DE3136944A1 - Sicherheitsschaltung in einem antiblockiersystem - Google Patents

Description

• Sicherheitsschaltung in einem Antiblockiersystem
• Die Erfindung bezieht sich auf eine Sicherheitsschaltung in einem Antiblockiersystem gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
• Bei einem solchen Antiblockiersystem (DE-OS 25 24 427) werden die Radgeschwindigkeiten zweier diagonal gegenüberliegender Räder mittels Sensoren abgetastet. I)ie so gewonnenen Signale werden jeweils einem Kanal einer Blockierschutzelektronik zugeführt. Die beiden Elektroniken erzeugen Regelsignale, durch welche der Bremsdruck jeweils für die gesamte Vorderachse oder für die gesamte Hinterachse beeinflußt wird. Es wird also lediglich das sensierte Rad geregelt, während das zweite Rad der gleichen Achse mitgesteuert wird.
• Die Beeinflussung des Bremsdruckes erfolgt durch Magnetventile, die in den Bremsleitungen liegen und die durch die Regelsignale angesteuert werden. Jedes Magnetventil besteht aus einem Einlaßventil und einem Auslaßventil.
• Eine derartige Bauart eines Antiblockiersystems bedeutet gegenüber einem Vierkanalsystem einen verringerten technischen Aufwand bei noch vertretbarer Regelgüte.
• Bei einem derartigen System kann es nun vorkommen, daß ein Magnetventil entweder der Vorder- oder der Hinterachse derart fehlerhaft angesteuert wird, daß ein elektrisches Dauersignal am Einlaßventil oder am Auslaßventil anliegt. Die Einlaßventile sind dabei stets so geschaltet, daß sie ohne Eingangssignal geöffnet und mit Eingangssignal geschlossen sind. Die Auslaßventile sind ohne Signal geschlossen und mit Signal geöffnet. Dies ist notwendig, damit bei Ausfall der Elektronik noch in normaler Weise gebremst werden kann. Durch den beschriebenen Fehler werden dann beide Räder einer Achse drucklos, da kein Bremsdruck mehr eingesteuert werden kann. Eine Bremsung ist dann nicht mehr möglich.
• Wird die fehlerhafte Ansteuerung des Einlaßventils oder Auslaßventils von einem falschen Regelsignal innerhalb der Elektronik (Verzögerung -b, Beschleunigung +b, Schlupf A ) verursacht, dann kann dieses fehlerhafte Regelsignal durch eine stets vorhandene Sicherheitsschaltung erkannt und abgeschaltet werden tLCS 27 02 800).
• Liegt der Pehlerursprung aber im Logikteil der Elektronik oder in einer der Endstufen für die Magnetventilansteuerung, dann wird der Fehler zwar erkannt, aber erst nach einer relativ langen Zeit auf normale Blockierbremsung, d.h. ohne Blockierschutz, umgeschaltet.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Antiblockiersystem der eingangs genannten Art dem Zustand der drucklosen Achse durch eine defekte Magnetventilansteuerung entgegenzuwirken, ohne auf Blockierbremsung umzuschalten.
• Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 enthaltene Erfindung gelöst. Die Unteransprüche enthalten Weiterbildungen und zweckmäßige Ausgestaltungen.
• Durch die Anwendung der Erfindung wird eine Mitsteuerung der defekten (drucklosen) Achse durch die noch geregelte andere Achse dadurch bewirkt, daß das Sicherheitsrelais, welches die Stromversorgung der Endstufen der gestörten Achse kontrolliert, mitgesteuert wird.
• Es ist zwar schon bekannt, ein Rad einer Achse durch das zweite Rad derselben Achse mitzusteuern (DE-OS 25 43 178). Diese Mitsteuerung fällt jedoch nicht unter den Oberbegriff der vorliegenden Anmeldung, da dort ein Vier-Kanal-Antiblockiersystem vorausgesetzt ist. Eine Anwendung dieser Methode bei einem Diagonalsystem gemäß der Erfindung ist nicht möglich.
• Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand einer Zeichnung näher erläutert. Die Zeichnung zeigt in: Fig. 1 ein bekanntes Antiblockiersystem mit diagonaler Sensierung zweier Räder gemäß dem Oberbegriff der Anmeldung, Fig. 2 ein Blockschaltbild eines Schaltungsteiles einer Blockierschutzelektronik gemäß der Erfindung.
