DE2009109B2

DE2009109B2 - Blockierfreie Fahrzeugbremsanlage

Info

Publication number: DE2009109B2
Application number: DE2009109A
Authority: DE
Inventors: Hugh Ernest Ann Arbor Mich. Riordan (V.St.A.)
Original assignee: Kelsey Hayes Co
Current assignee: Kelsey Hayes Co
Priority date: 1969-02-27
Filing date: 1970-02-26
Publication date: 1978-04-20
Also published as: GB1278767A; SE360826B; CA933261A; FR2032472B1; DE2009109A1; FR2032472A1; US3612622A; AU1089370A; JPS5130230B1

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung einer blockierfreien Fahrzeugbremsanlage mit mindestens einem bremsbaren Fahrzeugrad, das mit einem Fühler verbunden ist, der ein der Raddrehzahl proportionales Signal erzeugt, aus dem ein Signal für die simulierte Fahrzeuggeschwindigkeit abgespalten wird, beide Signale in einem Summierer verglichen werden und, sofern die Differenz ein vorgegebenes Maß übersteigt, ein Differenzsignal erzeugt wird, das ein den Bremsdruck absenkendes Steuerventil betätigt.

Bei einer vorbekannten Anordnung dieser Art (US-PS 32 60 555) wird die Drehzahl eines Fahrzeugrades fortlaufend gemessen. In einem Kondensator bestimmt das am schnellsten drehende Fahrzeugrad die Maximalspannung, die als ein Maß für die Fahrzeuggeschwindigkeit dient. Im folgenden wird aus der Differenz zwischen Fahrzeuggeschwindigkeit und Radgeschwindigkeit das Differenzsignal gewonnen, das auf das Steuerventil zum Absenken des Bremsdruckes einwirkt, wenn der Schlupf bzw. die Differenzgeschwindigkeit eine vorgegebene Größe übersteigt.

Hierbei ist es somit notwendig, sowohl die Fahrzeuggeschwindigkeit wie auch die Radgeschwindigkeit zu messen. Während die Radgeschwindigkeit relativ einfach bestimmt werden kann, erfordert das Messen der Fahrzeuggeschwindigkeit einen nicht unbeträchtlichen Aufwand.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung der angegebenen Gattung so auszubilden, daß das Fahrzeugrad ausgehend von der Drehgeschwindigkeit des Fahrzeugrades im Bereich des optimalen Schlupfes während eines Bremsvorganges gehalten werden kann, ohne hierzu weitere Meßgrößen wie z. B. die Fahrzeuggeschwindigkeit zu benötigen.

Diese Aufgabe wird bei einer Anordnung mit den eingangs angegebenen Merkmalen erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das simulierte Fahrzeuggeschwindigkeitssignal in einem Analogkreis aus einem über einen Differenzierkreis geführten, die Änderung der Raddrehzahl darstellenden Signal gebildet und dem Sumierer zugeführt wird, an dessen Ausgang das Differenzsignal erscheint, sofern die Summe des momentanen Raddrehzahlsignals und eines Bezugsschlupfsignals das simulierte momentane Fahrzeuggeschwindigkeitssignal übersteigt.

Das simulierte Fahrzeuggeschwindigkeitssignal wird somit von der zeitlichen Änderung der Raddrehzahl abgeleitet. Dies beruht auf der Erkenntnis, daß die Beschleunigung des Fahrzeugrades bei einer Entlastung des Bremsdrucks einerseits und die Verzögerung des Fahrzeugs beim Bremsen andererseits in ähnlicher Weise von dem Reibungskoeffizienten zwischen der Fahrbahnoberfläche und dem Fahrzeugrad abhängen. Mit anderen Worten: Da die Beschleunigung des Fahrzeugrades bei einer Bremsdruckentlastung sich praktisch in der gleichen Weise wie die Verzögerung des Fahrzeugs beim Bremsen mit dem Reibbeiwert zwischen Straßenoberfläche und Fahrzeug ändert, kann von der gemessenen Beschleunigung des Fahrzeugrades die Verzögerung des Fahrzeuges und damit die momentane Fahrzeuggeschwindigkeit abgeleitet werden. Eine gesonderte Messung der Fahrzeuggeschwindigkeit ist somit nicht mehr nötig.

Die Erfindung wird anhand der Zeichnungen erläutert.

