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Antiblockierregelsystem Die Erfindung betrifft ein Antiblockierregelsystem,
bei dem aus dem Drehbewegungsverhalten der Fahrzeugräder Regelsignale zur Variation
des Bremsdrucks gewonnen werden, insbesondere einen als Schlupfregler ausgebildetér
Antiblockierregler, bei dem eine der Fahrzeuggeschwindigkeit angenäherte Vergleichsgröße
gewonnen wird.
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Stand der Technik Mit den bekanuten-Blockierreglern, die bekanntlich
die Rad Verzögerung und Beschleunigung verarbeiten undXoder eine Schlupfregelung
mit Hilfe der Raddrehgeschwindigkeit und einer von der i'ahrzeuggeschlLndigkeit
abhängigen Größe durchführen, lassen sich die meisten Situationen auf der Straße
durchaus befriedigend beherrschen0
Problembeschreibung und Lösung
Es gibt jedoch Sonderfälle, bei denen gegenüber der Bremsung ohne Regler eine wesentliche
Bremswegverlängertui5 zustande kommt. Dies ist bei Fahren auf tiefschnee, Sand,
Straßen mit relativ dünner Eisschicht oder Schotter der Pall.
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Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, die bekannten
Antiblockiersysteme so abzuwandeln, daß es bei Auftreten eines solchen Falles ebenfalls
zu einer verbesserten Bremsung kommt.
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Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst.
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Vorteilhafte Ausführungen Es sind zwei grundsätzliche Realisierungsmöglichkeiten
hierbei möglich. Gemäß der einen Möglichkeit wird in vorgegebenen (kurz) Zeitabständen
die Regelung an insbesondere einem Rad unterdrückt und somit kommt das Rad zum Blockieren.
Aus dem Radverhalten bei wieder einsetzender Regelung bzw. durch Messung von Größen
vor und beim Blockieren wird dann ein Kriterium für das vorhandene /u gewonnen und
entsprechend dem /U wird entweder die Regelung wieder freigegeben oder bei mehreren
Rädern für eine Zeitspanne ein Blockieren eingeleitet. Wie noch gezeigt wird, kann
man das für die /U - Testung benutzte Rad auch nicht von Zeit zu Zeit, sondern bei
Vorliegen von Anzeichen für ein bestimmtes /u zum Blockieren bringen.
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Gemäß der anderen, weniger aufwendigen Lösung unterdrückt man entweder
von Zeit zu Zeit oder wieder bei Auftreten
eines bestimmten /u die
Regelung an wenigstens einem Rad vorzugsweise Jedoch an wenigstens zwei Rädern.
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~Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß die erwanten Fälle
der Bremswegverlängerung mit Regler im Xu - Bereich kleiner etwa 0,5 liegen. Als
untere Grenze läßt sich für das /u etwa 0,1 angeben. Erfindüngsgemäß wird insbesondere
bei einem solchen Xu eine zeitweise Blockierung wenigstens eines Rades zugelassen,
um damit die Bremswirkung zu erhöhen. Man wird günstiterweise so viele Räder blockieren
lassen, daß einerseits noch eine ausreichende Seitenführung vorliegt, andererseits
so viele Räder wie möglich zur erhöhten Bremswirkung beitragen.
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fla die Seitenführung bei Kurvenfahrt größer sein inuß, wird man bei
Kurvenfahrt das erfindungsgemäße zeitweise Blockieren einzelner Räder auf alle Fälle
verhindern, also die Regeiwirkung nicht unterdrücken. Hierzu ist ein Signal bei
einem bestimmten Lenkwinkel notwendig.
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Die Gewinnung eines Anzeichens für das Vorliegen eines solchen Kraftschlußbeiwertes
/u kann indirekt erfolgen. Ein gewisses Maß für den Kraftschlußbeiwert /u ist die
Eahrzeugverzögerung bei Vollbremsung und Regelung. Beträgt diese bei den geschilderten
Verhältnissen etwa zwischen 0,2 und 0,5 g, so kann auf die oben angegebenen /u -
Werte geschlossen werden. Aber auch aus der Messung des Bremsdrucks in einem Bremskanal
mit Antiblockierregelung läßt sich bei Vollbremsung auf die Größe des /u - Wertes
schließen. Dementsprechend wird gemäß weiterer Erfindung eine dieser GröBen gemessen
und daraus auf den Kraftschlußbeiwert geschlossen.
