DE2414698A1

DE2414698A1 - Verfahren und vorrichtung zur antiblokkierregelung

Info

Publication number: DE2414698A1
Application number: DE2414698A
Authority: DE
Inventors: Hans-Wilhelm Bleckmann; Werner Dipl Ing Dr Fink; Dieter Dipl Ing Kircher; Heinz Loreck
Original assignee: Alfred Teves GmbH
Current assignee: Continental Teves AG and Co oHG
Priority date: 1974-03-27
Filing date: 1974-03-27
Publication date: 1975-10-16
Also published as: DE2414698C2

Description

Dr.W. Fink - 25 D. Kircher - 15 H. Bleckmann - 4 H. Loreck - 1 Verfahren und Vorrichtung zur Antiblockierregelung Die Erfindung bezieht sich auf e-in Verfahren zur Antiblockierregelung, bei dem durch Vergleich einer dem Bewegungszustand eines Rades proportionalen Meßgröße mit einer um einen bestimmten Betrag reduzierten, der Fahrzeuggeschwindigkeit proportionalen Fuhrungsgröße ein Stellsignal zur Beeinflussung des wirksamen Bremsdruckes mittels eines Stellgliedes erzeugt wird sowie auf eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens, bei der mindestens einem Fahrzeugrad ein Meßfühler zur Erzeugung einer der Radgeschwindigkeit proportionalen Meßgröße zugeordnet ist, und bei der eine erste Einrichtung zur Erzeugung einer Führungsgröße vorhanden ist und bei der eine zweite Einrichtung zur Verknüpfung der Meßgröße mit der Fuhrungagröße vorhanden ist und bei der ein Stellglied zur Beeinflussung des auf die Radbremsen wirkenden Druckes vorgesehen ist.
Ein solches Verfahren und eine solche Vorrichtung sind durch die Dt-OS 2 051 899 bekannt.
Bei einem Verfahren zur Antiblockierregelung ist es von entscheidender Bedeutung, den Beginn eines Blockiervorganges eines Rades möglichst frühzeitig zu erkennen und den Bremsdruck möglichst schnell soweit zu ändern, daß sich die Drehbewegung des Rades unter Beibehaltung einer möglichst starken Bremsung wieder der Zahrgesahwindigkeit des Fahrzeugs angleicht.
Bei dem durch die DD-PS 2 051 899 bekannten Antiblockierregelsystem wird im elektronisch arbeitenden Regler ein Buhrungssignal, das der Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs nahezu proportional ist, erzeugt. Mit diesem Bührungssignal wird dann ein der Drehgeschwindigkeit des Rades proportionales Signal verglichen und es wird dann, sofern das der Drehgeschwindigkeit des Rades proportionale Signal das FUhrungssignal um mehr als ein zulässiges Maß unterschreitet, ein Äusgangssignal erzeugt, durch welches ein Stellglied zur Bremsdu>kbeeinflussung angesteuert wird.
Solange kein Auagangsaignal ansteht, sind die Radzylinder ueber das Stellglied mit dem Hauptzylinder verbunden.
Steht nun am Stellglied ein vom Regler erzeugtes Ausgangs signal an, so wird die Verbindung Hauptzylinder-Radzylinder unterbrochen und der Bremsdruck im mit den Radzylindern verbundenen Abschnitt durch einen damit verbundenen Volumenänderungszylinder reduziert. Dabei wird zur Betätigung des Plungers im Volumenänderungszylinder Druckmittel einer Hilfskraftquelle durch eine gleichzeitig freigegebene Verbindung zu- oder abgeführt. Zum erneuten Bremsdruckaufbau wird dann der Plungerkolben entgegengesetzt betätigt. Die Verbindung zum Hauptzylinder wird dann, wenn der Druck im mit den Rad zylindern verbundenen Abschnitt dem des Hauptzylinders entspricht, wieder hergestellt.
Bei diesem Antiblockierregelsystem wird also dann, wenn das Rad einen zulässigen Schlupfwert überschritten hat, der wirksame Bremsdruok nach einem fest vorgegebenen Druckinderungsverlauf verringert.
Diese Bremsdruckverringerung erfolgt solange, bis das Rad infolge der daraus resultierenden geringeren Bremsbeaufschlagung wieder beschleunigt wurde und wieder den zulässigen Schlupfbereich erreicht hat. Beim oder schreiten der Grenze zum zulässigen Schlupfbereich wird dann die Bremsdruckverringerung beendet und es schließt sich eine Phase des Bremsdruckaufbaus an. Dieser Bremsdruckaufbau erfolgt wieder entsprechend einem durch die konstruktive Ausführung des Stellgliedes vorgegebenen Druckänderungsverlauf und wird solange fortgesetzt, bis entweder der Hauptzylinderdruck erreicht oder bis erneut Blockiergefahr signalisiert wird und sich daher ein neuer Regelzyklus anschließt.
Bei der Auslegung des Stellgliedes für ein derartiges AntiblockierregelBygtem ergeben sich nun zwei grundsätzliche, sich widersprechende Forderungen. Zum einen soll die Druckänderungsgeschwindigkeit möglichst groß sein, damit ein zu hoher Bremsdruck beseitigt werden kann, bevor das Rad endgültig zum Blockieren kommt und damit ein zu weit erniedrigter Bremsdruck möglichst rasch wieder erhöht werden kann, um eine maximale Bremsung zu gewährleisten. Daraus ergibt sich jedoch, daß der momentan ideale Bremsdruck bei jedem Regelzyklus Jeweils weit überfahren wird, was dann natürlich wieder eine Bremsdruckbeeinflussung in entgegengesetzter Richtung erforderlich macht. Der Bremsdruck wird also in diesem Pall mit relativ großer Amplitude um den idealen Bremsdruck schwingen, ohne sich auf diesem einpendeln zu können. Die Amplitude wird dabei um eo größer, Je niedriger der Reibwert zwischen Straße und Reifenaufstandsfläche ist.