F i g. 1 ist ein Blockdiagramm des Systems nach der vorliegenden Erfindung, und

^hr> Fig. 7. ist ein Teil-Blockdäagramm einer abgeänderten Ausführungsform des in F i g. 1 dargestellten Systems.
In F i g. 1 der Zeichnungen ist ein Fühler 10 für die

Radgeschwindigkeit dargestellt. Der Fühler 10 erzeugt ein Signal Vw, dessen Größe zur Anzeige der Geschwindigkeit des zugehörigen Rades dient. Das Geschwindigkeitssignal Vw wird über eine Leitung 14 einem Haltekreis 12 zugeführt, ferner über Leitungen 18 einem Differenzierkreis 16 und über Leitung 22 einem Summierer 20. Der Haltekreis 12 empfängt das Signal Vw und hält nach Maßgabe eines bei Bremsenbetätigung vom Bremslichtschalter 24 über die Leitung 26 erzeugten Signals Z die Größe des Signals der i« Radgeschwindigkeit Vwaufrecht, welche am Beginn der Bremsbetätigung bestand (d. h. kurz vor Entstehen des Signals Z). Der Haltekreis erzeugt ein Ausgangssignal Vw 1, welches dieser Größe entspricht. Da vor dem Anlegen der Bremsen ein Schlupf von im wesentlichen Null zwischen Fahrzeug und Rädern besteht, dient das Signal Vw 1 als Anzeige für die Fahrzeuggeschwiridigkeit kurz vor der Bremsbetätigung. Falls die tatsächliche Verzögerung des Fahrzeuges bekannt wäre, .''.önnte der Geschwindigkeitsverlust des Fahrzeuges durch Integration der Fahrzeugverzögerung bestimmt werden. Durch Subtraktion des Fahrzeuggeschwindigkeitsverlustes von der Ausgangsgeschwindigkeit Vw 1 des Fahrzeuges könnte die augenblickliche Geschwindigkeit des Fahrzeuges bestimmt werden. Dies würde jedoch die Verwendung eines Verzögerungsmessers erforderlich machen.

Es wird die Fahrzeugverzögerung annähernd festgelegt (in einer im einzelnen zu beschreibenden Weise), wodurch das Erfordernis für einen Verzögerungsmesser entfällt. So wird eine in F i g. 1 der Zeichnungen dargestellte Analogschaltung 28 für das Fahrzeug verwendet. Diese erstellt ein Analogsignal Vl₁ dessen Größe als Anzeige für die Verzögerung der Fahrzeuggeschwindigkeit während des Bremsvorganges dient.

Das Analogsignal Vl wird durch Annäherung an das Ausmaß der Fahrzeugverzögerung bestimmt; das Signal Vl wird der angenäherten Fahrzeugverzögerung entsprechend vergrößert. Die Art und Weise in welcher die Annäherung an die Fahrzeugverzögerung geschieht, wird im einzelnen im Verlaufe der Beschreibung dargelegt.

Das dem Geschwindigkeitsveriust des Fahrzeuges entsprechende Signal Vl wird über Leitung 32 einem Summierer 30 zugeführt, während das Signal Vw 1 der ursprünglichen Fahrzeuggeschwindigkeit über Leitung 34 dem Summierer 30 zugeführt wird. Wenn der Verlust der Fahrzeuggeschwindigkeit von der ursprünglichen Fahrzeuggeschwindigkeit subtrahiert wird, erhält man die augenblickliche Fahrzeuggeschwindigkeit. Dies geschieht mit Hilfe des Summierers 30, welcher ein Signal Vv der Fahrzeuggeschwindigkeit erstellt. Die Größe dieses Signals dient als Anzeige für die augenblickliche Fahrzeuggeschwindigkeit.

Wenn der Schlupf eine bestimmte Größe übersteigt, welche als Anzeige eines beginnenden Blockiervorganges dient, wird der Druck an den Bremsen 36 mit Hilfe eines Steuerventils 38 gelöst, so daß sich die Räder frei drehen können.

Durch den Summierer 20 wird bestimmt, wann der ω Schlupf den vorbestimmten Größenwert übersteigt; der Summierer 20 nimmt das Signal Vv der Fahrzeuggeschwindigkeit über die Leitung 40 auf. Gleichzeitig empfängt er ein Bezugssignal Vsrder Schlupfgeschwindigkeit über Leitung 44 vom Schlupf-Bezugskreis 42. h> Die Größe des Bezugssignals Vsr wird als Anzeige für die Größe des tatsächlichen Schlupfes gewählt, bei welcher der Druck an den Bremsen 36 zu lösen ist.

