di interruzione è utilizzato il tempo di innesto (t) percorso dall'inizio dell'operazione di frenatura automatica.
7. Procedimento secondo la rivendicazione 6, caratterizzato dal fatto che è indicato un valore di soglia di tempo fisso per il tempo di innesto (t), il valore di soglia di tempo (tzm) essendo comprese tra 0,5 a 10 sec.
8. Procedimento secondo la rivendicazione 6, caratterizzato dal fatto che il valore di soglia di tempo (t(aF,vAF)) viene rilevato in funzione dei valori dinamici di marcia.
9. Procedimento secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che quale valore di soglie di tempo (t(aF,vFA)) viene rilevato il tempo che è necessario per frenare con una decelerazione presta' bilita il veicolo ad una velocità prestabilita.
10. Procedimento secondo la rivendicazione 9, caratterizzato dal fatto che la velocità prestabilità è compresa tra 0 km/h e 5 km/h.
11. Procedimento secondo la rivendicazione 9 caratterizzato dal fatto che la velocità prestabilita è rilevata quale frazione predeterminata delle. velocità di veicolo (vFB) all'inizio dell'operazione di frenatura automatica.
12. Procedimento secondo la rivendicazione 11 caratterizzato dal fatto che la frazione prestabili ta è compressa tra il 40% e il 60%, tuttavia ammont a in particolare al 50%.
13. Procedimento secondo una delle rivendi ca zioni da 9 a 11, caratterizzato dal fatto che quala decelerazione prestabilita viene usato un valore della massima decelerazione (aFM) raggiungibile dal veicolo, in particolare la decelerazione di 8 m/s .
14. Procedimento secondo una delle rivendica zioni da 9 a 11, caratterizzato dal fatto che quale decelerazione prestabilita viene usato un valore della decelerazione effettiva (aF) raggiunta durante l'operazione di frenatura.
15. Procedimento per la chiusura di una operazione di frenatura automatica per autoveicoli, in cui dopo aver soddisfatto un criterio di interruzione è stata formata una pressione di frenatura maggiore della pressione di frenatura risultante dalla posizione del pedale di freno, l'operazione di frenatura automatica essendo quindi terminata mediante la caduta della pressione di frenatura alla pressione di frenatura corrispondente alla posizione del pedale di freno, quando un valore di un criteric di interruzione supera un valore di soglia corrispondente a questo valore, caratterizzato dal fatte che il gradiente della caduta di pressione (dbB/dT) viene determinato in funzione del criterio di interruzione: tempo di innesto (t) e/o in funzione-del criterio di interruzione del superamento del valore di soglia da parte del valore dinamico di marcia c dipendente dal pedale di freno, coordinato a queste valore di soglia.
16. Procedimento secondo la rivendicazione 15, caratterizzato dal fatto che quale valore dipendente dal pedale di freno, del criterio di interruzione viene rilevato un percorso di ritorno di pedale (sPR), il percorso di ritorno di pedale (sPR) oltre il percorso relativo viene rilevato in un gioco di percorso tra il pedale di freno e l'asta di pressione dell'ampiificatore della forza di frenatura.
17. Procedimento secondo la rivendicazione 16, caratterizzato dal fatto che il gioco di percorso é realizzato sotto forma di un foro oblungo, estendentesi in direzione di movimento dell'asta di pressione, nella testa forcella di quest1ultima, il pedale di freno essendo fissato mediante un perno trasversale, attraverso il foro oblungo e almeno alle ritrazione del pedale di freno si ottiene un percorso relativo, dipendente dalla velocità di ritrazione tra la battuta, dal lato dell'asta di pressione, del foro oblungo e il perno trasversale.
18. Procedimento secondo la rivendicazione 16, caratterizzato dal fatto che la caduta di pressione1 avviene in base del percorso di ritorno di pedale1 (sPR) in due fasi, dopo il superamento di una prime1 soglia del percorso relativo si ottiene un piccoli> gradiente (dpB/dT) della pressione di frenatura (pB e dopo il superamento di una seconda soglia de percorso relativo si ottiene un grande gradienti (dpB/dT) della pressione di frenatura.
19. Procedimento secondo la rivendicazione 18 caratterizzato dal fatto che la prima e la secondil soglia del percorso relativo sono determinate ÌJ1 funzione dell'attivazione di un sistema di antibloccaggio del veicolo.
20. Procedimento secondo la rivendicazione 19, caratterizzato dal fatto che in caso di mancanza ol . di non attivazione del sistema di antibloccaggio, la Drima soglia del movimento relativo corrispondente aH 'incirca a 8 mm del percorso di pedale (sPR) e dal fatto che all'attivazione del sistema di antibloccaggio la prima soglia del percorso relativo corrisponde all1incirca a 15 mm del percorso di pedale (sPR) e la seconda soglia del percorso relativo corrisponde aH 'incirca a 18 mm del percorso di pedale (sPR).