DE3021855A1

DE3021855A1 - Braking control system for preventing wheel lock - cyclically modulates brake pressure to test braking conditions using phase comparator

Info

Publication number: DE3021855A1
Application number: DE19803021855
Authority: DE
Inventors: Adam 8552 Höchstadt Dittner
Original assignee: FAG Kugelfischer Georg Schaefer KGaA; Kugelfischer Georg Schaefer and Co
Current assignee: IHO Holding GmbH and Co KG
Priority date: 1980-06-11
Filing date: 1980-06-11
Publication date: 1981-12-17

Abstract

A tachometer (2) on the wheel (1) axle gives a speed signal to a differentiator (3), and from thence to one input of a comparator (4). A reference input is derived from a braking reaction sensor (11) on the vehicle frame whose output is also differentiated (12), and applied to a phase comparator (13). The resulting signal controls a reference setter (15), which provides the second input to the comparator (4). The phase comparator (15) also has an input from the tachometer. An oscillator (16) modulates the reference setter, typically by about 5 per cent. The phase shift which this modulation produces between tachometer and reaction sensor is used to further modify the reference, and reduce the braking effort exerted by the brake cylinder (6) via the electro-hydaulic control unit (5), if the friction between wheel and road is low and a tendency to slip exists. The presence of slip produces the phase shift between wheel and reaction signals.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vor-The invention relates to a method and a pre

richtung zum Verzögern der Drehzahl von Fahrzeugrädern, wobei ein Blockieren der Räder auf der Straße beim Bremsen verhindert wird.direction for decelerating the speed of vehicle wheels, where a Blocking of the wheels on the road when braking is prevented.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung der genannten Art anzugeben, bei dem in bezug auf den Jeweils vorhandenen Haftbeiwert zwischen Straße und Rad beim Überbremsen durch den Fahrer der jeweils kurzeste Bremsweg des Fahrzeuges mit einfachen Mitteln betriebssicher und automatisch erzielt wird.It is the object of the invention to provide a method and a device of specified type, with reference to the existing coefficient of adhesion the shortest braking distance between road and wheel when the driver overbrakes of the vehicle is achieved reliably and automatically with simple means.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch Mittel, wie sie im kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 und, in weiteren vorteilhaften Ausgestaltungen, den Unteransprüchen angegeben sind.The solution to this problem is carried out by means such as those in the characteristic Part of claim 1 and, in further advantageous embodiments, the Subclaims are indicated.

Die Erfindung und ihre Vorteile werden nachstehend anhand der Zeichnung erläutert, welche Ausführungsbeispiele der Erfindung veranschaulicht.The invention and its advantages are explained below with reference to the drawing explains which illustrates embodiments of the invention.

Es zeigen: Fig. 1 ein Blockschaltbild einer Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens bei einem nicht angetriebenen Fahrzeugrad, Fig. 2 ein Diagramm zur Erläuterung der Arbeitsweise der Vorrichtung aus Fig. 1, Fig. 3 eine Erweiterung der Vorrichtung aus Fig. 1 für ein Fahrzeug mit mindestens einem nicht angetriebenen und einem motorisch angetriebenen Rad.1 shows a block diagram of an implementation device of the method according to the invention in the case of a non-driven vehicle wheel, Fig. 2 shows a diagram for explaining the mode of operation of the device from FIG. 1, FIG. 3 an extension of the device from FIG. 1 for a vehicle with at least one non-driven and one motor-driven wheel.

Gemäß Fig. 1 wird von dem Fahrzeugrad 1 der Drehzahlgeber 2 angetrieben. Dieser ist an sich beliebiger Art. Ein besonders vorteilhafter Drehzahlgeber wurde vom Erfinder in der deutschen Patentschrift 25 21 163 angegeben. Letzterer gibt als Ausgangsgröße eine reine Gleichspannung ab und kann auch sehr langsame Radgeschwindigkeiten erfassen. Solche kommen beispielsweise bei glatten Straßen vor, welche nur langsame Fahrzeuggeschwindigkeiten zulassen.According to FIG. 1, the speed sensor 2 is driven by the vehicle wheel 1. This is of any type per se. A particularly advantageous speed sensor was specified by the inventor in German patent specification 25 21 163. The latter gives a pure DC voltage as the output variable and can also have very slow wheel speeds capture. These occur, for example, on slippery roads, which are only slow ones Allow vehicle speeds.

Das Ausgangssignal des Drehzahlgebers 2 wird einer Differenzierstufe 3 zugeführt. Diese gibt ein nach Größe und Vorzeichen von der Drehverzögerung des Rades 1 abhängiges Signal ab. Letzteres wird dem Istwert-Eingang eines Soll-Istwertvergleichers 4 zugeführt. Dieser enthält als wesentlichen Bestandteil einen an sich bekannten Operationsverstärker. Bestandteil dieses Spll-Istwertvergleichers kann in bekannter Weise ein Verstärker sein, welcher das Ausgangssignal des Operationsverstärkers auf einen erforderlichen Wert verstärkt.The output signal of the speed sensor 2 is a differentiating stage 3 supplied. This specifies the size and sign of the rotation delay of the Wheel 1 dependent signal. The latter is connected to the actual value input of a setpoint / actual value comparator 4 supplied. This contains a known one as an essential component Operational amplifier. Part of this Spll actual value comparator can be known in Way be an amplifier, which the output signal of the operational amplifier amplified to a required value.

An dem Soll-Istwertvergleicher ist ein schnelles Servoventil 5 mit dem Druckmittelzufluß 5a und dem Drucksittelabfluß 5b angeschlossen. Dieses Servoventil ist an sich beliebiger und bekannter Art. Eine besonders zweckmäßige Ausführung eines solchen Servoventils ist vom Erfinder in der deutschen Patentschrift Nr. 26 02 375 angegeben.A fast servo valve 5 is connected to the setpoint / actual value comparator connected to the pressure medium inflow 5a and the pressure medium outflow 5b. This servovalve is of any known type. A particularly useful design such a servo valve is described by the inventor in German Patent No. 26 02 375 specified.