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Gunstigerweise läßt man das Blockieren wenigstens eines Rades auslösende
Signal (Reglersignal oder das den kleinen Kraftschlußbeiwert (0,§ - 0,5) anzeigende
Signal t.B. von
einem Fahrzeugverzögerungsgeber) eine kurze Zeit
(z.B.
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300 msec.) anstehen, bevor man es wirksam werden und das Blockieren
wenigstens eines Rades einleiten läßt. Hierzu dient ein entsprechendes Zeitglied.
Gemäß einer einfachen Ausbildung der Erfindung bleibt das Rad (oder die Räder) für
eine vorgegebene Zeit blockiert (z.B. 300 msec.), bevor man es wieder beschleunigen
läßt und ein erneutes Blockieren bei Andauern des Zustands einleitet.
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Dabei kann die Zeit, in der ein Blockieren zugelassen wird, von der
Fahrzeuggeschwindigkeit abhängig gemacht werden und zwar derart, daß diese Zeit
bei zunehmender Fahrzeuggeschwindigkeit abnimmt.
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Gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung wird die Fahrzeugverzögerung
sowohl bei geregeltem Bremsdruck, als auch bei wenigstens einem blockierten Rad
gemessen. 1st die Verzögerung (immer Vollbremsung vorausgesetzt) des Fahrzeugs bei
Blockieren größer, so läßt man für eine gewisse Zeit wenigstens ein Rad - vorzugsweise
Jedoch so viele wie möglich - zum Blockieren kommen. Hier wird also durch Herbeiführen
des blockierten Zustands bei (wenigstens) einem Rad aufgrund einer bestimmten Fahrzeugverzögerung
eine Nachprüfung vorgenommen, ob die Vermutung über das geringe /u richtig ist.
Erst dann erfolgt das Blockieren aller zulässigen Räder. Gemäß einer anderen Ausführungsform
könnte man im blockierten Zustand mindestens eines Rades, die auf das Fahrzeug wirkende
Kraft messen; z.B.
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könnte man die Bremssattellagerung über ein Torsionsglied realisieren
und das Drehmoment auf dieses Glied messen.
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Dieses Drehmoment ist bei;Blockieren /u - abhängig und damit ist aufgrund
der Nomentmessung und Vergleichs dieses Moments mit einem vorher gewonnenen Mittelwert
oder dem Wert bei Auftreten einer bestimmten Verzögerung eine Entcheidung
darüber
möglich, ob man wegen des vorhandenen mehrere Räder blockieren lassen soll.
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Gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung sind Meßmittel vorgesehen,
die im Anschluß an das erfolgte Blockieren wenigstens eines Rades wirksam werden
und das Beschleunigungsverhalten des blockierten Rades bei Bremsdruckabsenkung beurteilen.
Liegt die Beschleunigung des Rades zwischen etwa 0,5 und etwa. 2 g, so liegen Verhältnisse
vor, die ein besseres Bremsen beim Blockieren zulassen. Entsprechend erfolgt durch
ein Signal das bei diesen Beschleunigungsverhältnissen erzeugt wird, eine Unterbrechung
der Regelung an mehreren Rädern. Man kann hier anstelle der Beschleunigung auch
den Ruck, also die Beschleunigungsänderung, erfassen und ein Signal zur Regelungsunterbrechung
erzeugen, wenn die Beschleunigungserhöhung nicht mit einer vorgegebenen Steigung
vor sich geht.