• In Fig. 1 ist ein Antiblockiersystem gemäß dem Patentanspruch 1 schematisch dargestellt. Von den vier Rädern 20 bis 23 eines Fahrzeugs sind zwei diagonal gegenüberliegende Räder 21, 22 mit Radsensoren 24, 25 zur Erfassung der Raddrehzahlen ausgerüstet. Die Signale dieser Radsensoren werden zwei Kanälen einer Blockierschutzelektronik 26 und 27 zugeführt. Diese beiden Kanäle erzeugen in bekannter Weise Ausgangssignale, welche Magnetventilen (Regelventilen 28, 29) zugeführt werden. Diese regeln über ein Einlaßventil EV und ein Auslaßventil AV die Druckluftzufuhr aus einem (nicht dargestellten) Vorrat zu den Radbremszylindern 30 bis 33 der vier Räder. Dabei sind die Radbremszylinder einer Achse jeweils über Druckmittelleitungen 34, 35 parallel geschaltet.
• Durch das in Fig. 1 dargestellte Antiblockiersystem werden somit die Räder 21, 22 geregelt und die Räder 20, 23 mitgesteuert. Wie bereits erwähnt, ergeben sich gegenüber einer Vierkanalregelung Kosteneinsparungen. Die Stromversorgung der in den Elektroniken 26, 27 enthaltenen Endstufen für die Magnetventilansteuerung erfolgt durch die Fahrzeugbatterie über ein Sicherheitsrelais SR. Dieses hat die Aufgabe, bei einem Fehler in den Elektronik-Kanälen den Blockierschutz abzuschalten. Das Sicherheitsrelais SR kann wie gezeichnet als Relais oder auch als Halbleiterschalter ausgebildet sein.
• In Fig. 2 ist ein Blockschaltbild einer Logikschaltung dargestellt welches die Erfindung beinhaltet und in ein vorhandenes Antiblokkiersystem eingefügt werden kann. Die Schaltung besteht im wesentlichen aus drei Teilen. Dem ersten Schaltungsteil 1, 2, 3 nach Fig. 2 werden die folgenden, aus einem (nicht dargestellten) Antiblockiersystem kommenden, digitalen Signal zugeführt.
• EV h : Einlaßventil - Hinterachse, abgenommen vor dem Endverstärker 42 ME : Magneteinschaltüberwachung - Vorderachse v -b : Verzögerung - Vorderachse (sensiertes Rad) v v : Schlupf - Vorderachse (sensiertes Rad) Dem zweiten Schaltungsteil 4, 5, 6 werden die entsprechenden Signale der anderen Achse zugeführt.
• Dem dritten Schaltungsteil 45 bis 51 werden die folgenden Signale zugeführt: h : Schlupf llinterachse (sensiertes Rad) +b h : Beschleunigung - Hinterachse (sensiertes Rad) ME : Magneteinschaltüberwachung - Vorderachse v AV : Auslaßventil - Vorderachse v MEh : Magneteinschaltüberwachung - Hinterachse AV h : Auslaßventil - Hinterachse +b : Abfallverzögerung Weiter bedeuten: UBatt : Batteriespannung SP : Speicher zum Halten eines Eingangsimpulses SR : Sicherheitsrelais Das erste Schaltungsteil, bestehend aus den Elementen 1, 2, 3, arbeitet wie folgt: Angenommen sei, daß durch einen Fehler in der Logik oder in der Magnetventilansteuerung (z. B. Kurzschluß in den Endverstärkern 40, 42) des Antiblockiersystems das Einlaßventil EV für die v Vorderachse ständig erregt ist. Das Einlaßventil ist so gebaut, daß es bei Erregung geschlossen ist. Da deshalb kein Druckmittel nachgeliefert wird, ergibt sich durch diesen Fehler eine drucklose Vorderachse.
• Das Anstehen des zu lange, d.h. länger als eine vorgegebene Zeit, dauernden Signals am Einlaßventil EV der Vorderachse wird nun v durch die im Antiblockiersystem vorhandene Magneteinschaitüberwachung ME erkannt. Durch ein entsprechendes Signal dieser v Einschaltüberwachung wird nun ein Speicher 1 gesetzt. Ein Verzögerungssignal -b oder ein Schlupfsignal Ä kann nicht gleichzeitig anliegen, da das Rad nach Überschreitung der Magneteinschaltzeit schlupffrei laufen muß und außerdem ein fehlerhaftes Regelsignal durch die überwachende Sicherheitsschaltung erkannt worden wäre. Die Signale -b und A sind über ein ODER4atter 2 v v auf einen negierten Eingang eines UND-Gatters 3 geleitet, Damit ist das UND-Gatter 3 für die am oberen Eingang liegenden Signale des Einlaßventils EV h der Hinterachse geöffnet.
