DE2044045A1

DE2044045A1 - Bremskraftregelung fur Fahrzeuge, ins besondere Kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE2044045A1
Application number: DE19702044045
Authority: DE
Inventors: Manfred Dr Ing 7081 Waiblingen Krohn Hellmut Dipl Ing 7300 Esslingen Liebersbronn Grossner Horst 7064 Geradstetten Florus Hans Jörg Dipl Ing 7320 Goppingen F16d57 00 Burckhardt
Original assignee: Daimler Benz AG
Current assignee: Daimler Benz AG
Priority date: 1970-09-05
Filing date: 1970-09-05
Publication date: 1972-03-09
Also published as: FR2105290A1; FR2105290B1; GB1363505A; US3802747A

Description

Daimler-Benz Aktiengesellsehai ?flΛ Λ Γ) Λ R Palm 8755/4 Stuttgart-Untertürkheim EPT/Roe/Bu

24. 8. 1970

Bremskraftregelung für Fahrzeuge, insbesondere Kraftfahrzeuge"

Die Erfindung betrifft eine Bremskraftregelung für Fahrzeuge, insbesondere für Kraftfahrzeuge, wobei ein oder mehrere beschleunigungsabhängige elektrische Signale mit vorgegebenen Schwellwerten verglichen werden und die resultierenden elektrischen Signale zur Steuerung von Betätigungsgliedern, z.B. Magnetventilen im Bremskreis dienen.

Vollelektronische Bremskraftregelungen der vorstehenden Art gewinnen ihre Beschleunigungssignale im allgemeinen durch Differentiation der Raddrehzahl proportionalen Spannung,, Von dieser differenzierten Spannung wird ein Schwellwertschalter angesteuert, dessen Signal zur Entscheidung über eine Ansteuerung der Betätigungsglieder im Bremskreis, z.B. elektrischer Magnetventile herangezogen wird. Bei diesen Anlagen treten Störsignale auf, die zum Beispiel auf die Bewegungen des Rades beim Durchfahren von Bodenunebenheiten zurückzuführen sind. Diese Störsignale dürfen naturgemäß nicht in die Bremskraftregelung eingehen. Um solche Störsignale nun auszufiltern, ist vor der Schwellwertbildung ein sogenanntes integrales Zeitverhalten erforderlich, d.h. es muß ein Beschleunigungsirapuls, der für die Bremskraftregelung wirksam sein soll über eine gewisse Zeit anstehen, um ihn von den kürzeren Störsignalen unterscheiden zu können. Hierbei ist es allerdings erwünscht, dieses Zeitverhalten nur vor der Schwellwertbildung wirksam werden zu lassen und nicht etwa ganz allgemein, weil sonst der Verlauf der Regelspiele bei der Bremskraftregelung ungünstig beeinflußt werden kann.

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Der Erfindung liegt eine Lösung des vorstehend geschilderten Problems als Aufgabe zugrunde. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei den eingangs genannten Bremskraftregelungen dadurch gelöst, daß die elektrischen Beschleunigungssignale in an sich bekannter Weise zeitabhängig bewertet werden, und daß diese Bewertung beim Überschreiten des Schwellwertes und/oder in Abhängigkeit von der Polarität des Beschleunigungssignals beeinflußbar oder sogar abschaltbar ist.

Durch die erfindungsgemäße Ausbildung wird die Wirksamkeit des integralen Zeitverhaltens auf die Phase vor der Schwellwertbildung beschränkt, so daß die vorstehend geschilderten Nachteile nicht auftreten können, während Störsignale nach wie vor wirksam ausgefiltert werden. Außerdem ist es mit der Erfindung möglich, auch Beschleunigungs- und Verzögerungssignale unterschiedlich zu bewerten.

Die zeitabhängige Bewertung des Beschleunigungssignales, d.h. also das integrale Zeitverhalten kann durch Parallelschalten einer Kapazität zu einem Widerstand erreicht werden, der proportional die Größe des Beschleunigungssignals bestimmt und der z.B. in Spannungsteiler-Schaltung angeordnet sein kann. Die Erfindung bevorzugt jedoch eine Lösung, wonach zur zeitabhängigen Bewertung des Beschleunigungssignals ein an sich bekannter Operationsverstärker mit Kondensator und Widerstand im Rückführungszweig dient.

