DE2051899A1

DE2051899A1 - Bremsregelsystem fur Fahrzeuge

Info

Publication number: DE2051899A1
Application number: DE19702051899
Authority: DE
Inventors: Arne Holger Angered Gran lund Gosta Holger Goteburg Jonason, (Schweden)
Original assignee: Saab Scania AB
Current assignee: Saab AB
Priority date: 1969-10-27
Filing date: 1970-10-22
Publication date: 1971-05-06
Also published as: NL7015759A; GB1305213A; JPS518584B1; CA943216A; US3744849A; FR2065751A1; SE338725B; SU568349A3; FR2065751B1

Description

Düsseldorf, den 21.Oktober Ϊ970 Il/C/26 219

Linköping, Schweden

Patentanwälte Dipl.-Ing. Sauerland

Dr.-Ing. König

Dipl.-Ing. Bergen

4 DÜSSELDORF

Ceclllgnallee 76

Bremsregelsystem für Fahrzeuge

Die Erfindung betrifft ein Regelsystem für Fahrzeugbremseinrichtungen, wobei eine elektronische Einheit eine elektrische Grosse ermittelt, welche ein Mass für den momentanen Schlupf eines Fahrzeugrades während des Bremsens in Abhängigkeit von der Umfanggeschwindigkeit des Rades und der Geschwindigkeit des Fahrzeugs ist.

Angaben über die Radgeschwindigkeiten können hierbei von einem an jedem Rad angebrachten magnetischen Drehgeschwindigkeitsgeber erhalten werden, der eine mit dem Rad fest verbundene gezähnte Scheibe oder ähnliches Organ abtastet und eine der Radgeschwin^gkeit und der Anzahl Zähne der Scheibe verhältnisgleiche Anzahl Impulse je Zeiteinheit erzeugt· Die Impulse werden in der elektronischen Einheit einer aus mehreren Stromkreisen zusammengesetzten Berechnungsstufe zugeführt, welche die Impulse behandelt und durch Vergleich mit einem Signal, das der vorausgesagten Fahrgeschwindigkeit entspricht, den Schlupf des betreffenden Rades feststellt.

Das, die vorausgesagte Fahrzeuggeschwindigkeit wiedergebende,Signal muss hierbei während eines BremsVorgangs nahezu der wirklichen Fahrgeschwindigkeit entsprechen. Es erwies sich bisher als sehr schwieriges Problem, bei Regelsystemen für die Bremseinrichtung eines Kraftwagens ein derartiges Signal zu erzeugen. Der Grund ist, dass einesteils die Bremsfähigkeit aller Räder des Fahrzeuges erhalten bleiben sollte, und dass man anderenteils aus Kosten- und Raumbedarfsgründen das Regelsystem aus einfachen, widerstandsfähigen und billigen Bauteilen aufbauen muss.

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ORIGINAL INSPECTED

Misst man die Fahrzeuggeschwindigkeit beispielsweise mit einem magnetischen (induktiven) Geber oder einem ähnlichen Fühlgerät an einem der Räder, so muss dieses Rad in der Regel während des Brems-Vorgangs schlupffrei auf der Fahrbahn rollen, was bremstechnisch offensichtlich eine unerwünschte Massnahme darstellt. Eine andere Möglichkeit zum selben Zweck besteht darin, dass ein gebremstes Rad kurzzeitig, ggf. intermittent, zum freien, also schlupffreien Rollen gebracht wird, um die Fahrzeuggeschwindigkeit damit zu messen, wobei der in dieser Weise erhaltene Messwert in einem Speicher zwecks späterem Vergleich mit momentanen Geschwindigkeitswerten gespeichert wird. Es hat sich aber herausgestellt, dass dieses Verfahren fehlerhafte Steuersignale liefert, da vergleichende Fahrgeschwindigkeitswerte nur kurzzeitig der tatsächlichen Fahrgeschwindigkeit entsprechen.

Es ist ferner bereits bekannt, die Fahrgeschwindigkeit mithilfe eines Beschleunigungsmessers zu ermitteln. Das Verfahren ist altbewährt und ergibt zuverlässige Geschwindigkeitswerte, vorausgesetzt dass es sich um einen guten und zuverlässigen Beschleunigungsmesser handelt. Ein derart verwickeltes und teueres Gerät erscheint aber für Bremsregeleinrichtungen bei Kraftwagen u.a. völlig untragbar.