Das Servoventil 5 betätigt ein Stellglied 6. Letzteres wird weiter unten näher erläutert und liegt im Zuge der Bremsleitung von einem Bremsiruck-Geberzylinder 7 mit Bremspedal 8 zu dem Bremssattel 9 einer üblichen Scheibenbremse. Die Bremsscheibe ist mit 10 bezeichnet. Der Anschluß 5a des Servoventils 5 steht mit einer an sich beliebigen und daher nicht mitgezeichneten Druckmittelquelle in Leitungsverbindung, beispielsweise einer vom Fahrzeugmotor angetriebenen Pumpe mit Druckspeicher. Der Anschluß 5b führt zu einem Druckaittelsammelbehälter.The servo valve 5 actuates an actuator 6. The latter continues explained in more detail below and is located in the course of the brake line from a brake jerk master cylinder 7 with brake pedal 8 to the brake caliper 9 of a conventional disc brake. The brake disc is denoted by 10. The connection 5a of the servo valve 5 is associated with a per se any and therefore not marked pressure medium source in line connection, for example a pump with pressure accumulator driven by the vehicle engine. Of the Connection 5b leads to a pressure medium collecting tank.

Die Vorrichtung enthält sodann einen Bremsreaktionskraftaufnehmer 11. Dieser dient dazu, die Reaktionskraft zu erfassen, die beim Verzögern des Fahrzeugrades 1 zwischen diesem Rad und dem Fahrgestell auftritt. Der KraftauSnehmer 11 kann daher, wie hier aus Einfachheitsgründen dargestellt, unmittelbar die beim Abbremsen des Fahrzeuges auftretende horizontale Bremsreaktionskraft zwischen Radachse und Fahrgestell erfassen, beispielsweise mit Hilfe eines Dehnungsmeßstreifens, eines Piezo-Quarzes oder eine Kraftmeßdose. Besonders zweckmäßig ist es jedoch, die Bremsreaktionskraft am Bremssattel 9 zu erfassen. Hierzu wird dieser nicht unmittelbar, sondern über einen Eraftaufnehmer, etwa einen billigen, handelsüblichen Piezo-Quarz-Druckaufnehmer, am Fahrgestell befestigt. Diese Erfassung der Bremsreaktionskraft am Bremssattel hat den Vorteil, unabhängig von den unterschiedlichen Radaufhängungen verschiedener Fahrzeugtypen die Herstellung eines bei beliebigen Fahrzeugen verwendbaren Bremsreaktionskraftaufnehmers zu ermöglichen.The device then includes a brake reaction force transducer 11. This is used to record the reaction force that occurs when the vehicle wheel is decelerated 1 occurs between this wheel and the chassis. The force transducer 11 can therefore as shown here for the sake of simplicity, immediately when braking the Horizontal braking reaction force occurring between the wheel axle and the chassis capture, for example with the help of a strain gauge, a piezo quartz or a load cell. It is particularly useful, however, to detect the braking reaction force on the brake caliper 9. This is not done immediately, but via a force transducer, such as a cheap, commercially available piezo-quartz pressure transducer, attached to the chassis. This detection of the braking reaction force on the brake caliper has the advantage of being different regardless of the different wheel suspensions Vehicle Types, the manufacture of a brake reaction force transducer that can be used in any vehicle to enable.

An dem Bremsreaktionskraft2ufnehmer 11 ist eine Differenzierstufe 12 angeschlossen. Diese gibt an ihrem Ausgang ein Signal ab, welches nach Vorzeichen und Größe von der durch die Drehverzögerung des Rades 1 vom Bremssattel auf das Fahrgestell tatsächlich ausgeübten Eraft abhängt.A differentiating stage is located on the braking reaction force transducer 11 12 connected. This emits a signal at its output, which according to the sign and size of the caused by the deceleration of the rotation of the wheel 1 from the brake caliper to the Chassis actually exerted eraft depends.

Eine zu der Vorrichtung gehörende Phasenvergleichsstufe 13 ist mit ihrem einen Eingang an dem Ausgang der Differenzierstufe 12 angesohlossen, Ihr anderer Eingang liegt am Ausgang der weiter oben genannten Differenzierstufe 3 für den Drehzahlgeber 2. Die Phasenvergleichsstufe 13 hat die Aufgabe, ein Ausgangssignal bestimmten Vorzeichens abzugeben, wenn an ihren Eingängen Signale mit unterschiedlicher Phase zueinander ankommen oder nur ein Eingangssignal ankommt, aber ein Ausgangssignal anderen Vorzeichens abzugeben, wenn die Eingangssignale gleichphasig ankommen. Am Ausgang des Phasenvergleichers 13 ist eine steuerbare Spannungsquelle 14 für den Sollwertgeber 15 angeschlossen.A phase comparison stage 13 belonging to the device is included one input connected to the output of the differentiating stage 12, your other The input is at the output of the above-mentioned differentiating stage 3 for the speed sensor 2. The phase comparison stage 13 has the task of producing an output signal of a certain sign output when signals with different phases to each other at their inputs arrive or only an input signal arrives, but an output signal another Sign when the input signals arrive in phase. At the output of the phase comparator 13, a controllable voltage source 14 for the setpoint generator 15 is connected.