Um diesem Umstand Rechnung zu tragen, müßte die Druckänderungsgeschwindigkeit möglichst klein gehalten werden.
Daraus ergibt sich Jedoch, daß der Bremsdruck bei starken Abweichungen vom momentanen Idealwert, wie sie z.B.
unter anderem bei Reibwertechwankungen unvermeidlich sind, nicht schnell genug geändert werden kann, um ein Blockieren des Rades zu verhindern oder eine optimale Bremsung zu erzielen.
Wie sich daraus leicht erkennen läßt, muß zwischen den beiden Möglichkeiten, d.h. schnelle oder langsame Druckänderung, grundsätzlich ein Kompromiß geschlossen werden, der jedoch aufgrund des Reibwerteinflusses nicht bei allen Fahrbahnzuständen voll befriedigen kann. Dabei kommt noch hinzu, daß auch dann die Druckänderungsgeschwindigkeit noch von der absoluten Druckdifferenz am Stellglied abhängig ist. Bei großer Druckdifferenz ist diese bei gleichem Drucksitteldurchtrittaquerschnitt größer als bei geringer Druckdifferenz.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Antiblockierregelung zu schaffen, womit eine rasche Anpassung des wirksamen Bremsdruckes an den momentan idealen Bremsdruck möglich ist und die oben genannten Nachteile vermieden werden. Des weiteren soll erreicht werden, daß die Bremsdruckschwankungen um den momentan idealen Bremsdruck möglichst klein sind.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die in den Ansprüchen enthaltenen Merkmale gelöst.
Die Vorteile der erfindungsgemäßen Lösung bestehen insbesondere darin, daß der Bremsdruck um einen vorbestimmten Betrag geändert wird, wodurch vermieden ist, daß infolge der Trägheit des Systems der Idealwert des Bremsdruckes laufend überfahren wird. Es ist mit der erfindungsgemäßen Lösung überraschenderweiee gelungen, eine Antiblockierregelung zu schaffen, welche die beiden oben genannten sich normalerweise widersprechenden Porderungen erfüllt, da durch das Stellglied die vom Stellsignal vorgegebene Druckänderung degressiv angesteuert werden kann. Das heißt,je größer die vorgegebene Druckänderung ist, umso größer ist zunächst die Druckänderungsgeschwindigkeit, welche zum angesteuerten Druck hin abnimmt.
Weitere Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Antiblockierregelung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und der Zeichnung.
Darin zeigt Fig. 1 ein Diagramm, in dem ein Regelzyklus gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren dargestellt ist; Fig. 2 ein weiteres Diagramm mit mehreren Regelzyklen, wobei eine zusätzliche Korrekturfunktion vorgesehen ist; Fig. 3 ein weiteres Diagramm mit mehreren Regelzyklen, wobei die Korrekturfunktion direkt der die Zahrzeuggeschwindigkeit darstellenden Größe dberlagert ist; Fig. 4 den grundsätzlichen Aufbau einer Vorrichtung zur Antiblockierregelung; Fig. 5 ein Blockschaltbild für eine Vorrichtung zur Realisierung des erfindungsgemäßen Regelverfahrens; Fig. 6 ein Blockschaltbild für einen Teil der Vorrichtung gemäß Bild 5 mit einer Korrektureinrichtung.
In Figur 1 sind Diagramme 1a und ib mit gleichen Zeitparametern übereinander dargestellt. Im Diagramm 1a ist eine Fiihrungsgröße vF und der Drehgeschwindigkeitsverlauf VR eines Rades für einen Regelzyklus dargestellt. Im Diagramm ib ist der durch Fußkraft des Fahrers eingesteuerte Hauptzylinderdruck pH und der wirksame Bremsdruck PR für den im Diagramm ia gezeigten Regelzyklus dargestellt. Das Fhrungssignal VF entspricht dabei zumindest nahezu der Fahrzeuggeechwindigkeit bzw. ist ein um einen bestimmten Betrag gegenüber der Fahrzeuggeschwindigkeit reduziertes Signal. Dieses Führungssignal v? und damit die Fahrzeuggeschwindigkeit ist im vorliegenden Beispiel der Einfachheit halber mit konstanter Drehgeschwindigkeitsabnahme, d.h. konstanter Verzögerung dargestellt. Der lIauptzylinderdruck PH ist dadurch, daß der Fahrer während einer Vollbremsung seine Fußkraft nicht ändert, ebenfalls als Konstante angenommen.
Bis zu einem Zeitpunkt ti besteht fttr das Rad keine Blockiergefahr, so daß die Radgeschwindigkeit VR der Bührungsgröße vS entspricht. Damit entspricht auch der Radzylinderdruck PR dem Hauptzylinderdruck PH. Ab dem Zeitpunkt ti weicht die Radgeschwindigkeit VR von der Führungsgröße vF ab. Diese Abweichung wird nun durch Bildung der Differenz zwischen der Führungsgröße VF und der Radgeschwindigkeit VR als Differenzgeschwindigkeit # v entsprechend nachstehender Formel festgestellt.
1. # v = VF - vR Mit Hilfe dieses Differenzgeachwindigkeitssignals e v wird nun die erforderliche Bremsdruckabsenkung n p gegenüber dem Haup-tzylinderdruck PH festgelegt.
