DE10103467A1 - Verfahren und Schaltungsanordnung zur Steuerung einer blockiergeschützten Bremsanlage für Kraftfahrzeuge mit Allradantrieb - Google Patents
Verfahren und Schaltungsanordnung zur Steuerung einer blockiergeschützten Bremsanlage für Kraftfahrzeuge mit AllradantriebInfo
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Abstract
Bei einem Verfahren zur Steuerung einer blockiergeschützten Bremsanlage, die für Kraftfahrzeuge mit Allradantrieb vorgesehen ist, werden das Drehverhalten der Räder darstellende elektrische Signale erzeugt und logisch verknüpft. Beim Auftreten einer Blockierneigung wird der Bremsdruck geregelt, wobei als Regelkriterien der momentane Radschlupf, die Radbeschleunigung und Radverzögerung ausgewertet werden und wobei jeweils die individuelle Radgeschwindigkeit (vR) mit einer Fahrzeugreferenzgeschwindigkeit (vREF), die als Bezugsgröße zur Regelung des Bremsdruckes dient, verglichen werden. DOLLAR A Bei einem für ein Überdrehen typischen Raddrehverhalten, das sich durch Anstieg der Fahrzeugreferenzgeschwindigkeit (vREF) über die tatsächliche Fahrzeuggeschwindigkeit (vFZG) zeigt, wird bis zu einem bestimmten Zeitpunkt das Regelkonzept geändert, indem für diese Überdrehphase der momentane Radschlupf als Regelkriterium außer acht bleibt und die Bremsdruckregelung lediglich DOLLAR A von der Radbeschleunigung oder Radverzögerung abhängig wird.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung einer
blockiergeschützten, für Kraftfahrzeuge mit Allradantrieb
vorgesehenen Bremsanlage, bei dem das Drehverhalten der
Fahrzeugräder darstellende elektrische Signale erzeugt
werden, aus denen nach elektronischer Verarbeitung und
logischer Verknüpfung Bremsdruck-Steuersignale abgeleitet
werden, mit denen beim Auftreten einer Blockierneigung der
Bremsdruck gesenkt oder konstant gehalten und zur gegebenen
Zeit wieder erhöht wird, und bei dem als Regelkriterien der
Radschlupf und die Radverzögerung und/oder die
Radbeschleunigung ausgewertet werden, wobei die individuelle
Radgeschwindigkeit mit einer Fahrzeugreferenzgeschwindigkeit
verglichen wird, die unter Berücksichtigung des
Drehverhaltens aller Räder gebildet wird und als Bezugsgröße
für die Regelung des Bremsdruckes der einzelnen Räder dient,
und wobei ferner bei einem Erkennen einer für eine
Überdrehneigung typischen Raddrehverhalten ein geändertes
Regelkonzept gestartet und bis zu einem bestimmten Zeitpunkt
aufrechterhalten wird, indem für diese Zeitspanne der
momentane Radschlupf als Regelkriterium außer acht bleibt
und lediglich die Radbeschleunigung oder die Radverzögerung
für die Bremsdruck-Regelung maßgebend wird.
Schaltungsanordnungen zur Durchführung des Verfahrens
gehören ebenfalls zur Erfindung.
Eine derartiges Verfahren und eine derartige
Schaltungsanordnung sind aus der DE 35 21 960 A1 bekannt.
Zur Regelung des Radschlupfes während eines Bremsvorganges
mit einer blockiergeschützten, d. h. schlupfgeregelten
Bremsanlage, ist grundsätzlich ein Messen der Geschwin
digkeit und Geschwindigkeitsänderungen der geregelten Rä
der und ein Vergleich dieser Werte mit einer geeigneten
Bezugsgröße erforderlich. Diese Bezugsgröße muß erkennen
lassen, in welcher Weise der Bremsdruck, beispielsweise mit
Hilfe einer elektronischen Regel- und Steuerschaltung, zu
variieren ist, um ein Blockieren der Räder zu verhindern und
dadurch die Fahrstabilität und Lenkfähigkeit zu erhalten,
ohne den Bremsweg zu verlängern. Als Bezugsgröße dient bei
bekannten schlupfgeregelten Bremsanlagen die sogenannte
Fahrzeugreferenzgeschwindigkeit, die im Idealfall die
Fahrzeuggeschwindigkeit unter Berücksichtigung des optimalen
Radschlupfes nachbildet.
Die Bestimmung der tatsächlichen Fahrzeuggeschwindigkeit und
der Fahrzeugreferenzgeschwindigkeit aus dem Drehverhalten
der einzelnen Räder bereitet während eines Bremsvorganges
Schwierigkeiten, weil an jedem Rad Schlupf auftritt und weil
der Straßenzustand, die momentane Belastung der einzelnen
Räder, Abweichungen infolge einer Kurvenfahrt usw. in die
Messungen eingehen. Zur Minderung dieser Schwierigkeiten ist
es bereits bekannt, die Fahrzeugreferenzgeschwindigkeit mit
Hilfe eines auch während des Bremsvorganges freilaufenden,
zusätzlichen oder zeitweise nicht gebremsten Rades zu
ermitteln. Aus verschiedenen Gründen haben sich solche
Maßnahmen nicht bewährt.
In der Praxis wird heutzutage die
Fahrzeugreferenzgeschwindigkeit durch logische Verknüpfung
des Drehverhaltens der einzelnen Räder festgelegt. Dabei
folgt bei bekannten Schaltungen diese Referenzgröße, je nach
Situation dem momentan schnellsten oder zweitschnellsten
Rad, wobei zusätzlich eine Begrenzung auf die aus
physikalischen Gründen maximal mögliche Verzögerung oder
Beschleunigung des Fahrzeugs in den verschiedenen
Situationen vorgenommen wird.
Bei Fahrzeugen mit nur einer angetriebenen Achse ist ein
Überdrehen der angetriebenen Räder infolge des
Motorträgheitsmomentes bei eingekuppeltem Motor und glatter
Fahrbahn oder als Folge zu hoher Antriebskraft durch Ver
gleich mit dem Drehverhalten der nicht angetriebenen Räder
in den meisten Situationen relativ leicht zu erkennen. Bei
Fahrzeugen mit Allradantrieb, auf die sich die Erfindung
bezieht, ergeben sich durch die Kopplung der Räder über den
Antriebsstrang zusätzliche Schwierigkeiten. Auf Fahrbahnen
mit niedrigem Reibwert kann nämlich, wenn die Unterschiede
im Straßenmoment an den einzelnen Rädern kleiner als die
Koppelmomente der Räder untereinander werden, synchron an
allen Rädern ein langsam zunehmender positiver Schlupf
entstehen, der allein aus der Messung des Raddrehverhaltens
und logischen Verknüpfung der individuellen Radinformationen
nicht von einer Beschleunigung des Fahrzeugs auf Straßen mit
hohem Reibwert unterschieden werden kann. In diesem Fall
kann die Fahrzeugreferenzgeschwindigkeit weit über die
Fahrzeuggeschwindigkeit ansteigen. Bei einem nun
eingeleiteten Bremsvorgang würde die Elektronik eine große
Differenz zwischen der in Wirklichkeit stabil mit dem
Fahrzeug laufenden Räder und der - überhöhten -
Fahrzeugreferenzgeschwindigkeit feststellen und folglich
einen Regelvorgang, d. h. eine Druckkonstanthaltung oder gar
einen Druckabbau einleiten. Das Durchdrehen aller vier Räder
führt also zu einer zu hochliegenden
Fahrzeugreferenzgeschwindigkeit, mit der Folge, daß auch bei
nachfolgend wieder stabil laufenden Rädern der Bremsdruck so
lange zu stark abgebaut wird, bis die Referenzgröße wieder
auf die Fahrzeuggeschwindigkeit abgesunken ist.
Auch außerhalb eines Bremsvorganges kann sich eine falsche
Referenzgeschwindigkeit nachteilig auswirken; sie kann z. B.
zu einer ungewollten Ventilbetätigung führen.