Letzterer ist mit dem Sollwerteingang des Soll-Istwertvergleichers 4 verbunden. Die Vorrichtung enthält schließlich noch einen Oszillator 16, der eine definierbare Modulation erzeugt und dessen Ausgang ebenfalls an dem Sollwertgeber 15 angeschlos sen ist. Die Stufen 3, 4 und 11 bis 16 sind einem Elektronik-Fachmann an sich bekannt. Sie werden deshalb im einzelnen nicht erläutert.The latter is connected to the setpoint input of the setpoint / actual value comparator 4 connected. The device finally contains an oscillator 16, the one definable modulation is generated and its output is also sent to the setpoint generator 15 is connected. Levels 3, 4 and 11 to 16 are an electronics specialist known per se. They are therefore not explained in detail.

Nachstehend wird die Arbeitsweise der in Fig. 1 gezeigten Vorrichtung erläutert: Einem maximalen Haftbeiwert von zum Beispiel P = 1,2 zwischen Fahrbahn und Rad, der bei optimaler Fahrbahn gegeben ist, entspricht eine bestimmte maximale Drehverzögerung des Rades 1, bei der das Rad noch nicht blockiert. Dieser maximalen Drehverzögerung entspricht ein Ausgangssignal der Differenzierstufe 3 mit einem bestimmten Spannungswert. Letzterer wird als Istwert dem Soll-Istwertvergleicher 4 zugeführt. Der Sollwertgeber 15 ist nun so eingestellt, daß er dem Sollwerteingang des Soll-Istwertvergleichers 4 eine Sollwert spannung vorgibt, welche der von der Differenzierstufe 3 bei maximaler Verzögerung des Rades 1 abgegebenen Istwertspannung entspricht.The following is the operation of the apparatus shown in FIG explained: A maximum coefficient of adhesion of, for example, P = 1.2 between the lane and the wheel, which is given with an optimal road surface, corresponds to a certain maximum Rotation delay of wheel 1 at which the wheel does not yet lock. This maximum Rotation delay corresponds to an output signal of the differentiating stage 3 with a certain voltage value. The latter is used as the actual value in the set-actual value comparator 4 supplied. The setpoint generator 15 is now set so that it corresponds to the setpoint input of the set-actual value comparator 4 specifies a setpoint voltage, which of the Differentiation stage 3 at maximum deceleration of wheel 1 actual value voltage output is equivalent to.

Beim üblichen Bremsen auf normaler Fahrbahn wird die maximal zulässige Drehverzögerung des Rades 1 nicht erreicht. Demgemäß ist in diesen Fällen der von der Differenzierstufe 3 gelieferte Istwert niedriger als der vom Sollwertgeber 15 vorgegebene Sollwert. Daher ist der Soll-Istwertvergleicher übersteuert und gibt kein Ausgangssignal an das Servoventil 5 ab. Dieses verbleibt im Ruhezustand und das Einstellglied 6 übt keinen Einfluß auf den durch Betätigung des Pedals 8 über den Bremsdruck-Geberzylinder 7 eingeleiteten Bremsvorgang aus. Das Rad 1 läßt sich daher beim normalen Fahrbetrieb in ganz üblicher Weise abbremsen.During normal braking on normal road surfaces, the maximum permissible Rotation delay of wheel 1 not reached. Accordingly is in these In cases, the actual value supplied by differentiation stage 3 is lower than that of the Setpoint generator 15 preset setpoint. The set-actual value comparator is therefore overridden and does not emit an output signal to the servo valve 5. This remains in the idle state and the adjusting member 6 has no influence on the operation of the pedal 8 The braking process initiated via the brake pressure master cylinder 7. The wheel 1 leaves therefore slow down in the normal way during normal driving.

Bei einer Überbremsung hingegen, zum Beispiel bei einer zu starken Bremsung auf glatter Fahrbahn, würde die Differenzierstufe 3 ein Istwertsignal an den Soll-Istwertvergleicher 4 abgeben, welches den vorgegebenen Sollwert übersteigt. Demgemäß gibt in diesem Fall auch der Soll-Istwertvergleicher 4 ein Ausgangssignal an das Servoventil 5 ab, dessen Größe davon abhängt, wie stark der durch die Überbremsung am Ausgang der Differenzierstufe 3 hervorgerufene Spannungswert den bei maximal möglicher Radverzögerung entstehenden Wert übersteigt. Das Servoventil 5 öffnet sioh entsprechend und führt dem Stellglied 6 einen Teil des am Anschluß 5a unter Druck anstehenden Druckmittels zu. Das Stellglied 6 ist dabei so beschaffen, daß der zugeführte Druck eine Gegenkraft zu der vom Bremsiruckgeberzylinder 7 bewirkten Bremskraft ausübt und damit die vom Bremssattel 9 auf die Bremsscheibe 10 ausgeübte Bremskraft verringert. Das Stellglied 6 kann dabei in an sich beliebiger Weise beschaffen sein und gehört als solches nicht zur Erfindung. Es kann beispielsweise aus einem kleinen Gegendruck-Arbeitszylinder bestehen, welcher im Bremssattel 9 mit untergebracht ist und dem die Bremskraft erzeugenden Arbeitszylinder mechanisch entgegenwirkt. Es sind auch andere Wege zur Beeinflussung der effektiven Bremskraft durch ein elektrisches Stellsignal bekannt. Diese sind ebenfalls bei der Erfindung anwendbar.In the event of overbraking, however, for example too much Braking on a slippery road, the differentiating stage 3 would send an actual value signal output the setpoint / actual value comparator 4, which exceeds the specified setpoint value. Accordingly, in this case the setpoint / actual value comparator 4 also gives an output signal to the servo valve 5, the size of which depends on how strong it is due to the overbraking at the output of the differentiating stage 3 is the voltage value at maximum possible wheel deceleration exceeds the value. The servo valve 5 opens sioh accordingly and leads the actuator 6 under a part of the terminal 5a Pressure applied pressure medium to. The actuator 6 is designed so that the pressure supplied creates a counterforce to that caused by the brake feedback cylinder 7 Exerts braking force and thus that exerted by the brake caliper 9 on the brake disc 10 Brake force reduced. The actuator 6 can be designed in any way be and as such does not belong to the invention. It can for example consist of a small counter-pressure working cylinder, which in the brake caliper 9 is housed with and the working cylinder generating the braking force mechanically counteracts. There are also other ways of influencing the effective braking force known by an electrical control signal. These are also with the invention applicable.