2. A p = k . v Der an den Radzylindern wirkende Druck pR ergibt sich somit aus dem Hauptzylinderdruck p - p.
3. PR = PH - # P Zusammengefaßt ergeben diese Zusammenhänge folgenden mathematischen Ausdruck.
4. PR PH - K. (vF-vR) Bei dem Äusfüghrungsbeispiel des erfindungsgemäßen Regelverfahrens gemäß Figur 1 wird also ein wirksamer Bremsdruck, d. h. der Radzylinderdruck pR in Abhängigkeit von der Abweichung der Radgeschwindigkeit VR zur Führungsgröße vF gegenüber dem Rauptzylinderdruck PH um einen bestimmten Betrag reduziert. Dies erfolgt kontinuierlich, so daß sich aus der jeweiligen momentanen Radgeschwindigkeit vR und der Fuhrungsgröße vB ein entsprechender Radzylinderdruck PR durch Reduzierung des Hauptzylinderdruckes PH ergibt.
Aus Fig. 1 ist zu erkennen, daß zum Zeitpunkt ti die Radgeschwindigkeit VR von der Führungsgröße VF abzuweichen beginnt. Damit wird jedoch auchsofort ein entsprechender Wert # p gebildet, um den der Radzylinderdruck PR gegenüber dem Hauptzylinderdruck PH reduziert wird. Mit zunehmender Abweichung der Radgeschwindigkeit VR von der Fährungsgröße vF wird also der Radzylinderdruck PR und damit die wirksame Bremskraft weiter reduziert. Infolge der reduzierten Bremskraft wird nun das Rad nicht mehr überbremst, so daß es zu einem Zeitpunkt t2 die für diesen Regelzyklus niedrigste Drehgeschwindigkeit erreicht.
Damit hat jedoch auch der Radzylinderdruck PR zum Zeitpunkt t2 seinen niedrigsten Wert. Ab dem Zeitpunkt t2 beginnt das Rad sich wieder schneller zu drehen, d.h. die Abweichung der Radgeschwindigkeit VR zur Führungsgröße VF, die ohnehin entsprechend der Fahrzeugverzögerung laufend niedrigere Werte annimmt, beginnt wieder, geringer zu werden. Damit wird jedoch auch der Radzylinderdruck PR gegenüber dem Hauptzylinderdruck PH nur noch um einen geringeren Teil d p reduziert. Zu einem Zeitpunkt t3 erreicht die Radgeschwindigkeit VR wieder die Führungsgröße VF. Zu diesem Zeitpunkt t3 entspricht demzufolge auch der Radzylinderdruck PR wieder dem Hauptzylinderdruck pH. Das Rad wird also ab dem Zeitpunkt t3 wieder voll gebremst, da es sich wieder entsprechend der Führungsgröße vB, die ja den Sollwert vorgibt, dreht.
In Fig. 2 sind Diagramme 2a, 2b und 2c wiederum dbereinander mit gleichen Zeitparametern dargestellt. Im Diagramm 2a ist wieder die Führungsgröße v? und die Radgeschwindigkeit vR dargestellt. Des weiteren ist darin die Differenzgeschwindigkeit b v entsprechend der obengenannten Formel 1 dargestellt. Im Diagramm 2b ist eine zusätzliche Korrekturfunktion f(t) gezeigt, deren Verlauf davon abhängig ist, ob o v größer oder gleich Null ist.
Bei a v größer Null steigt die Eorrekturfunktion f(t) und bei o v gleich Null fällt sie. Die Korrekturfunktion f(t) fällt jedoch maximal bis zur Null-Linie, welche im Diagramm der Zeitachse entspricht. Werte kleiner Null werden von der Korrekturfun-ktion f(t) in keinem Fall gebildet.
Bei Erreichen der Null-Linie verbleibt sie dort und wird sobald ein Wert » v größer Null auftritt, wieder ansteigen.
Im Diagramm 2c ist wiederum der Hauptzylinderdruck PH und der Radzylinderdruck PR dargestellt.
Bis zum Zeitpunkt tl entspricht die Radgeschwindigkeit VR wieder der Führungsgröße VF. Im Zeitpunkt t1 ist das Rad überbremst, so daß die Radgeschwindigkeit vR von der Führungsgröße VF abzuweichen beginnt. Es ergibt sich somit ab diesem Zeitpunkt entsprechend der obengenannten Formal 1 die im Diagramm 2a ebenfalls dargestellte Differenzgeschwindigkeit A v. Da ab dem Zeitpunkt t1 die Differenzgeschwindigkeit L v größer Null ist, beginnt auch die Korrekturfunktion f(1) zu steigen. Im hier gewählten Beispiel ist für die Korrekturfunktion f(t) eine konatante Steigung vorgesehen. Das Stellsignal, welches die Druckänderung des Radzylinderdruckes PR gegenüber dem Hauptzylinder druck PH vorgibt, wird nun durch Verknüpfen der Jeweiligen Momentanwerte des Drehgeschwindigkeitsunterschiedes und der Korrekturfunktion f(t) entsprechend der nachstehenden Formel gebildet.
5. d P = gl (VF - VR) + K2 t f(t) Zusammengefaßt ergibt sich der Radzylinderdruck PR nach der Formel 6. PR = PH [K1 (VF-vR) + K2 . f(t)] Damit wird also im Gegensatz zu dem in Figur 1 gezeigten Ausführungsbeispiel für das erfindungsgemäße Regelverfahren die Druckabsenkung # p nicht allein von der Drehgeschwindigkeitsdifferenz a v abhängig gemacht, sondern auch von der Zeit t, über die ein Drehgesobwindigkeitsuntersohied d besteht.