In der eingangs genannten DE 35 21 960 A1 wurde daher
vorgeschlagen, die Überdrehneigung über den Anstieg der
Fahrzeugreferenzgeschwindigkeit zu erkennen, beim Erkennen
von Überdrehneigung und Erreichen vorgegebener
Startbedingungen eine Umschaltung auf ein zweites
Regelkonzept vorzunehmen und das zweite Regelkonzept bis zum
Erreichen bestimmter Austrittsbedingungen beizubehalten.
Das bekannte Verfahren ist dabei so ausgelegt, daß bei
großen positiven Fahrzeugreferenzgeschwindigkeitsgradienten
eine Umschaltung auf das zweite Regelkonzept stattfindet,
bei dem der momentane Radschlupf außer acht bleibt und
lediglich die Radbeschleunigung oder die Radverzögerung für
die Bremsdruck-Regelung maßgebend wird. Der
Fahrzeugreferenzgeschwindigkeitsgradient von
Antriebsschlupfregelsystemen kann bei Allradfahrzeugen
bedingt durch die ASR-Regelung sehr klein sein, aber noch
über dem Maximum liegen, welcher vom Reibwert zugelassen
wird.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die
geschilderten Nachteile bekannter Schaltungsanordnungen zu
überwinden und ein Verfahren zur Steuerung einer
blockiergeschützten Bremsanlage zu entwickeln, mit der auch
bei Allradantrieb unter allen Bedingungen ein Überdrehen der
Räder erkannt und eine unerwünschte Bremsdruckabsenkung
infolge einer solchen Situation ausgeschlossen wird.
Es hat sich nun herausgestellt, daß diese Aufgabe mit einem
gattungsgemäßen Verfahren dadurch gelöst werden kann, daß
das Erkennen und/oder Starten und/oder Aufrechterhalten des
geänderten Regelkonzeptes nach Maßgabe eines ASR-Signals
ausgewertet wird.
Bei der bisher bekannten Ermittlung der Kriterien für die
Umschaltung in das zweite Regelkonzept, ist es bei
allradgetriebenen Fahrzeugen mit Antriebsschlupfregelungen
in manchen Situationen ein Problem, wenn sich alle Räder in
der Antriebsschlupfregelung befinden, den Mindestwert des
Anstiegs der Fahrzeugreferenzgeschwindigkeit zu ermitteln
und/oder diesen Mindestwert während der vorgegebenen
Mindestzeitspanne aufrecht zu erhalten, der zum Erreichen
der vorgegebenen Startbedingungen erforderlich ist.
Beispielsweise kann der Regler, genauer gesagt die
Verknüpfungslogik, den Mindestwert nicht ermitteln oder über
die Mindestzeitspanne aufrecht erhalten, da ein Durchdrehen
der Rädern bei sehr niedrigem, homogenen Reibbeiwert zu
einem Eingriff der Antriebsschlupfregelung führt, die einen
Motoreingriff zur Folge hat, so daß die Beschleunigung der
Räder und damit der Anstieg der
Fahrzeugreferenzgeschwindigkeit, begrenzt wird. Mit dem
erfindungsgemäßen Verfahren wird dagegen die Überdrehneigung
der Räder in jeder Situation - auch bei einer
Antriebsschlupfregelung - eindeutig erkannt und auch bei
einem nach dieser Situation ausgelösten Bremsvorgang die
Regelung nur dann aktiviert bzw. der Bremsdruck nur dann
konstant gehalten oder verringert, wenn tatsächlich das
jeweilige Rad instabil wird und zum Blockieren tendiert. Die
volle Bremsfähigkeit des Fahrzeugs unter Einbeziehung der
Blockierschutz-Regelung, die für die Lenkfähigkeit und
Fahrstabilität sorgt, bleibt somit auch nach einer
Antriebsschlupfregelung erhalten. Das erfindungsgemäße
Verfahren berücksichtigt unter Beibehaltung des Eingangs
beschriebenen Verfahrens in allen Situationen den Eintritt
in die ASR-Regelung in Form eines ASR-Signales bzw. einer
ASR-Größe, wobei in jeder der Phasen Erkennen, Starten
und/oder Aufrechterhalten des zweiten Regelkonzeptes, das
ASR-Signal alternativ oder in Ergänzung zu den bekannten
Bedingungen so lange herangezogen wird, bis vorgegebene
Austrittsbedingungen vorliegen.
Nach einer vorteilhaften Ausführungsart des Verfahrens nach
der Erfindung wird durch das geänderte Regelkonzept, wenn in
dieser Phase aus der ASR-Regelung eine Bremsdruck-Regelung
stattfindet, so lange die Regelung bestimmt, bis mindestens
ein Fahrzeugrad an der Hinterachse oder Vorderachse für eine
vorgegebene Mindestdauer stabiles Drehverhalten zeigt.
Erfolgt dagegen in dieser Phase keine Bremsdruck-Regelung,
wird das geänderte Regelkonzept so lange aufrechterhalten,
bis alle Räder über eine längere Dauer in einem
Geschwindigkeitsband und einem Beschleunigungsband liegen.
Wenn alle Räder (kalibrierte Radgeschwindigkeiten oder nicht
kalibrierte Radgeschwindigkeiten) in diesen Bändern liegen,
weisen die Radgeschwindigkeiten keinen oder nur einen sehr
geringen Antriebsschlupf auf, und können somit zur Bildung
einer annähernd der tatsächlichen Fahrzeuggeschwindigkeit
entsprechenden Fahrzeugreferenzgeschwindigkeit herangezogen
werden. Zweckmäßig liegen die Radgeschwindigkeiten über eine
Zeitdauer von mindestens 150 ms, vorzugsweise mindestens 200 ms,
in einem Band von 5%, vorzugsweise 3%, zueinander und die
gefilterten Radbeschleunigungen über eine Zeitdauer von
mindestens 150 ms, vorzugsweise 200 ms, in einem Band von ±
0,6 g, vorzugsweise ± 0,3 g, wobei "g" die
Erdbeschleunigungskonstante ist. Liegt dieser Zustand an,
kann das geänderte Regelkonzept beendet werden.
Nach einer weiteren Ausführungsart der Erfindung wird der
Verlauf der Fahrzeugreferenzgeschwindigkeit, insbesondere
der Anstieg, d. h. der Differentialquotient, der
Fahrzeugreferenzgeschwindigkeit über einen vorgegebenen
Grenzwert, zum Erkennen einer Überdrehneigung ausgewertet.
Der Grenzwert des Gradienten der
Fahrzeugreferenzgeschwindigkeit, der Überdrehneigung
signalisiert, wird dabei auf einen Wert im Bereich zwischen
0,1 g und 0,3 g - "g" bedeutet hier die
Erdbeschleunigungskonstante - festgesetzt. Dieser Grenzwert
kann allerdings auch in Stufen oder kontinuierlich in
Abhängigkeit von dem Verlauf der
Fahrzeugreferenzgeschwindigkeit variiert werden.
Weiterhin besteht eine Variante des erfindungsgemäßen
Verfahrens darin, daß das Regelkonzept bei einem für eine
Überdrehneigung typischen Raddrehverhalten erst nach dem
Erfüllen einer oder mehrerer Startbedingungen geändert wird.
Ein Anstieg der Fahrzeugreferenzgeschwindigkeit über einen
vorgegebenen Grenzwert, der beispielsweise im Bereich
zwischen 0,1 g und 0,5 g vorgegeben werden kann, und ein
Fortdauern dieser Tendenz während einer vorgegebenen
Mindestzeitspanne von beispielsweise 40 bis 200 ms, und ein
Eintritt in die ASR-Motorregelung können als
Startbedingungen gewählt werden. Ein Eintritt in die ASR-
Motorregelung findet statt, wenn mindestens ein Rad über
einer von Bedingungen abhängenden variablen Regelschwelle
liegt.
Als einzige Startbedingung kann vorzugsweise auch nur ein
Eintritt in die ASR-Motorregelung gewählt werden, wenn der
Eintritt in die ASR-Motorregelung vor dem Erreichen des
Mindestwertes des Anstiegs der
Fahrzeugreferenzgeschwindigkeit liegt oder der Mindestwert
nicht über die Mindestzeitspanne andauert. Ein zweckmäßiger
Start-Grenzwert in die ASR-Motorregelung liegt im Bereich
zwischen 1 km/h und 2 km/h für mindestens ein Rad.