Nach Reduzierung der Bremskraft nimmt - bedingt durch den noch vorhandenen Antrieb des Rades 1 durch die Pahrbahn - die Drehverzögerung des Rades 1 wieder ab. Entsprechend nimmt auch der Istwert am Eingang des Soll-Istwertvergleichers 4 ab. Dies geschieht in der aus der Regelungstechnik allgemein bekannten Weise kontinuierlich solange, bis der Istwert wieder auf den Wert des vom Sollwertgeber 15 vorgegebenen Sollwertes abgesunken ist. Mit anderen Worten wird auf die bisher beschriebene Weise die Drehverzögerung des Rades 1 bei Jeder Überbremsung auf Jenes Maß heruntergeregelt, welches der maximalen Drehverzögerung des Rades bei optimaler Pahrbahn entspricht. Würde mithin die Überbremsung des Rades bei einer Notbremsung auf optimaler Fahrbahn entstanden sein, so würde diese Regelung bereits ausreichen, um ein Blockieren des Rades zu verhindern. Durch diesen Regelkreis aus den Teilen 2 bis 6 und 9, 10, 15 wird auch verhindert, daß das Rad bei Überbremsung auf glatter Fahrbahn schlagartig blockiert und damit Jede weitere Regelung unmöglich gemacht wird. Es kann vielmehr mit jenem, auf einen der optimalen Fahrbahn entsprechenden Wert der Drehverzögerung abgebremst werden.After reducing the braking force - due to the remaining Drive the wheel 1 through the roadway - the deceleration of the wheel 1 again away. The actual value at the input of the setpoint-actual value comparator also increases accordingly 4 from. This takes place continuously in the manner generally known from control engineering until the actual value is back to the value given by the setpoint generator 15 Setpoint has dropped. In other words, in the manner described so far the rotation deceleration of wheel 1 with each overbraking is regulated down to that level, which corresponds to the maximum turning deceleration of the wheel with an optimal roadway. It would therefore overbrake the wheel in the event of an emergency braking on an optimal road surface have arisen, this regulation would already be sufficient to block the To prevent wheel. Through this control loop from parts 2 to 6 and 9, 10, 15 this also prevents the wheel from suddenly being braked on a slippery road surface blocked and thus any further regulation is made impossible. Rather, it can with that value of the turning deceleration corresponding to an optimal roadway be braked.

Die beschriebene Regelung würde Jedoch nicht ausreichen in all den zumeist vorkommenden Situationen, bei denen der Haftbeiwert zwischen Rad und Fahrbahn wesentlich geringer ist als im eben betrachteten Fall. Hier würde das Rad 1 trotz dieser Regelung blockiert werden. Um dies zu verhindern, findet eine zweite Regelung unter entscheidender Mitwirkung des Phasenvergleichers 13 statt. Da im Falle eines Jeden Überbremsens der Soll-Istwertvergleicher 4 durch den Istwert, der Ja dann den Sollwert übersteigt, geöffnet ist, wird auch die vom Oszillator 16 erzeugte Fulsationsfrequenz, welche in der Stufe 15 dem Sollwert aufmoduliert wird, em Servoventil 5 und mithin dem Stellglied 6 zugeführt. Das bedeutet, daß gleichzeitig mit der Reduzierung des effektiven Bremsdruckes der verbleibende Bremsdruck am Bremssattel 9 mit einer Druckpulsation überlagert ist. Die Frequenz dieser Pulsation muß dabei wesentlich größer sein, als die vom Fahrzeug her bekannte Eigenfrequenz des gegenüber dem Fahrzeugkörper abgefederten Rades einschließlich seiner mitabgefederten benachbarten Teile.However, the regulation described would not be sufficient in all of them mostly occurring situations in which the coefficient of adhesion between the wheel and the road is much lower than in the case just considered. Here the bike would be 1 despite this regulation can be blocked. To prevent this, there is a second rule with the decisive participation of the phase comparator 13 instead. As in the case of one Each time the setpoint / actual value comparator 4 is overbraked by the actual value, the Yes then exceeds the setpoint value is opened, the one generated by the oscillator 16 is also opened Pulsation frequency, which is modulated onto the setpoint in stage 15, em servo valve 5 and therefore supplied to the actuator 6. That means that simultaneously with the Reduction of the effective brake pressure the remaining brake pressure on the brake caliper 9 is superimposed with a pressure pulsation. The frequency of this pulsation must be be significantly greater than the natural frequency of the opposite known from the vehicle the vehicle body sprung wheel including its co-sprung adjacent Parts.

Die Amplitude der vom Oszillator 16 über den Sollwertgeber 15 dem Soll-Istwertvergleicher zugeführten Modulationsfrequenz darf im Hinblick auf die weiter unten erläuterte Arbeitsweise dieses zweiten Regelkreis es nur klein sein. Ein vorteilhafter Wert sind 5 ffi des weiter oben bei der Erläuterung des ersten Regelkreises angegebenen Sollwertes am Soll-Istwertvergleicher 4.The amplitude of the oscillator 16 via the setpoint generator 15 the Setpoint / actual value comparator supplied modulation frequency may with regard to the This second control loop can only be small as explained below. An advantageous value is 5 ffi of the above in the explanation of the first Setpoint specified in the control loop on the setpoint / actual value comparator 4.