• Da die Hinterachse von den Fehlern an der Vorderachse nicht negativ beeinfluß ist, wird die Hinterachse ungestört geregelt. Hierbei werden auch Zeiten auftreten, in denen das Einlaßventil EV h der Hinterachse nicht erregt ist. Dies ist der Fall in den Druckaufbauphasen. In diesen Phasen wird der Druck in den Bremst zylindern des Hinterrades aufgepulst. Diese Zeiten werden nun dazu genutzt, um über das UND-Gatter 3, welches nunmehr durchschaltet, sowie über das ODER-Gatter 7 und einen Verstärker 9 das Sicherheitsrelais SR abfallen zu lassen. Das Sicherheitsrelais SR besteht aus einer Spule 10 und einem Kontakt 11. Es kann jedoch auch ein elektronischer Schalter verwendet werden.
• Hierdurch wird die Stromversorgung U Batt für die Endverstärker 40, 41 der Magnetventile EV , AV der Vorderachse periodisch v v unterbrochen. Die Folge ist, daß trotz defekter Magnetventilansteuerung der Vorderachse das Einlaßventil EV kurzzeitig entv regt wird und damit Druck in die Vorderachse eingesteuert wird.
• Der Druck der Vorderachse wird gleichzeitig mit dem der Hinterachse aufgebaut. Die gleichzeitige Unterbrechung der Stromversorgung der Endverstärker 41, 43 für die Auslaßventile AV und v AV schadet nichts, da diese Ventile so gebaut sind, daß sie ohne v elektrisches Eingangssignal geschlossen sind.
• Erreicht die Vorderachse den Abregeldruck, dann wird ein -b-und ein Ä -Signal an der Vorderachse auftreten, welche über das ODER-Gatter 2 das Zwangseinsteuern beenden. Da das Auslaßventil AV der Vorderachse bei diesem Beispiel funktionsfähig ist, v wird die Blockierschutzelektronik 26 den Bremsdruck an der Vorderachse in normaler Weise wieder absenken können. Die Regelsignale der Blockierschutzelektronik werden den durch Pfeile dargestellten Steuereingängen der Endverstärker 40 bis 43 zugeführt.
• Das nach der Druckabsenkung erforderliche neue Einsteuern des Druckes erfolgt dann erst wieder gleichzeitig mit der Druckeinsteuerung der Hinterachse.
• Ein dem oben beschriebenen entsprechender Fehler liegt vor, wenn das Einlaßventil EV der Hinterachse ständig erregt ist und hierv durch eine drucklose Hinterachse verursacht wird. In diesem Fall wird der Teil 4, 5, 6 der Logikschaltung (zweiter Schaltungsteil) mit den Eingangsgrößen EV ME h 9 -bh undAh wirksam. Die Funktionsweise entspricht der oben beschriebenen.
• Neben den Einlaßventilen können auch die Auslaßventile von Vorder-oder Hinterachse durch einen Fehler in der Elektronik oder durch einen Kurzschluß in einem der Endverstärker 41 oder 43 ständig erregt werden. Dieser Fehler bewirkt eine drucklose Vorder- oder Hint erachse, da durch die erregten Auslaßventile die Druckluft ständig entweichen kann. Bei diesem Fehler hat eine Beeinflussung des Sicherheitsrelais SR in der oben beschriebenen Art nicht den gewünschten Erfolg . Hier muß durch das Öffnen des Sicherheitsrelais SR die intakte Achse überbremst werden, damit auch in der fehlerhaften Achse Bremsdruck eingesteuert werden kann.
• Der dritte Schaltungsteil (Logikschaltung 45 bis 52) erkennt diesen Fehler, nachdem das Überschreiten der Magneteinschaltzeit eines Auslaßventils durch die Magneteinschaltüberwachung MEV, ME h festgestellt worden ist. Über Gatter 48, 49, 50 wird dann ein Speicher 51 gesetzt, dessen Ausgangssignal über Gatter 52, 7 das Sicherheitsrelais SR abschaltet. Diese Abschaltung führt zunächst zum Einsteuern des Bremsdruckes am gesamten Fahrzeug. Erst wenn bei Blokkierneigung beide Auslaßventile AV, AVh von der Blockierschutzelektronik angesteuert werden, wird über das UND-Gatter 47 die Sperrung des Sicherheitsrelais durch eine Sperrung des Gatters 52 aufgehoben und das Sicherheitsrelais SR wieder geschlossen. Hierdurch kann der Bremsdruck an gesamten Fahrzeug wieder zur Regelung abgesenkt werden.
• Im o.g. Beispiel wird der gesamte Bremsdruck entsprechend den Bedingungen der Achse mit dem höchsten Abregeldruck beeinflußt (Select high). Dies wird bewirkt durch das UND-Gatter 47 und hat zur Folge, daß im Normalfall eine Achse blockieren wird. Sollte dies die Hinterachse sein, wird das Fahrzeug instabil, und es tritt ein gefährlicher Fahrzustand ein.