Nach einer weiteren Ausführungsart der Erfindung ist es
vorgesehen, daß nach dem Wiedereintritt mindestens eines
Fahrzeugrades in ein stabiles Drehverhalten, d. h. nach dem
Eintritt dieses Rades in den stabilen Bereich der
Reibbeiwert-Schlupfkurve, dieses Rad die Führung der
Fahrzeugreferenzgeschwindigkeit übernimmt. Je nach
Konstruktion des Fahrzeugs übernimmt das zuerst stabil
werdende Fahrzeugrad oder ein bestimmtes Rad (Hinterrad oder
Vorderrad) oder das Rad einer bestimmten Radgruppe
(Kombination Vorder-Hinterrad) diese Aufgabe. Vorteilhaft
kann das geänderte Regelkonzept beim direkten Übergang aus
einer Antriebsschlupfregelung in eine Bremsdruck-Regelung
(ABS-Regelung) durch das Erkennen einer ersten stabilen
Phase an der Hinterachse oder der zweiten stabilen Phase an
der Vorderachse beendet werden. Das Beenden bei der zweiten
stabilen Phase schließt aus, daß das geänderte Regelkonzept
zu früh durch ein charakteristisches gegenphasiges Schwingen
der Räder bei Bremsdruckbeaufschlagung überdrehender Räder
beendet wird.
In vielen Fällen ist es von Vorteil, wenn gemäß einer
weiteren Ausführungsart der Erfindung nach dem Umschalten
auf das geänderte Regelkonzept und Feststellen einer
Bremsbetätigung - ein solches Signal kann z. B. mit Hilfe des
Bremslichtschalters gewonnen werden - beim Einsetzen der
Regelung der Bremsdruckabbau um eine vorgegebene, von dem
Raddrehverhalten abhängige Zeitspanne verzögert wird. Je
nach der Höhe der zu diesem Zeitpunkt festgestellten
Radverzögerung setzt der Druckabbau beim Einsetzen der
Regelung um beispielsweise 5 ms bis 70 ms später ein. In
wieder anderen Fällen ist es von Vorteil, wenn gemäß einem
weiteren Ausführungsbeispiel nach der Erfindung das
Umschalten auf die Normalregelung, nachdem die
Austrittsbedingungen aus dem geänderten Regelkonzept erfüllt
bzw. ermittelt sind, verzögert wird. Die Berücksichtigung
des Schlupfes bei der Bremsdruckregelung setzt dann zu einem
späteren Zeitpunkt ein, da scheinbar stabile Radverläufe
auch durch Differentialeffekte entstehen können, welche
nicht berücksichtigt werden sollen. Die Verzögerung wird
vorteilhaft durch ein Hochsetzen eines Wertes in einem
Integrator erreicht, dessen Größe und Rücklaufgradient die
Zeitspanne bestimmt, um die der Eintritt in die
Normalregelung verzögert wird. Darüber hinaus kann der
verzögerte Eintritt in die Normalregelung vorteilhaft in
Abhängigkeit von einer variablen Regelschwelle gesteuert
werden, die in Abhängigkeit von einem typischen Radverhalten
des Fahrzeugs (abhängig von den Trägheitsmomenten usw.) den
Austritt aus dem geänderten Regelkonzept bestimmt.
Eine weitere Ausführungsart des erfindungsgemäßen Verfahrens
besteht darin, daß beim Feststellen eines für ein Überdrehen
typischen Raddrehverhaltens und einem Beschleunigen des
Fahrzeugs bzw. Ansteigen der Fahrzeugreferenzgeschwindigkeit
und/oder dem Eintritt in die ASR-Motorregelung im
unmittelbaren Anschluß an eine Regelbremsung ein zu diesem
Zeitpunkt noch andauernder Regelzyklus vorzeitig beendet
wird.
Schaltungsanordnungen zur Durchführung des erfindungsgemäßen
Verfahrens, in denen die Schritte Erkennen und/oder Starten
und/oder Aufrechterhalten des geänderten Regelkonzeptes nach
Maßgabe eines ASR-Signals implementiert sind, sind in den
Unteransprüchen beschrieben.
Vorteilhaft sind die Austrittsbedingungen aus dem zweiten
Regelkonzept in einer Phase, bei der aus der ASR-Regelung
eine Bremsdruck-Regelung stattfindet, erfüllt, wenn
mindestens ein Fahrzeugrad an der Hinterachse und/oder ein
Fahrzeugrad an der Vorderachse für eine vorgegebene
Mindestdauer stabiles Drehverhalten zeigt.
Zweckmäßig sind die Austrittsbedingungen aus dem zweiten
Regelkonzept in einer Phase, bei der keine Bremsdruck-
Regelung stattfindet, erfüllt, wenn alle Räder über eine
längere Dauer, mindestens 150 ms, in einem
Geschwindigkeitsband, maximal 5%, und/oder einem
Beschleunigungsband, maximal ±0,6 g, liegen.
In einer speziellen Ausführungsart enthält die Schaltung
einen als gegengekoppelten Integrator dienenden digitalen
Zähler, der, sobald die Startbedingungen erfüllt sind, in
Lauf gesetzt wird und der die
Fahrzeugreferenzgeschwindigkeit mit einer vorgegebenen
Zeitkonstanten integriert oder, der beim Erfüllen der beim
Eintritt in die ASR-Motorregelung auf einen festen Wert
(vREMS), z. B. auf 10 km/h, gesetzt wird.
Beim Austritt aus der ASR-Regelung in einer Phase, bei der
keine Bremsdruck-Regelung stattfindet, sind die
Austrittsbedingungen aus dem zweiten Regelkonzept erfüllt,
wenn die ASR-Regelung einen Austritts-Grenzwert erreicht
oder unterschreitet.
Der Integrator der erfindungsgemäßen Schaltung wird
vorteilhafterweise während eines Regelzyklus auf Null
gesetzt, sobald ein Fahrzeugrad stabiles Drehverhalten
zeigt, und wieder erneut gestartet, sobald die
Startbedingungen erfüllt sind.
Die Schaltungsanordnung ist vorteilhaft so ausgelegt, daß
der während eines Regelzyklus infolge eines stabilen
Drehverhaltens eines Fahrzeugrades auf Null gesetzte
Integrator beim Eintritt in die ASR-Motorregelung sofort
wieder - unabhängig von weiteren Startbedingungen - in Lauf
gesetzt wird und während der ASR-Regelung - solange die
Austrittskriterien nicht erfüllt sind - immer wieder (bei
jedem Loop) auf einen festen Wert gesetzt wird. Da das
Signal mit einem bestimmten Gradienten zurückläuft, wird
durch das Hochsetzen dieses Signals ein Nachlauf des
geänderten Regelmodus sichergestellt, bis eine Austritts-
Grenzwert erreicht oder unterschritten ist.
Weitere Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der
Erfindung gehen aus der folgenden Beschreibung von
Ausführungsbeispielen anhand der beigefügten Abbildungen
hervor.
Es zeigen
Fig. 1 im Diagramm den zeitlichen Verlauf der
Fahrzeuggeschwindigkeit, der
Fahrzeugreferenzgeschwindigkeit, der
Geschwindigkeit eines Rades und den Verlauf einer
abgeleiteten Regel- und Steuergröße nach der in dem
DE 35 21 960 A1 beschriebenen Verfahren,
Fig. 2 im Diagramm den zeitlichen Verlauf der
Fahrzeuggeschwindigkeit, der
Fahrzeugreferenzgeschwindigkeit, der
Geschwindigkeit eines Rades und den Verlauf einer
abgeleiteten Regel- und Steuergröße bei einem aus
der Antriebsschlupfregelung eingeleiteten
Bremsvorgang auf besonders glatter Fahrbahn,
Fig. 3 im Blockschaltbild den prinzipiellen Aufbau einer
Schaltungsanordnung zur Durchführung des
erfindungsgemäßen Verfahrens und
Fig. 4 im Diagramm den zeitlichen Verlauf des
Sonderregelungsmodus in Abhängigkeit von einem ASR-
Motoreingriff.
