-
Antiblockierregelsystem für Fahrzeuge Die Erfindung betrifft ein
Antiblockierregelsystem für Fahrzeuge, bestehend aus einer Stelleinrichtung zur
Variation des Bremsdrucks, einer Steuerschaltung zur Erzeugung von Steuersignalen
für diese Stelleinrichtung und einem Fühler, dessen Signale der Steuerschaltung
zur Verarbeitung zugeführt werden.
-
Es sind eine Vielzahl von Antiblockierreglern bekannt. Bei den bekannten
Reglern wird das Bewegungsverhalten wenigstens eines Rades erfaßt und hieraus das
Regelkriterium abgeleitet.
-
Bei den meisten Reglern wird die Radgeschwindigkeit in Beziehung zur
Fahrzeuggeschwindigkeit gesetzt und/oder die Beschleunigung und Verzögerung des
Rades ausgenutzt.
-
Es hat sich gezeigt, daß diese an sich ausgezeichnet arbeitende Art
von Reglern, insbesondere in der Auswerteschaltung relativ aufwendig und damit teuer,
aber auch störanfällig ist. Diese Eigenschaften stehen einer starken Verbreitung
derartiger Regler bisher im Wege. Die oben erwähnten Merkmale der Regler treten
insbesondere bei individueller Regelung des Drucks an allen oder zumindest einer
Mehrzahl der Räder auf. Es sind.deshalb in letzter Zeit Regler vorgeschlagen worden,
bei denen nur ein Teil der Räder oder mehrere Rädergruppen gemeinsam geregelt werden.
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Regler zu schaffen,
der das Fahrzeug auch bei starkem Bremsen stabil und lenkfahig hält, der jedoch
mit sehr viel geringerem Aufwand realisierbar ist.
-
Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst.
-
Bei der erfindungsgemäßen Lösung wird somit völlig auf die Uberwachung
des Radbewegungsverhaltens verzichtet und nur am Wagenkasten eine Fühleinrichtung
angebracht.
-
Dieser Unterschied bringt den wesentlichen Vorteil mit sich, daß auf
ein Anbringen von Radsensoren und damit auf eine entsprechende änderung der Konstruktion
der Fahrzeugräder bzw. deren Achsen verzichtet werden kann.
-
Giinstigerweise werden die Meßmittel, zumindest deren auf die Längsverzögerung
ansprechender Teil etwa im Schwerpunkt des Fahrzeugs untergebracht. Für eine derart
angebrachte Fühleinrichtung und deren elektrischen Anschluß herrschen günstige Umweltbedingungen.
-
Bei der Erfindung wird vorzugsweise von Zeit zu Zeit eine Druckabsenkung
ausgelöst. Es ist jedoch auch möglich
bei Druckabsenkung durch
Logiksignale auslösen zu lassen, zum Beispiel die erste Druckabsenkung vorzunehmen,
wenn sich nach Bremsbeginn eine erste Verringerung der Längsverzögerung zeigt. Daran
anschließend kann eine Absenkung in vorgegebenen Zeitabständen vor sich gehen.
-
Diese wird durch eine entsprechend schnelle Verringerung der Fahrzeugverzögerung
unterbrochen und ein erneuter Druckanstieg ausgelöst. Diese-neue Lehre beruht auf
der Erkenntnis, daß dann, wenn die Fabrzeugräder noch im stabilen - Geschwindigkeitsbereich
sind (links vom Maximum der /u-Schlupfkurve), eine Verringerung der Fahrzeugverzögerung
sehr bald auftritt, so daß die hier unnötige Druckabsenkung schon sehr frühzeitig
unterbrochen wird; andererseits erfolgt dann, wenn die Räder sich im instabilen
Geschwindigkeitsbereich (rechts vom Maximum der Schlupfkurve) befinden, erst eine
Verringerung der Fahrzeugverzögerung auftritt, wenn die Räder aufgrund der Druckabsenkung
wieder in das stabile Gescherindigkeitsgebiet zurücklaufen. Eier erfolgt demgemäß
eine lange und starke Druckabsenkung, was jedoch hier auch notwendig ist. Es ergibt
sich aus dieser prinzipiellen Wirkungsweise des Reglers, daß gegenüber den heute
bekannten Reglern mit aber wachung des Radbewegungsverhaltens mehrerer Räder eine
Verlängerung des Bremswegs zustande kommt. Diesbezüglich stellt der Regler einen
Kompromiß dar. Verlangt wird hier ein gegenüber blockierten Rädern verkürzter Bremsweg.
Günstigerweise wird der Signalgeber, der die Zeitabstände zwischen den einzelnen
Bremsdruckabsenkphasen mitbestimmt, jeweils durch den beginnenden Druckaufbau nach
einer Absenkphase angestoßen und er löst nach einer vorgegebenen Zeit ab diesem
Zeitpunkt eine erneute Druckabsenkung aus.