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Figurenbeschreibung Anhand der Zeichnung soll die Erfindung naher
erläutert werden. Es zeigen Fig. 1 ein Blockschaltbild einer möglichen Ausführungsform
der Erfindung, Fig. 2 ein Geschwindigkeitsdiagranml für eine vereinfachte Ausführungsform,
Fig. 3 ein Geschwindigkeisdiagramm für die Ausführungsform der Fig. 1, Fig. 4 und
5 die Abhängigkeit des Bremsmomentes B vom Schlupf Ä bei zwei verschiedenen Werten
für
Beim Ausführungsbeispiel der Fig. 1 sind die beiden Sensoren
der Vorderräder 4 und 5 mit 1 und 2 und der gemeinsame Sensor für die Hinterräder
6 mit 3 bezeichnet Die Impulsfolgen dieser Sensoren werden in den Wandlern 7 bis
9 in den Raddrehgeschwindigkeiten proportionale Spannungen verwandelt. In den beiden
Speichergliedern 10 und 11, die z.B. sich immer auf die anliegende Spannung aufladen,
jedoch mit vorgegebener Steigung entladen, werden der Fahrzeuggeschwindigkeit annähernd
entsprechende Spannungen gewonnen, von denen im Glied 12 die jeweils größere ausgewählt
wird. Diese Bezugsgröße sowie die drei den Hadgesehwindigkeiten entsprechenden Spannungen
werden der Auswerteschaltung 13 zugeführt, in der aus den eingegebenen Signalen
Schaltsignale für die den Sensoren 1 bis 3 zugeordneten Einlaßventile E1 bis E3
und Auslaßventile A1 bis A3 gewonnen werden.
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Die Art der Regelung ist für die Erfindung an s"ch unwesentlich. Hier
wurde eine gemischte regelung unter Verwendung von Schlupfsignalen und Verzögerungs-/Beschleunigungssignalen
unterstellt. Auch ist es für die Erfindung unerheblich, ob - wie dargestellt - mehrere
Regelkanäle vorhanden sind oder ob die Senvorsignale nacheinander über einen Kanal
zur Auswerten gelangen.
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Der bis Jetzt beschriebene Regler arbeitet in den meisten Fallen völlig
ausreichend. Er versagt jedoch bei dem eingangs geschilderten Sonderfall. Es ist
zur Verbesserung in dieser Hinsicht ein Fahrzeugverzögerungsgeber 15 vorgesehen,
dem eine Schwellwertstufe 16 nachgeschaltet ist, die ein Signal abgibt, wenn die
Fahrzeugverzögerung zwischen 0,1 und 0,5 g liegt. Unter der Voraussetzung, daß eine
Vollbremsung vorliegt und der Regler arbeitet, wird das UND-Gatter 17 vom Auswerter
13 her fur das Ausgangssignal der Stufe 16 durchlässig gehalten. Das Zeitglied 18
bewirkt
eine Verzögerung seines Eingangssignals um T1 z.B.
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300 msec.
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Bei einem vereinfachten Ausführungsbeispiel, das anhand der Fig. 1
ebenfalls beschrieben werden soll, verursacht dieses Zeitglied 18 auch eine Verlängerung
des Eingangssignals um die Zeit T2, z.B. 500 msec. Dies ist in diesem Falle dann
auch gleich die Signallänge des Ausgangssignalsv das zu den UND-Gattern 19 mit invertierten
Eingängen gelangt und damit eine Regelung der dem Sensor 2 zugeordneten Ventile
E2 und A2-verhindert. Die Regelung könnte hier auch noch an den Hinterrädern unterbunden
werden, so daß ein Vorderrad und die Hinterräder abwechselnd zum Blockieren kommen
und drehen und somit eine Bremswegverkürzung unter den gegebenen Umständen bewirken.
Der zeitliche Verlauf für diese Ausführungsforn zeigt Fig. 2, wo mit vy der Verlauf
der Fahrzeuggeschwindigkeit, mit vB der Verlauf der der Fahrzeuggeschwindigkeit
entsprechenden Bezugsgeschwindigkeit und mit VR der Verlauf der Geschwindigkeit
des Fahrzeugrades 2 bezeichnet ist. Das Ausgangssignal der Stufe 16 entsteht hier
bei t = 0. Nach der Zeit T1 in der die Regelung funktioniert, wird die Regelung
unwirksam; damit kommt das Rad zum Blockieren, um nach der Zeit r2 wieder für die
Regelung freigegeben zu werden. Dieser Vorgang wiederholt sich fortlaufend.
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Bei dem ausgeführten Beispiel der Fig. 1 bewirkt das Zeitglied 18
nur eine Verschiebung seines Ausgangssignales das T3), das auch hier über das ODER-catter
20.zu den UND-Gattern 19 gelangt und eine Erregung der Ventile E2 und A2 des Rads
2 zwecks Druckregelung verhindert. Das Ausgangssignal des Zeitglieds 18 gelangt
Jedoch auch zum Zeitglied 21, das nach der Zeit T4 (z.B. 200 msec.) ein Signal abgibt.