Bei einem Lösungsweg nach der Erfindung ist dem Kondensator im Rückführungszweig eine Diode parallel geschaltet, die den Spannungsanstieg auf einen Wert unmittelbar oberhalb des Schwellwertes begrenzt· Auf diese Weise wird erreicht, daß das Schwellwertschalter-Signal beim Beginn dem integralen Zeitverhalten unterliegt, während am Ende das Schwellwertschalter-Signal praktisch ohne integrales Zeitverhalten verläuft.

Ein anderer Lösungsweg der Erfindung besteht darin, daß mit dem Kondensator im Rückführungszweig ein elektronisches Schalt-

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glied in Reihe liegt, welches die Wirkung des Kondensators mit Überschreiten der Schaltschwelle aufhebt. Hierfür kann ein Thyristor oder dergleichen verwendet werden. Die Erfindung bevorzugt jedoch als Schaltglied einen vom Schwellwertschalter derart gesteuerten Transistor, daß dieser beim Umkippen des Schwellwertschalters gesperrt wird. Auf diese Weise wird das integrale Zeitverhalten beim Überschreiten des Schwellwertes automatisch ausgeschaltet, d.h. es tritt am Ende des Schwellwertschalter-Signals keine Verzögerung mehr auf.

Ein anderer Vorschlag der Erfindung besteht darin, daß parallel zu dem im Rückführungszweig vorgesehenen und für positive Spannungen wirksamen Zeitglied ein zusätzliches Zeitglied angeordnet ist, das aus Widerstand und Kapazität gebildet und durch eine mit ihm in Reihe liegende Diode ausschließlich für negative Spannungen wirksam ist. Auf diese Weise kann erreicht werden, daß Beschleunigungs- und Verzögerungssignale unterschiedlich bewertet werden· .

Es sei in diesem Zusammenhang ausdrücklich darauf hingewiesen, daß die vorstehend näher erläuterten Merkmale der Erfindung einander nicht ausschließen. Vielmehr lassen sich für die Anwendung in einem vollelektronischen Bremskraftregelsystem, bei welchem die radbeschleunigungsproportionale Signalspannung durch elektrische Differentiation einer raddrehzahlproportiona-1en elektrischen Spannung gewonnen wird, diese Merkmale kombinieren. Dabei kann der für die elektronische Differentiation Vorgesehene Verstärker zugleich auch für das beeinflußte integrale Zeitverhalten benutzt werden. Besonders vorteilhaft ist es, wenn erfindungsgemäß die Abschaltung des integralen Zeitverhaltens mittels eines elektronischen Schaltgliedes mit der unterschiedlichen Bewertung von Beschleunigung und Verzögerung mittels eines zusätzlichen Zeitgliedes kombiniert wird. Dabei wird erfindungsgemäß noch vorgeschlagen, daß für eine Begrenzung der Ausgangsspanziungen in beiden Richtungen parallel zum Rückführungezweig zwei gegeneinandergeechaltete Dioden - vorzugsweise Zenerdioden - angeordnet sind·

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Einzelheiten der Erfindung zeigen die Ausführungsbeispiele der Zeichnung, und zwar zeigt

Fig. 1 das Schaltbild einer erfindungsgemäßen Anordnung mit Begrenzungs-Wirkung.

Fig. 2 ein Schaubild zur Erläuterung der Wirkungsweise der Anordnung nach Fig. 1. Fig. 3 das Schaltbild einer anderen Anordnung mit

Abschalt-Wirkung.

Fig. k ein Schaubild zur Erläuterung der Wirkungsweise der Anordnung nach Fig. 3.

Fig. 5 das Schaltbild einer Anordnung zur unterschiedlichen Bewertung von Beschleunigung und Verzögerung und

Fig. 6 das Schaltbild einer kombinierten Anlage. Nach Fig. 1 ist der hier ineressierende Teil einer im übrigen nicht dargestellten elektronischen Bremskraftregelanlage für Kraftfahrzeuge als Operationsverstärker 10 ausgebildet. Diesem werden über die Leitung 11 die von der Elektronik aufbereiteten Impulse des Radsensors zugeleitet. Die Leitung 12 dient zur Ansteuerung der ebenfalls nicht gezeichneten Betätigungsglieder, z.B. Magnetventile im Bremskreis. Im Rückführungszweig des Operationsverstärkers liegt ein Widerstand 13,der zusammen mit dem Eingangswiderstand Ik die proportionale Verstärkung des Operationsverstärkers bestimmt. Parallel zum Widerstand 13 liegt ein Kondensator 15> der zusammen mit diesem das integrale Zeitverhalten des Operationsverstärkers bewirkt. Parallel zu diesem ist wiederum eine Zener-Diode 16 geschaltet, die die Ausgangsspannung in der Leitung 12 auf einen unmittelbar oberhalb des Schwellwertes liegenden Wert begrenzt.