Der Summierer subtrahiert das Signal Vw der Radgeschwindigkeit (über Leitung 22 aufgenommen) vom Signal Vvder augenblicklichen Fahrzeuggeschwindigkeit (welches allein eine Bestimmung des augenblicklichen Schlupfes darstellt, d. h. der Fahrzeuggeschwindigkeit minus der Radgeschwindigkeit). Gleichzeitig wird die Größe des Schlupf-Bezugssignals Vsr subtrahiert. Der Summierer 20 erzeugt ein Signal X, wenn die Signale Vw und Vsr zusammen das Signal V_v übersteigen. Dies gilt als Hinweis dafür, daß der Schlupf zu groß ist, in anderen Worten, daß er die Größe des Bezugsschlupfes übersteigt. Das Signal X wird über Leitung 48 einer Verstärkerschaltung 46 zugeführt. Die Verstärkerschaltung 46 erzeugt in Abhängigkeit vom Signal X ein Schaltsignal Y, welches über Leitung 50 dem Steuerventil 38 zugeführt wird. Auf diese Weise wird der Druck an den Bremsen 36 entlastet. Wenn die Räder frei laufen und wenn der Schlupf abnimmt enden die Signale X und Y und das Steuerventil 38 bewirkt, daß die Bremsen erneut angelegt werden. Der Arbeitstakt wiederholt sich auf diese Weise.

Wenn die Räder sich drehen erzeugt der Differenzierkreis 16 ein Ausgangssignal &, dessen Größe als Anzeige für die Verzögerung der Räder dient, d. h. als Anzeige für die Differenzierung des Signals Vw der augenblicklichen Radgeschwindigkeit. Die Größe dieses Signals ö, wird durch den Haltekreis 52 aufrechterhalten, welcher dieses Signal über die Leitung 57 aufnimmt. Das Drehmaß (die Beschleunigung der Räder während des Lösens des Bremsdruckes) verändert sich in Abhängigkeit vom Reibungskoeffizienten μ zwischen Reifen und Straßenbelag.

Bei einem niederen μ-Wert des Reibungskoeffizienten ist das Drehmaß langsam, d. h. es weist niederen Wert auf, wohingegen der hohe μ-Wert des Reibungskoeffizienten ein hohes Drehmaß der Räder erwarten läßt. In entsprechender Weise verändert sich die Verzögerung des Fahrzeuges beim Bremsen in Abhängigkeit vom μ-Wert der Straße. Der μ-Wert der Straße kann bestimmt werden und führt zur Bestimmung der Verzögerungsgröße. Somit erstellt der Haltekreis 52 ein Ausgangssignal D, dessen Größe als Anzeige sowohl für die Größe der Raddrehung und damit für die Größe der Fahrzeugverzögerung dient. Das Signal D wird über Leitungen 55 der Analogschaltung 28 zugeführt. In Abhängigkeit davon wird das Signal Vl erzeugt. Die Zunahme der Größe des Signals Vl verändert sich entsprechend der Größe des Signals D. Der Haltekreis 52 spricht auf das Signal ö nur während der Drehbewegung an und somit nur, wenn das Signal Y über Leitung 57 vorliegt. Der Haltekreis 52 hält das zuvor erzeugte Drehsignal und erzeugt während des gesamten Steuertaktes das Signal D; er regelt die Größe des Signals D bei Vorliegen des Signals Y nach, um Veränderungen der Drehbewegung ö und um damit Veränderungen der Fahrzeugverzögerung zu entsprechen. Da sich das Signal D in seiner Größe ändert, wird die Größe des Signals Vl für die Veränderung des Geschwindigkeitsverlustes entsprechend verändert.