Zum Zeitpunkt t2 hat die Radgeschwindigkeit VR wiederum ihre größte Differenzgeschwindigkeit a v zur Führungsgröße VF erreicht. Ab dem Zeitpunkt t2 beginnt die DtSferenzgeschwindigkeit a v wieder abzunehmen, der Radzylinderdruck PR wird jedoch ab diesem Zeitpunkt nur langsam wieder erhöht, da die Korrekturfunktion f(t) weiterhin ansteigt. Im Zeitpunkt t3 erreicht die Radgeschwindigkeit wieder die Vergleichsgröße VF. Damit ist auch A v wieder Null. Die Abweichung des Radzylinderdruckes PR vom Hauptzylinderdruck PH ist ab diesem Moment nur noch von der Korrekturfunktion f(t) abhängig. Diese Korrekturfunktion f(t) beginnt nun, da d v gleich Null ist, zu fallen. Sie fällt dabei im hier gewählten Ausführungsbeispiel ebenfalls mit konstanter negativer Steigerung. Dadurch wird ihr Einfluß auf die Druckabweichung A p kontinuierlich geringer, so daß der Radzylinderdruck PR weiterhin langsam ansteigt.
Im Zeitpunkt t4 ist der Radzylinderdruck PR wieder soweit angestiegen, daß die Radgeschwindigkeit vR wiederum von der Führungsgröße VF abzuweichen beginnt. Somit entsteht wiederum ein Drehgeschwindigkeitsunterschied d v größer Null, wodurch auch die Korrekturfunktion f(t) wieder zu steigen beginnt.
Somit wird der Radzylinderdruck PR wieder abgesenkt, da die Druckabweichung p des Radzylinderdruckes PR vom IIauptzylinderdruck PH entsprechend der obengenannten Formel 5 durch den zunehmenden Drehgeschwindigkeitsunterschied d v und die steigende Korrekturfunktion f(t) wieder größer wird.
Zum Zeitpunkt t5 hat der Drehgeschwindigkeitsunterschied a v wieder sein Maximum erreicht, da die Radgeschwindigkeit VR infolge des reduzierten Radzylinderdruckes PR wieder zunimmt.
Es wiederholt sich ab diesem Zeitpunkt zunächst der gleiche Vorgang wie ab dem Zeitpunkt t2. Zum Zeitpunkt t6 hat die Radgeschwindigkeit VR erneut die Vergleichagröße vF erreicht, so daß der Drehgeschwindigkeitsunterschied a v ab diesem Zeitpunkt gleich Null ist. Somit beginnt auch die Korrekturfunktion i(t), welche ab diesem Zeitpunkt wieder allein für die Druckabsenkung A p verantwortlich iat, zu fallen.
Es sei jedoch vermerkt, daß die Korrekturfunktion f(t) zum Zeitpunkt t6 einen wesentlich größeren Wert erreicht hat als zum Zeitpunkt t4. Somit ist zu diesem Zeitpunkt auch die Druckabsenkung c p größer als zum Zeitpunkt t4.
Somit ergibt sich zu diesem Zeitpunkt t6 allein aus der Korrekturfunktion f(t) eine grössere Druckabsenkung L p als zum Zeitpunkt t4.
Bis zum Zeitpunkt t7 entspricht nun die Radgeschwindigkeit vR wieder der Führungsgröße VF. Während dieser Zeit fällt die Korrekturfunktion f(t) ab, da kein Drehgeschwindigkeitsunterschied b v größer als Null vorhanden ist.
Der Radzylinderdruck wird also bis um Zeitpunkt t7 langsam erhöht. Zum Zeitpunkt t7 hat er wieder einen Wert erreicht, bei dem die Radgeschwindigkeit vR von der Führungsgröße VF abzuweichen beginnt. Somit beginnt also ab dem Zeitpunkt t7 wieder ein neuer Regelzyklus, d.h. der Drehgescbwindigkeitsunterschied A v steigt zunächst an. Auch die Korrekturfunktion f(t) steigt an, da ja seit dem Zeitpunkt t7 wieder ein Drehgeschwindigkeiteunterachied P v größer Null festgestellt wird. Der Bremsdruck wird demzufolge wieder entsprechend abgebaut. Zum Zeitpunkt t8 hat die Radgeschwindigkeit vR wiederum ihr Minimum und damit der Drehgeschwindigkeitsunterschied L v sein Maximum erreicht.
Daher wird ab diesem Zeitpunkt analog zu den vorher beschriebenen Regelzyklen der Radzylinderdruck PR wieder langsam ansteigen und die Radgeschwindigkeit VR im Zeitpunkt t9 wieder die Führungsgröße VF erreichen. Ab dem Zeitpunkt t9 schließen sich dann wieder weitere Regelzyklen an,bis das Fahrzeug zum Stillstand kommt.
Es sei hier besonders darauf hingewiesen, daß durch die Wirkung der Zusatzfunktion der Radzylinderdruck PR nach einem einmal erfolgten Regelzyklus erst dann den Hauptzylinderdruck pE wieder erreichen kann, wenn die Radgeschwindigkeit VR einige Zeit gleich der Führungsgröße VB ist, d.h. wenn für das Rad bei steigendem Radzylinderdruck keine erneute Blockiergefahr festgestellt wird. Wird vorher schon eine erneute Blockiergefahr festgestellt, so wird der Radzylinderdruck PR ab dem Zeitpunkt der erneut festgestellten Blockiergefahr gesenkt. Es wird damit gewährleistet, daß die Radgeschwindigkeit vR sich stets wieder der Führungsgröße VF angleicht, ohne daß dazu der Radzylinderdruck PR sich dem Hauptzylinderdruck PH angleichen müßte.