In Fig. 1 ist vereinfacht und idealisiert der Verlauf der
Fahrzeugreferenzgeschwindigkeit vREF in einer Situation
wiedergegeben, in der das Verfahren nach der DE 35 21 960 A1
zur Wirkung gelangt. Zum Zeitpunkt t1 wächst die
Geschwindigkeit vR des Fahrzeugsrades, auf das sich das
Diagramm bezieht, über die gestrichelt dargestellte
Fahrzeuggeschwindigkeit vFZG an. Die Referenzgröße vREF
folgt in der hier beobachteten Situation der
Radgeschwindigkeit vR, weil z. B. in dieser Situation alle
Räder synchron positiven Schlupf annehmen, die
Geschwindigkeit der Räder also höher als die
Fahrzeuggeschwindigkeit wird. Die ist möglich, weil über den
Antriebsstrang alle Räder miteinander gekoppelt sind und
weil der Reibbeiwert zwischen Reifen und Straße in dieser
Situation so gering ist, daß die Unterschiede im
Straßenmoment an den einzelnen Rädern kleiner als die
Koppelmomente der Räder untereinander sind.
Auf die Überdrehneigung reagiert die Überdreh-Regelung erst
zum Zeitpunkt t2, weil erst nach Ablauf der Zeitspanne t1-t2
die Startbedingungen erfüllt sind. In dem hier beschriebenen
Beispiel muß für eine Zeitspanne von 70 ms der Anstieg der
Fahrzeugreferenzgeschwindigkeit vREF einen Grenzwert von
0,3 g erreichen oder überschreiten, um die Überdreh-Regelung
auszulösen. Zum Zeitpunkt t2 wird das Regelkonzept geändert.
Während im "Normalfall", d. h. so lange keine Überdrehneigung
festgestellt wird, die Bremsdruckregelung der
blockiergeschützten Bremsanlage sowohl von dem momentanen
Radschlupf als auch von der negativen oder positiven
Beschleunigung, d. h. von der Beschleunigung oder
Verzögerung, abhängig ist, wird nach der Umschaltung zum
Zeitpunkt t2 - sobald die Bremse betätigt wird - die
Bremsdruckregelung unabhängig von dem momentanen Schlupf. In
dieser Situation wird der Bremsdruck ausschließlich von der
Verzögerung und Beschleunigung des jeweiligen Rades
bestimmt. Ein Entbremsen, d. h. eine zu starke Absenkung des
Bremsdruckes als Folge des überdrehenden Rades und des
dadurch bedingten Ansteigens der Referenzgröße vREF über die
tatsächliche Fahrzeuggeschwindigkeit vFZG hinaus wird auf
diese Weise ausgeschlossen. Ein Blockieren der Räder wird
ebenfalls verhindert, weil das geänderte Regelkonzept, d. h.
die alleinige Abhängigkeit der Bremsdruckregelung von der
positiven oder negativen Beschleunigung, nur bis zu einem
bestimmten Zeitpunkt gilt.
In der Ausführungsart des Verfahrens, auf die sich Fig. 1
bezieht, wird der Verlauf der
Fahrzeugreferenzgeschwindigkeit vREF, insbesondere der
Anstieg dieser Bezugsgröße, zum Erkennen einer
Überdrehneigung ausgewertet. Der Zeitpunkt zur Beendigung
der Sonderregelung bzw. Überdreh-Regelung und zum
Zurückschalten in die Normalregelung wird mit Hilfe eines
gegengekoppelten Integrators, der in einer digitalen
Regelschaltung durch einen Zähler verwirklicht werden kann,
ermittelt.
Bei dieser Integration der Referenzgeschwindigkeit vREF wird
als Zeitkonstante eine vorgegebene Größe berücksichtigt,
welche der Mindestbeschleunigung angenähert ist, die ein
Fahrzeug auch unter sehr ungünstigen Bedingungen, d. h. auf
sehr glatter Fahrbahn, erreichen kann. Eine
strich-punktiert-dargestellte Gerade B Min mit einem dieser
Mindestbeschleunigung entsprechenden Gradienten stellt diese
Zeitkonstante dar. Für diesen Gradienten wird beispielsweise
ein Wert im Bereich zwischen 0,1 und 0,3 g gewählt.
Die Gerade B Min schneidet die Referenzgeschwindigkeit vREF
im Zeitpunkt t2, weil zu dieser Zeit die Umschaltung auf das
geänderte Regelkonzept erfolgt und die Integration einsetzt.
Den Zählerinhalt symbolisiert die Kurve i. Beginnend zum
Zeitpunkt t2 wächst der Zählerinhalt entsprechend dem
Anstieg der Referenzgeschwindigkeit vR, F gegenüber der
gestrichelt wiedergegebenen Fahrzeuggeschwindigkeit vFZG
bzw. gegenüber der durch die Mindestbeschleunigung BMin
gegebenen Geraden. Sobald sich die Referenzgeschwindigkeit
vREF wieder der Fahrzeuggeschwindigkeit nähert, das
Überdrehen bzw. der positive Schlupf geringer wird,
verringert sich im gleichen Maße der Integratorinhalt i und
wird zum Zeitpunkt t4, in dem die Gerade B Min die
abfallende Kurve vREF schneidet, wieder zu Null.
Für die Integration gilt somit die Beziehung
unter "bREF" ist in dieser Formel der Anstieg, d. h. der
Differentialquotient, der Fahrzeugreferenzgeschwindigkeit
vREF zu verstehen.
Der Integrationsvorgang zwischen t1 und t2 ist für die
"Überdreh-Regelung" sekundär. In der später anhand der Fig.
3 beschriebenen Schaltungsanordnung wird lediglich mit dem
gleichen Integrator die Startbedingung ermittelt, zum
Zeitpunkt t2 dann der Integrator auf Null zurückgestellt, so
daß er seine eigentliche, zuvor beschriebene Aufgabe
erfüllen kann. Diesen Integrationsvorgang zur Ermittlung der
Startbedingung symbolisiert der den Integratorinhalt
darstellende Kurvenverlauf i im Zeitintervall t1 bis t2.
Bei dem in Fig. 1 dargestellten Vorgang schließt sich
unmittelbar an eine Situation mit durchdrehenden Rädern, die
einen starken Anstieg der Referenzgeschwindigkeit vREF über
die tatsächliche Fahrzeuggeschwindigkeit vFZG hinaus zur
Folge hat, eine Regelbremsung an. Die Bremse wurde zum
Zeitpunkt t3 "vorsichtig", d. h. mit geringer Fußkraft,
betätigt. Entsprechend dem ansteigenden Bremsdruck sinkt die
Radgeschwindigkeit vR desjenigen Fahrzeugrades, das in der
hier betrachteten Situation die Fahrzeugreferenzge
schwindigkeit vREF führt. Zum Zeitpunkt t5 sinkt die
Radgeschwindigkeit vR unter die tatsächliche Fahrzeug
geschwindigkeit vFZG. Die Radgeschwindigkeit vR sinkt so
weit und so schnell, daß die Bremsschlupfregelung ausgelöst
wird, die durch Konstanthalten und/oder Reduzieren des
Bremsdruckes zu einer Wiederbeschleunigung des Fahrzeugrades
und Annäherung der Radgeschwindigkeit vR an die
Fahrzeuggeschwindigkeit vFZG führt. Dies ist in Fig. 1 durch
den Verlauf der Radgeschwindigkeit vR im Anschluß an den
Zeitpunkt t5 angedeutet. Zum Zeitpunkt t5 war die
Sonderregelung schon beendet, da bereits zuvor der
Integratorinhalt i zu Null geworden war.
In dem Sonderregelmodus wird der momentane Radschlupf und
damit die Fahrzeugreferenzgeschwindigkeit vREF von dem
Bremsschlupfregler bzw. von der Verknüpfungslogik des
Reglers nach dem Zeitpunkt t2 außer acht gelassen, weil die
Logik aus dem Verlauf der Referenzgeschwindigkeit vREF
erkennt, daß (1.) ein für eine Überdrehneigung typisches
Raddrehverhalten vorliegt - dies gilt ab dem Zeitpunkt t1 -
und (2.) weil außerdem die Startbedingungen - zum Zeitpunkt
t2 - erfüllt sind. Die Regelung richtet sich folglich nach
dem Zeitpunkt t2 nur noch nach der momentanen Radverzögerung
oder Radbeschleunigung. Findet keine Bremsdruckregelung
statt, tritt zum Zeitpunkt t4 wieder das normale
Regelkonzept in Funktion, bei dem sowohl der Schlupf als
auch die Radbeschleunigung und -verzögerung Regelkriterien
sind; zum Zeitpunkt t4 wird nämlich der Integratorinhalt
wieder zu Null.