-
Man kann diese Zeitabstände in denen die Druckabsenkung ausgelöst
wird, zum Beispiel in Abhängigkeit von der Fahrzeugverzögerung steuern und zwar
derart, daß mit zunehmender Fahrzeugverzögerung die Zeitabstände größer werden.
-
Hierzu muß der Signalgeber entsprechend steuerbar ausgebildet sein
und es müssen außerdem Meßmittel zur Messung der Fahrzeuglängsverzögerung vorgesehen
sein, deren Ausgangssignal den Signalgeber steuert. Rierbei ist eine kontinuierliche,
aber bei Verwendung von Schwellen auch eine stufenweise Änderung der Zeitabstände
möglich.
-
Es ist vorteilhaft, den Signalgeber nur bei Vorliegen eines Signals,
das eine Bremsbetätigung anzeigt, einzuschalten. Vorzugsweise wird die Einschaltung
des Signalgebers entweder allein oder noch zusätzlich vom Vorliegen einer bestimmten
Fahrzeuglängsverzögerung abhängig gemacht.
-
Zur Gewinnung des Signals, das die Änderung der Fahrzeug längsverzögerung
anzeigt, kann ein Längsverzögerungsgeber mit nachgeschaltetem Differenzierglied
und Schwellwertstufe bzw. den Ruck in sonstiger Weise gewinnenden Mitteln vorgesehen
sein. Es kann aber auch anstelle einer derartigen Anordnung oder zusätzlich zu ihr
ein Speicherglied für die Längsverzögerung und ein Komperator vorgesehen sein, der
die gesWeiclher t Längsverzögerung mit dem Istwert der Längsverzogerung und bei
einem Absinken des Istwerts auf einen vorgegebenen Wert zum Beispiel 80% des gespeicherten
Werts das Signal abgibt. Man kann dabei den Speicher so ausbilden, daß er sich,
wenn an seinem Eingang ein kleinerer Istwert angeboten wird, in einem vorgegebenen
Maße entlädt, so daß nur Anderungen bestimmter Geschwindigkeit das Signal erzeugen.
Auch ist ein neues Setzen des Speichers in bestimmten Zeitabständen denkbar. Zur
Gewinnung der Fahrzeuglängsverzögerung zur Beeinflussung der Zeitabstände kann der
gleiche Längsverzögerungsgeber dienen.
-
Zur Druckerhöhung nach einer Absenkphase sind vorzugsweise Steuermittel
vorgesehen, die bei Beendigung der Druckabsenkung angestoßen werden und dann für
eine vorgegebene Zeit eine Druckerhöhung bewirken. Auch diese Zeit wird günstigerweise
zur
Anpassung der Druckhöhe an den Untergrund in Abhängigkeit von der Fahrzeuglängsverzögerung
geändert und zwar so, daß diese Zeit mit der Längsverzögerung anwächst.
-
Günstigerweise schließt sich an diese Druckeinsteuerphase ein Druckanstieg
mit geringerer Steigung an. Dieser Anstieg mit geringerer Steigung kann in an sich
bekannter Weise durch Hochpulsen des Drucks erfolgen, wobei sich zum Beispiel kurze
Druckanstiegsphasen und kurze Druckhaltephasen abwechseln. Hierbei wird ein Taktgeber
verwendet, der nach dem gesteuerten Druckaufbau wirksam wird und Schaltimpulse erzeugt,
die den stufenweisen Druckaufbau bewirken.
-
Um keinen hohen Druck aufzubauen, sind gemäß einer Weiterbildung der
Erfindung Meßmittel vorgesehen, die laufend feststellens ob eine wenigstens kleine
Vergrößerung der Längsverzögerung vorliegt. Wird nach einer Druckaufbaustufe eine
Unterschreitung der vorgegebenen kleinen Verzögerungszunahme festgestellt, so ist
dies ein Indiz, daß die Räder gerade überbremst sind. Die Druckerhöhung wird deshalb
unterbrochen, zum Beispiel der Taktgeber angehalten und der Druck konstantgehalten.
-
Zur Messung der kleinen änderung der Fahrzeuglängsverzögerung kann
ein Speicher mit dem Längsverzögerungsgeber verbunden sein, in dem in relativ kurzen
Zeitabständen die Fahrzeuglängsverzögerung eingespeichert wird. Der Speicherwert
wird dann in einer Vergleichsstufe mit nachgeschaltetem Schwellwert mit dem Augenblickswert
der Fahrzeuglängsverzögerung verglichen, wobei ein Signal erzeugt wird, wenn die
Augenblicksverzögerung den Speicherwert wenigstens um den kleinen Schwellwert übersteigt.
Dieses Signal läßt über einen Freigabeschalter den verminderten Druckanstieg -zu,
das heißt, dieser wird beim Verschwinden-des Signals gestoppt.