In Fig. 3 ist eine weitere Möglichkeit aufgezeigt, wie das erfindungsgemäße Verfahren zur Antiblockierregelung arbeiten kann. Darin sind wieder Diagramme 3a und 3b mit gleichen Zeitparametern übereinander dargestellt. Im Diagramm 3a ist wieder die Führungsgröße VF und die Radgeschwindigkeit VR aufgetragen. Dabei ist gleichzeitig die Korrekturfunktion f(t) der Führungsgröße VF überlagert, so daß sich aus der Führungsgröße VF und der Korrekturfunktion f(t) eine Größe VF2 ergibt. Im gleichen Diagramm ist eine Differenzgeschwindigkeit » v2 dargestellt, die sich aus der Abweichung zwischen Radgeschwindigkeit VR und der Größe vF2 ergibt. Die der Führungsgröße VF überlagerte gorrekturfunktion f(t) ist auch in diesem Beispiel wieder zeitabhängig mit konstanter Steigung vorgesehen.
Dabei ist ebenfalls die Steigung in Bezug auf die FUhrungsgröße vp positiv, wenn die Radgeschwindigkeit VR von der Führungsgröße VF abweicht. Wenn die Radgeschwindigkeit VR gleich der Führungsgröße VF ist, ist die Steigung der Korrekturfunktion f(t) in Bezug auf die Führungsgröße VF negativ. Dabei kann die Korrekturfunktion f(t) jedoch die Führungsgröße VF nicht unterwandern. Es ergibt sich daraus für die Größe VF2 nachstehender mathematischer Zusammenhang: 7. VF2 = VF + f(t) Für die Regelung nach Fig. 3 wird nun jedoch nicht mehr ein Differenzgeschwindigkeitssignal » v zwischen Führungsgröße VF und Radgeschwindigkeit VR wie beim Beispiel der Fig. 2 gebildet, sondern es wird direkt durch Ermittlung der Differenz zwischen vR und VF2 ein Differenzgeschwindigkeitssignal d v2 gebildet. Dies läßt sich mathematisch folgendermaßen ausdrücken: 8. # v2 = VF2 - VR Die Formel 8 mit der Formel 7 zusammengefaßt ergibt 9. d 2=(VF + f(t) ) - VR Bei der Formel 9 wurde der Ausdruck vF + f(t) in Klammern gesetzt, da entsprechend dem beschriebenen Verfahren Ja zunächst die Größe vF2, die sich aus dem Xlammerausdruck ergibt, gebildet werden soll, bevor das Differenzgeschwindigkeitssignal a v2 erzeugt wird. Durch das Differenzgeschwindigkeitssignal v2 wird nun ein Stellsignal erzeugt, welches die erforderliche Druckabsenkung a p vorgibt. Dies läßt sich mathematisch folgendermaßen ausdrücken: 10. # p = K3 . # V2 Formel 10 mit Formel 9 zusammengefaßt ergibt 11. 4 p = E3 ( EVF + f(t)] - VR) Der. Radzylinderdruck PR ergibt sich also wieder dadurch, daß der Hauptzylinderdruck PH um den Betrag a p reduziert wird.
Der Radzylinderdruck ergibt sich dabei also nach der Formel 12. PR = ph - E3 ( C VF + f(t)3 - vR) Betrachtet man nun zu den Ausführungsbeispielen der Figuren 2 und 3 die endgültigen mathematischen Zusammenhänge, d.h.
die Formeln 6 und 12, so sind diese nahezu gleich, denn beim Ausfuhrungsbeipiel der Fig. 2 können die Konstanten Xi und K2 einander gleich sein und als E3 ausgeklammert werden, was dann zur Formel 12 führen würde. Dies wäre möglich, da der Verlauf der Korrekturfunktion f(t) ohnehin für sich festgelegt wird, wodurch die Konstante 2 so beeinflußt werden kann, daß sie der Konstanten 1 entspricht. Es sei jedoch besonders darauf hingewiesen, daß es beim Ausführungsbeispiel der Fig. 2 auch möglich ist, die Konstante K2 ebenfalls als Variable vorzusehen.
Diese könnte dann in Abhängigkeit weiterer Parameter verändert werden, um'den Einfluß der Korrekturfunktion f(t) auf die Druckabsenkung d p noch effektiver zu gestalten.
Es könnte z.B. vorgesehen sein, sie in Abhängigkeit von der Häufigkeit der Regelzyklen innerhalb eines bestimmten Zeitintervalles oder in Abhängigkeit der Absolutgeschwindigkeit des Fahrzeugs oder vom Verhältnia der Drehgeschwindigkeitsabweichung t v zur Absolutgeschwindigkeit des Fahrzeuges verändern. Weitere Möglichkeiten sind dabei ohne weiteres denkbar und müssen bei der Optimierung des Systems durch entsprechende Versuche ermittelt werden.
Es sei ebenfalls besonders darauf hingewiesen, daß die Korrekturfunktion f(t) keinen linearen Verlauf aufweisen muß. Diese könnte vielmehr auch progressiv verlaufen. Es ist z.B. auch denkbar, daß die Korrekturfunktion f(t) in der ansteigenden Phase, d.h. wenn ein Drehzahlunterschied a v besteht, zunächst mit zunehmender Steigung verläuft und wenn der Drehzahlunterschied d v sein Maximum erreicht hat, die Steigung wieder abnimmt.