Dieses Ausgangssignal löscht über das UND-Gatter 22
mit invertiertem
Eingang für die Länge T5 dieses Signals (z.B. 200 msec.) das Eingangssignal des
Zeitglieds 18 und damit sein Ausgangssignal.
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Hierdurch ergibt sich insoweit folgende Wirkungsweise: Bis zum Ablauf
der Zeitkonstante T 3 des Gliedes 18 bleibt der Regler in Betrieb. Danach erfolgt
wegen der Verhinderung der Regelung im Zeitraum T4 ein Druckanstieg, der das Rad
zum Blockieren bringt. Da mit Beginn des Ausgangssignals des Zeitgliedes 21 das
Eingangssignal des Zeitgliedes 18 verschwindet, wird die Regelung auch an der Bremse
des Rades 2 wieder wirksam und der Druck wird abgebaut. Damit beginnt kurz nach
Ende der Zeitspanne T4 die Wiederbeschleunigung des Rades - wie dies Fig. 3 zeigt.
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Erfindungsgemäß wird nun geprüft, wie diese Wiederbeschleunigung vor
sich geht. Ist ein relativ hohes /u vorhanden (größer 2 g), so wird die Radgeschwindigkeit
etwa dem ausgezogenen Verlauf von VR folgen, dagegen bei einem kleiner 2 g Jedoch
größer 0,5 g dem gestrichelten Verlauf.
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Die zu diesen /u - Werten gehörenden Abhängigkeiten des Bremsmomentes
B von Schlupft zeigen die Fig. 4 und 5. Man erkennt sofort, daß bei dem kleinen
Wert für /u das größere Bremsmoment bei blockiertem Rad vorliegt.
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Zur Sensierung, welches /u vorliegt, wird das husgangssignal des Gliedes
21 der Länge T5 (z.B. 200 msec.) dem Tor 23 zugeführt. Dieses Tor läßt dann die
Ausgangssignale des Differenziergliedes 24 durch, dem die der Radgeschwindigkeit
des Rades 5 entsprechende Spannung zugeführt wird und das in der Grundstellung ein
Ausgangssignal abgibt, wenn die Beschleunigung des Rades 5 über 0,5 g liegt. Dieses
Ausgangssignal wird dem UND-Gatter 25 zugeführt, um eine Druckkonstanthaltung in
dieser Phase zu bewirken. Gleichzeitig bewirkt das Ausgangssignal des UND-Gatters
23 mit einer durch das Zeitglied 25 bewirkten kleinen Verzögerung um T6
(z.B.
20 msec.) eine Umschaltung des Differenziergliedes 24 auf seine hohe Schwelle von
2 g, so daß das Ausgangssignal des Differenziergliedes nur erhalten bleibt, wenn
die Beschleunigung des Rades sich in der Zeit T6 von 0,5 auf 2 g erhöht hat. Verschwindet
das Ausgangssignal des Differenzierers 24 und damit das des UND-Gatters 23 so wird
wegen des invertierten Eingangs des UND-Gatters 26 dieses für das Ausgangssignal
des Zeitgliedes 25 durchlässig. Dessen kurzzeitigffl Ausgangssignal wird im Zeitglied
27 auf z*B. 1 sec. verlängert und sperrt nun in dieser Zeit die Wirkung der Regelung
auf die Ventile E2, A2 und Ef, A3, so daß die Räder 5 und 6 zum Blockieren kommen.
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Dieses Blockieren tritt auf, wenn innerhalb der Zeitspanne T6 nicht
die Schwelle von 2 g überschritten wird, also der Fall des gestrichelten Verlaufs
in Fig. 3 vorliegt.
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Durch das Blockieren der Räder 5 und 6 wird der Bremsweg verkürzt
und durch das Rad 4 die Lenkbarkeit und Seitenstabilität erhalten. Gemäß einer Ausführungsform
kann man auf jeder Achse ein Rad drehen und das andere blockieren lassen. Da bei
Kurvenfahrt eine höhere Seitenstabilität benötigt wird, wird durch das Glied zur
Erfassung des Lenkwinkels 28, das bei einem bestimmten Winkel ein Signal abgibt
und das UND-Gatter 29 ein mehr als einmaliges kurzzeitiges Blockieren in der Kurve
verhindert.
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- Patentansprüche -