-
Oben wurde erwähnt, daß der Druckabbau durch die Fahrzeuglängsverzögerung
gestoppt wird. Um bei nicht ausgeprägtem Rucksignal die Druckabbauphase zu beenden,
wird der Druckabbau zusätzlich unterbrochen und Druckaufbau eingeleitet, wenn die
Fahrzeuglangsverzögerung einen kleinen vorgegebenen Wert unterschreitet. Wie oben
bereits erwahnt, kann zusätzlich eine bestimmte Verzögerungsabnahme ebenfalls den
Druckabbau einleiten. Schließlich wird man sicherheitshalber auch nach einer vorgegebenen
Zeit (zum Beispiel 1 Sek.) den Druckabbau stoppen. Hierbei ist es möglich, nach
der vorgegebenen Zeit einen kurzzeitigen Druckaufbau einzuleiten und zu überprüfen,
ob hierdurch eine Änderung der Fahrzeugsiängsverzögerung auftritt.
-
Ist dies nicht der Fall, so befinden sich die Räder noch nicht im
stabilen Gebiet und ein weiterer Druckabbau ist notwendig. Gemäß einer Weiterbildung
der Erfindung enthalten die Meßmittel, mit denen die Fahrzeuglängsverzögerung bestimmt
wird und deren Ausgangssignal zur Variation der Zeitabstände des Signalgebers zur
gesteuerten Druckabsenkung bzw. zur Variation der Zeit für den gesteuerten, schnellen
Druckaufbau und/oder zur Einschaltung des Signalgebers nach Überschreiten einer
Schwelle und zur Unterbrechung der Druckabsenkung bei Unterschreiten der Schwelle
dienen, ein Speicherglied, das bei Bremsbeginn aktiviert wird und dann die Einspeicherung
der vorhandenen Längsverzögerung bewirkt und ein Vergleichsglied zum Vergleich des
Speicherwerts mit dem Augenblickswert der Längsverzögerung.
-
An das Vergleichsglied können Schaltmittel angeschaltet sein, die
bei Absinken des Angenblickswerts gegenüber dem Speicherwert auf einen vorgegebenen
Wert ein Signal erzeugen, mit dem der Speicherwert gelöscht wird. Bei Signalende
erfolgt die neue Einspeicherung der augenblicklichen Fahrzeuglängsverzögerung. Hierdurch
werden Fehler des Speicherwerts korrigiert (zum Beispiel ein falscher Speicherwert,
wenn das Fahrzeug inzwischen auf eine schräge Bahn gekommen ist).
-
Dieses von diesen Schaltmitteln erzeugte kurze Signal kann auch als
Signal zur sofortigen Unterbrechung des Druckabbaus genutzt werden, wobei eine Verlängerung
dieses Signals möglich ist. Wird dann nach der neuen Einspeicherung des Längsverzögerungswertes
der neue Wert Speicherwert nicht entsprechend überschritten, so bleibt der Signålgeber
zur gesteuerten Druckabsenkung ausgeschaltet, das heißt, es erfolgt keine Druckabsenkung
mehr. In der Phase, in der das kurzzeitige Signal ansteht und die Druckabsenkung
unterbricht, wird der Druck günstigerweise konstantgehalten; das Signal kann also
auch hierzu ausgenutzt werden.
-
Oben wurde erwähnt, daß der Bremsdruck normalerweise während einer
bestimmten Zeit schnell und dann mit verringerter Steigung aufgebaut wird. Befindet
sich das Rad im stabilen Geschwindigkeitsgebiet, so ist der verlangsamte Druckaufbau
nicht notwendig,>sondern der Druckaufbau könnte schnell erfolgen. Es werden deshalb
weitere Schaltmittel vorgesehen, die feststellen, ob es in einer vorgegebenen Zeit
ab Bremsdruckabsenkung zu einer Verringerung der Längsverzögerung kommt. Ist dies
der Fall, so ist dies ein Indiz, daß die Räder nicht überbremst waren, also ein
schneller Druckaufbau möglich ist. Dieses Signal wird dann zur Unterdrückung des
langsameren Druckaufbaus benutzt.
-
Die bis jetzt beschriebene Erfindung bringt gute Ergebnisse bei Geradeausfahrt
ohne besondere Straßenverhältnisse. Bei besonderen Fahrbahnsituationen und Kurvenfahrt
können weitere Hilfssignale benötigt werden. Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung
ist deshalb noch ein Querbeschleunigungsgeber vorgesehen, der ebenfalls günstigerweise
im Fahrzeug schwerpunkt untergebracht - wird. Der Querbeschleunigungsgeber soll
von der Querbeschleunigung nach Größe und Richtung abhängige Signale abgeben. DiesenGrößen
werden Schaltmittel zur Bestimmung der Anderung der Querbeschleunigung zugeführt.