In Fig. 4 ist nun der grundsätzliche Aufbau einer Vorrichtung zur Antiblockierregelung gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren gezeigt. Dabei ist z.B. zur Bremsbetätigung ein Bremsventil 2 vorgesehen. Der Fahrer kann also. über ein Bremspedal 1 ein Bremsventil 2 betätigen. Dieses Bremsventil 2 wird von einer Pumpe 3 über eine Leitung 4 mit Druckmittel versorgt. Des weiteren ist am Bremaventil 2 eine Rücklaufleitung 5, die zu einem Behälter 7 führt, vorgesehen. Aus dem Behälter 7 saugt wiederum die Pumpe 3 über eine Leitung 6 das Druckmittel an. Vom Bremsventil 2 führt eine Leitung 8 zu einem Stellglied 9. Über diese Leitung 8 wird dem Stellglied 9 der vom Fahrer eingesteuerte Druck PH zugeführt. Vom Stellglied 9 führt eine Leitung 10 zu einer Radbremse 11 eines Rades 12. Des weiteren führt vom Stellglied 9 eine Rücklaufleitung 13 zum REcklaufbehälter 7.
Einem Regler 14 werden durch einen Pfeil 15 schematisch dargestellt Eingangssignale zum Beispiel Meßergebnisse von Radsensoren zugeführt. Nach Verarbeitung dieser Eingangssignale gibt der Regler über eine Leitung 16 ein Stellsignal, welches die erforderliche Druckabsenkung vorgibt, an das Stellglied 9. Im Stellglied 9 wird nun der Radzylinderdruck pR, welcher in der Leitung 10 ansteht, entsprechend dem Stellsignal um den Betrag » p gegenüber dem vom Fahrer eingesteuerten Druck PH, ' der in der Leitung 8 ansteht, verringert weitergeleitet. Drucknittel, das zur Druckabsenkung d p der Leitung 10 entnommen werden muß, wird dabei über die Leitung 13 zum Rücklaufbehälter abgeleitet.
Das Stellglied 9 ist dabei als sog. Analogventil vorgesehen, d.h. es stellt direkt in Abhängigkeit vom zugeführten Stellsignal eine Druckdifferenz, in diesem Fall die erforderliche Druckabweichung a p,ein. Es soll nicht,was auch gemäß der Erfindung möglich wäre, durch zwei digital schaltende Ventile gebildet werden, welche die Leitung 8 und die Rücklaufleitung 13 jeweils entsprechend ihrem Öffnungsquerschnitt vollständig öffnen oder schließen würden.
Bei einem derartigen Stellglied müßten dann jeweils die Drücke in den Leitungen 8 und 10 zusätlich gemessen werden und über Druckrückmeldung das Stellglied davon informiert werden, daß die gewünschte Druckabsenkung erreicht ist. Dieser Aufwand ist bei dem vorgesehenen Analogventil nicht erforderlich.
In Fig. 5 ist mit Hilfe eines Blockschaltbildes dargestellt, wie das erfindungsgemERe Verfahren zur Antiblockierregelung realisiert werden kann. Teile, die dabei denen der Fig. 4 entsprechen, sind mit den gleichen Bezugsziffern versehen.
Einer Führungsgrößenschaltung 20 werden dabei über Leitungen 21,22,23 und 24 Meßwerte der Radgeschwindigkeiten VR1 bis vR4 zugeführt. Durch diese Führungsgrößenschaltung 20 wird eine Führungsgröße vF gebildet, die zumindest nahezu der Fahrzeuggeschwindigkeit entspricht. Dieses kann z.B.
dadurch geschehen, daß immer die Radgeschwindigkeit vR des schnellstdrehenden Rades diese Führungsgröße vF bildet, da dieses infolge der Regelung sich nahezu immer mit der Fahrzeuggeschwindigkeit dreht. Dabei können natürlich noch weitere Eriterien Einfluß nehmen, um auch die Fälle erfassen zu können, in denen alle Räder gleichzeitig zum Blockiren neigen. Diese Führungsgröße vF wird über eine Beizung 25 Differenzbildungsorganen 26 und 27 zugeführt.
Auf die Darstellung der Differenzbildungsorgane für die beiden übrigen Räder wurde verzichtet, da diese in gleicher Weise aufgebaut sind. Den DiPSerenzbildungsorganen 26 und 27 wird über Leitungen 28 und 29 jeweils die Radgeschwindigkeit VR zugeführt und zwar die des Rades, filr die das jeweilige Differenzbildungsorgan zur Regelung zuständig ist, d.h. wenn an der Leitung 21 die Radgeschwindigkeit des Rades 12 ansteht, so wird die Leitung 28 mit der Leitung 21 verbunden und dem Differenzbildungsorgan 26 zugeführt; Das Differenzgeschwindigkeitssignal X v des Differenzbildungsorganes 26 wird dann zur Regelung des Rades 12 von dem der in Leitung 21 anstehende Meßwert stammt, nach der weiteren Verarbeitung verwendet. Dieses Differenzgeschwindigkeitssignal A v wird über eine Leitung 32 einer Stufe 30 zugeführt. In der Stufe 30 wird dann das Differenzgeschwindigkeitssignal A v entsprechend der zur Fig. 1 beschriebenen Abhängigkeit in ein Stellsignal umgewandelt, welches die erforderliche Druckabsenkung d p vorgibt. Dieses Stellsignal wird dann iiber eine Leitung 16 dem in Fig. 4 beschriebenen Stellglied 9 zugeführt.
Für das zweite Rad ist die Regelung in gleicher Weise aufgebaut, d.h. das Differenzbildungsorgan-27 ist über eine Leitung 33 mit der Stufe 31 verbunden, welcher in ihrer Wirkung der Stufe 30 entspricht. Diese Stufe 31 ist wiederum über eine Leitung 16' mit einem Stellglied 9' verbunden.
Für die weiteren Räder ergibt sich ebenfalls der gleiche Aufbau. Der Aufbau des hydraulischen Teils des Bremssystems, der in Fig. 5 nur schematisch angedeutet ist, kann dem in Fig. 4 entsprechen oder ähnlich sein. Es wird in jedem Fall durch die Stellglieder 9,9' usw. wieder die für das jeweilige Rad erforderliclle Druckabsenkung z p direkt vorgenommen.