Die Erfindung bezweckt eine Beseitigung oder wenigstens erhebliche Milderung der genannten Nachteile und betrifft eine zum Messen der Fahrgeschwindigkeit dienende Einrichtung, die es ermöglicht, einfache Mittel und Bauglieder für diesen Zweck in einem Bremsregelsystem für Räderfahrzeuge zu benutzen. Das wesentliche Merkmal der Erfindung besteht darin, dass ein mit dem Fahrzeug fest verbundener -Beschleunigungsmesser ein Signal abgibt, welches ein Mass für die Bremsverzögerung des Fahrzeuges ist, dass ein Kreis in der elektronischen Einheit das Bremsverzögerungssignal integriert und das hierdurch erhaltene Fahrzeug-Geschwindigkeitssignal mit einem Geschwindigkeitssignal vergleicht, welches von einer aus mehreren Kreisen zusammengesetzten Stufe zur Behandlung von geschwindigkeitswiedergebenden Impulsen eines vorzugsweise magnetischen Im-

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pulsgebers oder eines ähnlichen Organs für ein am Fahrzeug intermittent freirollendem Rad besteht, wobei das letztgenannte Signal vorkommendenfalls das integrierte Signal des Beschleunigungsmessers so aufdatiert, dass es ebensolche Werte annimmt wie das Geschwindigkeit ssignal des freirollenden Rades, bevor das die vorausgesagte Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs darstellende Signal in der elektronischen Einheit an eine Anzahl von Mehrkreisstufen zur Behandlung von geschwindigkeitsdarstellenden Impulsen eines z.B. magnetischen Gebers eines einzelnen Rades weiterleitet, um in Abhängigkeit von der in eine solche Stufe eingegebenen Information über die Momentangeschwindigkeit eines einzelnen Rades eine elektrische Grosse für den momentanen Schlupf des betreffenden Rades wiederzugeben. Bevorzugte Ausführungsformen der erfindungsgemässen Einrichtung gehen aus den ünter.ansprüchen hervor.

Der für eine erfindungsgemässe Einrichtung zu benutzende Beschleunigungsmesser ist einfacher Art und derart, dass er nie eine niedrigere Verzögerung ausweist als die tatsächliche Verzögerung des Fahrzeugs. Das Signal des Beschleunigungsmessers ergibt nach Integrierung die Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs. Zum Berichtigen einer ev. fehlerhaften Geschwindigkeitsinformation, die von einem solchen integrierten Beschleunigungsmessersignal herrührt, wird dasselbe durch geschwindigkeitswiedergebende Signale aufdatiert, welche durch ein intermittent freirollendes Rad des Fahrzeuges erzeugt werden, wobei dieses Rad als Bezugsrad betrachtet wird und im Aufdatierungsaugenblick eine niedrigere vorbestimmte Bremsfähigkeit hat als die übrigen Räder des Fahrzeuges. Eine in dieser Weise aufdatierte Fahrzeug-geschwindigkeit schliesst sich mit nur geringen Abweichungen an die tatsächliche Wagengeschwindigkeit während jeder Phase eines Bremsvorganges an, da die wirkliche Fahrgeschwindigkeit der Anfangswert jeder neuen Voraussageperiode ist.

Weitere, die Erfindung auszeichnende Eigenschaften werden nachstehend anhand anliegender Zeichnungen beschrieben. Abb. 1 zeigt in Aufsicht schematisch eine erfindungsgemässe Bremsregeleinrichtung

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in einem Kraftwagen. Abb. 2 ist das logische Schaltbild der Einrichtung. Abb. 3 zeigt vorwiegend die Schaltung einer zu dieser Einrichtung gehörenden elektronischen Einheit. Abb. k zeigt unter Bezug auf Abb. 2 in der Einrichtung auftretende Impulse und andere Signale. Fig. 5 zeigt, wie ein aufdatiertes Geschwindigkeitssignal sich während eines typischen Bremsvorgangs momentan an die echte Fahrgeschwindigkeit anschliesst.

Die nachstehend als Beispiel beschriebene Bremsregeleinrichtung ist für einen Kraftwagen mit hydraulischer Bremsanlage bestimmt, deren bekannte Wirkungsweise darauf beruht, dass durch Krafteinwirkung auf einen Bremsfusshebel 2 ein Bremsmoment erzeugt wird. Die auf den Bremshebel ausgeübte Kraft wird meist durch eine mechanische Uebersetzung verstärkt. Ueber einen Hauptzylinder 3 wird ein in der Bremsanlage erzeugter Flüssigkeitsdruck an die nicht dargestellten Bremszylinder der einzelnen Räder weitergeleitet, wo eine nochmalige KraftüberSetzung erfolgt, ehe das oder die eigentlichen Bremsglieder des jeweiligen Rades 1 betätigt werden. In Abb. 1 bestehen diese Bremsglieder aus einer am betreffenden Rad 1 fest angebrachten Bremsscheibe¹+und einemim Fahrzeug angebrachten Halter 5 für Bremsbacken, die von dem Bremszylinder gesteuert werden.

Mit der erfindungsgemässen Bremsregelung wird eine Einzelregelung der Bremswirkung jedes einzelnen Rades 1 eines Fahrzeugs bezweckt, so dass eine für das Rad 1 im voraus bestimmte Schlupfgrenze während eines Bremsvorgangs im wesentlichen aufrechterhalten wird. Es ist daher nötig, während des Bremsens die Geschwindigkeit sowohl des Fahrzeugs selbst wie auch seiner einzelnen Räder messen zu können. Zum Messen der Umfangsgeschwindigkeit jedes Rades 1 ist an diesem eine gezahnte Scheibe 6 befestigt, die einen nahe hieran feststehenden magnetischen Impulsgeber 7 so beeinflusst, dass er bei jedem am Geber 7 vorbeilaufenden Zahn der Scheibe 6 elektrische Impulse a abgibt. Die Impulsfrequenz ist dann der Umfangs- und Winkelgeschwindigkeit des Rades 1 proportional.