-
Die Ausgangssignale des Qiierbeschleunigungsgebers und der Schaltmittel
zur Feststellung deren Änderung,werden dann in einer Verknüpfungsschaltung so zusammengefaßt,
daß ein Ausgangssignal erzeugt wird, wenn sich die gemessene Querbeschleunigung
betragsmäßig in einem vorgegebenen Maß verringert (Rucksignal oder Abnahmemessung
mit Speicher und Komperator). Das Signal tritt auf, wenn die Kurvenfahrt der Räder
einen vergrößerten Schlupf aufweisen und dann die Seitenkraft nicht ausreicht, den
Wagen stabil zu halten, sondern beginnt aussubrechen. Dieses Signal wird in die
Auswerteschaltung eingekoppelt, um eine sofortige Druckabsenkung auszulösen. Auch
hier verhindern bzw. beenden den Längsruck charakterisierende Signale bzw. das Unterschreiten
einer vorgegebenen Größe der Längsverzögerung die Druckabsenkung. Man kann dieses
Signal dann unterdrücken, wenn der Lenkwinkel mit einer vorgegebenen Geschwindigkeit
geändert wird.
-
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist ein Lenkwinkelgeber vorgesehen,
dessen Signale einer Schaltung zur Bestimmung der Benkazinkeländerung zugeführt
werden. Das von dieser Schaltung erzeugte Signal wird, wenn es eine bestimmte Schwelle
überschreitet, in gleicher Weise wie das oben beschriebene Kurvensignal zur sofortigen
Druckabsenkung ausgenutzt. Schließlich kann man doch ein Signal erzeugen, das charakteristisch
für unterschiedliche Fahrbahneigenschaften an den beiden Wagenseiten ist. In einem
solchen Fall will das Fahrzeug sich drehen, das heißt, es entsteht eine Querbeschleunigung;
das vorhandene Giermoment wird vom Fahrer durch Einschlagen der gelenkten Räder
kompensiert. Tritt also eine Querbeschleunigung bestimmter Größe und Richtung auf
und ist ein Lenkwinkel bestimmter Richtung vorhanden, der für die Erzeugung eines
Gegenmomentes charakteristisch ist, so wird hier in einer Verknüpfungsschaltung
ein Signal erzeugt, das wie die anderen Signale die Druckabsenkung direkt einleitet.
-
Man muß verhindern, daß durch die drei erwähnten Druckabsenksignale
sofort
nach Beginn des Druckauftaus wieder eine Absenkung eingeleitet wird. Es wird deshalb
eine Schaltung vorgesehen, die eine erneute, sofortige Druckabsenkung nach der Beendigung
der vorhergehendenXbsenkphase für eine bestimmte Zeit verhindert. Diese Zeit muß
so gewählt werden, daß es bei vorhandenem Druckabsenksignal nicht zu einer zu starken
Absenkung des mittleren Drucks kommt.
-
Bei der Erfindung erfolgt keine individuelle Regelung des Drucks an
den einzelnen Rädern, sondern an allen Rädern bzw.
-
den in die Regelung durch einen solchen Regler einbezogenen Rädern
gleichzeitig. Es ist jedoch möglich, einzelne Räder oder insbesondere die Räder
der Achse gegeneinander phasenverschoben zu regeln.
-
Anhand der Zeichnung soll ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen
Reglers und seine Wirkungsweise näher beschrieben werden. Es zeigen: Fig. 1 - ein
Prinzipschaltbild eines Ausführungsbeispieles des Reglers Fig. 2 - die Verläufe
von Bremsdruck P, Fahrzeug-und Radgeschwindigkeit vF und VR, des Lenkwinkels¢C,
der Längsverzögerung des Fahrzeugs vL . und dessen Querbeschleunigung Vq . in Abhängigkeit
von der Zeit.
-
Das dargestellte Aus führungsbeispiel umfaßt einen Längsverzögerungsgeber
1, zwei diesem nachgeschaltete als Tiefpässe ausgebildete Filter 2 und 10, ein Differenzierglied
mit eingebauter Schwelle 3, zwei Speicherglieder 11 und 21 und zwei Komperatoren
12 und 22.
-
Der Längsverzögerungsgeber 1 gibt ein Signal ab, das von der Fahrzeuglängsverzögerung
abhängt. Dieses wird nach Filterung in 2 im Glied 3 differenziert. Das Glied 3 gibt
aufgrund
der eingebauten Schwelle ein Signal an den Punkt A, wenn
sich die Fahrzeugverzögerung mit einer bestimmten Steigung ändert, also das Rucksignal
eine bestimmte Größe aufweist.