Nach Fig. 2 hat der Operationsverstärker eine durch den vollausgezogenen Linienzug 17 dargestellte Charakteristik. Infolge der Zuschaltung des Kondensators 15 ergibt sich ein integrales Zeitverhalten, das am Beginn und am Ende gemäß dem Linienzug verläuft. Daraus ergibt eich, daß das im unteren Teil der Figur dargestellte Schwellwertschalter-Signal gemäß dem Linien-

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zug 19 verläuft. Hierbei ist zwar bei Beginn die eingetretene Verzögerung zum Ausfiltern der Störsignale notwendig, jedoch die sich analog ergebende Verzögerung am Ende — dargestellt durch den Abstand 20 - höchst unerwünscht. Die Parallelschaltung der Diode 16 begrenzt nun das Ansteigen der Spannung des Operationsverstärkers auf einen Wert 21, der unmittelbar oberhalb der Schaltschwelle 22 liegt. Hierdurch verläuft nun die Charakteristik des integralen Zeitverhaltens am Ende gemäß dem Linienzug 23 und das Schwellwertschalter-Signal (siehe hierzu den unteren Teil der Figur) bricht bereits im Linienzug 24 zusammen. Das Schwellwertschalter-Signal ist also in gewünschter Weise am Ende verkürzt und weicht gegenüber dem Idealzustand lediglich noch um den durch den Abstand 25 dargestellten geringfügigen Wert ab.

Nach Fig. 3 ist der Operationsverstärker 10 in bereits beschriebener Art und Weise mit den Widerständen 13, 14 und dem Kondensator 15 zusammengeschaltet. In Reihe mit dem Widerstand 13 und dem Kondensator 15 ist jetzt ein Transistor 26 geschaltet, der über die Leitung 27 vom Schwellwertschalter 28 gesteuert wird. Diese Steuerung erfolgt derartig, daß der Transistor 26 beim Umkippen des Schwellwertschalters 28 gesperrt wird, d.h. die Wirkung des Kondensators 15 und damit das integrale Zeitverhalten wird beim Erreichen des Schwellwertes ausgeschaltet. Ein Widerstand 29 ermöglicht dabei eine Entladung des Kondensators 15.

Aus Fig. k ergibt sich die Wirkungsweise dieser Anordnung. Danach folgt am Beginn die Spannung wieder dem durch das integrale Zeitverhalten bedingten Linienzug 18, aber nur bis zum Erreichen der Schaltschwelle 22. Von dort ab folgt die Spannung infolge der Abschaltung des Kondensators 15 der ursprünglichen Charakteristik 17 des Operationsverstärkers, d.h«, es ist klar zu erkennen, daß nunmehr am Ende des Signals auch die gemäß der Anordnung nach Fig. 1 noch geringfügige Zeitverzögerung - dargestellt durch den Abstand 25 in Fig. 2 - vermieden wird.

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Nach Fig. 5 ist der Operationsverstärker IO in bereits beschriebener Weise mit den Widerständen 13 und Ik sowie dem Kondensator 15 geschaltet. Im Rückführungszweig ist parallel zum Widerstand 13 und Kondensator 15 ein zusätzliches Zeitglied 30 geschaltet, das wiederum aus Widerstand Jl und Kondensator 32 besteht. In Reihe hierzu liegt eine Diode 331 die dieses Zeitglied 30 ausschließlich bei negativen Spannungen wirksam werden läßt. Hierdurch kann ein unterschiedliches integrales Zeitverhalten für positive und negative Spannungen, d.h. also für Beschleunigungen oder Verzögerungen erreicht werden.

