DE2436231A1

DE2436231A1 - Antiblockiersystem fuer kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE2436231A1
Application number: DE2436231A
Authority: DE
Inventors: Giuseppe Cuzzucoli; Renato Guagliumi
Original assignee: Fiat SpA
Current assignee: Fiat SpA
Priority date: 1973-07-26
Filing date: 1974-07-26
Publication date: 1975-02-13
Also published as: IT991874B; FR2238616A1; GB1480249A; DE2436231B2; FR2238616B1; US3951466A; DE2436231C3

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Verbesserungen an Antiblockiersystemen in Kraftfahrzeugen und insbesondere auf ein Systerrij bei dem das Abbremsen des Fahrzeugs aus einer Serie von Arbeitsspielen aus Bremsbetätigung und Bremsfreigabe besteht, wobei der Beginn jeder Bremsfreigabe und Bremsbetätigung von einem Schwellwertkreis gesteuert wird.

Der Schwellwertkreis wirkt auf die Bremsorgane an den

— 1 —

509807/0874

BAD ORIGINAL

M 9 9 25

Rändern über eine Betätigungseinrichtung, die normalerweise aus einem Magnetventil besteht, das im erregten Zustand die bestehende Bremswirkung unterbricht und im entregten Zustand die Bremswirkung wieder herstellt. Der Schwellwertkreis wird tätig, wenn ein Signal auftritt, das durch die Verlangsamung oder Beschleunigung der Räder hervorgerufen und von einem Geschwindigkeitsdifferenziergerät dem Schwellwertkreis zugeführt wird.

Der Schwellwertkreis arbeitet in einem ersten, als Bremsverminderungs-Schwellwert bezeichneten Schwellwertniveau und. in einem zweiten, als Bremsverstärkungs-Schwellwert bezeichneten Schwellwertniveau. Wenn während des Abbrems ens des Fahrzeugs (bei niedergetretenem Bremspedal) das von dem Differenziergerät gelieferte Verlangsamungssignal das erste Schwellwertsignal erreicht, löst der Schwellwertkreis die Freigabe der Bremse (Bremsverminderung) aus, indem das Magnetventil erregt wird. Infolge der Bremsverminderung tritt eine Zunahme der Geschwindigkeit der Fahrzeugräder ein, und sobald das Signal des Differenziergeräts das zweite Schwellwertniveau erreicht, verursacht der Schwellwertkreis die Wiederaufnahme des-Bremsvorgangs durch Entregen des Magnetventils.

Bei den bekannten Antiblockieranlagen wird der Bremsverminderungsschwellwert auf einen gleichbleibenden Wert eingestellt, und das kann zu einer Herabsetzung der Wirksamkeit des Bremsvorgangs führen, beispielsweise beim Auftreten von Änderungen der Fahrzeuggeschwindigkeit oder des Zustandes der Straßenoberfläche. Ein niedriger Schwellwert ist für langsame Fahrzeuge oder für jedes Fahrzeug bei niedriger Geschwindigkeit geeignet, während er für schnelle Fahrzeuge ungeeignet ist. Bei einem schnellen Fahrzeug könnte nämlich ein niedriger Bremsschwellenwert dazu führen, daß das System eingreift (bremskraftvermindernd),

509807/<f874

>y

wenn die Änderungen der Radgeschwindigkeit sehr gering sind, woraus sich eine Serie von Arbeitsspielen ergäbe, bei denen die Bremsverminderung zu schnell auftrage. Auf diese Weise könnten sich Pseudo-Schlupfverhältnisse zum Nachteil der Bremswirkung einstellen und die Anhaltwege wurden unbrauchbar lang.

Andererseits ist ein hoher Bremsverminderungs-Schwellwert geeignet für schnelle Fahrzeuge, dagegen sind sie nicht geeignet für niedrige Geschwindigkeiten oder bei einem langsamen Fahrzeug. Im letzteren Falle kann nämlich ein hoher Schwellwert dazu führen, daß Arbeitsspiele mit Tendenz zu Radschlupf auftreten, wodurch sich die Gefahr des Blockierens der Räder ergibt, was zwar zu kurzen Bremswegen führt, gleichzeitig aber auch zum Verlust der Lenkbarkeit des Fahrzeugs.