Diese Druckpulsation dient nun dazu, festzustellen, ob sich nach der Bremskraftreduzierung das Rad 1 wieder im stabilen Bremszustand befindet oder noch überbremst ist. Dies erfolgt mit-den Stufen 11, 12, 13 und 14 in der nachfolgend beschriebenen Weise: In Fig. 2 ist oben ein Kurvenzug 3a angegeben, welcher von der Bremskraftmodulation herrührt und von dem Drehzahlgeber 2 und der nachfolgenden Differenzierstufe 3 als Modulation der Drehverzögerung des Rades 1 ermittelt wird. Ein stabiles Bremsverhalten bedeutet nun, daß diese Drehverzögerung auch auf die Straße gebracht wird oder - mit anderen Worten - daß kein Gleiten des Rades auf der Fahrbahn stattfindet. Wird die momentane Bremskraft auf die Fahrbahn gebracht, so äußert sich dies in einer entsprechenden Modulation der von dem Bremssattel 9 auf das Fahrgestell ausgeübten Reaktionskraft, wobei diese Modulation mit dem Rremsreaktionskraftaufnehmer 11 in Verbindung mit der Differenzierstufe 12 ermittelt wird. Jeder momentanen Erhöhung der Drehverzögerung des Rades infolge der Bremskraftmodulation entspricht eine gleichzeitige Erhöhung der Bremsreaktionskraft. Die Wellenzüge der Drehverzögerungsmodulation und der Modulation der Bremsreaktionskraft müssen daher bei stabilem Bremsverhalten zueinander phasensynchron verlaufen. Dieser Zustand ist bei dem Wellenzug 12a der Pall und in bezug auf den Wellenzug-3a durch die Zeitpunkte t1 und t2 verdeutlicht.This pressure pulsation is now used to determine whether after the Brake force reduction the wheel 1 again in the stable Braking condition is located or is still being over-braked. This is done with stages 11, 12, 13 and 14 in the manner described below: In Fig. 2, a curve 3a is indicated above, which originates from the braking force modulation and from the speed sensor 2 and the subsequent differentiation stage 3 as modulation of the rotational deceleration of wheel 1 is determined. A stable braking behavior means that this turning delay is also brought onto the street or - in other words - that no sliding of the Wheel takes place on the road. Is the current braking force on the road brought, this is expressed in a corresponding modulation of the brake caliper 9 reaction force exerted on the chassis, this modulation with the Rremsreaktionskraftaufnehmer 11 determined in connection with the differentiation stage 12 will. Every momentary increase in the rotational deceleration of the wheel as a result of the braking force modulation corresponds to a simultaneous increase in the braking reaction force. The wave trains of the Rotational deceleration modulation and the modulation of the braking reaction force must therefore run in phase-synchronism with each other with stable braking behavior. This condition is the Pall for wave train 12a and, with regard to wave train 3a, by the points in time t1 and t2 clarified.

Gelangt bei gebremstem Fahren das Rad 1 plötzlich auf eine glatte Fahrbahnstrecke, zum Beispiel auf Glatteis, so beginnt das Rad darauf zu gleiten und die Bremsreaktionskraft-Wellenzüge treff-en zunächst schlagartig um 1800 phasenverschoben ein, wie durch den Wellenzug 12b angegeben, weil das Rad Jetzt überbremst ist und die Radverzögerung zunimmt. Denn infolge des Gleitbeginns kann die noch vom Fahrer vorgegebene Bremskraft nicht mehr in dem Maße auf die Fahrbahn gebracht werden wie vorher. Im weiteren Verlauf können die Wellenzüge 12b ganz ausbleiben, weil bei völligem Gleiten des Rades 1 keine verwertbare Bremsreaktionskraft mehr vom Bremssattel 9 ausgeübt werden kann. Sobald eine solche Phasenverschiebung von 1800 eintritt, ist dies mithin ein Zeichen dafür, daß das Rad 1 zu gleiten beginnt. Dieser Zustand wird vom Phasenvergleicher 13 erfaßt. Dieser gibt sofort an die steuerbare Spannungsquelle 14 ein Signal ab, welche daraufhin den Sollwert verringert, welcher von dem Sollwertgeber 15 dem Soll-Istwertvergleicher 4 zugeführt wird. Dadurch wird vom Auagangssignal des Soll-Istwertvergleichers 4 über das Servoventil 5 und das Stellglied 6 die aktuelle Bremskraft an der Bremsscheibe 10 weiter verringert.If the wheel 1 suddenly gets onto a smooth road while driving with the brakes Road route, for example on black ice, begins like this the wheel slide on it and the braking reaction force waves hit suddenly phase shifted by 1800, as indicated by wave train 12b, because the wheel It is now over-braked and the wheel deceleration increases. Because as a result of the start of sliding the braking force still specified by the driver can no longer affect the roadway to the same extent be brought as before. In the further course of the wave trains 12b can be completely absent, because when the wheel 1 slides completely there is no longer any usable braking reaction force can be exercised by the caliper 9. As soon as such a phase shift of 1800 occurs, this is therefore a sign that the wheel 1 is beginning to slide. This state is detected by the phase comparator 13. This gives immediately to the controllable Voltage source 14 from a signal, which then reduces the setpoint value, which is fed from the setpoint generator 15 to the setpoint / actual value comparator 4. This will from the output signal of the set-actual value comparator 4 via the servo valve 5 and the Actuator 6 further reduces the current braking force on the brake disc 10.

Diese hier zur Erläuterung stufig beschriebene, in der Praxis aber regelungstechnisch in bekannter Weise kontinuierlich ablaufende Verringerung des Sollwertes erfolgt solange, bis die Wellenzüge 3a und 12b wieder phasengleich sind. Dies ist der Punkt, an dem die aktuelle Bremskraft soweit reduziert ist, daß sie dem aktuell vorliegenden Haftbeiwert zwischen Rad und Fahrbahn entspricht und das Rad 1 nicht mehr gleitet.These are described in stages for explanation, but in practice Control technology in a known manner continuously decreasing the The setpoint takes place until the wave trains 3a and 12b are again in phase. This is the point at which the current braking force is reduced to the point that it corresponds to the current coefficient of adhesion between the wheel and the road and that Bike 1 no longer slides.