In der in F i g. 1 dargestellten Ausführungsform wurde ein konstanter Be7'igsschlupf (das Signal Vsr) als Anzeige für einen beginnenden Blockierzustand gewähh. Um die Bremskraft maximal zu gestalten, ist es für verschiedens μ-Werte der Straße erforderlich, den Bremsdruck bei jeweils verschiedenen Schlupfgrößen freizugeben bzw. zu entlasten. Für hohe μ-Werte des Reibungskoeffizienten ist die Schlupfgröße für maximale Bremskraft höher als für geringe μ-Werte des

Reibungskoeffizienten der Straße. Da das Drehmaß als Anzeige für den μ-Wert der Auflagefläche Reifen/Straße dient, erzeugt eine Veränderung in der Größe des Bezugsschlupfes Vsr bei Veränderungen des Drehmaßes θ das erwünschte Ergebnis. Wie in F i g. 2 der Zeichnungen dargestellt ist nimmt der Kreis 42a des Bezugsschlupfes das Signal ö der Drehung über eine Leitung 60 auf und verstärkt die Größe von Vsr, wenn ö abnimmt und umgekehrt, wodurch das Bezugsschlupfsignal Vsr als Anzeige dieser Schlupfgröße dient, um

eine maximale Bremskraft für verschiedene μ-Reibungswerte an den Rädern anlegen zu können.

Da die besonderen Konstruktionsdetails des Fühlers 10, des Steuerventils 38 und die Schaltungseinzelheiter der verschiedenen Kreise 12, 16, 20 etc. innerhalb de; Fachleuten geläufigen Wissens liegen, stellen die genannten Bau- und Schaltungsteile für sich geseher keinen Bestandteil der vorliegenden Erfindung dar. Aul ihre ins einzelne gehende Beschreibung wurde deshalb aus Gründen der einfacheren Darstellung verzichtet.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Anordnung einer blockierfreien Fahrzeugbremsanlage mit mindestens einem bremsbaren Fahrzeugrad, das mit einem Fühler verbunden ist, der ein der Raddrehzahl proportionales Signal erzeugt, aus dem ein Signal für die simulierte Fahrzeuggeschwindigkeit abgespalten wird, beide Signale in einem Summierer verglichen werden und, sofern die Differenz ein vorgegebenes Maß übersteigt, ein Differenzsignal erzeugt wird, das ein den Bremsdruck absenkendes Steuerventil betätigt, dadurchgekennzeichnet, daß das simulierte Fahrzeuggeschwindigkeitssignal (Vv) in einem Analogkreis (12, 28, 30, 52) aus einem über einen Differenzierkreis (16) geführten, die Änderung der Raddrehzahl darstellenden Signal (Vl) gebildet und dem Summierer (20) zugeführt wird, an dessen Ausgang das Differenzsignal (X) erscheint, sofern die Summe des momentanen Raddrehzahlsignals (Vw) und eines Bezugsschlupfsignals (Vsr) das simulierte momentane Fahrzeuggeschwindigkeitssignal fVyjbersteigt.

. 2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Analogkreis (12, 28, 30, 52) einen Haltekreis (12) aufweist, der das Raddrehzahlsignal (Vw) empfängt und das bei Beginn der Bremsung auftretende Raddrehzahlsignal (Wl) abgibt, und daß das simulierte Fahrzeuggeschwindigkeitssignal (Vv) aus dem vom Haltekreis (12) abgegebenen Signal (Vw 1) und dem die Änderung der Raddrehzahl darstellenden Signal (V \) abgeleitet ist.

3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Analogkreis (12, 28, 30, 52) einen zweiten Haltekreis (52) aufweist, der das Ausgangssignal (D) des Differenzierkreises (16) empfängt und dieses Signal hält, und daß der zweite Haltekreis (52) auf das Differenzsignal (Y) anspricht, um das gehaltene Signal (D) an den bei erneuter Beschleunigung des Rades und somit bei Erscheinen des Differenzsignals (Y) auftretenden momentanen Wert fodder Raddrehzahl anzupassen.

4. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß dem zweiten Haltekreis (52) eine Analogschaltung (28) nachgeschaltet ist, deren Ausgangssignal das die Änderung der Raddrehzahl darstellende Signal (Vi) ist, und daß dem zweiten Haltekreis (52) ein zweiter Summierer (30) nachgeschaltet ist, in dem aus der Differenz des bei Beginn der Bremsung auftretenden Raddrehzahlsignals (Vw 1) und dem Ausgangssignal (Vl) der Analogstufe (32) das simulierte Fahrzeuggeschwindigkeitssignal (Vv) gebildet wird.

5. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Bezugsschlupfsignal (Vsr)z\nzn konstanten Wert hat.

6. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Bezugsschlupfsignal (Vsr) von dem die Änderung der Raddrehzahl darstellenden Signal (Vl) abhängig ist.