Darüber hinaus liefert ein gleichbleibendes Schwellwertniveau wegen der auftretenden Änderungen der Verhältnisse an der Straßenoberfläche nicht die besten Resultate. Wenn der Schwellwert hoch liegt und das Fahrzeug auf einer Oberfläche mit niedrigem Reibungskoeffizienten bremst, kann die Freigabe der Bremsen möglicherweise erst erfolgen, wenn die Räder bereits hohen Schlupf erreicht haben, wodurch dann die Gefahr des Blockierens gegeben ist. Wenn andererseits der Schwellwert niedrig liegt und das Fahrzeug auf einem Untergrund mit niedrigem Reibungskoeffizienten bremst, kann die Bremsfreigabe zu schnell erfolgen, bevor die Räder den Schlupfbeginn erreichen, und die Gesamtbremswirkung wird dadurch herabgesetzt.

Gemäß der Erfindung ist ein Antiblockiersystem für Kraftfahrzeuge vorgesehen, bei dem ein Schwellwertkreis ein

509807/0874

M 9925

erstes Schwellwertniveau besitzt, das zur Regelung der Bremsverminderung dient, und ein zweites Schwellwertniveau, das zur Regelung der Bremsverstärkung dient, und bei dem ein Korrekturkreis vorgesehen ist, der dem Schwellwertkreis ein Korrektursignal zuführt, das kennzeichnend ist für mindestens einen der dynamischen Parameter des Fahrzeugs und das das erste Schwellwertniveau verändern soll.

Wenn es sich bei dem betreffenden Parameter um die Augenblicksgeschwindigkeit der Räder handelt, wird ein der Radgeschwindigkeit proportionales Signal benutzt, um den . Bremsverminderungsschwellwert zu korrigieren; das Signal wird auf einen Steuereingang des Schwellwertkreises über den Korrekturkreis gegeben, der in diesem Falle auf die Radgeschwindigkeit anspricht. Auf diese V/eise lassen sich optimale Bremsverhältnisse für langsame wie für schnelle Fahrzeuge und auch für ein und dasselbe Fahrzeug bei hoher wie bei niedriger Geschwindigkeit herbeiführen.

Wenn es sich andererseits bei dem fraglichen Parameter um die Straßenoberfläche handelt, wird ein Korrektursignal abgegeben, das der Verzögerung des Fahrzeugs proportional ist. Dieses Signal gelangt über den Korrekturkreis in den Schwellwertkreis. Auf diese Weise kann ein Schwellwertniveau derart eingestellt werden, daß es der speziellen Straßer.-oberflache angepaßt ist, so daß ein wirksamer Bremsvorgang bei allen Straßenverhältnissen möglich ist.

Natürlich können dem Schwellwertkreis auch Signale, die für Geschwindigkeit und Verzögerung kennzeichnend sind, gleichzeitig zugeführt werden, um auf diese Weise den Brems-Schwellwert zu variieren.

509807/0874

Die Erfindung soll anschliossend anhand eines den Erfindungsgedanken nicht einschränkenden Beispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben werden, die folgendes darstellen:

Fig. 1 ein schematisches Blockdiagramm eines Antiblockiersystems nach einer Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 2 ein Kurvenbild der zeitlichen Änderung der Fahrzeuggeschwindigkeit und der Geschwindigkeit der Fahrzeugräder während des nicht-blockierenden Bremsens;

Fig. 3 ein Kurvenbild der Verzögerung der Räder während des nicht-blockierenden Bremsens;

Fig. M- eine einfache Ausführungsform des Korrekturkreises für die Regelung des Bremsverminderungsschwellwerts.