Hierbei wird vom Ausgang des Soll-Istwertvergleichers 4 das Servoventil 5 mit einer bestimmten Betätigungsspannung beaufschlagt. Und zwar von solcher Höhe, daß der eben geschilderte optimale Bremszustand erreicht ist. Würde nun der Haftbeiwert zwischen Rad und Straße während einer Verzögerungsperiode noch geringer, so würde erneut - bei gleichbleibendem Bremsdruck des Fahrers vom Bremsiruckgeberzylinder 7 - eine Phasenverschiebung von 1800 zwischen der Drehverzögerung 3a und der Bremsreaktionskraft 12a erfolgen. Daraufhin würde durch weitere Verringerung der Sollwertvorgabe durch die einstellbare Spannungsquelle 14 über das Servoventil 5 und das Stellglied 6 die aktuelle Bremskraft weiter verringert, bis die Wellenzüge 3a und 12b wieder gleichphasig zueinander verlaufen.In this case, the servo valve is from the output of the setpoint / actual value comparator 4 5 applied with a certain actuation voltage. And from such a height that the optimal braking condition just described has been reached. Would now be the coefficient of adhesion between bike and road during a delay period would be even less again - with the driver's brake pressure from the brake feedback cylinder remaining the same 7 - a phase shift of 1800 between the rotation deceleration 3a and the braking reaction force 12a take place. The setpoint specification would then be further reduced the adjustable voltage source 14 via the servo valve 5 and the actuator 6 the current braking force is further reduced until the shaft trains 3a and 12b again run in phase with each other.

Bei Erreichen dieses Punktes gibt der Phasenvergleicher ein Signal anderen Vorzeichens an die steuerbare Spannungsquelle 14 ab, welche den Sollwert wieder erhöht. Steigt dabei aus irgendwelchen Gründen der Haftbeiwert zwischen-Rad und Straße wieder an, so wird sich die genannte Erhöhung der Sollwertvorgabe in einer Erhöhung der aktuellen Bremskraft auswirken. Dies würde dann solange erfolgen, bis die Wellenzüge 3a und 12a wieder eine Phasenverschiebung von 1800 zueinander aufweisen, woraufhin in der oben geschilderten Weise wieder eine entsprechende Reduktion der aktuellen Bremskraft erfolgen würde.When this point is reached, the phase comparator gives a signal with a different sign to the controllable voltage source 14, which the setpoint again increased. If there is an increase in the coefficient of adhesion between-wheel for whatever reason and street on again, the mentioned increase in the setpoint specification will be in an increase in the current braking force. This would then take place as long as until the wave trains 3a and 12a again have a phase shift of 1800 to one another have, whereupon a corresponding reduction again in the manner described above the current braking force would take place.

Mithin sucht der aus den Teilen 11, 12, 13, 14, 16 und den Teilen des weiter oben.erläuterten ersten Regelkreises bestehende zweite Regelkreis selbsttätig den in bezug auf den jeweils vorhandenen Haftbeiwert zwischen Straße und Rad optimalen Bremszustana. Demgemäß erzielt die erfindungsgemäße Vorrichtung automatisch in jeder Bremssituation den in bezug auf den jeweils vorhandenen Haftbeiwert zwischen Straße und Rad kürzestmöglichen Bremsweg.So he is looking for parts 11, 12, 13, 14, 16 and the parts of the first control loop explained above the optimum in relation to the existing coefficient of adhesion between road and wheel Braking condition Accordingly, the device according to the invention achieves automatically in each Braking situation the relation to the existing coefficient of adhesion between the road and bike the shortest possible braking distance.

Die in der Beschreibung der Fig. 1 wegen des leichteren Verständnisses getrennt erläuterten Regelkreise gehen dabei in ihrer Funktion ineinander über. Dadurch wird in bezug auf das abzubremsende Rad eine einheitliche, kontinuierlich arbeitende Antiblockierregelung erzielt.In the description of FIG. 1 for easier understanding The function of the separately explained control loops merge into one another. As a result, the wheel to be braked is uniform and continuous working anti-lock control achieved.

Die Vorrichtung nach Fig. 1 betrifft ein nicht angetriebenes Fahrzeugrad. Sie kann deswegen unmittelbar eingesetzt werden bei allen Fahrzeugen, die keinen motorischen Radantrieb haben.The device according to FIG. 1 relates to a non-driven vehicle wheel. It can therefore be used immediately in all vehicles that do not have any have motorized wheel drive.

Hierzu gehören beispielsweise Flugzeuge oder auch von einem Motorfahrzeug gezogene Anhänger.These include, for example, aircraft or a motor vehicle towed trailers.

Bei unmittelbarer Anwendung der Erfindung an motorisch angetriebenen Rädern würde die Trägheitsrückwirkung des Motors, vor allem in niedrigen Gangstufen, die Ermittlung des aktuellen Fahrbahnzustandes durch die Erfassung der Phasenbeziehung zwischen Drehverzögerung und Bremsreaktionskraft stark verfälschen.With direct application of the invention to motor-driven Wheels would reduce the inertia reaction of the engine, especially in low gears, the determination of the current road condition by recording the phase relationship between Strongly falsify turning deceleration and braking reaction force.

Durch einfache Ausgestaltung der Erfindung läßt sich diese Rückwirkung des Motors berücksichtigen und ausregeln.This retroactive effect can be eliminated by a simple embodiment of the invention of the motor take into account and correct.

