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Antiblockierregelsystem
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Stand der Technik Die Erfindung geht aus von einem Antiblockierregelsystem
hach der Gattung des Hauptanspruches.
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Es sind bereits zahlreiche Antiblockierregelsysteme für Fahrzeuge
bekannt, bei denen an den Fahrzeugrädern Sensoren angebracht sind, die die Drehzahlen
der Fahrzeugräder erfassen. Aus diesen Drehzahlen erden üblicherweise in einem zentralen
Steuergerät Steuerbefehle zur Einstellung des Bremsdruckes der Radbremsen des ahrzeuges
gebildet, wenn vorbestimmte Fahrzustände eintreten. Diese Regelung erfolgt üblicherweise
in Abhängigkeit vom Erreichen von Grenzwerten der Radverzögerung bzw. Radbeschleunigung
und des zwischen Rad und Fahrbahn sich einstellenden Schlupfes. Ein derartiges Antiblockierregelsystem
ist beispielsweise in Bosch Technische Berichte, Band 7 (1980) Heft 2 beschrieben.
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Die bekannten Antiblockierregelsysteme finden j jedoch eine Grenze
bei niedrigen Fahrzeuggeschwindigkeiten, wenn sich nämlich aus den von den Sensoren
gelieferten Raddrehzahl-bzw. Radgeschwindigkeitssignalen keine auswertbaren Schlupf-und
Verzögerungs- bzw. Beschleunigungssignale mehr ableiten lassen.
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Aus der DE-OS 22 12 584 ist eine Fahrzeug-Bremsanlage bekannt, bei
der unterhalb einer vorbestimmten Fahrzeuggeschwindigkeit die Verarbeitung von Raddrehzahl-Signalen
zu Radverzögerungs- oder Beschleunigungswerten unterdrückt wird. Nachteil dieser
Anordnung ist daher, daß eine blockiergeschützte Bremsung bei niedrigen Fahrzeuggeschwindigkeiten
nicht mehr möglich ist.
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Vorteile der Erfindung Das erfindungsgemäße Antiblockierregelsystem
mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruches hat demgegenüber den Vorteil,
daß auch bei extrem niedrigen Fahrzeuggeschwindigkeiten eine Regelung der Fahrzeugbremsen
in der Hinsicht möglich ist, daß ein längeres Blockieren der Fahrzeugräder verhindert
wird. Dieses Merkmal wirkt sich beispielsweise dann besonders vorteilhaft aus, wenn
ein Fahrzeug auf eisglatter abschüssiger Fahrbahn fährt.
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Bewegt sich dabei das Fahrzeug mit sehr niedriger Geschwindigkeit,
ist es mit dem erfindungsgemäßen System möglich, die Bremsen in einer Weise anzusteuern,
daß das Fahrzeug so gut abgebremst wird, wie dies nach dem vorliegenden Fahrbahnzustand
gerade möglich ist.
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Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte
Weiterbildungen des im Hauptanspruch angegebenen Antiblockierregelsystems möglich.
So wird in bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung eine Umschaltung
auf
den Steuer zweig für niedrige Fahrzeuggeschwindigkeiten nur dann vorgenommen, wenn
alle Radgeschwindigkeiten einen vorbestimmten Schwellwert überschritten haben.
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Auf diese Weise wird sichergestellt, daß ein ungewolltes Ansprechen
beim Anfahren auf niedrigem Reibbeiwert der Fahrbahn vermieden wird.
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Weiterhin ist in bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen,
im niedrigen Fahrzeuggeschwindigkeitsbereich die erfindungsgemäße Steuerung an der
Hinterachse nur dann wirksam werden zu lassen, wenn sie an der Vorderachse bereits
wirksam ist. Auf diese Weise wird sichergestellt, daß es in engen Kurven, beispielsweise
beim Wenden des Fahrzeuges, nicht zum Fehlansprechen der Regelung kommt, wenn nämlich
aufgrund der vorliegenden Fahrzeuggeometrie eine besonders niedrige Radgeschwindigkeit
des kurveninneren Hinterrades auftritt und gleichzeitig das nicht angetriebene kurvenäußere
Vorderrad eine relativ hohe Fahrgeschwindigkeit simuliert.