Die gezeichnete Ausführungsform des Antiblockiersystems weist gemäß Fig. 1 mindestens einen Geschwindigkeitssensor IA auf, meistens als Meßwertgeber ausgeführt, der Wechselsignale abgibt, deren Frequenz der Geschwindigkeit des überwachten Rades proportional ist. Der Sensor IA treibt ein Tachometer 2A an, das ein der Geschwindigkeit des überwachten Rades proportionales Spannungssignal abgibt. Das Tachometer 2A ist mit einem Eingang eines Schwellwertkreises 3 verbunden, der die kleinste Eingreifgeschwindigkeit bestimmt. Ferner ist ein Minimumwähler 4 für den Fall vorgesehen, daß zwei Räder auf derselben Achse überwacht werden, d.h., für den Fall, daß ein weiterer Sensor 18 und ein zugehöriges Tachometer 28 verwendet vier den; diese wahlweise einsetzbaren Geräte sind gestrichelt ein-

509807/0874

gezeichnet. Ein Geschwindigkeitsspeicherkreis 5 speichert das Radgeschwindigkeitssignal während des Bremsverminderungsvorgangs.

Wenn nur ein Rad überwacht wird, kommt das Geschwindigkeitssignal unmittelbar aus dem Tachometer 2A, von dem Minimumwähler 4 dagegen, wenn zwei Räder überwacht werden. Mit dem Speicherkreis 5 ist ein Geschwindigkeitsdifferenzierkreis 6 verbunden, der ein Signal liefert, das für die Radbeschleunigung oder -verzögerung kennzeichnend ist. Dieses letztere Signal gelangt als eine Eingangsgröße in den Schwellwertkreis 7. Mit dem Schwellwertkreis 7 ist ein automatischer Rückstellkreis 8 verbunden, um die Bremswirkung wiederherzustellen, wenn der richtige Befehl von dem Kreis 7 nicht zur rechten Zeit eintrifft. Eine an den Kreis 8 angeschlossene Leistungsstufe 9 veranlaßt ein Steuerventil 10, das normalerweise als Magnetventil ausgebildet ist, den Bremsdruck zu steuern, der an dem oder jedem Radbremsnocken (nicht gezeichnet) wirksam ist.

Ferner ist ein Generator 11 vorgesehen, der dem Speicherkreis 5 ein Stromsignal zuführt, das der Verzögerung des Fahrzeugs proportional ist. Ein Verzögerungsmesser 12 liefert dem Generator 11 ein Spannungssignal, das der Fahrzeugverzögerung proportional ist. Ein Steuerkreis 13 für den Speicherkreis 5, geregelt von der Leistungsstufe 9, ist mit dem Ausgang des Generators 11 verbunden.

Im Betrieb werden die von den Meßwertgebern la und IB der beiden Räder der zu überwachenden Achse gelieferten Wechselsignale in den zugeordneten Tachometern 2A und 2B verarbeitet, die dann an ihren Ausgängen Spannungen abgeben, die der Geschwindigkeit der Räder proportional sind. Wenn

509807/0874

Λ-

die Radgeschwindigkeiten unterhalb eines vorgegebenen Mindestwertes liegen, liefert der Schwellwertkreis 3 einen Mindestwert an den Ausgang des jeweiligen Tachometers. Der Minimumwählerkreis^%U wählt von den Tachometerausgangsgrößen dasjenige Radgeschwindigkeitssignal aus, das der niedrigeren der beiden Radgeschwindigkeiten entspricht.

Der Geschwindigkeitsdifferenzierkreis 6 liefert ein Signal, das der Verzögerung des langsameren Rades proportional ist. Wenn dieses Verzögerungssignal den von dem Kreis 7 definierten Schwellwert erreicht, wird das Magnet-· ventil 10 durch die Leistungsstufe 9 erregt. Aufgrund der Erregung des Magnetventils 10 erfolgt die Bremsverminderung der beiden überwachten Räder.

Das Erregungssignal für das Magnetventil 10 rührt von der Leistungsstufe 9 her und wirkt über den Steuerkreis 13 auch auf den Speicherkreis 5, der die niedrigere der beiden Radgeschwindigkeiten speichert. Ein von dem Verzögerungsmesser 12 aufgezeichnetes, der Verzögerung des Fahrzeuges proportionales Signal wird von dem Generator-11 in Form eines Stromes geliefert, der den Speicher 5 langsam entlädt, wodurch die Geschwindigkeitsabnahme des sich verlangsamenden Fahrzeugs simuliert wird.