-
Bei Bremsbeginn, zum Beispiel beim Ansprechen des Bremslichtschaltersyerscheint
an der Klemme H ein Signal, das über das UND-Gatter 29 die Einspeicherung des gerade
vorhandenen Längsbeschleunigungswertes im Speicher 11 bewirkt. Da dieser gespeicherte
Wert im Komperator 12 mit dem Augenblickswert der Fahrzeuglängsverzögerung verglichen
wird und der Komperator einen niedrig liegenden Schwellwert mit enthält, erscheint
an der Klemme B ein Signal, wenn der Augenblicks-wert der Längsverzögerung den Speicherwert
um einen vorgegebenen kleinen Wert überschreitet, also eine entsprechend größere
Längsverzögerung vorliegt. Die Schwelle kann zum Beispiel etwa 0,05 g entsprechen.
-
Der Komperator 12 gibt auch noch ein Signal an die Klemme C, d-as
von der Differenz der beiden verglichenen Werte abhängt, zum Beispiel der Differenz
proportional ist.
-
Der Speicher 21 speichert hier immer dann den Längsverzögerungswert,
wenn sich wahrend des verlangsamten Druckaufbaus nach einer Konstanthaltepause des
Drucks der Druck um eine Stufe zu erhöhen beginnt. Damit stellt der Komparator 22
fest, ob sich die Fahrzeuglängsverzögerung in der Druckerhöhungsphase erhöht. An
der Klemme D erhält man ein Signal, sobald eine, wenn auch geringfügige Erhöhung
der Längsverzögerung erfolgt.
-
Die Auswerteschaltung 4 enthält einen Signalgeber, der aus dem UND-Gatter
5, dem Verzögerungsglied 6, dem UND-Gatter 7 und der Ru..ckkopplungsleitung 8 besteht.
Der Signalgeber beginnt zu arbeiten, wenn Signal an den Klemmen H und B liegt, also
die Bremse betätigt ist und eine geringe Fahrzeuglängsverzögerung auftritt. Dann
gelangt ein Signal zum Verzögerungsglied 6, das zum Beispiel nach 500 msec ein
Signal
über das ODER-Gatter 53, ODER-Gatter 30 und UND-Gatter 7 zu den Verstärkern 55 und
56 gibt. ueber diese Verstärker werden das Binlaßventil des Vorderradbremskreis
es EVA und das des Hinterradbremskreises k und die entsprechenden Auslaßventile
AVA und A angesteuert und somit Druck abgesenkt. Über das ODER-Gatter 53 hält sich
das Druckabsenksignal.
-
Die Druckabsenkung wird unterbrochen, wenn an der Klemme A ein Signal
erscheint, also ein entsprechender Längsruck festgestellt wird. Das Signal bei A
sperrt dann gegebenenfalls nach einer kurzen Verzögerung im Zeitglied 24 das UND-Gatter
7. Das Verschwinden des Druckabsenksignals läßt den Signalgeber erneut anlaufen,
so daß nach der Zeitkonstanten des Zeitglie 6 erneut eine Druckabsenkung eingeleitet
wird. Das Zeitglied 6 kann steuerbar ausgebildet sein und in seiner Größe von dem
von der Längsverzögerung abhängigen Signal bei C gesteuert werden. Es sei hier angenommen,
daß das Zeitglied 6 bis zu einer bestimmten Größe des Signals bei C eine Zeitkonstante
von 500 msec. und bei höheren Werten auf eine Zeitkonstante von zum Beispiel 1 sec.
-
umgeschaltet wird.
-
Der sich an eine Druckabsenkung bei Auftreten des Rucksignals anschließende
Druckaufbau setzt sich im AusfiShrungsbeispiel der Fig. 1 aus einer zeitlich gesteuerten
Phase mit schnellem Druckanstieg und einer anschließenden Phase mit gepulstem Druckaufbau
zusammen, der unterbrochen wird, wenn die Zunahme der Fahrzeugverzögerung gegen
0 geht. Die gesteuerte Phase mit schnellem Druckaufbau wird durch das Zeitglied
16 bestimmt, der das Druckabsenksignal zugeführt wird und dieses Signal verlängert.
Die Verlängerungszeit ist steuerbar und wird durch das der Längsverzögerung entsprechende
Signal bei C derart bestimmt, daß die Verlängeungszeit, die gleich der Druckanstiegszeit
ist, bei größerrer Längsverzögerung größer wird. Bei Untergrund mit hohem wird also
in der ersten Phase ein höherer Druck eingesteuert.
Das Ausgangssignal
des Zeitglieds 16 sperrt das UND-Gatter 17, so daß das Ausgangssignal des bistabilen
Glieds 15, das bei der Rückflanke des Druckabsenksignals in diese Stellung gesetzt
wurde, die Einlaßventile EVA und EHA nicht erregen kann; es erfolgt also während
des Zeitgliedes 16 ein Druckaufbau, dem bei Ende des Ausgangssignals des Zeitglieds
16 eine Druckkonstanthaltung folgt, da nunmehr die Einlaßventile EVA und A erregt
werden.