Gemaß Fig. 3 wird von einem Motor 17 das Rad 18 angetrieben.According to FIG. 3, the wheel 18 is driven by a motor 17.

Auf der Antriebsachse sitzt die Bremsscheibe 19 und ein Drehzahigeber 20. Der Bremssattel ist mit 21 bezeichnet. Die Bremskraft wird von einem Stellglied 22 eingestellt, welches von einem Servoventil 23 gesteuert wird. Das Servoventil 23 besitzt einen Druckmittelzufluß 23a und einen Druckmittelabfluß 23b. Die Teile 19 bis 23 entsprechen dabei den gleichwirkenden Teilen bei dem nicht angetriebenen Rad 1 in der linken Hälfte von Fig. 3.The brake disk 19 and a speed encoder are seated on the drive axle 20. The brake caliper is labeled 21. The braking force is provided by an actuator 22 set, which is controlled by a servo valve 23. The servo valve 23 has a pressure medium inflow 23a and a pressure medium outflow 23b. The parts 19 to 23 correspond to the parts with the same effect in the case of the non-driven one Wheel 1 in the left half of FIG. 3.

Das Servoventil 23 wird nun angesteuert von einem Soll-Istwertvergleicher 24. Dessen Istwerteingang wird vom Drehzahlgeber 20 beaufschlagt. Sein Sollwerteingang hingegen ist unmittelbar mit dem Drehzahlgeber 2 des nicht angetriebenen Rades verbunden.The servo valve 23 is now controlled by a setpoint / actual value comparator 24. Its actual value input is acted upon by the speed sensor 20. Its setpoint input however, it is directly connected to the speed sensor 2 of the non-driven wheel.

Die Teile 18 bis 24 bilden einen Nachlaufregler an sich bekannter Art. Die Drehzahl der Achse des Rades 18 wird mit der Drehzahl des Rades 1 verglichen und dieser nachgeführt. Der Ausgangswert des Drehzahlgebers 2 des nicht angetriebenen Rades dient hierbei als Führungsgröße. Verringert sich die Drehzahl des Rades 1, so sinkt die Ausgangsspannung des Drehzahlgebers 2 und mithin der dem Soll-Istwertvergleicher 24 zugefuhrte Sollwert. Durch Vergleich des Istwertes mit diesem Sollwert in der Stufe 24 wird in an sich bekannter Weise das Servoventil 23 so angesteuert, daß es das Stellglied 22 für den effektiven Bremsdruck in Richtung zu höherer Bremskraft an der Bremsscheibe 19 verstellt, und zwar solange, bis der vom Drehzahlgeber 20 gelieferte Istwert an den vorgegebenen Sollwert vom Drehzahlgeber 2 angeglichen ist. Damit ist auch die Drehzahl des Rades 18 der Drehzahl des Rades 1 angeglichen.The parts 18 to 24 form a follower which is known per se Art. The speed of the axle of the wheel 18 is compared with the speed of the wheel 1 and this tracked. The output value of the tachometer 2 of the non-driven The wheel serves as a reference variable. If the speed of wheel 1 decreases, so the output voltage of the speed sensor 2 and consequently that of the setpoint / actual value comparator drops 24 supplied setpoint. By comparing the actual value with this setpoint in the step 24, the servo valve 23 is controlled in a manner known per se so that it does Actuator 22 for the effective brake pressure in the direction of higher braking force the brake disc 19 is adjusted until the speed sensor 20 supplied The actual value is adjusted to the specified setpoint from the speed sensor 2. In order to the speed of the wheel 18 is also adjusted to the speed of the wheel 1.

Durch diesen getrennten Regelkreis für das motorisch angetriebene Rad 18 ist dessen Bremskreis hydraulisch von dem Bremskreis des nicht angetriebenen Rades unabhängig und durch die zwangsläufige Drehzahlnachführung des motorisch angetriebenen Rades wird bezüglich dieses Rades das gleiche Verzögerungsverhalten erzielt, wie bei dem nicht angetriebenen Rad 1.Weitere Einzelheiten zu dem geschilderten Drehzahl-Nachführ-Regelkreis sind entbehrlich, da derartige Regelkreise schon seit langem zum Stande der Technik gehören.This separate control loop for the motor-driven Wheel 18 is its brake circuit hydraulic from the brake circuit of the non-driven Wheel independently and through the inevitable speed tracking of the motor-driven The same deceleration behavior is achieved with respect to this wheel as in the case of the non-driven wheel 1. Further details on the described speed tracking control loop can be dispensed with, since such control loops have long been state of the art belong.

Wie aus Fig. 3 ersichtlich, können von dem Drehzahlgeber 2 prinzipiell beliebig viele angetriebene oder auch nicht angetriebene Fahrzeugräder auf Gleichlauf und damit gleiches Verzögerungsverhalten geregelt werden. Bei einem vierrädrigen Personenwagen kommt man daher im einfachsten Fall mit einer einzigen Antiblockiervorrichtung an einem nicht angetriebenen Rad und drei Drehzahl-Nachführ-Reglern aus. Zweckmäßiger dürfte es bei einem Personenkraftwagen jedoch sein, die beiden Räder Jeder Längsseite gemäß Fig. 3 getrennt zu regeln, um damit die nicht selten anzutreffenden unterschiedlichen Haftbeiwerte auf jeder Längsseite des Fahrzeuges zu berücksichtigen.As can be seen from FIG. 3, the speed sensor 2 can in principle Any number of driven or non-driven vehicle wheels in synchronization and thus the same deceleration behavior can be regulated. With a four-wheeled one In the simplest case, therefore, passenger cars come with a single anti-lock device on a non-driven wheel and three speed tracking controllers. More expedient should in the case of a passenger car, however, it will be both of them Wheels each long side according to FIG. 3 to be regulated separately, so that the not infrequently Different adhesion coefficients to be found on each longitudinal side of the vehicle to consider.