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Diese Impulse a werden einer im Wagen angebrachten, für die Räder gemeinsamen elektronischen Einheit 8 zugeführt, in die ausserdem ein Signal eingegeben wird, das ein Mass für die Verzögerung beim Bremsen des Fahrzeugs ist. Die Verzögerung wird durch einen im Fahrzeug fest angebrachten Beschleunigungsmesser 9 üblicher Bauart gemessen, der die bei Fahrgeschwindigkeitsänderungen auftretenden Trägheitskräfte*in elektrische Spannungen umwandelt.

Die elektronische Einheit 8 behandelt die in die eingegebenen Angaben über Radgeschwindigkeit und Wagenverzögerung (negative Beschleunigung) in einer erfindungsgemässen, weiter unten näher beschriebenen Weise, worauf die Einheit 8 eine dem Augenblickswert des Radschlupfes des Rades 1 verhältnisgleiche elektrische Grösse erzeugt. Beim hier gewählten Ausführungsbeispiel der Erfindung wird diese Grosse in ein Signal m umgewandelt, das den Wert einer logischen Eins oder Null annimmt je nach der relativen Lage der genannten Grosse inbezug auf eine Grosse, die einer vorgegebenen Schlupfgrenze entspricht. Ein auf diese Art fertigbehandeltes Ausgangssignal m der elektronischen Einheit 8 steuert ein Magnetventil 11, das an ein für jedes Wagenrad 1 vorgesehenes, fest angebrachtes Steuerglied 10 zur Bremsregelung angeschlossen ist.

Entspricht das Ausgangssignal m einer logischen Eins, so bedeutet dies, dass der momentane Schlupf des Rades 1 grosser ist als eine vorgegebene Schlupfgrenze. In diesem Falle wird durch das Magnetventil 11 eine Verbindung zwischen einer Flüssigkeitsdruckquelle 12 und dem Steuerglied 10 freigegeben (geöffnet), wobei die Verbindung zwischen dem Hauptzylinder 3 und dem Radbremszylinder unterbrochen, der Bremsdruck im Radbremszylinder verringert und die Radumfangsgeschwindigkeit erhöht wird. Wird infolgedessen die für das Rad 1 vorgegebene Schlupfgrenze erreicht, so ändert das von der elektronischen Einheit 8 abgegebene Signal m sein Vorzeichen und bewirkt hierdurch, dass die Verbindung zwischen der Druckquelle 12 und dem Steuerglied 10 durch eine in letzterem eingebaute Rückholfeder 13 unterbrochen wird. Dies hat zur Folge, dass der Bremsdruck zunimmt und die Radgeschwindigkeit abnimmt. Wird nun

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die vorgegebene Schlupfgrenze wiederum tiberschritten und wird das Signal m daher wieder eine logische Eins, wiederholt sich der Vorgang in obiger Weise. Das Rad wird daher pulsierend gebremst, wobei die Bremsung um die für das Rad vorgegebene Schlupf grenze herum pendelt.

Die Flüssigkeitsdruckquelle 12 besteht im wesentlichen aus einer von der Kurbelwelle des Kraftwagenmotors getriebene Pumpe I¹+, einem Druckspeicher 15 und einem Regler l6, der bei voll geladenem Druckspeicher 15 die Pumpe Ik entlastet. Die Druckquelle 12 und ihre Wirkungsweise ist allgemein bekannt und wird daher nicht näher beschrieben.

Das Steuerglied 10 dient zur Steuerung des Bremsöldrucks im Radbremszylinder und besteht aus einem kombinierten Absperrventil und Volumenänderungszylinder 17 sowie einem Sicherheitsventil 18. Das Steuerglied 10 erlaubt eine Bremsdrucksteuerung zwischen Null und einem Höchstwert bei gleichbleibender Druckflüssigkeitsmenge zwischen dem Steuerglied und dem Radbremszylinder. Sollte die Bremsregeleinrichtung aus irgendeinem Grunde versagen, so wird hierdurch nicht die herkömmliche Funktion der Bremsanlage beeinträchtigt. Im Rahmen des erfindungsgemässen Grundgedankens kann das Steuerglied in vielfältiger Weise ausgeführt sein, worüber sich nähere Einzelheiten erübrigen.

