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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.
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Ein solches Verfahren und eine solche Vorrichtung sind durch die Dt-OS
2 051 899 bekannt.
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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.
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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.
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Solange kein Auagangsaignal ansteht, sind die Radzylinder ueber das
Stellglied mit dem Hauptzylinder verbunden.
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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.
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Bei diesem Antiblockierregelsystem wird also dann, wenn das Rad einen
zulässigen Schlupfwert überschritten hat, der wirksame Bremsdruok nach einem fest
vorgegebenen Druckinderungsverlauf verringert.
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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.
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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.
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Um diesem Umstand Rechnung zu tragen, müßte die Druckänderungsgeschwindigkeit
möglichst klein gehalten werden.
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Daraus ergibt sich Jedoch, daß der Bremsdruck bei starken Abweichungen
vom momentanen Idealwert, wie sie z.B.
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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.
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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.
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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.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die in den Ansprüchen enthaltenen
Merkmale gelöst.
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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.
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Weitere Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Antiblockierregelung
ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und der Zeichnung.
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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.
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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.
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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.
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1. # v = VF - vR Mit Hilfe dieses Differenzgeachwindigkeitssignals
e v wird nun die erforderliche Bremsdruckabsenkung n p gegenüber dem Haup-tzylinderdruck
PH festgelegt.
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2. A p = k . v Der an den Radzylindern wirkende Druck pR ergibt sich
somit aus dem Hauptzylinderdruck p - p.
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3. PR = PH - # P Zusammengefaßt ergeben diese Zusammenhänge folgenden
mathematischen Ausdruck.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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Bei Erreichen der Null-Linie verbleibt sie dort und wird sobald ein
Wert » v größer Null auftritt, wieder ansteigen.
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Im Diagramm 2c ist wiederum der Hauptzylinderdruck PH und der Radzylinderdruck
PR dargestellt.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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Zum Zeitpunkt t5 hat der Drehgeschwindigkeitsunterschied a v wieder
sein Maximum erreicht, da die Radgeschwindigkeit VR infolge des reduzierten Radzylinderdruckes
PR wieder zunimmt.
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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.
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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.
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Somit ergibt sich zu diesem Zeitpunkt t6 allein aus der Korrekturfunktion
f(t) eine grössere Druckabsenkung L p als zum Zeitpunkt t4.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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Dies ist bei entsprechender Auslegung ohne weiteres möglich.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.