-
Da jedoch das Ansteuersignal für die Ventile dem aus den Zeitgliedern
18 und 19 und den UND-Gattern 20 und 17 bestehenden Taktgeber zugeführt wird, wobei
das Zeitglied 18 das Signal um eine Zeit verzögert und das Zeitglied 19 das verzögerte
Signal in seiner Länge bestimmt, geht die erwähnte Konstanthaltung des Drucks nach
der Zeitkonstanten des Zeitgliedes 18 für die Zeit des Zeitgliedes 19 in einen Druckaufbau
über. Dieser Zyklus der den gepulsten Druckaufbau bewirkt, wiederholt sich, solange
bei D ein Signal, das die Vergrößerung der Längsverzögerung anzeigt, zustandekommt.
-
Dieses Signal wird im Zeitglied 33 verlängert, so daß der Taktgeber
abgeschaltet wird, wenn in der durch das Zeitglied 33 gegebenen Zeit ab Anfang einer
Druckaufbauphase (neue Einspeicherung im Speicher 21) keine Längsverzögerungserhöhung
festgestellt wird. Die Abschaltung des Taktgebers bedeutet Konstanthaltung des Bremsdrucks.
Das Erscheinen eines neuen Ausgangssignals des Zeitglieds 16 stoppt den Taktgeber
ebenfalls. Das bistabile Glied wird am Bremsende rückgesetzt.
-
Wenn sich die Fahrzeugräder nicht im instabilen Gebiet befinden, war
an sich eine Druckabsenkung nicht notwendig.
-
Es ist deshalb angebracht, den Druck nach der Absenkung schnell und
nicht teilweise mit geringem Steigungsgrad wieder aufzubauen. Um dies zu bewerkstelligen,
ist das Zeitglied 25, das UND-Gatter 26, das ODER-Gatter 28 und das UND-Gatter 27
vorgesehen. Das Zeitglied 25 wird bei Auftreten des Druckabsenksignals am Ausgang
des ODER-Gatters
53 angestoßen und gibt nach einer vorgegebenen
Zeit ein Signal ab, das dann das UND-Gatter 26 sperrt. über das UND-Gatter 26 gelangt
ein Rücksignal von der Klemme A nur dann zum UND-Gatter 27, wenn dieses vor Ablauf
der Zeitkonstanten des Zeitgliedes 25 auftritt. Gatter 27 bewirkt, daß dieses Signalnur
dann weiterkommt, wenn es bei nicht erregtem Auslaßventil A auftritt-. Das Ausgangssignal
des Gatters 27 bewirkt über ODER-Gatter 28 eine Offenhaltung des UND-Gatters 27
und sperrt außerdem das UND-Gatter 17. Damit wird der gepulste Anstieg des Drucks
vermieden,.die Einlaßventile erhalten kein Signal und es erfolgt ein schneller Druckaufbau.
-
Wie oben erwähnt, wird der Druckabbau jeweils bei Auftreten eines
Rucksignals unterbrochen. Bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 1 wird eine Unterbrechung
des Druckabbaus auch bei Unterschreiten der Längsverzögerungsschwelle, also bei
Verschwinden des Signals bei B ausgelöst. Hierzu dient das Zeitglied 23, das UND-Gatter
31 und das ODER-Gatter 32. Verschwindet das Signal bei B, so wird zuerst einmal
die Arbeit des Signalgebers 5 bis 8 unterbrochen.
-
Das Signal am Ausgang des Zeitglieds 23 dauert jedoch noch um die
Zeitkonstante dieses Zeitglieds an, so daß am Ausgang des UND-Gatters 31 ein kurzes
Signal entsteht. Dieses Signal beendet'über das ODER-Gatter 32, Zeitglied 24, das
ebenfalls längsverzögerungsabhängig gesteuert sein kann, und UND-Gatter 7 das Druckabbausignal.
Außerdem löscht es den Speicherinhalt des Speichers 11 und bewirkt an seinem Ende
eine Einspeicherung des augenblicklichen Verzögerungswerts. Schließlich verhindert
es während seiner Dauer einen Druckanstieg, so daß der neuen Einspeicherung kein
Druckaufbau vorausgeht und somit der eingespeicherte Wert einer Verzögerung bei
Bremsdruck nahe 0 entspricht. Erst das erneute Auftreten eines Signals bei B läßt
den Signalgeber 5 bis 8 wieder anlaufen.
-
Anhand der Fig. 2a soll die Wirkungsweise des bis jetzt beschriebenen
Reglers erläutert werden. Dort sind die Fahrzeuggeschwindigkeit
vF,
die Geschwindigkeit vRV und der Vorderräder und Hinterräder, die Längsverzögerung
des Fahrzeugs -vL . und der Bremsdruck in Abhängigkeit von der Zeit aufgetragen.
Bei T1 beginnt der Bremsvorgang, jedoch ist die Längsverzögerung nicht so groß,
daß der Signalgeber 5 bis 8 eingeschaltet wird. Dies geschieht jedoch nach der Bremsdruckerhöhung
und der damit verbundenen überschreitung der Schwelle für die Fahrzeugverzögerung
bei T2.