Wie schon weiter oben erwähnt, wird die Bremsverzögerung des Fahrzeugs vom Beschleunigungsmesser 9 abgetastet, dessen entsprechendes elektrisches Signal der elektronischen Einheit 8 zugeführt wird. Sein Wert wird in dieser Einheit integriert, wodurch ein der Geschwindigkeit des Fahrzeugs entsprechendes Signal erhalten wird. Da aber ein von einem Beschleunigungsmesser einfacher Bauart erzeugtes Verzögerungssignal und ebenso die Integrierung mit gewissen Fehlern behaftet ist, wird die entsprechende Geschwindigkeit in der Regel von der wirklichen Fahrzeuggeschwindigkeit abweichen, wie man der als Beispiel angegebenen,etwas vereinfachten Abb. 5 entnehemen kann. Damit diese Abweichung nicht unzu-

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lässig gross wird, wird während des Bremsvorgangs eine Aufdatierung des die Geschwindigkeit repr. Signals in der Weise vorgenommen, dass eines der Fahrzeugräder, vorzugsweise das linke Hinterrad (bei Rechtsverkehr), als Bezugsrad 19 benutzt wird und intermittent schlupffrei rollen gelassen wird. Die hierbei gemessene Spitzengeschwindigkeit ist der Anfangswert der Wagengeschwindigkeit zu Beginn jeder neuen Voraussageperiode.

Das Kriterium dafür, dass das Bezugsrad 19 kurzzeitig wirklich eine der Wagengeschwindigkeit gleiche Umfangsgeschwindigkeit oder einen vorausgesagten Teil davon annimmt, kann verschiedenartig gewählt, werden. In vorliegendem Falle wird angenommen, dass ffr die Bremsregelung des Bezugsrades 19 eine niedrigere Schlupfgrenze vorgegeben wird als für die übrigen Räder 1, wobei das Bezugsrad schneller freirollt.

Die der Durchführung des Erfindungsgedankens angepasste elektronische Einheit 8 enthält einesteils mehrere Stufen 20 mit elektrischen Kreisen zur Einzelbremsregelung der einzelnen Fahrzeugräder 1 und 19, und anderenteils eine gemeinsame Stufe 21, die aus elektrischen Schaltungen zur Messung der Fahrgeschwindigkeit bestehen. Um dies zu veranschaulichen, ist das in Abb. 2 dargestellte logische Schaltbild in drei Felder eingeteilt, wovon das oberste die eine der Stufen 20 mit ihren elektrischen Rechenkreisen zur Bremsregelung je eines Rades zeigt. Das mittlere Feld zeigt die Bezugsradstufe 20 mit ihren entsprechenden Rechenkreisen für das Bezugsrad 19 und zeigt, wie diese Stufen 20 an die im unteren Feld von Abb. 2 dargestellte gemeinsame Stufe 21 angeschlossen sind. Die einzelnen Rechenkreise der Stufen 20, 21 bestehen aus an sich bekannten Schaltungen mit bekannten Funktionen, weshalb nachstehend nur die Funktionszusammenhänge dieser Schaltungen bei einer erfindungsgemässen Bremsregeleinrichtung eingehender erläutert werden.

Die vom magnetischen Impulsgeber 7 an einem der Räder 1, 19 abgegebenen Impulse a werden den zugeordneten Stufen 20 der Einheit 8 zugeführt, wo sie von einem Impulsformwandler 22 in Rechteckimpulse

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b umgewandelt und einem als Kippschaltung ausgeführtem Impulsfrequenzteiler 23 zugeführt werden, der die Impulsfrequenz halbiert bei gleichzeitiger Verlängerung der Impulsdauer. Diese hierdurch erhaltenen Impulse c steuern ein analoges Tor 2¹+, welches nach einem bedingten Prinzip arbeitet und einem Integrator 25 das der vorausgesagten Fahrgeschwindigkeit entsprechende Spannungssignal e zuführt. Diese Spannung wird nur während einer Zeit T = K₂/v zugeschaltet, wobei ν die Umfangsgeschwindigkeit des betreffenden Rades 1 und Kp eine Konstante ist. Da die der Fahrgeschwindigkeit entsprechende Spannung den Wert IL = K, V hat, wo V die Fahrgeschwindigkeit und K₁ eine Konstante ist, liefert der Integrator 25 eine Spannung U = K₁K^K₂V/v, wobei K. eine weitere Konstante ist. Die vom Integrator abgegebene Spannung ist daher verhältnisgleich dem Verhältnis (Quotient) der Fahrgeschwindigkeit zur Umfangsgeschwindigkeit des betreffenden Rades 1, 19, und dieses Verhältnis ist ein angenäherter Schlupfwert. Normalerweise ist das Verhältnis während des Fahrens konstant und ist unabhängig von der Wagengeschwindigkeit. Beginnt aber bei einem Bremsen ein Radschlupf aufzutreten, dann erhöht sich das entsprechende Verhältnis gemäss obiger Gleichung.

In einem als Spannungsvergleicher geschalteten Operationsverstärker 26 wird die vom Integrator 25 abgegebne Spannung mit einem vorbestimmten eingestellten Pegelwert verglichen. Dieser z.B. mit einem Potentiometer 36 einstellbare Pegel wird danach festgelegt, welchen prozentualen Schlupf man zulassen kann, bevor die Bremsregelung einsetzt. Das vom Vergleicher 26 abgegebene Signal nimmt den Wert einer logischen Eins an, solange die Spannung am Ausgang des Integrators 25 den Vergleichspegel unterschreitet, und den Wert einer logischen Null, wenn diese Spannung den Pegel überschreitet. Der Spannungsvergleicher 26 steuert den sog. D-Eingang eines Speicherkippkreises 27, der die Eigenschaft besitzt, dass das am genannten Eingang auftretende Signal am Ausgang des Kippkreises 27 nur auftritt, wenn ein von einem logischen Kreis 28 herrührender Taktimpuls einem anderen Eingang des Kippkreises 27 zugeführt wird. Ein am Ausgang des Kippkreises 27 auftretendes

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Signal bleibt dort bestehen und steuert über einen als Verstärker geschalteten Treiberkreis 29 das von der elektronischen Einheit 8 angegebene Steuersignal.