In Fig. 6 ist gezeigt, wie die Korrekturfunktion f(t) gerätetechnisch in der Vorrichtung gemäß Fig. 5 vorgesehen werden lfa . Dabei sind der Fig. 5 entsprechende Teile wieder mit den gleichen Bezugsziffern versehen. Auch wurde dies nur für ein Rad dargestellt, da der Aufbau für die übrigen Räder gleich sein kann. Das Differenzbildungsorgan 26 und die Stufe 30 wurden dabei ebenfalls zu einem Block zusammengefaßt. Dazu wäre noch zu bemerken, daß die Stufe 30 u.U.
ganz entfallen kann, wenn das Stellglied 9 oder die weitere Verarbeitung in Fig. 6 so vorgesehen werden, daß die Differenzgeschwindigkeit a v direkt verwendet werden kann.
Dies ist bei entsprechender Auslegung ohne weiteres möglich.
In Fig. 6 wird also dem Differenzbildungsorgan 26 wieder die Führuiigsgröße vF über eine Leitung 25 zugeführt. Des weiteren wird ihm über eine Leitung 28 die Radgeschwindigkeit vR zugeführt. Über eine Leitung 35, durch die das Differungbildungsorgan 26 mit einem Element 36 verbunden ist, wird das im Differenzbildungsorgan 26 gebildete Differenzgeschwindigkeitssignal #v dem Element 36 zugeführt.
Im Element 36 wird nun die Korrekturfunktion f(t) gebildet, deren Verlauf wie zu den Figuren 2 und 3 erläutert, davon abhängt, ob das Diffexenzgeschwindigkeitssignal größer oder gleich Null ist. Die vom Element 36 gebildete Korrekturfunktion f(t) wird über eine Leitung 37 einem Additionsglied 39 zugeführt. Dem Additionsglied 39 wird ebenfalls über eine Leitung 38, die mit der Leitung 35 verbunden ist, das Differenzgesohwiiidigkeitssignal dv zugeführt. Im Additionsg:Lied 39 werden die beiden zugeführten Werte, d.h.
die Eorrok-turflznlctioll f(t) und das Differenzgeschwindigkeitssignal A v zu einem Stellsignal, welches die erforderliche Druckabsenkung A p vorgibt, zusammengefaßt. Das vom Additionsglied 39 erzeugte Signal wird dann als Stellsignal über die leitung 16 dem Stellglied 9 zugeführt. Für die übrigen Puder wird dann ebenfalls eine gleichartige Schaltung ab dem ))ifferenzbildungsorgan 27 usw. verwendet.
Es ist zu bemerken, daß das erflndungsgemäße Regelverfahren natürlich auch für die gemeinsame Regelung zweier Räder einer Achse verwendet werden kann. In diesem Fall wird für die beiden gemeinsala zu regelnden Räder im elektronisch arbeitenden Regler nur ein Kanal ab dem Differenzbildungsorgan 26,27 vorgesehen. Die beiden Radgeschwindigkeiten VR werden dann zwar auch getrennt der Führungsgrößenschaltung 20 zugeführt, da jedoch am Differenzbildungsorgan 26 nur eine Radgeschwindigkeit VR anstehen kann, werden diese zusätzlich einer Auswahlschaltung zugeführt. In dieser Auswahlschaltung wird entsprechend den Erfordernissen, d.h. nach welchem Rad im Einzelfall geregelt werden soll, die für die weitere Regelung der beiden Räder zu verwendende Radgeschwindigkeit vR ermittelt und dem Differenzbildlmgsorgan 26 zugeführt.
Wenn z.B. eine Regelung nach dem sog. Select-Low-Prinzip vorgesehen sein soll, wird in der Auswahlschaltung das Rad mit der niedrigsten Radgeschwindigkeit VR ermittelt und dessen Radgeschwindigkeit zum Differenzbildungsorgan 26 weitergeleitet.
Es sei noch besonders darauf hingewiesen, daß in der vorstehenden Beschreibmig der Einfachheit halber stets die physikalischen Größen direkt genannt wurden. Es ist jedoch selbstverständlich, daß im Regler, d.h. bei der Realisierung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Antiblockierregelung diesen physikalischen Werten entsprechende elektrische Signale Anwendung finden. Es wird beispielsweise im Regler ein Meßsignal der Radgeschwindigkeit VR mit einem der Führungsgröße vF entsprechenden elektrischen Signal verglichen bzw.
die vorgesehene Differenz gebildet. Diese den physikalischen Größen entsprechenden Signale können z.B. durch die Höhe der Spannung, der Stromstärke oder durch Sxequens- bzw. ?ulsdauermodulation definiert werden. Mit welcher dieser speziellen Möglichk-eiten das erfindungsgemäße Verfahren zur Antiblockierregelung realisiert wird, ändert nichts an dem ihm zugrunde liegellden Exfindungsgedanken.