-
Nach einer 1/2 sec. leitet der Signalgeber 5 bis 8 bei T3 eine Druckabsenkung
ein, die durch das bei der schnellen Verringerung der Längsverzögerung entstehende
Rucksignal abgebrochen wird. Da das Rucksignal vor Ablauf der Zeit der Zeitkonstaften
25 kam, wird der Druck ungepulst aufgebaut.
-
In der Folge (bei 5) wird der Druck und damit der Verzögerungswert
weiter erhöht, wodurch der Signalgeber 5 bis 8 auf die zweite, längere Zeitkonstante
(1 sec.) umgeschaltet wird. Nach Ablauf 1 sec. ab Beginn des Druckaufbaus erfolgt
bei T6 eine weitere Druckabsenkung, die durch das schnell kommende Rucksignal gestoppt
wird. Auch hier wird wegen des schnell kommenden Rucksignals der Druck ungepulst
aufgebaut.
-
Ab 27 wird eine Panikbremsung eingeleitet, wodurch die Räder ins
instabile Gebiet gelangen Nach Druckabbau ab T8 erfolgt ab D9 ein Druckaufbau mit
unterschiedlichen Gradienten. Zuerst wird in einer durch das steuerbare Zeitglied
16 bestimmten Zeit schnell aufgebaut, danach erfolgt mittels dem Taktgeber 17, 18,
19, 20 ein gepulster Aufbau, der jedoch bei T10 in eine Konstanthaltung übergeht,
was durch die nicht mehr steigende Fahrzeugverzögerung hervorgerufen wird (Signal
an D ist nicht vorhanden). Bei T11 erfolgt ein neuer Druckabbau, der bei T12 wieder
in einen Druckaufbau übergeht. Bei T13 ist ein Übergang des Fahrzeugs auf eine Fahrbahn
mit kleiem ju angenommen. Die abnehmende Fahrzeugverzögerung stoppt den Druckaufbau
und schaltet wegen der Unterschreitung der Schwelle wieder auf die kleine Zeitkonstante
von 500 msec. um.
-
Zur optimalen Regelung bei besonderen Situationen benötigt
der
erfindungsgemäße Regler noch weitere Signale. So ist es bei Eurvenfahrt sinnvoll,
zur Erhöhung der Seitenkraft den Drudkesaebzusenken, wenn sich bei vorhandener Querbeschleunigung/betragsmnRig
verringert, da bei einem solchen Fall anzunehmen ist, daß das Fahrzeug auszubrechen
beginnt.
-
Zur Bildung eines entsprechenden Signals ist it Fig. 1 ein Querbeschleunigungsgeber
35 vorgesehen, der der Querbeschleunigung des Fahrzeugs nach Betrag und Richtung
abhängige Signale abgibt. Diese Signale werden über das Filter 41 zu den zusammenwirkenden
Differenziergliedern 36 und 37 geführt, die auf der einen Leitung ein Signal abgeben,
wenn sich das zugeführte Signal betragsmäßig um einen bestimmten Wert erniedrigt
und auf der anderen Leitung ein Signal abgeben, wenn sich das zugeführte Signal
um einen bestimmten Wert erhöht. Die Ausgangssignale werden UND-Gattern 38 und 39
zusammen mit den Signalen des Querbeschleunigungsgebers 75 so zugeführt, daß am
UND-Gatter 39 ein Ausgangssignal entsteht, wenn bei negativer gemessener Querbeschleunigung
sich diese erhöht (also in Richtung 0 geht) und am UND-Gatter 38 ein Ausgangssignal
entsteht, wenn bei positiv gemessener Querbeschleunigung sich diese erniedrigt.
über das ODER-Gatter 40 gelangen die entstehenden Signale zur Klemme E. Es wäre
auch eine Änderung der Querbeschleunigung mittels Speicher und Komparator denkbar.
-
Zusätzlich wird in Fig 1 noch ein Signal erzeugt, wenn -de-r Lenkwinkel
des Fahrzeugs schnell geändert wird. Hierzu ist ein Lenkwinkelgeber 45 vorgesehen,
dessen von der Richtung und der Größe des Lenkwinkels abhängigen Signale im Differenzierer
46 differenziert werden. Am Ausgang des Differenzierers und damit an-der Klemme
F entsteht ein Signal, wenn das Lenkrad mit wenigstens einer bestimmten Geschjindigkeit
gedreht wird.
-
Schließlich soll auch noch der Fall erfaßt werden, daß sich die Räder
beider Wagenseiten auf unterschiedlichem /u bewegen. Hier versucht sich das Fahrzeug
beim Bremsen zu drehen,
wodurch eine Querbeschleunigung entsteht.
Zur Kompensation des vorhandenen Giermomentes wird der Fahrer etwas gegenlenken.