Wenn die niedrigere Geschwindigkeit der beiden Räder infolge der Bremsverminderung zugenommen hat und die ermittelte Fahrzeuggeschwindigkeit erreicht hat, veranlaßt die Kette der Kreise 6, 7, 8, 9 die Entregung des Magnetventils 10, wodurch die Bremsen wieder eingesetzt werden, vorausgesetzt, daß der Fahrer das Bremspedal weiterhin niederdrückt.

Gleichzeitig wirkt der Entregungsbefehl für das Magnet-

50980 7/0874

ventil 10 auch auf den Speichersteuerkreis 13 in dem Sinne, daß das in dem Speicherkreis 5 gespeicherte Geschwindigkeitssignal gelöscht wird und nun das Geschwindigkeitssignal des langsameren Rades wieder auf den Geschwindigkeitsdifferenzierkreis 6 geleitet wird. Das Arbeitsspiel des Antiblockiersystems ist damit abgeschlossen.

Die folgenden Bremsungs-Arbeitsspiele laufen unter entsprechenden Bedingungen und mit abnehmenden Fahrzeuggeschwindigkeiten ab, bis das Fahrzeug zum Stillstand kommt.

Fig. 2 zeigt die Änderung der Fahrzeuggeschwindigkeit Vv und der Radgeschwindigkeit Vr während zweier aufeinanderfolgender Bremszyklen. Der Bremsvorgang beginnt in den Augenblicken t- und t~ und die Augenblicke, in denen die Bremse gelöst wird (Bremsverminderung) sind mit t,, und t^ bezeichnet. Die Linienzüge VsI und Vs2 stellen die aufgenommene- Fahrzeuggeschwindigkeit abzüglich einer Konstanten dar, und ihre Schnittpunkte mit den wieder ansteigenden gestrichelten Linien der Radgeschwindigkeit Vr definieren jeweils genau den Zeitpunkt, in dem das Bremsen wieder einsetzt.

Die Änderung der Radbeschleunigung· a ist in Fig. 3 wiedergegeben, wobei a den von dem Kreis 7 definierten Bremsverminderungs-Schwellwert anzeigt.

Gemäß der Erfindung wird zur Verbesserung der Betriebssicherheit des Antiblockiersystems unter allen Fahrbedingungen und Straßenverhältnissen der Bremsverminderungs-Schwellwert a als mit der Radgeschwindigkeit variable Größe eingeführt. Das wird dadurch erreicht, daß das Spannungssignal am Ausgang A des Minimumwählers 4 (vgl. Fig. 1) abgenommen und als das Geschwindigkeitssignal korri-

50 9 8 07/0874

gierendes Signal über einen den Bremsverminderung schwellwert korrigierenden Kreis 15 an den Steuereingang IC des Schwellwertkreises 7 geführt wird. Der Kreis 15 liefert somit ein Korrektursignal, das von mindestens einem der dynamischen Parameter des Fahrzeugs abhängt.

Nach einem anderen Merkmal der Erfindung läßt man den Brcmsverminderungs schwellwert mit der Verzögerung des Fahrzeugs variieren; in diesem Fall wird das die Verzögerung ausdrückende Signal am Ausgang B des Verzögerungs messers 12 (vgl. Fig. 1) abgenommen und über den Korrekturkreis 15 in den Schwellwertkreis 7 geführt.

Offensichtlich kann man den Bremsverminderungsschwellwert so modifizieren, daß er gleichzeitig beide Parameter berücksichtigt. In diesem Falle ergeben sich die zuzuführenden Korrekturen, wie in Fig. 1 gezeichnet, so, daß 15' und 15" zwei Eingangskreise für die Geschwindigkeitsbzw. Beschleunigungssignale darstellen und I der Eingang zu dem Korrekturkreis 15 ist.