Vom Integrator 25 abgegebene Signale j schwanken während einer Berechnung, und dies gilt· auch für die vom Vergleicher 26 abgegebenen Signale m, weshalb Steuersignale nicht übertragen werden dürfen bevor eine Berechnung zeitlich beendet ist. Diese Signalübertragung wird daher gesteuert, indem vom logischen Kreis 28 dem Speicherkippkreis 27 Taktimpulse k zugeführt werden, welche die Uebertragung der Signale vom Eingang zum Ausgang des Kippkreises 27 in demselben auslösen, vorausgesetzt, dass das am Eingang anliegende Signal einen anderen Wert hat als das am Ausgang gespeicherte Signal.

Die Taktimpulse k werden durch jeden zweiten, vom Geber 7 des Rades 1, 19 kommenden Impuls a ausgelöst und in dem aus Toren bestehenden logischen Kreis 28 erzeugt, indem die vom Impulsformwandler 22 und dem Frequenzteiler 23 herrührenden Impulse b und c zusammengeführt und integriert werden. In gleicher Weise erzeugt der logische Kreis 28 auch Impulse g zum Nullstellen oder Löschen des Integrators 25, nachdem ein Einspeichern im Speicherkippkreis 27 erfolgt ist.

Abb. k zeigt in der Bremsregeleinrichtung auftretende Signale zeitabhängig wie folgt:

a Impulse vom magnetischen Geber 7 zum Impulsformwandler 22.

b Impulse vom Wandler 22 zum Frequenzteiler 23 und zum logischen Kreis 28 sowie zur gemeinsamen Stufe zur Geschwindigkeitsaufwertung.

c Impulse vom Frequenzteiler 23 zum logischen Kreis 28.

d Impulse vom logischen Kreis 28 zum analogen Tor 2k.

e Vorausgesagtes Geschwindigkeitssignal von Stufe 21 zum analogen Tor 2k.

f Signal vom analogen Tor 2k zum Integrator 25.

g Löschimpuls vom Kreis 28 zum Integrator 25-h Signal vom Integrator 25 zum Spannungsvergleicher 26.

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ίο

j Signal vom Vergleicher 26 zum Speicherkippkreis 27. k Taktimpuls vom logischen Kreis 28 zum Kippkreis 27. m Vom Speicherkippkreis 27 abgegebenes Steuersignal.

Hieraus geht hervor, wie die dem logischen Kreis 28 zugeführten Impulse b und c zur Erzeugung von in bestimmten Zeitabständen auftretenden Taktimpulsen g und k zusammengebracht werden. Ferner ist aus Abb. k und obiger Aufstellung zu ersehen, dass das der vorausgesagten Fahrgeschwindigkeit entsprechende Signal e als konstant betrachtet werden kann und zum Bilden des Signals f Während des zeitlichen Zwischenraums zwischen den Impulsflanken im Diagramm d dem Integrator 25 zugeführt wird. Während der genannten Zwischenräume erfolgt das Integrieren,siehedle geradlinigen Schrägflanken im Diagramm h, wobei der Tangens des Neigungswinkels der Fahrgeschwindigkeit verhättnisgleich ist. Die waagerechte Dreieckseite entspricht der Zeit und ist der Umfangsgeschwindigkeit des zur Messung benutzten Wagenrades verhältnisgleich. Folglich ist die lotrechte Dreieckseite dem Verhältnis (Quotient) von Fahrgeschwindigkeit zu Radumfangsgeschwindigkeit verhältnisgleich und somit ein direktes Mass hierfür. Die gestrichelte Linie I-I im Diagramm h entspricht dem im Vergleicher 26 eingestellten vorgegebenen Schlupfwert^ der als Vergleichsgrösse benutzt wird. Der durch den Verleich erhaltene Schlupfwertunterschied liefert das vom Vergleicher 26 an den Speicherkippkreis 27 abgegebene Signal j. Analog der Beschreibung weiter oben leitet der Kippkreis 27 das Signal zu den durch die Taktimpulse k bestimmten Zeitpunkten an seinen Ausgang weiter, wo das Signal dann gespeichert stehen bleibt, bis der speichernde Kippkreis edngangsseitig eine Information erhält, die von der vorhergehenden abweicht.

Wie bereits beschrieben, erhält die Einheit 3 Angaben über die geschätzte Fahrgeschwindigkeit indem das vom Beschleunigungsmesser 9 abgegebene Signal integriert und intermittent mit einem den Istwert der Fahrgeschwindigkeit angebenden Signal verglichen wird.