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Zeichnung Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung
dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Figur
ia und b Diagramme zur Erläuterung der Arbeitsweise des erfindungsgemäßen Antiblockierregelsystems;
Figur 2 ein schematisches Schaubild einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen
Antiblockierregelsystems.
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Beschreibung des Ausführungsbeispieles In Figur la ist der Verlauf
einer Referenzgeschwindigkeit vREF und einer Radgeschwindigkeit vR über der Zeit
t dargestellt. Figur Ib zeigt den Verlauf eines Steuersignals S zur Absenkung des
Bremsdruckes über der Zeit t.
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Unter der Referenzgeschwindigkeit vREF versteht man eine Bezugsgröße,
die zur Fahrzeuggeschwindigkeit in Beziehung steht. Die Referenzgeschwindigkeit
vREF wird dabei üblicherweise aus der Geschwindigkeit eines nicht angetriebenen
und eines angetriebenen Rades abgeleitet und während des Bremsvorganges ab einem
bestimmten Zeitpunkt durch lineare Extrapolation mit vorgegebener Steigung über
der Zeit gebildet.
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Während bei üblichen Antiblockierregelsystemen, wie sie aus dem Stand
der Technik bekannt sind, Steuersignale für die Einstellung des Bremsdruckes an
den Fahrzeugrädern in Abhängigkeit davon gebildet werden, ob vorbestimmte Grenzwerte
von Radbeschleunigung, Radverzögerung oder Schlupf überschritten werden, wird beim
erfindungsgemäßen Antiblockierregelsystem diese übliche Regelung, die den Druckabbau
bestimmt dann nicht fortgesetzt, wenn die Referenzgeschwindigkeit vREF eine vorbestimmte
Fahrzeuggeschwindigkeit vREF 1 uunterschreitet, was im Diagramm gemäß Figur 1a im
Punkt 10 der Fall ist.
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Vom Punkt 10 ab wird der Bremsdruck zunächst konstant gehalten. Aufgrund
der laufenden Bremsung hat der zeitliche Verlauf der Radgeschwindigkeit vR zu dieser
Zeit einen stark abfallenden Verlauf, wie aus Figur la ohne weiteres ersichtlich.
Im Punkt 11 unterschreitet die Radgeschwindigkeit vR einen vorgegebenen minimalen
Wert vmin und das Eintreten dieser beiden Bedingungen (Referenzgeschwindigkeit vREF
kleiner als vREF1, Radgeschwindigkeit vR kleiner als vmin) führt dazu, daß der Bremsdruck
abgesenkt wird, wie dies in Figur ib durch den Kurvenzug 12 bezeichnet ist.
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Die Absenkung des Bremsdruckes wird nämlich dann wieder aufgehoben,
wenn die Radgeschwindigkeit vR im Punkt 13 den minimalen Wert vmin wieder überschreitet.
Die sich
anschließenden Druckhalte- und Druckaufbaubedingungen werden
in an sich bekannter Art aufrechterhalten. Erfindungsgemäß ist eine weitere Bedingung
für die Absenkung des Bremsdruckes die, daß die Referenzgeschwindigkeit vREF oberhalb
eines Bezugswertes vREF2 liegt, der kleiner als vREF1 jedoch größer als vmin ist.
Nachdem das Rad ab dem Punkt 13 wieder beschleunigt wurde, nimmt die Radgeschwindigkeit
im nächsten Br ems zyklus wieder ab und unterschreitet im Punkt 14 den Minimalwert
v . erneut.
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min Dies führt, wie aus dem Verlauf 15 in Figur ib ersichtlich ist,
wiederum zur Absenkung des Bremsdruckes. Die Aufhebung dieser Absenkung wird jedoch
in dieser zweiten Phase dadurch ausgelöst, daß die Referenzgeschwindigkeit vREF
im Punkt 16 den Bezugswert vREF2 unterschreitet.