Claims

Dr. W. Fink - 25

D. Kircher - 15 H. Bleckmann - 4 H. Loreck - 1 Verfahren zur Antiblockierregelung, bei dem durch Vergleich einer Radgeschwindigkeit mit einer Führungsgröße, die in Abhängigkeit der Fahrzeuggeschwindigkeit gebildet wird, ein Stellsignal zur Beeinflussung des Radzylinderdruckes mittels eines Stellgliedes erzeugt wird, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t, daß ein Stellsignal gebildet wird, dessen Betrag von der Abweichung der Radgeschwindigkeit (VR) zur Führungsgröße (vF) abhängig ist und daß mit dem Stellglied (9) direkt der durch den Betrag des Stellsignals vorgegebene Radzylinderdruck (PR) eingestellt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß der Betrag des Stellsignals proportional zur Abweichung der Radgeschwindigkeit (VR) von der Führungsgröße (VF) erzeugt wird und daß der Druck einer Druckmittelquelle durch die Radbremsen (11) über das Stellglied (9) druckbeaufschlagt werden, durch das Stellglied (9) um einen zum Betrag des Stellsignals proportionalen Anteil verringert zu den Radbremsen (11) weitergeleitet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder nach einem der folgenden, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß ein Verhältnis Radgeschwindigkeit (VR) zu Führungsgröße (VF) gebildet wird und der Betrag des Stellsignals in Abhangigkeit von diesem Verhältnis erzeugt wird und daß das Stellglied (9) den zu den Radbremsen (11) geführten wirksamen Bremsdruck auf einen Wert begrenzt, der dem Betrag des Stellsignals mal dem Druck (pH) der Druckmittelquelle entspricht.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t, daß der Betrag des Stellsignals zum Verhältnis Radgeschwindigkeit (vor) zu Führungsgröße (v) proportional gebildet wird.
5. Verfahren nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß der Betrag des Stellsignals in Abhängigkeit von dem Verhältnis der Abweichung der Radgeschwindigkeit (VR) von der Führungsgröße (VF) zu Führungßgröße (VF) abhängig ist, und daß das Stellglied (9) den auf die Radbremsen (11) wirksamen Bremsdruck (pR) einstellt, indem esden Druck (pH) der Druckmittelquelle um einen vom Betrag des Stellsignals abhängigen Wert (d p) verringert zu den Radbrensen (11) weiterleitet.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t, daß der Betrag des Stellsignals zum Verhältnis der Abweichung der Radgeschwindigkeit (VR) von der ~Führungsgröße (v) zu Führungsgröße (v) proportional gebildet wird.
7. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t, daß der Wert,um den der Druck (pH) der Druckmittelquelle durch das Stellglied verringert zu den Radbremsen weitergeleitet wird, dem Betrag des Steilsignais proportional ist.
8. Verfahren nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß der Betrag des Stellsignals durch ein Tastverhältnis bestimmt wird.
9. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch g e -k e n n z e i c h n e t, daß der Betrag des Stellsignals durch den momentanen Wert einer Korrekturfunktion (f(t)) derart korrigiert wird, daß der durch den Betrag des korrigierten Stellsignals vorgegebene wirksame Bremsdruck um eine v-om Wert der Korrekturfunktion (f(t)) abhängige Druckdifferenz kleiner wird, als der vom Betrag des nicht korrigierten Stellsignals vorgegebene wirksame Bremsdruck (PR), und daß das Stellglied mit dem korrigierten Stellsignal angesteuert wird.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t, daß die Korrektur des Stellsignals proportional zum Wert der Korrekturfunktion (f(t)) vorgenommen wird.
11. Verfahren nach Anspruch 9 oder einem der folgenden, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß der Wert der Korrekturfunktion (f(t)) in Form eines astverhältnisses erfaßt und weiterverarbeitet wird.
12. Verfahren nach Anspruch 9 oder einem der folgenden, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß der Wert der Korrekturfunktion (f(t)) erhöht wird, wenn die Radgeschwindigkeit (vR) von der Führungsgröße abweicht und daß der Wert der Korrekturfunktion (f(t)) verringert wird, wenn die Radgeschwindigkeit (VR) der Führungsgröße (v) entspricht.
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t, daß die Erhöhung und die Verringerung des Wertes der Korrekturfunktion (f(t)) jeweils mit einer bestimmten Anfangsgeschwindigkeit beginnt, die dann mit fortschreitender Zeit (t) erhöht wird.
14. Verfahrennach Anspruch 13, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t, daß die Erhöhung der Anfangsgeschwindigkeit progressiv vorgenommen wird.
15. Verfahren nach den Ansprüchen 12 bis 14, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß der Wert der Korrekturfunktion (f(t)) immer größer oder gleich Null ist.
16. Verfahren nach Anspruch 9 oder einem der folgenden, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß erst der Summenwert von Führungsgröße (v) und Sorrekturfunktion (f(t)) gebildet wird und dann das korrigierte Stellsignal direkt in Abhängigkeit der Abweichung (b A v2) vom Suinmenwert (VF2) gebildet wird.
17. Verfahren nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß als Stellglied (9) ein Analogventil verwendet wird, welches den Druck an einem Anschluß gegenüber dem Druck (PR) an einem anderen Anschluß um einen Betrag ( s p) ändert, der vom zugeführten Stellsignal abhängig ist.
18. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, bei der mindestens einem Fahrzeugrad ein Meßfühler zur Erzeugung einer der Radgeschwindigkeit proportionalen Meßgröße zugeordnet ist, und bei der eine erste Einrichtung zur Erzeugung einer Führungsgröße vorhanden ist und bei der eine zweite Einrichtung zur Verknüpfung der Meßgröße mit der Führungsgröße vorhanden ist und bei der ein Stellglied zur Beeinflussung des auf die Radbremsen wirkenden Druckes vorgesehen ist, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t,daß durch die zweite Einrichtung (26,30; 27,31) ein Stellsignal erzeugbar ist, dessen Betrag von der Abweichung ( a v) der Meßgröße (VR) zur Führungsgröße (VF) abhängig ist, und daß das Stellsignal durch eine Verbindung (16,16') der zweiten Einrichtung (26,30;27,31) mitdem Stellglied (9) zum Stellglied (9) geführt ist, und daß durch das Stellglied der auf die Radbremsen (11) wirkende Druck (pR) in Abhangigkeit vom Betrag des Stellsignals beeinflußbar ist.

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