• Aus diesem Grund können vorteilhaft noch weitere Regelsignale, z.B. Schlupf und Beschleunigung J h 9 +bh der Hinterachse dazu herangezogen werden, um die Sperrung der Sicherheitsrelais-Ansteuerung zu verhindern. Diese Signale greifen dann über Gatter 45 und 46 in die Schaltung ein und verhindern das Blockieren der Hinterachse. Da aufgrund der Trägheit der Hinterachse meist ein verhältnismäßig langes Ä Signal anliegt, wird in den meisten Fällen auch ein Blockieren der Vorderachse verhindert werden.
• Da grundsätzlich beim Schalten auf select high das Fahrzeug überbremst wird, können vorteilhaft auch Maßnahmen zur Verbesserung der Referenzgeschwindigkeit des Fahrzeugs, z.B. eine +b-Abfallverzögerung, vorgesehen werden, um einer evtl. Tendenz einer zu niedrigen Referenzgeschwindigkeit entgegenzuwirken. Das Signal zum Einschalten dieser +b-Abfallverzögerung wird am Ausgang des Speichers 51 abgegriffen.
• Leerseite

Claims (9)

1. Patentansprüche 1. Sicherheitsschaltung in einem Antiblockiersystem für Straßenfahrzeuge, wobei die Geschwindigkeit zweier diagonal gegenüberliegender Räder sensiert wird und durch eine Elektronik über Regelventile das sensierte Rad einer Achse geregelt und das andere Rad der gleichen Achse mitgesteuert wird, mit einer Sicherheitsschaltung,>die eine unzulässige Ansteuerung der Magnetventile erkennt und mit einem Sicherheitsrelais, durch welches die Stromversorgung der Endverstärker in der Elektronik und damit die Ansteuerung der Regelventile im Fehlerfall unterbrochen werden kann, dadurch gekennzeichnet, daß logische Schaltungen (1 - 3, 4 - 6, 45 - 52) vorgesehen sind, durch welche bei einem Defekt in der Elektronik (26, 27) oder in den Endverstärkern (40 - 43) und einem hierdurch bei einer Achse ständig erregten Einlaßventil EV oder Auslaßventil AV der Defekt erkannt wird und das Sicherheitsrelais SR durch die Regelsignale für das Einlaßventil EV oder das I\uslolventil AV der anderen, intakten Achse steuerbar ist.
2. 2. Sicherheitsschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine logische Schaltung (1 - 3) für die Mitsteuerung des Einlaßventils EVv der Vorderachse vorgesehen ist, welcher die Eingangssignale Schlupf vorn es Verzögerung vorn -b v, Magneteinschaltüberwachung vorn ME und Einlaßventil hinten v EVeh zugeführt sind.
3. 3. Sicherheitsschaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die logische Schaltung (1 - 3) aus einem Speicher (1), einem ODER-Glied (2) und einem UND-Glied (3) besteht.
4. 4. Sicherheitsschaltung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine logische Schaltung (4 - 6) für die Mitsteuerung des Einlaßventils EM der Hinterachse vorgesehen ist, der die Eingangssignale Schlupf hinten A h; , Verzögerung hinten bh , Magneteinschaltüberwachung hinten MEh , und Einlaßventil vorn EVv , zugeführt sind.
5. 5. Sicherheitsschaltung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die logische Schaltung (4 - 6) aus einem Seicher (4), einem ODER-Glied (5) und einem UND-Glied (6) besteht.
6. 6. Sicherheitsschaltung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine logische Schaltung (45 - 52) für die Mitsteuerung eines Auslaßventils AV der Vorderachse oder AV v h der Hinterachse vorgesehen ist, der die Eingangssignale Magneteinschaltüberwachung vorn und hinten MEV, MEh und Auslaßventil vorn und hinten AVV, AVh zugeführt sind.
7. 7. Sicherheitsschaltung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die logische Schaltung (45 - 52) aus einem ODER-Glied (46), einem UND-Glied (47), einem UND-Glied (48), einem UND-Glied (49), einem ODER-Glied (50), einem Speicher (51) und einem UND-Glied (52) besteht.
8. 8. S icherheitsschaltung nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine logische Schaltung aus zwei hintereinander geschalteten ODER-Gliedern (45, 46) vorgesehen ist, der die Eingangssignale Beschleunigung hinten +b und Schlupf hintenAh zugeführt sind.
9. 9. Sicherheitsschaltung nach Anspruch 1 bis 8 , dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich ein Signal für eine nicht dargestellte +b-Abfallverzögerung ausgegeben wird.