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Wie aus den Diagrammen gemäß Figur 1a und b ersichtlich ist, werden
zur erfindungsgemäßen Regelung bei niedrigen Fahrzeuggeschwindigkeiten für den Druckabbau
nur Geschwindigkeitssignale verwendet. Es entfällt daher die Umwandlung in Verzögerungs-
oder Schlupfsignale. Auf diese Weise ist es im Vergleich mit herkömmlichen Antiblockierregelsystemen
möglich, die Einschaltgrenze des Reglers (Bremsbeginn) und die Ausschaltgrenze (Ende
der Wirksamkeit des Reglers) bezogen auf die Fahrzeuggeschtindigkeit erheblich zu
vermindern.
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Figur 2 zeigt ein schematisches Schaltbild einer Ausführungsform des
erfindungsgemäßen Antiblockierregelsystems.
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Dabei Sind mit 20a bis 20d vier Räder eines Fahrzeuges bezeichnet,
an denen sich Sensoren 21a bis 21d befinden.
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Der Bremsdruck der den Rädern 20a bis 20d zugeordneten Bremsen wird
von einem Hydroaggregat 22 eingestellt. Zur Steuerung des Hydroaggregates 22 dient
ein Steuergerät 23, das in an sich bekannter Weise aus den von Sensoren 21a bis
21d gemessenen Signalen Steuergrößen für das Hydroaggregat
22 bildet.
Unter anderem werden im Steuergerät 23 die Radgeschwindigkeiten vR und die Referenzgeschwindigkeit
vREF ermittelt. Erfindungsgemäß ist nun in einer Datenleitung 24 vom Steuergerät
23 zum Aggregat 22 ein Umschalter 25 angeordnet, mit dem das Hydroaggregat 22 vom
Steuergerät 23 auf einen Steuerzweig 26 umgeschaltet werden kann. Der Steuerzweig
26 enthält zunächst einen Komparator 27, dessen einer Eingang mit einem der Referenzgeschwindigkeit
vREF entsprechenden Signal beschaltet ist und an dessen anderem Eingang ein Signal
liegt, das der vorbestimmten Fahrzeuggeschwindigkeit vREF1 entspricht. Ein zweiter
Komparator 28 ist ebenfalls einerseits mit einem der Referenzgeschwindigkeit vREF
entsprechendem Signal beschaltet, während am anderen Eingang ein Signal anliegt,
das dem Bezugswert vREF2 entspricht. Schließlich ist noch ein dritter Komparator
29 vorgesehen, der einmal mit einem einer Radgeschwindigkeit VR entsprechendem Signal
beschaltet ist und zum anderen mit einem dem Minimalwert vmin entsprechenden. Der
Komparator 29 ist dabei nur für ein Rad dargestellt, es versteht sich jedoch von
selbst, daß der Steuerzweig 26 soviel Komparatoren 29 enthält, wie dies der Zahl
der geregelten Räder des Fahrzeuges entspricht. Die Ausgänge der Komparatoren 28,
29 sind auf ein UND-Gatter 30 geführt, das an eine Datenleitung 24' angeschlossen
ist, die zum Umschalter 25 führt. Weiterhin ist ein an die Datenleitung 24' angeschlossenes
UND-Gatter 31 vorgesehen, dem eingangsseitig Signale HA, VA zugeführt werden, die
darstellen, ob die Hinterachse CHA) bzw. die Vorderachse (VA) von der erfindungsgemäßen
Regelung erfaßt sind.
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Der Ausgang des Komparators 27 führt zu einem Eingang eines UND-Gatters
32, dessen anderer Eingang über einen von einem Komparator 29a, der die Signale
VREF und Vmin vergleicht, dynamisch rücksetzbaren Speicher 35 und ein an dessen
Setzeingang angeschlossenes UND-Gatter 34 an Komparatoren angeschlossen sind,
denen
einmal jeweils ein einem Schwellwert VRo entsprechendes Signal und zum anderen die
Radgeschwindigkeiten vR1, tR2> VR3, VR4 der Räder 20a bis 20d zuführbar sind.
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Das Ausgangssignal des UND-Gatters 32 dient zur Umschaltung des Umschalters
25.
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Die Wirkungsweise der in Figur 2 dargestellten Anordnung ist tie folgt:
Im üblichen Fahr- bzw. Bremsbetrieb befindet sich der Umschalter 25 in der eingezeichneten
Schaltstellung.