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' Das vom Beschleunigungsmesser abgegebene Signal wird in einem Operationsverstärker 30 gefiltert und verstärkt, wenn es ein Verzögerungssignal ist, und wird blockiert, wenn es eine positive Beschleunigung bedeutet. Das hierdurch erhaltene Verzögerungssignal wird dann einem Integrator 3I zugeführt, und die der Fahrgeschwindigkeit entsprechende integrierte Signalspannung tritt demnach am Ausgang des Integrator 31 auf.

Der Integrator 3I ist Bestandteil eines Spitzenwertdetektors, der auch einen mit einer Verstärkerstufe 32 vereinten Aufdatierungskreis und eine zwischen 3I und 32 eingeschalteten Diode 33 enthält. Der Spitzenwertdetektor arbeitet so, dass das vom Integrator 31 abgegebene Signal mit einem Signal verglichen wird, wenn dieses zugänglich ist, wobei letzteres Signal die echte Fahrgeschwindigkeit wiedergibt. Zum Messen der Geschwindigkeit, die am Bezugsrad 19 beim freien Rollen desselben abgetastet wird, werden die vom magnetischen Geber 7 dieses Rades 19 erzeugten Impulse a nach Formänderung im Impulsformwandler 20 einem Konstantimpulsgenerator 3¹+ zugeführt, welcher zu der für alle Räder gemeinsamen Stufe 21 der elektronischen Einheit 8 gehört. Die Hauptbestandteile des Konstantimpulsgenerators 3*f sind ein Doppelbasistransistor (englisch; unijunction transistor) und ein RC-Zeitglied. Dieser Generator erzeugt flächenkonstante Impulse, die, wenn sie als Spannungs- oder Stromimpulse in Abhängigkeit von der Zeit dargestellt werden, alle die gleiche Fläche aufweisen, jedoch mit einer der Radumfangsgeschwindigkeit verhätlnisgleichen Impulsfrequenz. Die Impulse werden von einem Filter mit einfacher exponentialer Verzögerung summiert. Das Filter gehört zu einem Operationsverstärker 35, so dass man ein üusgangssignal erhält, welches der Umfangsgeschwindigkeit des Bezugsrades 19 bei freiem Rollen desselben und somit der Istgeschwindigkeit des Fahrzeugs entspricht. Das genannte intermittente Geschwindigkeitssignal wird dann im Aufdatierungskreis 32 mit dem integrierten Verzögerungssignal des Beschleunigungsmessers verglichen.

Wenn die der Aufdatierung zugrundeliegende Umfangsgeschwindigkeit

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des Bezugsrades 19 niedriger ist als die integrierten Verzögerungssignale, erhält der Integrator 31 in diesem Beispiel keinen Beitrag vom aufwertenden Verstärker 32, sondern die Voraussage anhand des Signals des Beschleunigungsmessers 9 wird fortgesetzt. Ist hingegen die Umfangsgeschwindigkeit des Bezugsrades 19 grosser als die integrieiten Fahrgeschwindigkeitssignale, gibt der Verstärker 32 ein Signal ab, welches den Integrator dazu veranlasst, einen solchen Spannungswert abzugeben, dass die vorausgesagte Geschwindigkeit derjenigen des Bezugsrades 19 gleich wird.

Durch wiederholte Berichtigung des Geschwindigkeitssignals des Fahrzeugs während eines Bremsvorgangs kann dieses Signal dazu gebracht werden, mit geringen Schwankungen der sich ändernden tatsächlichen Fahrgeschwindigkeit beim Bremsen zu folgen. Hierdurch ist es möglich, den Augenblickswert des Schlupfes des einzelnen Rades 1 ohne grösseren Schwankungen zu folgen. Ein der Umfangsgeschwindigkeit des Bezugsrades 19 entsprechendes Signal wird daher nur als üufdatierungsinformation für die berechnete Fahrgeschwindigkeit durch Messung der Fahrzeugverzögerung benutzt, und daher kann auch das Bezugsrad 19 pulsiert gebremst werden.

Die erfindungsgemässe Aufdatierung ist in Abb. 5 dargestellt, wobei die voll ausgezogene Linie A den Istwert der Fahrgeschwindigkeit beim Bremsen darstellt. Die Kurve B zeig z.B. das integrierte Signal des Beschleunigungsmessers und würde ohne Aufdatierung in derselben Richtung weiterverlaufen, die es zu Beginn des Bremsens einschlägt, und würde daher von der Istwertkurye A bald erheblich abweichen. Die Kurve C zeigt die pulsierende Umfangsgeschwindigkeit des Bezugsrades während des Bremsens, und die Linie D zeigt die vorbestimmte Schlupfgrenze des Rades, Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der vorbestimmte Schlupfwert ein prozentual konstanter Wert zur Auslösung der Bremsregelung jedesmal wenn die Radgeschwindigkeit die Schlupfgrenze schneidet.

Erfindungsgemäss sollen die Spitzengeschwindigkeiten des Bezugsrades 19 beim schlupffreien Rollen desselben das integrierte Be-

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schleunigungsmessersignal aufdatieren, wodurch ein der wirklichen Fahrgeschwindigkeit entsprechender Wert den Anfangswert jeder neuen Voraussageperiode bildet, wie in Abb. 5 und 6 zu erkennen ist.