Eine Einrichtung nach Fig. 3 kann mit Vorteil auch unmittelbar bei den besonders bremsempfindlichen Motorrädern angewendet werden.A device according to FIG. 3 can also be used directly with advantage can be used on motorcycles that are particularly sensitive to braking.

Besonders vorteilhaft bei der erfindungsgemäßen Lösung ist, daß zur Ermittlung des jeweiligen aktuellen Haftbeiwertes zwischen Rad und Fahrbahn ein einfacher Phasenvergleich in der Stufe 13 genügt; die Absolutwerte der von den Stufen 3 und 12 abgegebenen Werte hingegen nicht in den Phasenvergleich eingehen. Dadurch sind aufwendige elektronische Einrichtungen für die sonst notwendige Berücksichtigung der Absolutwerte dieser Größen entbehrlich und die erfindungsgemäße Vorrichtung ist damit von Haus aus für die Ermittlung des Haftbeiwertes drehzahlunabhängig.It is particularly advantageous in the solution according to the invention that for Determination of the current coefficient of adhesion between the wheel and the road simple phase comparison in stage 13 is sufficient; the absolute values of the levels 3 and 12 are not included in the phase comparison. Through this are elaborate electronic devices for the otherwise necessary consideration the absolute values of these variables and the device according to the invention can be dispensed with is thus inherently speed-independent for the determination of the coefficient of adhesion.

Ein weiterer Vorteil liegt darin, daß alle Änderungen des Reibbeiwertes der einzelnen Bremsen sowie alle sonstigen Änderungen in den Bremskreisen der einzelnen Räder selbsttätig durch die Regelmechanismen der erfindungsgemäßen Antiblockiervorrichtung berücksichtigt und damit ausgeregelt werden.Another advantage is that all changes in the coefficient of friction of the individual brakes as well as all other changes in the brake circuits of the individual Wheels automatically through the control mechanisms of the anti-lock device according to the invention taken into account and thus corrected.

Bei alledem zeichnet sich, wie aus den Figuren hervorgeht, die Erfindung durch Einfachheit und Übersichtlichkeit aus.In all of this, as can be seen from the figures, the invention is distinguished characterized by simplicity and clarity.

Claims

Method and device for decelerating Pshozeugwheels Ansrüohe = 1. Learn about decelerating the speed of a non-driven year wheel, not shown by the following features: a) When braking, the The turning delay of the wheel is determined and compared as an actual value with a target value, which corresponds to a rotation deceleration which, with an optimal coefficient of adhesion, is between Road and wheel can be reached, b) when the actual value exceeds the setpoint the braking force is reduced until the actual value and setpoint are the same, c) when the actual value exceeds the setpoint, the deceleration force is applied superimposed on the brake by a definable modulation, d) the Changes in the rotational delay resulting from this modulation on the one hand and the braking reaction force of the wheel, on the other hand, are determined and related to each other compared, e) if the rotational deceleration and braking reaction force change in the same direction the deceleration force is reduced or increased with a change in the same direction.

2. Method for decelerating vehicles with at least one driven and a non-driven wheel, indicated by the following features: a) During the braking process, the rotational deceleration of the non-driven wheel is determined and compared as an actual value with a target value, which corresponds to a turning delay, which can be achieved with an optimal coefficient of adhesion between the road and the wheel, b) when climbing over the setpoint through the actual value, the braking force is reduced until the actual value and target value are the same, c) when the target value is exceeded by the actual value the deceleration force on the brake is superimposed by a definable modulation, d) the changes in the rotation delay resulting from this modulation on the one hand and the braking reaction force of the wheel, on the other hand, are determined and related to each other compared, e) if the rotational deceleration and braking reaction force change in the same direction the deceleration force is reduced or increased with a change in the same direction.

f) the speed of the driven wheel is determined and with compared to the speed of the non-driven wheel, g) is the speed of the driven wheel If the wheel is higher than that of the non-driven wheel, there is an increase in the deceleration force on the driven wheel; the speed of the driven wheel is lower than that of the non-driven wheel, the deceleration force is reduced on driven wheel.

3. Apparatus for performing the method according to claim 1, d a d u r c h g e k e n n n z e i c h n e t that the device consists of two control loops consists, wherein a) the first control loop consists of a speed sensor (2) for the to be monitored Wheel (1), a rotational deceleration measuring device (3), a setpoint / actual value comparator (4), a setpoint setting stage (15), a control element (5), one influenced by this Actuator (6) for controlling the deceleration force and the wheel brake device (9, 10) and b) the second control loop as a cascade control loop to influence the first control loop is formed and consists of a brake reaction force transducer (11), a braking force change detector (12), a phase comparator (13), a setpoint change stage (14) and an oscillator stage (16).

4. Apparatus for performing the method according to claim 2, d a'd u r c h e k e n n n z e i c h n e t that the device consists of three control loops consists, wherein a) the first control loop consists of a speed sensor (2) for the not driven wheel (1), a rotary deceleration measuring device (3), a target-actual value comparator (4), a setpoint setting stage (15), a control element (5), one influenced by this Actuator (6) for controlling the deceleration force and the wheel brake device (9, 10) for the non-driven wheel and b) the second control loop is designed as a cascade control loop for influencing the first control loop and a brake reaction force transducer (11) for the non-driven wheel, a braking force change detector (12), a phase comparator (13), a setpoint change stage (14) and an oscillator stage (16) and c) the third control loop a speed sensor (20) on the driven wheel (18), a setpoint / actual value comparator (24), a control member (23), an actuator (22) influenced by this subsequent braking device (19, 21) for the driven wheel (18), as well as the There is a speed sensor (2) of the non-driven wheel.