Wenn jedoch während der Überdrehphase, d. h. während des für
ein Überdrehen oder für eine Überdrehneigung typischen oder
verdächtigen Raddrehverhaltens und nach dem Erfüllen der
Startbedingungen, die Bremsdruckregelung einsetzt, gilt das
geänderte Regelkonzept so lange, bis ein Rad oder ein
bestimmtes Fahrzeugrad - je nach Auslegung des Reglers
- wieder stabil läuft bzw. wieder in den stabilen Bereich der
Reibbeiwert/Schlupfkurve gelangt. Wenn vor dem Zeitpunkt t4
die Bremsdruckregelung bereits eingesetzt hätte, wäre diese
letztgenannte Bedingung in dem Bremsvorgang nach Fig. 1 zum
Zeitpunkt t6 erfüllt gewesen. Das Fahrzeugrad, für das die
Kurve vR gilt, erfährt nämlich im Anschluß an eine
Beschleunigung wieder eine Verzögerung, was die Logik als
Hinweis für ein stabiles Raddrehverhalten auffaßt. Nach t6
bestimmt in diesem Fall wieder die Fahrzeugreferenz vREF und
damit der Schlupf in Kombination mit der Radverzögerung und
-beschleunigung die Bremsdruckregelung.
Fig. 2 bezieht sich auf einen Beschleunigungs- und Brems
vorgang auf besonders glatter Fahrbahn bei einem Fahrzeug
mit Antriebsschlupfregelung, bei dem das vorstehend
beschriebene Verfahren beibehalten und um weitere Schritte
ergänzt wird. Der Reibbeiwert (µL) ist in dieser Situation
sehr gering. Zum Beispiel kann ein Reibwert im Bereich von
µ = 0,05 bis 0,4 vorliegen. Etwa zum Zeitpunkt t12 setzt ein
Eintritt in die ASR-Motorregelung ein. Der Eintritt in die
ASR-Motorregelung findet statt, wenn mindestens ein Rad des
Fahrzeugs über einer von Bedingungen abhängenden variablen
Schlupf-Regelschwelle liegt. Es können auch Bedingungen
vorliegen, bei denen der Eintritt in die ASR-Motorregelung
nach dem Zeitpunkt t8 stattfindet. Die ASR-Motorregelung
bewirkt über einen Motoreingriff eine Verringerung des
Motormoments und damit der Radgeschwindigkeit vR, der die
Fahrzeugreferenzgeschwindigkeit vREF(ASR) folgt. Der Anstieg
dieser Referenzgeschwindigkeit vREF(ASR) erreicht damit nicht
den ohne Antriebsschlupfregelung sich zur Zeit t8
einstellenden Mindestwert der Fahrzeugreferenzge
schwindigkeit vREF, der als Startbedingung - oder - wenn der
Zeitpunkt t12 nach dem Zeitpunkt t8 erreicht wird - zur
Aufrechterhaltung - für das geänderte Regelkonzept
erforderlich ist. In Weiterbildung des Verfahrens nach der
DE 35 21 960 A1 reagiert die Überdreh-Regelung auf eine
Überdrehneigung, d. h. in allen, mit den Schritten Erkennen,
Starten und Aufrechterhalten abgesicherten Überdrehphasen,
auch nach Maßgabe eines ASR-Signals. Das ASR-Signal
(ASR Active) wird beim Eintritt in die ASR-Motorregelung
gesetzt und der Sonderregelmodus für eine sich an die
Antriebsschlupfregelung anschließende Bremsdruck-Regelung
gestartet, der den Radschlupf außer acht läßt.
Situationen, in denen sich etwa zur Zeit t9 ein großes
Durchdrehen der Räder und ein Anstieg der
Fahrzeugreferenzgeschwindigkeit vREF einstellt, der nahezu
der vorgegebenen Geraden BREFMax, die durch den physikalisch
maximal möglichen Gradienten bestimmt ist, findet nur ohne
einen Eitritt in die ASR-Motorregelung statt. In dem in Fig.
2 dargestellten Fall mit Antriebsschlupfregelung beginnt zur
Zeit t10 während der Überdrehphase ein Bremsvorgang, der
jedoch, weil die Straße hier sehr glatt ist, sehr bald zum
Instabilwerden eines Fahrzeugrades und Einsetzen der
Bremsdruckregelung führt. Außerdem nimmt die
Fahrzeuggeschwindigkeit vFZG nur vergleichsweise gering ab.
Die Referenzgröße vREF(ASR) zeigt an, daß zumindest das
momentan für diese Referenzgröße maßgebende Rad weiterhin
mit positivem Schlupf läuft. Allerdings ist die
Referenzgröße vREF(ASR) seit dem Zeitpunkt t12, an dem die
Startbedingung - Eintritt in die ASR-Motorregelung - zur
Änderung des Regelkonzeptes erfüllt war, für die Regelung
des Bremsdruckes ohne Belang, so daß eine Entbremsung
infolge der Differenz zwischen der Referenzgröße vREF(ASR) und
der Fahrzeuggeschwindigkeit vFZG nicht eintreten kann. Zum
Zeitpunkt t11 zeigt das hier beobachtete Rad, dessen
Geschwindigkeit vR in Fig. 2 dargestellt ist, wieder
stabiles Drehverhalten. Dies erkennt die Elektronik aus dem
Verzögerungsverhalten des Rades im Anschluß an eine
Wiederbeschleunigung. Es wird zum Zeitpunkt t11 der
Integrator zurückgesetzt und die Referenzgeschwindigkeit auf
den Wert der Radgeschwindigkeit zur Zeit t11 reduziert. Die
Sonderregelung ist damit beendet. Ab t11 gelten wieder
Schlupf, Radbeschleunigung und -verzögerung als
Regelkritierien. Zum erneuten Eintritt in die Überdreh-
Regelung und zum Starten des Integrators müßten wiederum die
Startbedingung erfüllt sein.
Maßgebend für die Absenkung der Referenzgröße vREF und die
Zurücksetzung des Integrators ist in dem beschriebenen
Ausführungsbeispiel das zuerst wieder stabil laufende Rad.
In anderen Ausführungsarten erfolgt die Zurückschaltung in
die Normalregelung erst dann, wenn ein Hinterrad oder das am
schnellsten rotierende Hinterrad stabiles Drehverhalten
zeigen. Bei manchen Fahrzeugkonstruktionen kann es günstiger
sein, einem Vorderrad die Führung der Referenzgröße zu
übertragen. Kriterien für die Auswahl des führenden Rades
sind u. a. die Ausbildung der Differentiale,
Differentialsperren und Kupplungen in den Antriebssträngen.
Die Abnahme des positiven Schlupfes kann durch Betätigen der
Bremse in dem Zeitpunkt t10 oder durch Reduzieren der
Antriebskraft aufgelöst werden. Der Integratorinhalt wird
nach dem Eintritt in die Antriebsschlupfregelung zu einer
Zeit auf Null gesetzt, wenn alle Räder über eine
Mindestzeitspanne von 150 ms, vorzugsweise 200 ms, in einem
Geschwindigkeitsband zueinander von ca. 5 Prozent,
vorzugsweise 3 Prozent, und die gefilterten
Radbeschleunigungen in einem Band von ca. 0,6 g,
vorzugsweise 0,3 g, liegen, so daß für eine eventuell
anschließende Regelbremsung erneut das normale Regelkonzept
gilt. Die Referenzgröße vREF(ASR) und die
Fahrzeuggeschwindigkeit stimmen zu diesem Zeitpunkt wieder
(annähernd) überein.
Eine Schaltungsanordnung zur Durchführung des erfindungs
gemäßen, anhand der Fig. 1 und 2 erläuterten Verfahrens,
veranschaulicht Fig. 3.