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Im Steuergerät 23 werden nun in an sich bekannter Weise aus den Signalen
der Sensoren 2ia bis 21d Steuersignale gebildet und über den Umschalter 25 sowie
die Datenleitung 24 dem Hydroaggregat 22 zugeleitet, daß den Bremsdruck än den einzelnen
Radbremsen entsprechend den empfangenen Steuersignalen eins-tellt. Gleichzeitig
wird im Komparator 27 die Referenzgeschwindigkeit vREF, die näherungsweise wie oben
erläutert - der Fahrzeuggeschwindigkeit entspricht, mit der vorbestimmten Fahrzeuggeschwindigkeit
vREF1 verglichen. Unterschreitet die Referenzgeschwindigkeit vREF diese vorbestimmte
Fahrzeuggeschwindigkeit vREF1, wird der entsprechende Eingang des UND-Gatters 32
angesteuert. Der andere Eingang des UND-Gatters 32 wird dann angesteuert, wenn die
Radgeschwindigkeiten 1 bis oberhalb des Schwellwertes VRO liegen, wobei der zwischengeschaltete
Speicher 35 dafür sorgt, daß die Radgeschwindigkeiten vR1 bis vR1£. während des
erfindungsgemaßen Regelvorganges nicht mehr ausgewertet werten, da der Speicher
35 nach Ansprechen des UND-Gatters 3! gesetzt bleibt, bis die Referenzgeschwindigkeit
vREF den Minimalwert v min unterschreitet. Erscheint am Ausgang des UND-Gatters
32 ein Umschaltsignal für den Umschalter 25 wird der Umschalter 25 in die nicht
eingezeichnete Stellung umgeschaltet. Die UND-Verknüpfung
im Gatter
32 mit den Radgeschwindigkeiten vR1 bis vR4 hat dabei den Sinn, sicherzustellen,
daß beim Anfahren des Fahrzeuges, insbesondere auf glattem Untergrund, die erfindungsgemäße
Regelung über den Steuerzweig 26 nicht in Betrieb gesetzt wird.
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Nach Umschalten des Umschalters 25 in die untere Schaltstellung werden
dem Aggregat 22 über die Datenleitungen 24', 24 Befehle vom UND-Gatter 30 bzw. den
entsprechenden UND-Gattern für die anderen Fahrzeugräder zugeleitet, wobei zunächst
der Druck über eine vom Umschalter 25 nicht beeinflußte Datenleitung 24'' konstant
gehalten wird. Ein Ausgangssignal am UND-Gatter 30 bedeutet dabei, daß der Bremsdruck
im zugeordneten Rad abgesenkt werden soll. Dies ist dann der Fall, wenn die Referenzgeschwindigkeit
vREF größer als der Bezugswert vREF2 (Komparator 28) und die zugehörige Radgeschwindigkeit
vR gleichzeitig kleiner als der Minimalwert vmin (Komparator 29) ist, wie dies anhand
von Figur 1a weiter vorne im einzelnen veranschaulicht wurde.
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Die Druckhalte- und Aufbaufunktion wird in der üblichen Art aufrechterhalten.
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Schließlich wird über das UND-Gatter 31 noch eine Beeinflussung der
Regelung der Hinterachse HA in der Weise vorgenommen, daß eine Weiterleitung der
Steuerbefehle für die Räder der Hinterachse HA nur dann weitergegeben wird, wenn
gleichzeitig die Regelung an der Vorderachse VA bereits läuft. Diese Maßnahme soll
ein ungewolltes Ansprechen der erfindungsgemäßen Regelung bei enger Kurvenfahrt,
beispielsweise beim Wenden des Fahrzeuges, vermeiden, da in diesem Falle aufgrund
der gegebenen Fahrzeuggeometrie die Radgeschwindigkeit vR des kurveninneren angetriebenen
Hinterrades kleiner als der Minimalwert v
ist und gleichzeitig
die Referenzgeschwindigkeit vREF, die durch das kurvenäußere nicht angetriebene
Vorderrad dargestellt wird, größer als der Minimalwert vmin ist.