Fig. 6. zeigt eine Kombination der bisher beschriebenen Anordnungen. Der Operationsverstärker 10 ist zunächst entsprechend Fig. 1 wieder mit den Widerständen 13 und Ik und dem Kondensator 15 geschaltet. Am Eingang liegt in Reihe mit dem Widerstand Ik ein weiterer Kondensator 34, der zusammen mit dem Widerstand 13 die Zeitkonstante des Differentiators darstellt. Ahnlich Fig. 5 ist wiederum ein zusätzliches Zeitglied 30 im Rückführungszweig parallelgeschaltet, so daß positive und negative Spannungen unterschiedlich bewertet werden· Ein weiterer Kondensator 35 bewirkt, daß bei dem beschriebenen Umschalten die Zeitkonstante des integralen Verhaltens geändert wird. Durch den ähnlich Fig. 3 angeordneten Transistor 26 läßt sich der Kondensator 35 als zeitbestimmendes Glied zu- oder abschalten, beispielsweise ähnlich Fig. 3 in Abhängigkeit vom Erreichen des Schwellwertes. Weiterhin sind im Rückführungszweig parallel zu den Kondensatoren 15 und 35 zwei gegeneinander geschaltete Dioden 36 und 37 angeordnet. Diese können als Zenerdioden ausgebildet sein. Sie begrenzen die Ausgangsspannung in beiden Richtungen, d.h. für positive und für negative Spannungen auf bestimmte Werte. Diese hier gezeichnete Anordnung kann außer für die elektronische Differentiation zugleich auch für das beeinflußte integrale Zeitverhalten benutzt werden.

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Claims

Daimler-Benz Aktiengesellschaft Daim 8755/^

Stuttgart-Untertürkheim *~ . EPT/Roe/Bu

^ 2k. 8. 1970

Ansprüche

1. Bremskraftregelung für Fahrzeuge, insbesondere für Kraftfahrzeuge, wobei ein oder mehrere beschleunigungsabhängige elektrische Signale mit vorgegebenen Schwellwerten verglichen werden und die resultierenden elektrischen Signale zur Steuerung von Betätigungsgliedern, z.B. Magnetventilen im Bremskreis dienen, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrischen Beschleunigungssignale in an sich bekannter Weise zeitabhängig bewertet werden, und daß diese Bewertung beim Überschreiten des Schwellwertes und/oder in Abhängigkeit von der Polarität des Beschleunigungssignals beeinflußbar oder sogar abschaltbar ist.

2. Bremskraftregelung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur zeitabhängigen Bewertung des Beschleunigungssignals ein an sich bekannter Operationsverstärker (10) mit Kondensator (15) und Widerstand (I3) im Rückführungszweig dient.

3. Bremskraftregelung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß dem Kondensator (15) im Rückführungszweig eine Diode (l6) parallelgeschaltet ist, die den Spannungsanstieg auf einen Wert unmittelbar oberhalb des Schwellwertes begrenzt. (Fig. 1)

k» Bremskraftregelung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Kondensator (15) im Rückführungszweig ein elektronisches Schaltglied in Reihe liegt, welches die Wirkung des Kondensators (I5) mit Überschreiten der Schaltschwelle aufhebt. (Fig. 3)

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5. Bremskraftregelung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Schaltglied ein vom Schwellwertschalter (28) derart gesteuerter Transistor (26) dient, daß der Transistor (26) beim Umkippen des Schwellwertschalters (28) gesperrt wird. (Fig. 3)

6. Bremskraftregelung nach einem oder mehreren der Ansprüche 2 bis 5 j dadurch gekennzeichnet, daß parallel zu dem im Rückführungszweig vorgesehenen und für positive Spannungen wirksamen Zeitglied (Kondensator 15) ein zusätzliches Zeitglied (30) angeordnet ist, das aus Widerstand (3I) und Kapazität (32) gebildet und durch eine mit ihm in Reihe liegende Diode (33) ausschließlich für negative Spannungen wirksam ist. (Fig. 5)

7. Bremskraftregelung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Kombination der Anordnungen nach den vorstehenden Ansprüchen 4 und 6. (Fig. 6)

8. Bremskraftregelung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß für eine Begrenzung der Ausgangsspannungen in beiden Richtungen parallel zum Rückführungszweig zwei gegeneinandergeschaltete Dioden (36,37) angeordnet sind. (Fig. 6)

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