Wenn der Schwellwertkreis 7 so aufgebaut ist·, daß die beiden Schwellwerte miteinander verknüpft und voneinander abhängig sind, wodurch die Änderung des einen mit einer Änderung des anderen verbunden ist, während der Bremsverstärkungsschwellwert konstant bleiben soll, so ist ein Steuerkreis für den Bremsverstärkungsschwellwert vorgesehen, der durch den Block 16 angedeutet ist. Dieser Kreis arbeitet mit dem Korrekturkreis 15 während des Brems vorgangs zusammen, so daß der Bremsverminderungsschwellwert von der Geschwindigkeit und/oder Verzögerung abhängt, während der Steuerkreis 16 während des Bremsverminderungsvorgangs nicht mit dem Kreis 15 zusammenwirkt, so daß der Brems- oder Bremsverstärkungsschwellwert nicht von der

509807/0874

Geschwindigkeit und/oder Verzögerung abhängt.

Zu diesem Zweck ist der Steuerkreis 16 an einen Steuerausgang E der Leistungsstufe 9 angeschlossen, wodurch der Kreis 16 so geregelt wird, daß ein Zusammenwirken mit dem Korrekturkreis 15 nur erfolgt, wenn das Entregungssignal an das Magnetventil 10 abgegangen ist.

Fig. 4 gibt eine einfache Ausführung des Kreises für die Korrektur des Bremsverminderungsschwellwertes in Abhängigkeit von der Radgeschwindigkeit und der Fahrzeugbeschleunigung wieder.

Der Korrekturkreis 15 bzw. die Eingangskreise 15' bzw. 15" nach Fig. 1 werden durch die Widerstände R bzw. Rl bzw. R2 gebildet, und der Steuerkreis 16 besteht aus einem Transistor T. Ein an dem Punkt B registriertes, der Fahrzeugverzögerung proportionales Signal wird über R2 an das Eingangsende I des Widerstandes R gegeben.

Das Ausgangsende U des Widerstands R ist mit dem Steuereingang IC des Schwellwertkreises verbunden, der aus einem Hysteresiskomparator mit einem triggerbaren Verstärker Q besteht. Bei diesem Schwellwertkreis ist der Ausgang U an den positiven (+) Eingang des Verstärkers Q über einen Widerstand R₃ gelegt j bei dem Komparator bedeutet +ST eine stabilisierte Spannung, und R4, R5, R6 sind Widerstände, die die Eingreifschwellwerte definieren. Man erkennt, daß es sich bei dem Korrekturkreis 15 um eine Widerstandsschaltung handelt, die dazu dient, die von A und B gelieferten Geschwindigkeits- und Beschleunigungssignale zu kombinieren und sie zum Punkt IC zu führen, wo sie zu der stabilisierten Spannung +ST addiert werden.

Natürlich können auch Signale, die anderen Parametern pro-

- 10 509807/0874

portional sind, auf den Eingang I des Kreises gegeben werden. Ein solches Signal ist beispielsweise die Belastung des Fahrzeugs. Wenn es andererseits beabsichtigt ist, auf den Eingang I nur ein einziges Signal zu geben, das nur der Geschwindigkeit oder der Beschleunigung des Fahrzeugs proportional ist, so braucht man nur den Punkt B oder A an Erde zu legen, je nachdem, welches Signal ausgeschlossen werden soll.

Der Steuerkreis besteht aus einem elektronischen Schalter mit dem Transistor T, dessen Kollektor an den Eingang I des Widerstands R angeschlossen ist, während die Basis über einen Widerstand R7 an den Steuerausgang E der Leistungsstufe 9 geführt ist. Der Transistor T wirkt als Betätigungsschaltung, d.h. als Ein/Aus-Schaltung.

Während des Bremsverminderungsabschnitts liefert die Leistungsstufe 9 ein Erregungssignal an das Magnetventil 10 und ein Steuersignal an den Transistor T, der gesättigt wird und das Eingangsende I des Widerstands R erdet, so daß jedes bei A und B anstehende Signal die Spannung am Punkt IC nicht beeinflussen kann. Während dieses Zustande erhält somit der Widerstand keine "Zustimmung" von dem Eingangsende I, und der Bremsverstärkungsschwellwert ist als Konstantwert durch +ST und die Widerstände R4, R5, r6 bestimmt.