Zur Erfassung dieses Falls dienen die UNI)-Gatter 47 und 48, in denen jeweils eine
Querbeschleunigung bestimmter Richtung mit einem Lenkwinkel entgegengesetzter Richtung
verglichen wird. Treten beide Signale auf, so gibt eines der Gatter 47 oder 48 ein
Signal ab, das über das ODER-Gatter 49 zur Klemme G gelangt.
-
Die drei an den Klemmen E, F und G erzeugten Signale werden über das
ODER-Gatter 57 in die Auswerteschaltung 4 eingekoppelt. Jedes dieser Signale bewirkt
dort über das UND-Gatter 52 und das ODER-Gatter 53 wie ein Ausgangs signal des Zeitglieds
6 eine sofortige Druckabsenkung, die wieder durch das Rucksignal oder das verscbwindende
Längsverzögerungssignal rückgängig gemacht wird. Mit dem Unterbrechen des Druckabsenksignals
wird über das Zeitglied 50 für eine vorgegebene Zeit das UND-Gatter 51 durchlässig
und damit das Gatter 52 gesperrt. In der durch das Zeitglied 50 bewirkten Sperrung
des UND-Gatters 52 kann kein Signal an den Klemmen E, F, G die Druckabsenkung auslösen.
Das Zeitglied 50 stellt also sicher, daß nach einer Druckabsenkung eines der Signale
bei E, F, G nicht sofort eine weitere Druckabsenkung bewirken kann, sondern daß
erst ein Druckaufbau vor sich gehen muß.
-
Die Signale bei E, F und G wirken auch auf das UND-Gatter 58 ein.
Ist die bistabile Stufe 15 gekippt, so gelangen die Signale bei E, F und G auch
über das UND-Gatter 58 und sperren das UND-Gatter 26, über das sonst unter bestimmten
Bedingungen ein schneller Druckaufbau eingeleitet wird.
-
Dieser wird bei Auftreten der Sondersignale verhindert.
-
In Fig. 2 b ist die Fahrzeuggeschwindigkeit vF, die Vorderradgeschwindigkeit
vR, die Fahrzeuglängsverzögerung val ., die Pahrzeugquerbeschleunigung ',, der Bremsdruck
P und der LenkradwinkeloGüber der Zeit aufgezeichnet. Es wird angenommen, daß sich
die Verläufe an die entsprechenden
Verläufe der Fig. 2a anschließen.
Im Zeitpunkt T14 wurde unterstellt, daß die Längsverzögerungsänaerung durch Phasenverschiebungen
der Geschwindigkeiten einzelner Räder verwaschen ist, so daß kein Rucksignal entsteht.
Hier bringt das Unterschreiten der Längsverzögerungsschwelle den erneuten Druckaufbau,
der wegen der kleinen Längsverzögerung nur in einen kleinen Bereich schnell erfolgt.
Der Aufbau wird verfrüht unterbrochen, weil durch die Lenkradverdrehhung bei T15
eine sofortige Druckabsenkung ausgelöst wird.
-
Der Druckaufbau bei T16 wird wieder durch den Ruck ausgelöst. Diesmal
erfolgt die Unterbrechung des Aufbaus weil das positiv gemessene Querbeschleunigungssignal
bei T17 abnimmt (Signal E).
-
Die Benkradrückstellung nach T18 kann eine Druckabsenkung nicht auslösen,
weil seit Beginn des Druckaufbaus die durch das Zeitglied 50.gegebene Zeit noch
nicht abgelaufen ist. Bei T19 wird ein sogenannter positiver /u - Sprung angenommen,
also der übergang auf Untergrund mit hohem /u.
-
Die Längsverzögerung wächst an. Der durch den Signalgeber gesteuerte
Druckabbau bis T20 ist deshalb kurz und wegen des schnellen Auftretensdes Rucksignals
(Zeitglied 25) erfolgt auch ein schneller Druckaufbau. Gleichzeitig erfolgt Umschaltung
des Taktgebers anf die Zeitkonstante 1 sec.
-
Diese wird im folgenden Verlauf nicht voll wirksam, weil bei T21 wegen
des angenommenen unterschiedlichen /u auf beiden Wagenseiten eine Querbeschleunigung
bestimmter Richtung auftritt und der Fahrer durch Lenkradeinschlag dem entgegenwirkt.
Es kommt zur Druckabsenkung und ab T22 zum erneuten Druckaufbau, der in ein Rruckhalten
bei U25 wegen der nicht mehr zunehmenden Fahrzeuglängsverzögerung übergeht. Der
Lenkradeinschlag bei 224 löst eine Druckabsenkung aus, die jedoch wegen des schnell
auftretenden Rucksignals nur wenig wirksam ist. Das Rückdrehen des Lenkrads bei
T25 bringt eine erneute Druckabsenkung.
-
- Patentansprüche -