DE3136944C2

DE3136944C2 -

Info

Publication number: DE3136944C2
Application number: DE19813136944
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Ing.(Grad.) Gudat; Gerhard Ing.(Grad.) 3000 Hannover De Ruhnau; Lutz Ing.(Grad.) 6500 Mainz De Weise; Karl-Heinz Dipl.-Ing. 3007 Gehrden De Hesse
Original assignee: Wabco Westinghouse Fahrzeugbremsen GmbH
Current assignee: Wabco Vermogensverwaltung GmbH
Priority date: 1981-09-17
Filing date: 1981-09-17
Publication date: 1990-01-18
Also published as: DE3136944A1; JPS5856951A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Antiblockiersystem für Straßenfahrzeuge gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Bei einem bekannten Antiblockiersystem (DE-OS 25 24 427) werden die Radgeschwindigkeiten zweier diagonal gegenüberliegender Räder mittels Sensoren abgetastet. Die so gewonnenen Signale werden jeweils einem Kanal einer Blockierschutzelektronik zugeführt. Die beiden Elektroniken erzeugenden 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.

Bei dem bekannten System kann es nun vorkommen, daß ein Magnetventil eines der beiden Regelkanäle 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 wird dann das betroffene Rad 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 λ) verursacht, dann kann dieses fehlerhafte Regelsignal durch eine stets vorhandene Sicherheitsschaltung erkannt und abgeschaltet werden (DE-OS 27 02 800).

Liegt der Fehlerursprung 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. Dies erfolgt durch die Gesamtabschaltung des Antiblockiersystems mittels eines Sicherheitsrelais.

Es ist ebenfalls bekannt, bei einem Defekt in einem Regelkanal, das gestörte Rad einer Achse durch das zweite, ungestörte Rad derselben Achse mitzusteuern (DE-OS 25 43 178). Das erfolgt durch Parallelschaltung der Regelventile.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Antiblockiersystem der eingangs genannten Art dem Zustand des drucklosen Rades 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 des defekten (drucklosen) Rades durch das noch geregelte andere Rad dadurch bewirkt, daß das Sicherheitsrelais, welches die Stromversorgung der Endstufen kontrolliert, durch die Regelsignale des intakten Regelkanals mitgesteuert wird.

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 gebenüber einer Vierkanalregelung Kosteneinsparungen. Die Stromversorgung der in den Elektkroniken 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 Antiblockiersystem 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 _v: Magneteinschaltüberwachung - Vorderachse
-b _v: Verzögerung - Vorderachse (sensiertes Rad)
λ _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 Hinterachse (sensiertes Rad)
+b _h: Beschleunigung - Hinterachse (sensiertes Rad)
ME _v: Magneteinschaltüberwachung - Vorderachse
AV _v: Auslaßventil - Vorderachse
ME _h: Magneteinschaltüberwachung - Hinterachse
AV _h: Auslaßventil - Hinterachse
+b: Abfallverzögerung

Weiter bedeuten:

U _Batt: 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 _v für die 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 Ansehen des zu lange, d. h. länger als eine vorgegebene Zeit, dauernden Signals am Einlaßventil EV _v der Vorderachse wird nun durch die im Antiblockiersystem vorhandene Magneteinschaltüberwachung ME _v erkannt. Durch ein entsprechendes Signal dieser Einschaltüberwachung wird nun ein Speicher 1 gesetzt. Ein Verzögerungssignal -b oder ein Schlupfsignal λ 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 _v und λ _v sind über ein ODER-Gatter 2 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 beeinflußt 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 Bremszylindern 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 _v, AV _v der Vorderachse periodisch unterbrochen. Die Folge ist, daß trotz defekter Magnetventilansteuerung der Vorderachse das Einlaßventil EV _v kurzzeitig entregt 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 _v und AV _v schadet nicht, da diese Ventile so gebaut sind, daß sie ohne elektrisches Eingangssignal geschlossen sind.

Erreicht die Vorderachse den Abregeldruck, dann wird ein -b- und ein λ-Signal an der Vorderachse auftreten, welche über das ODER-Gatter 2 das Zwangseinsteuern beenden. Da das Auslaßventil AV _v der Vorderachse bei diesem Beispiel funktionsfähig ist, 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 _v der Hinterachse ständig erregt ist und hierdurch eine drucklose Hinterachse verursacht wird. In diesem Fall wird der Teil 4, 5, 6 der Logikschaltung (zweiter Schaltungsteil) mit den Eingangsgrößen EV _h ME _h, -b _h und λ _h 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 Hinterachse, da durch die erregten Auslaßventile die Druckluft ständig entweichen kann. Bei diesem Fehler hat eine Beeinflussung des Sicherheitrelais 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 ME _v, 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 Bremdruckes am gesamten Fahrzeug. Erst wenn bei Blockierneigung beide Auslaßventile AV _v, AV _h von der Blockierschutzelektronik angesteuert werden, wird über das UND-Gatter 47 die Sperrung des Sicherheitsrelais durch eine Sperrung des Gatters 52 aufgehoben und das Sicherheitrelais SR wieder geschlossen. Hierdurch kann der Bremsdruck am 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 blockiert 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 λ _h, +b _h 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 λ _h-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.

Claims

1. Antiblockiersystem für Straßenfahrzeuge, mit mindestens zwei Regelkanälen, die jeweils einen Drehzahlfühler, eine Regelelektronik zum Auswerten der Geschwindigkeitssignale und Regelventile zum Anpassen des Bremsdrucks aufweisen,
mit jeweils einer Sicherheitsschaltung, die einen Defekt in der Regelelektronik oder im Endverstärker an einem hierdurch bedingten ständig erregten Einlaßventil EV oder Auslaßventil AV erkennt,
mit einem Sicherheitsrelais, das die Stromversorgung der Endverstärker und damit die Ansteuerung der Regelventile unterbricht,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Sichereitsrelais SR durch die Regelsignale (-b, +b, λ) für das Einlaßventil EV oder Auslaßventil AV des anderen, intakten Regelkanals steuerbar ist.

2. Antiblockiersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine logische Schaltung (1-3) für die Mitsteuerung des Einlaßventils EV _v der Vorderachse vorgesehen ist, welcher die Eingangssignale Schlupf vorn λ _v, Verzögerung vorn -b _v, Magneteinschaltüberwachung vorn ME _v und Einlaßventil hinten EV _h zugeführt sind.

3. Antiblockiersystem 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. Antiblockiersystem nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine logische Schaltung (4-6) für die Mitsteuerung des Einlaßventils EV _h der Hinterachse vorgesehen ist, der die Eingangssignale Schlupf hinten λ _h, Verzögerung hinten -b _h, Magneteinschaltüberwachung hinten ME _h, und Einlaßventil vorn EV _v, zugeführt sind.