Während des Bremsvorgangs gibt andererseits die Leistungsstufe 9 auf den Transistor T ein Sperrsignal, so daß die von A und B herkommenden Signale in R summiert werden und sich im Punkte IC mit dem Signal der stabilisierten Spannung +ST verbinden, so daß sich eine Änderung des Bremsverrninderungsschwellwerts ergibt.

Der Korrekturkreis 15 kann natürlich im Rahmen der Er-

findung in seinem Aufbau von dem gezeichneten Ausführungs beispiel abweichen.

Der elektronische Schalter T hat, wie leicht ersichtlich, die Aufgabe, die Spannung am Ausgangsende der Widerstände Rl, R2, d.h. die Spannung am Punkte I so zu steuern, daß am Punkt IC die erforderliche Spannung anliegt. Natürlich können, wenn der Bremsschwellwert variiert werden soll, der Transistor T und der Widerstand R weggelassen werden, und der Punkt I kann dann unmittelbar mit dem Punkte IC verbunden werden.

Patentansprüche-:

- 12 -

509807/0874

Claims

M 9925 Patent ans pr ü c h e :

1.) Antiblockiersystem für Kraftfahrzeuge, mit einem Steuerventil zum Steuern der Freigabe der Bremse (Bremsverminderung) und der neuerlichen Bremsbetätigung (Bremsverstärkung) während des nicht-blockierenden Bremsens, mit einem Schwellwertkreis, der auf die Verlangsamung der Fahrzeugräder anspricht und das Ventil steuert, wobei der Schwellwertkreis ein erstes Schwellwertniveau besitzt, bei dem die Bremsverminderung eingeleitet wird, und ein zweites Schwellwertniveau, bei dem die Bremsverstärkung eingeleitet wird,

dadurch gekennzeichnet, daß ein Schwellv.'ertkorrekturkreis (15) vorgesehen ist, der dem Schwellwertkreis (7) über einen Signalverknüpfungskreis ein Korrektursignal zuführt, das mindestens einem dynamischen Parameter des Fahrzeugs proportional ist, damit das erste Schwellwertniveau entsprechend dem genannten dynamischen Parameter verändert wird.

2. Antiblockiersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß, die genannten dynamischen Parameter die Geschwindigkeit des Fahrzeugrades oder der Fahrzeugräder und/oder die Fahrzeugbeschleunigung sind, und daß die Korrektursignale durch Spannungssignale gebildet sind, die der augenblicklichen Radgeschwindig keit und/oder der Fahrzeugverzögerung proportional sind.

- 13 -

509807/0874

3. Antiblockiersystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das System ausserdem einen Korrektursignalsteuerkreis (16) aufweist, der ein Korrektursignal von dem Schwellwertkorrekturkreis (15) während der Bremsverminderung annulliert, damit das zweite Schwellwertniveau konstant bleibt, während das erste Schwellwertniveau variiert wird.

4. Antiblockiersystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Signalverknüpfungskreis für die Einführung eines mindestens einem dynamischen Parameter des Fahrzeugs proportionalen Korrektursignals in den SphweUwertkreis (7) zwei Widerstandsschaltungen (R, R₁, R„) mit einem gemeinsamen Schaltpunkt (I) aufweist, von denen die erste (R-, R₂) ^mit den Signalanschlüssen (A, B) zur Zuführung von den dynamischen Parametern entsprechenden Signalen verbunden ist, während die zweite Widerstandsschaltung (R) an einen Eingang (IC) des Schwellwertkreises angeschlossen und der gemeinsame Schaltpunkt (I) von dem genannten Korrektursignalsteuerkreis (16) steuerbar ist, der einen elektronischen Schalter (T) enthält, der von einem von dem Steuerventil herrührenden Signal bei Einleitung der Bremsverminderung zu betätigen ist.

Für; FIAT Societa per Azioni

MTENTAMWXLTE

₁RFlNCKE, DIP1.4NG. H. 8OMk D)PL-ING. S. STAEGBi

- 14 -

509807/0874

/sr.

Leerseite