Über die Eingangsklemmen E1 bis E4 werden einer logischen
Schaltung 1 die der momentanen Geschwindigkeit der einzelnen
Räder vR1 (E1), vR2 (E2), vR3 (E3) und vR4 (E4)
entsprechenden elektrischen Signale zugeführt. Nach einem
vorgegebenen Schema oder Algorithmus wird in dieser
Logikschaltung 1 die Fahrzeugreferenzgeschwindigkeit vREF
gebildet und über den Ausgang A1 einem Vergleicher 2
zugeleitet.
Ist der Gradient bREF der Fahrzeugreferenzgeschwindigkeit
vREF gleich oder größer als ein Start-Grenzwert bREF0, der
z. B. 0,3 g beträgt, wird dieser Zustand über ein UND-Gatter 3
einem digitalen Zähler 4 gemeldet, sofern das Signal am
Ausgang A3 dieses Zählers 4 Null ist, weil nur in diesem
Fall wegen der Rückführung über einen Inverter 5 die zweite
UND-Bedingung für das UND-Gatter 3 erfüllt ist. Das
Ausgangssignal "1" oder "H" am Ausgang A3 des Zählers 4
bleibt zunächst erhalten, solange die vom Vergleicher 2
überwachte Startbedingung gegeben ist. Über ein ODER-Gatter
6 und ein UND-Gatter 7, dessen zweite Bedingung durch das
Vorhandensein eines Referenzsignals vREF erfüllt ist, wird
ein Integrator 8 angesteuert, dessen Inhalt über den Ausgang
A4 einem Vergleicher 9 mitgeteilt wird. Ist das
Vergleichsergebnis größer Null, diese Konstante liegt am
Eingang K des Vergleichers an, wird wegen der
Signalrückführung zu dem ODER-Gatter 6 und dem UND-Gatter 7
die Integration der Referenzgeschwindigkeit vREF durch den
Integrator 8 fortgesetzt.
Gleichzeitig erfüllt ein Signal am Ausgang A5 des
Vergleichers 9 eine der beiden UND-Bedingungen eines UND-
Gatters 10.
Ermittelt der Vergleicher 9 den Inhalt des Integrators
als Null, führt dies über den Ausgang A6 des Vergleichers 9
zum Zurücksetzen (R = "RESET") des Zählers 4 und damit zur
Beendigung des Signals am Ausgang A3 dieses Zählers. Da zu
diesem Zeitpunkt am Ausgang A5 des Vergleichers 9 ebenfalls
kein Signal anstehen kann, wird der Integrator 8 erst dann
wieder in Gang gesetzt, wenn am Ausgang des Vergleichers 2
ein Signal ansteht und der vorgegebene Zählerstand des
Zählers 4 erreicht ist. Die Stufen 2 und 4 setzen somit die
Startbedingungen für den Integrator fest.
Die zweite UND-Bedingung des Gatters 10 ist wegen des
Inverters 11 erfüllt, wenn an dem Eingang E5 kein Signal
anliegt; dieser Zustand ist gegeben, so lange kein Regel
zyklus abläuft. Ein flankengesteuertes Flip-Flop mit
festgelegter Grundstellung wird von dem Ausgangssignal des
UND-Gatters 10 gesetzt und schaltet einen Schalter 13 in die
gestrichelt dargestellte Position um, in der ein Schaltkreis
14 mit der Ausgangsklemme Reg. verbunden ist. Der
Schaltkreis 14 symbolisiert das in der sogen. Überdrehphase
gültige geänderte Regelkonzept. So lange der Baustein 14
über den Schalter 13 an die Regelungsklemme Rg. angeschaltet
ist, findet eine radindividuelle
Beschleunigungs-/Verzögerungsregelung ohne Berücksichtigung
des momentanen Schlupfes statt.
Befindet sich dagegen der Schalter 13 in der dargestellten
Ausgangsposition, wird die Regelung durch den Schaltkreis 15
vorgegeben, der für die Normalregelung unter
Berücksichtigung des momentanen Schlupfes in Kombination mit
der radindividuellen Beschleunigung und Verzögerung
zuständig ist. Diese Normalregelung gilt, so lange an dem
Ausgang A7 des Flip-Flops 12 kein Signal ansteht. Dies ist
der Fall, wenn der Inhalt des Integrators 8 außerhalb eines
Regelzyklus Null ist oder wenn innerhalb eines Regelzyklus
mindestens ein Rad oder ein bestimmtes Rad wieder stabiles
Drehverhalten zeigen.
Die Eingänge E1 bis E4, an denen Informationen über die
individuellen Radgeschwindigkeiten anliegen, sind auch mit
den Differenzierstufen 16 bis 19 verbunden. An den Ausgängen
A8 bis A11 der Stufen 16 bis 19 liegt somit jeweils die
Information über die individuelle Beschleunigung oder
Verzögerung eines Fahrzeugrades an. Ein Logikblock 20
übernimmt die Aufgabe, aus den Verzögerungs- und
Beschleunigungssignalen der einzelnen Räder festzustellen,
welches Rad stabil läuft. Die Geschwindigkeit dieses Rades
wird dann auch, wie anhand der Diagramme Fig. 1 und Fig. 2
bereits geschrieben wurde, zur Bezugsgröße vREF.
Das Signal am Ausgang der Auswahlstufe 20 wird in einem
UND-Gatter 21 mit dem Ausgangssignal A5 des Vergleichers 9
verknüpft. Ein Aussignal des UND-Gatters 21 ist folglich
dann vorhanden, wenn ein Rad stabil läuft und wenn der
Integratorinhalt größer als Null ist.
Ein Vergleicher 22 stellt fest, ob die individuelle Rad
beschleunigung b RAD den an der Klemme Thl des Vergleichers
22 anliegenden Grenzwert unterschreitet. Dies ist der Fall,
wenn das Rad eine bestimmte Verzögerung erfährt und dadurch
erkennen läßt, daß es stabil läuft. Bleibt diese Bedingung
für eine vorgegebene Zeitspanne von beispielsweise 100 ms
erhalten, was durch einen Zähler 23 festgestellt wird, führt
dies über die Schaltung 24 zu einem kurzzeitigen
Umschaltimpuls, der über ein ODER-Gatter 25 das Flip-Flop 12
zurücksetzt. Durch dieses, durch ein stabil laufendes Rad
ausgelöstes Zurückschalten nimmt der Schalter 13 wieder
seine Ausgangsposition ein, in der der Schaltkreis 15 das
Regelungskonzept bestimmt.
Über den Schalter 26 wird außerdem die von der
Auswahlschaltung 20 ermittelte Geschwindigkeit des stabil
laufenden Rades mit der Klemme REF verbunden, so daß nunmehr
an dieser Klemme die Geschwindigkeit des stabil laufenden
Rades als Fahrzeugreferenzgeschwindigkeit ansteht.
Eine Umschaltung zu einem Zeitpunkt auf eine Integration
mit großer Zeitkonstante wird in der Schaltungsanordnung
nach Fig. 3 durch einen Schalter 27 erreicht, der von der
Zeitkonstanten T1 auf T2 umschaltet, sobald die in der Stufe
28 differenzierte Fahrzeugreferenzgeschwindigkeit vREF, das
ist also gewissermaßen die Referenzbeschleunigung bREF,
annähernd zu Null wird bzw. einen kleinen Wert innerhalb
eines Bereiches von beispielsweise +0,2 g, annimmt. Der
Grenzbereich wird über eine Eingangsklemme y einem
Vergleicher 29 vorgegeben, der den Schalter 27 aus der dar
gestellten Grundstellung in die gestrichelte Position
umlegt, sobald z. B. die Fahrzeuggeschwindigkeit konstant
wird oder, genauer gesagt, in den durch die vorgenannten
Grenzen definierten Bereich fällt.
Über den Schalter 27 wird die Zeitkonstante T1 oder T2 an
den Integrator 8 angeschaltet.
Des weiteren ist noch nachzutragen, daß über ein UND-Gatter
30 der Integrator 8 immer dann zurückgestellt wird, wenn ein
Rad oder ein bestimmtes Rad in den stabilen Bereich
einläuft, daher die Stufe 24 einen Impuls abgibt, und wenn
gleichzeitig über die Eingangsklemme E5 "Regelung"
signalisiert wird, d. h. wenn gerade ein Regelzyklus läuft.