Das vorausgesagte und je nach Bedarf aufdatierte Geschwindigkeitssignal wird vom Integrator 31 an das analoge Tor 2k in der dem betreffenden Rad 1, 19 zugeordneten Stufe 20 der elektronischen Einheit 8 weitergeleitet, wobei diese Einheit den Schlupf-AUgenblickswert ermittelt, wie schon weiter oben beschrieben wurde.

Das bei freirollendem Bezugsrad 19 von dessen Geschwindigkeitsgeber 7 erhaltene aufdatierende und die tatsächliche Geschwindigkeit angebende Signal berichtigt zum grossen Teil die Fehler, mit denen das von einem Beschleunigungsmesser 9 einfacher Bauart abgegebene Signal behaftet ist, da die nach dem er find ungsgemä ssen Aufdatie.-rungsprinzip erhaltene wahre Fahrgeschwindigkeit den Auftakt und Anfangswert jeder neuen Voraussageperiode bildet. Da aber nur intermittent aufdatiert wird, bewirkt ein fehlerhaftes ungenaues Signal des Beschleunigungsmessers, dass die vorausgesagte Fahrgeschwindigkeit zwischen zwei Aufdatierungen trotzdem von der wirklichen Geschwindigkeit zunehmend abweicht. Hierzu kommen noch etwaige Verstärkungsfehler und Fehler infolge einer möglichen Neigung des Fahrzeuges.

Im letztgenannten Falle kann es beispielsweise vorkommen, dass der Beschleunigungsmesser bei ansteigender Strasse eine Verzögerung angibt, die entweder gar nicht vorhanden ist oder grosser ist als die beim Bremsen auftretende. Es wird dann daher eine niedrigere Fahrzeuggeschwindigkeit vorausgesagt als die wirkliche. Insgesamt kann der Fehlerbeitrag des Beschleunigungsmessers besonders bei geringem Reibungswert auf der Fahrbahn ebenso gross werden wie der Signalwert der echten Verzögerung, wobei ausserdem die Zeit zwischen zwei Aufdatierungen unerwünscht lang wird.

Wie schon erwähnt, werden das vom Bezugsrad herrührende intermittent aufdatierende Signal, welches ein Mass der wirklichen Fahrgeschwindigkeit ist, und das vom Beschleunigungsmesser herrührende

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Ik

integrierte Dauersignal, welches die ungefähre Fahrgeschwindigkeit wiedergibt, im aufdatierenden Verstärker 32 miteinander verglichen. Ein durch diesen Vergleich allenfalls erzeugtes Impulssignal an den Integrator 3I entspricht daher dem Gesamtfehler zwischen dai beiden genannten verglichenen Signalen.

Aus obigen Gründen ist ein berichtigendes Korrekturfilter 37 (Abb. 3) vorgesehen, welches die einzelnen Fehlersignale summiert und hierfür einen Kondensator 38 enthält, der mit diesen Fehlersignalen der Reihe nach geladen wird. Ferner enthält das Filter einen Entladewiderstand 39, der zusammen mit dem Kondensator die Zeitkonstante des Filters 37 bestimmt. Ein in der Speiseleitung k2 vorgesehener weiterer Widerstand k2 dient zum Regeln des Signalbeitrages des Filters 37 zum Eingangssignal des Integrators 31. Sine ebenfalls in der Speiseleitung *f2 eingeschaltete Sperrdiode kl verhindert fälschliche Entladung des signalsummierenden Kreises.

Je nach Ladezustand des Kondensators 38 und sonstigen zustandsregelnden Bauteilen liefert das Filter 37 zwischen den Aufdatierungen Spannungszuschüsse an das dem Integrator 3I zugeführte Signal des Beschleunigungsmessers. Hierdurch erhält man einen der vorausgesagten Fahrgeschwindigkeit entsprechenden Verlauf, der sich eng an den Verlauf der wahren Fahrgeschwindigkeit anschliesst, d.h. nur unbedeutende zeitwellige Abweichungen hiervon aufweist.

Das Filter 37 kann natürlich aus mehreren Kondensatoren und/oder Widerständen aufgebaut sein.

Die aufdatierenden Impulse werden vorzugsweise auf gleichbleibende Amplitude,gebracht, und der Fehlerbetrag des Fehlersignals ergibt eine diesem Betrag entsprechende Anzahl Impulse je Zeiteinheit, d. h. eine entsprechende zeitliche Impulshäufigkeit. Die summierte Gesamtdauer der Impulse im Verhältnis zur genannten Zeiteinheit, während welcher eine intermittente Aufdatierung erfolgt, ist daher ein Mass des Fehlerbetrages.

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Claims

SAAB-SCANIA äKEI-EBOLAG,

Linköping, Schweden

P atentansprüche

( 1.' Einrichtung zur Fahrgeschwindigkeitsmessung bei Regelung von '«Brems or ganen in Räderfahrzeugen, wobei eine elektronische Einheit eine elektrische Grosse bildet, welche bei einem Bremsen ein Mass für den Augenblickswert des Schlupfes eines Fahrzeugrades in Abhängigkeit von der Umfangsgeschwindigkeit des Rades und der Fahrgeschwindigkeit ist, dadurch gekennzeichnet , dass ein fahrzeugfester Beschleunigungsmesser (9) ein Signal abgibt, das der Verzögerung des Fahrzeugs beim Bremsen entspricht, dass ein Kreis (31, 32, 33) in der elektronischen Einheit (8) das genannte Verzögerungssignal integriert und das hierdurch erhaltene Fahrzeug-Geschwindigkeitssignal mit einem anderen Geschwindigkeitssignal vergleicht, welches von einer mehrkreisigen Stufe (21) zur Behandlung von geschwindigkeitsrepräsentierenden Impulsen eines von einem freirollenden Fahrzeugrad (19) gesteuerten, z.B. magnetischen Impulsgebers (7) abgegeben wird und im Bedarfsfall das integrierte BescHßunigungsmessersignal auf ebensolche Werte aufdadiert, wie das vom freirollenden Rad (19) veranlasste Geschwindigkeitssignal, ehe ein die vorausgesagte Fahrgeschwindigkeit darstellendes Signal an einige mehrkreisige Stufen (20) in der genannten Einheit (8) zur Behandlung von den von einem am jeweiligen einzelnen Rad (1, 19) vorgesehenen drehzahlabhangigen Impulsgeber (7) abgegebenen geschwindigkeitsanzeigenden Impulsen weitergeleitet wird, um in Abhängigkeit von dem in die jeweilige Stufe (20) eingegebenen Augenblickswert der Umfangsgeschwindigkeit des Rades (1, 19) eine elektrische Grosse abzugeben, die dem Augenblickswert des Schlupfes des betreffenden Rades entspricht und zur Regelung von Bremsvorgängen dient.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, dass der genannte Kreis (31, 32, 33) der elektronischen Einheit (8) ausser einem Integrator (3D einen Aufdatierungskreis

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(32) enthält, welcher das integrierte Signal mit einem den Ausgangssignal der Stufe (21) für das intermittent freirollende Rad (19) entsprechenden Fahrgeschwindigkeitssignal vergleicht und dadurch ein Signal abgibt, welches in Abhängigkeit von einer signalabtastenden Diodeneinheit (33) zwischen dem Integrator (3I) und d'em Aufdatierungskreis (32) den Wert Null annimmt, wenn das von letztgenannter Stufe (21) kommende Signal dem integrierten Signal ähnlich ist, während im anderen Falle vom Aufdatierungskreis (32) ein Signal erhalten wird, welches das vom Integrator (3I) abgegebene Signal auf denselben Wert aufwertet, den das von der Stufe (21) kommende Signal besitzt. "

3· Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich net, dass ein in die elektronische Einheit (8) eingegebenes Beschleunigungsmessersignal dem Integrator (3I) über einen Verstärker (30) zugeführt wird, der nur solche Signale weitergibt, deren Vorzeichen eine Verzögerung des Fahrzeugs bedeutet.

h. Einrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzei cn net, dass Impulse, welche der Geschwindigkeit des intermittent freirollenden Rades (19) entsprechen, in der diesem Rad zugeordneten Stufe (21) der elektronischen Einheit (8) einen Konstantimpulsgenerator (3¹+) steuern, der diese Impulse in bekannter Weise in flächenkonstante Impulse umwandelt, die, wenn sie als Spannungs- oder Stromimpulse in Abhängikeit von der Zeit dargestellt werden, alle die gleiche Fläche aufweisen, und dass diese flächenkonstanten Impulse in einem mit einfacher exponential er Verzögerung arbeitendem Filter summiert werden, welches zu einem Verstärker (30) gehört, der infolgedessen ein der Spitzengeschwindigkeit des freirollenden Rades (19) entsprechendes Signal abgibt, das der Fahrgeschwindigkeit gleichwertig ist.

5. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich net, dass ein Korrekturfilter (37) die vom Aufdatierkreis (32) an den Integrator (3D abgegebenen pulsierenden Fehlersignale abtastet und summiert, und dass das hierdurch erhaltene gespeicherte

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BAD ORIGINAL

Summensignal (akkumulierte Spannung) zeit- und kompensationsgeregelt als Zuschuss oder Beitrag zu dem in den Integrator eingegebenen Verzögerungssignal während der zeitlichen Zwischenräume zwischen den Aufdatierungen rückgeführt wird,

6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass im Korrekturfilter (37) enthalten ist: wenigstens ein Kondensator (38), der durch die vom Aufdatierkreis (32) an den Integrator (3I) übertragenen Fehlersignale aufgeladen wird, wenigstens ein Entladewiderstand (39), der zusammen mit dem Kondensator die Zeitkonstante des Filters (37) für das Filtern bestimmt, ein Widerstand (¹K)) zum Regeln des vom Filter (37) an den Integrator (31) abgegebenen Signalbeitrags, und eine Sperrdiode (¹H), zum Verhindern einer unerwünschten Entladung über den Speisestromkreis.

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