Über ein weiteres UND-Gatter 31 wird das über die Klemme E5
eingespeiste Regelungssignal mit dem Ausgangssignal des
Integrators 8 kombiniert und über einen Vergleicher 32
einem Zähler 33 zugeführt.
Die Baustufen 31, 32 und 33 treten in Funktion, wenn bei
noch nicht abgeschlossener Bremsschlupfregelung der Inhalt
des Integrators 8 einen bestimmten Mindestwert, der durch
die Bezugsgröße Th2 am zweiten Eingang des Vergleichers 32
vorgesehen ist, erreicht oder überschreitet. In diesem Fall
wird dann über den Zähler 33 beschleunigt das Ende der
Regelung herbeigeführt und über den Ausgang 13 ein
entsprechendes Signal abgegeben. Solche Situationen, in
denen die Bremsdruckregelung noch nicht beendet ist und
dennoch positiver Schlupf mit Hilfe des Indikators 8
festgestellt wird, können sich in der Praxis ergeben, weil
sich bei Bremsanlagen der hier beschriebenen Art der
Bremsdruckregelvorgang über eine Mindestdauer von z. B. 700
ms erstreckt. Beim Signalisieren von positivem Schlupf wird
daher zweckmäßigerweise die noch laufende Regelbremsung, wie
hier mit Hilfe des Zählers 33 und des Ausgangssignals A13,
beschleunigt beendet.
Schließlich ist in der Schaltung nach Fig. 5 noch ein
Signalgeber 34 enthalten, der bei Bremsbetätigung, z. B. über
einen Kontakt eines Bremslichtschalters, gesetzt wird und
der über die Ausgangsklemme 5 die Bremsdruckregelung
startet. Ist die Bremsanlage bei Bremsbetätigung bereits auf
das geänderte Regelkonzept umgeschaltet, was durch ein
Signal am Ausgang A7 des Flip-Flops 12 und Umschaltung des
Schalters 13 bewirkt wurde, befindet sich auch ein Schalter
35 in der gestrichelt dargestellten Position. In dieser
Schaltstellung gelangt eine Zeitkonstante T3 zur Wirkung,
die zu Beginn der Regelung für eine Verlängerung des
Bremsdruckaufbaus sorgt und dadurch den Übergang aus der
Phase mit positivem Schlupf in den Bremsvorgang
beschleunigt.
Zugunsten einer klareren Darstellung wurden die beiden
zuletzt beschriebenen Maßnahmen, nämlich die vorzeitige
Regelungsbeendigung über den Ausgang A13 und der direkte
Einfluß des Bremsbetätigungssignals bzw. die Startregelung,
in den Diagrammen, d. h. in den Fig. 1 und Fig. 2, nicht
berücksichtigt.
In Fig. 4 ist das Verfahren nach der Erfindung beim
Eintritt in die ASR-Motorregelung dargestellt. Dabei wird
die Sonderregelung über das Signal ASR_Active_ausgelöst und
in jedem Loop (Zeitschritt) so lange aufrecht gehalten, wie
das Signal ASR_Active gesetzt ist. Das Signal ASR_Active
wird gesetzt, wenn die ASR-Fahrzeug-Referenzgeschwindigkeit
vREF(ASR) eine variable Regelschwelle erreicht oder
überschreitet, wobei die ASR-Referenzgeschwindigkeit nach
anderen Kriterien, unter anderen z. B. nach Maßgabe des
Motormoments, als die ABS-Referenzgeschwindigkeit gebildet
wird.
Wie Fig. 4 zeigt, wird der in Fig. 3 der
Schaltungsanordnung als digitaler Zähler ausgebildete
gegengekoppelte Integrator 8 auf einen festen Wert (vREMS),
z. B. auf 10 km/h, gesetzt, wenn das ASR-Signal ASR_Active
von der ASR-Regelung generiert wird. Der Start-Grenzwert in
die ASR-Motorregelung überschreitet immer eine variable
Regelschwelle 50, die z. B. in einem Bereich zwischen 1 km/h
und 2 km/h liegt. Das Signal ASR_Active wird in jedem Loop
oder in einem anderen festgelegten Zeitintervall erneut
abgefragt und der Integrator 8 auf den vorgegebenen Wert
hochgesetzt. Die Größe des Wertes ist so gewählt, dass der
Rücklaufgradient des Wertes innerhalb eines Zeitintervalls
nicht die Regelschwelle 50 unterschreitet. Er kann auch
variabel in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit festgelegt
werden.
In einer Phase, bei der keine Bremsdruck-Regelung
stattfindet, erfolgt eine Umschaltung des Schalters 13 in
die in Fig. 3 dargestellte Normalregelung, wenn die ASR-
Regelung einen Austritts-Grenzwert 51 erreicht oder
unterschreitet. Dieser Austritts-Grenzwert 51 kann mit der
Regelschwelle 50 zusammenfallen, oder als separater
Grenzwert unabhängig von der Regelschwelle 50 in der
Steuerung implementiert sein. Über eine variable Ausbildung
des Austritts-Grenzwertes 51 kann eine Nachlaufzeit
gesteuert werden, d. h. die Zeit, nach der ein Eintritt in
die Normalregelung erfolgt. Dabei wird die Nachlaufzeit in
Abhängigkeit vom Rückzählgradient und/oder der
Geschwindigkeit gesteuert. Als Austrittsbedingungen aus dem
zweiten Regelkonzept in einer Phase, bei der keine
Bremsdruck-Regelung stattfindet, wird in dem Logikblock 20
oder der ASR-Regelung überwacht, ob alle Räder über eine
längere Dauer, mindestens 200 ms, in einem
Geschwindigkeitsband von maximal 3% und einem
Beschleunigungsband von maximal ±0,3 g zueinander liegen.
Sind diese Bedingungen erfüllt und/oder der Integrator 8 ist
nicht mehr über der Austrittsschwelle wird der
Sonderregelungsmodus verlassen.
Die Austrittsbedingungen aus der Sonderregelung erfolgt in
einer Phase, bei der aus der ASR-Regelung eine Bremsdruck-
Regelung stattfindet, wenn mindestens ein Fahrzeugrad an
der Hinterachse und/oder ein Fahrzeugrad an der Vorderachse
für eine vorgegebene Mindestdauer stabiles Drehverhalten
zeigt.
Claims (23)
1. Verfahren zur Steuerung einer blockiergeschützten, für
Kraftfahrzeuge mit Allradantrieb vorgesehenen
Bremsanlage, bei dem das Drehverhalten der
Fahrzeugräder darstellende elektrische Signale erzeugt
werden, aus denen nach elektronischer Verarbeitung und
logischer Verknüpfung Bremsdruck-Steuersignale
abgeleitet werden, mit denen beim Auftreten einer
Blockierneigung der Bremsdruck gesenkt oder konstant
gehalten und zur gegebenen Zeit wieder erhöht wird, und
bei dem als Regelkriterien der Radschlupf und die
Radverzögerung und/oder die Radbeschleunigung
ausgewertet werden, wobei die individuelle
Radgeschwindigkeit mit einer Fahrzeugreferenz
geschwindigkeit verglichen wird, die unter
Berücksichtigung des Drehverhaltens aller Räder
gebildet wird und als Bezugsgröße für die Regelung des
Bremsdruckes der einzelnen Räder dient, und wobei
ferner bei einem Erkennen einer für eine Überdreh
neigung typischen Raddrehverhalten ein geändertes
Regelkonzept gestartet und bis zu einem bestimmten
Zeitpunkt aufrechterhalten wird, indem für diese
Zeitspanne der momentane Radschlupf als Regelkriterium
außer acht bleibt und lediglich die Radbeschleunigung
oder die Radverzögerung für die Bremsdruck-Regelung
maßgebend wird, dadurch gekennzeichnet, daß
das Erkennen und/oder Starten und/oder Aufrechterhalten
des geänderten Regelkonzeptes nach Maßgabe eines ASR-
Signals ausgewertet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß durch das geänderte Regelkonzept,
wenn in dieser Phase aus der ASR-Regelung eine
Bremsdruck-Regelung stattfindet, so lange die Regelung
bestimmt wird, bis mindestens ein Fahrzeugrad an der
Hinterachse oder Vorderachse für eine vorgegebene
Mindestdauer stabiles Drehverhalten zeigt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn
zeichnet, daß das geänderte Regelkonzept, wenn
in dieser Phase keine Bremsdruck-Regelung stattfindet,
so lange aufrechterhalten wird, bis alle Räder über
eine längere Dauer in einem Geschwindigkeitsband und
einem Radbeschleunigungsband liegen.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Radgeschwindigkeiten über eine
Zeitdauer von mindestens 150 ms, vorzugsweise 200 ms,
in einem Band von 5%, vorzugsweise 3%, zueinander
liegen.
5. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekenn
zeichnet, daß die gefilterten
Radbeschleunigungen über eine Zeitdauer von mindestens
150 ms, vorzugsweise 200 ms, in einem Band von ± 0,6 g,
vorzugsweise ± 0,3 g liegen, wobei "g" die
Erdbeschleunigungskonstante ist.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch
gekennzeichnet, daß der Verlauf der
Fahrzeugreferenzgeschwindigkeit (vREF oder VREF(ASR)) zur
Erkennung einer Überdrehneigung ausgewertet wird.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Anstieg der
Fahrzeugreferenzgeschwindigkeit (vREF) über einen
vorgegebenen Grenzwert, der vorzugsweise in
Abhängigkeit von dem Verlauf der
Fahrzeugreferenzgeschwindigkeit (vREF) kontinuierlich
oder in Stufen variiert wird, zum Erkennen der
Überdrehneigung ausgewertet wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch
gekennzeichnet, daß das Regelkonzept bei
einem für eine Überdrehneigung typischen
Raddrehverhalten erst nach dem Erfüllen einer oder
mehrerer Startbedingungen geändert wird.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekenn
zeichnet, daß als Startbedingungen ein Anstieg
der Fahrzeugreferenzgeschwindigkeit (vREF) über einen
vorgegebenen Grenzwert und Beibehaltung dieser Tendenz
während einer vorgegebenen Mindestzeitspanne und ein
Eintritt in die ASR-Motorregelung gewählt werden.
10. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekenn
zeichnet, daß als Startbedingung ein Eintritt in
die ASR-Motorregelung gewählt wird.
11. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekenn
zeichnet, daß ein Start-Grenzwert der ABS-
Fahrzeugreferenzgeschwindigkeit im Bereich zwischen
0,1 g und 0,5 g vorgegeben wird.
12. Verfahren nach Anspruch 9 oder 11, dadurch ge
kennzeichnet, daß eine Start-Mindestzeit
spanne im Bereich zwischen 40 ms und 200 ms vorgegeben
wird.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch
gekennzeichnet, daß nach dem
Wiedereintritt mindestens eines Fahrzeugsrades in ein
stabiles Drehverhalten dieses Rad die Führung der
Fahrzeugreferenzgeschwindigkeit (vREF) übernimmt.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch
gekennzeichnet, daß nach dem Umschalten
auf das geänderte Regelkonzept und Signalisieren einer
Bremsbetätigung beim Einsetzen der Regelung der
Bremsdruckabbau um eine vorgegebene, von dem
Raddrehverhalten abhängige Zeitspanne verzögert wird.
15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Bremsdruckabbau in
Abhängigkeit von dem Raddrehverhalten zwischen
beispielsweise 5 ms und 70 ms verzögert wird, wobei bei
geringer Radverzögerung, d. h. bei einer Verzögerung
unter etwa 1 bis 2 g, eine kürzere Verzögerungszeit, bei
einer hohen Radverzögerung eine längere
Verzögerungszeit gewählt wird.
16. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch
gekennzeichnet, daß beim Erkennen eines
für ein Überdrehen typischen Raddrehverhaltens und bei
einem Anstieg der Fahrzeugreferenzgeschwindigkeit im
unmittelbaren Anschluß an eine Regelbremsung ein ggf.
noch andauernder Regelzyklus oder Regelvorgang
vorzeitig beendet wird.
17. Schaltungsanordnung zur Steuerung einer
blockiergeschützten Bremsanlage für Kraftfahrzeuge,
- - mit Sensoren zur Erzeugung von dem Drehverhalten der Fahrzeugräder entsprechenden elektrischen Signalen,
- - mit Schaltkreisen zur Aufbereitung, Verarbeitung und logischen Verknüpfung der Sensorsignale und zur Erzeugung von Bremsdruck-Steuersignalen in Abhängigkeit von dem Schlupf und der Verzögerung oder Beschleunigung der einzelnen Räder,
- - mit Schaltkreisen zur Bildung einer Fahrzeugreferenz geschwindigkeit in Abhängigkeit von dem Drehverhalten der Räder und zum Vergleich der momentanen Geschwindigkeit der einzelnen Fahrzeugräder mit der Fahrzeugreferenzgeschwindig keit, sowie
- - mit Schaltmitteln zur Beeinflussung der Regelung beim Auftreten von Überdrehneigungen, wobei
- - zum Erkennen von Überdrehneigung der Anstieg der Fahrzeugreferenzgeschwindigkeit (vREF) über einen vorgegebenen Grenzwert auswertbar ist,
- - daß beim Erkennen von Überdrehneigungen und Erreichen vorgegebener Startbedingungen, die mindestens erfüllt sind, wenn ein Grenzwert der Fahrzeugreferenzge schwindigkeit erreicht ist, und diese Tendenz während einer vorgegebenen Zeitspanne andauert, eine Umschaltung auf ein zweites Regelkonzept erfolgt, und
- - dass das zweite Regelkonzept so lange aufrechterhalten wird und die Regelung bestimmt, bis vorgegebene Austrittsbedingungen eintreten, gekennzeichnet durch die Schritte
- - Erkennen und/oder Starten und/oder Aufrechterhalten des geänderten Regelkonzeptes nach Maßgabe eines ASR- Signals.
18. Schaltungsanordnung nach Anspruch 17, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Austrittsbedingungen
aus dem zweiten Regelkonzept in einer Phase, bei der
aus der ASR-Regelung eine Bremsdruck-Regelung
stattfindet, erfüllt sind, wenn mindestens ein
Fahrzeugrad an der Hinterachse und/oder ein Fahrzeugrad
an der Vorderachse für eine vorgegebene Mindestdauer
stabiles Drehverhalten zeigt.
19. Schaltungsanordnung nach Anspruch 17, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Austrittsbedingungen
aus dem zweiten Regelkonzept in einer Phase, bei der
keine Bremsdruck-Regelung stattfindet, erfüllt sind,
wenn alle Räder über eine längere Dauer, mindestens
150 ms, in einem Geschwindigkeitsband, maximal 5%, oder
einem Beschleunigungsband, maximal ± 0,6 g, liegen.
20. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 17 bis 19,
dadurch gekennzeichnet, daß die Änderung
des Regelkonzeptes nach einer ASR-Motorregelung
erfolgt.
21. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 17 bis 20,
dadurch gekennzeichnet, daß der Start-
Grenzwert in der ASR-Motorregelung in einem Bereich
zwischen 1 km/h und 2 km/h liegt.
22. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 17 bis
21, dadurch gekennzeichnet, daß diese
einen digitalen Zähler als gegengekoppelten Integrator
(8) besitzt, der, sobald die Startbedingungen erfüllt
sind, in Lauf gesetzt wird und der den Anstieg, d. h.
den Differentialquotienten (bREF) der Fahrzeugreferenz
geschwindigkeit (vREF) mit einer vorgegebenen
Zeitkonstanten integriert oder, der beim Erfüllen der
Startbedingungen nach Anspruch 21 oder 22 auf einen
festen Wert (vREMS), z. B. auf 10 km/h, gesetzt wird.
23. Schaltungsanordnung nach Anspruch 22, dadurch ge
kennzeichnet, daß beim Austritt aus der ASR-
Regelung in einer Phase, bei der keine Bremsdruck-
Regelung stattfindet, die Austrittsbedingungen aus dem
zweiten Regelkonzept erfüllt sind, wenn die ASR-
Regelung einen Austritts-Grenzwert erreicht oder
unterschreitet.
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