DE3306611A1 - METHOD AND DEVICE FOR CONTROLLING THE BRAKING DISTRIBUTION - Google Patents
METHOD AND DEVICE FOR CONTROLLING THE BRAKING DISTRIBUTIONInfo
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Description
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Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung der Brems-Method and device for controlling the braking
kraftverteilung nachforce distribution according to
DBP... (Patentanmeldung P 33 01 948.7)DBP ... (patent application P 33 01 948.7)
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine
Vorrichtung zur Steuerung der Bremskraftverteilung auf
die Vorderachse und die Hinterachse eines Kraftfahrzeuges
in Abhängigkeit von der statischen und dynamischen Achslastverteilung und/oder von anderen von dem Abbremsverhalten
abgeleiteten Meßgrößen. Dabei werden dem Radverhalten an der Vorderachse und an der Hinterachse sowie
der Längsverzögerung des Fahrzeugs entsprechende
elektrische Signale erzeugt, elektronisch verknüpft und verarbeitet. Aus den daraus gewonnenen Signalen wird
dann der Bremsschlupf an den Vorder- und an den Hinterrädern bzw. dem Bremsschlupf proportionale Meßwerte ermittelt,
und es wird der Bremsschlupf der Hinterräder
mit Hilfe einer Steuerung auf den Wert des Bremsschlupfes an den Vorderrädern oder auf einen etwas kleineren
Wert begrenzt. Die Erfindung beinhaltet einen Zusatz zu dem DBP...(Patentanmeldung P 33 01 948.7).The invention relates to a method and a
Device for controlling the braking force distribution on the front axle and the rear axle of a motor vehicle as a function of the static and dynamic axle load distribution and / or other measured variables derived from the braking behavior. The wheel behavior on the front and rear axles as well as the longitudinal deceleration of the vehicle are determined accordingly
electrical signals generated, electronically linked and processed. The signals obtained therefrom become
Then the brake slip on the front and rear wheels or the brake slip is determined measured values proportional to the brake slip, and it becomes the brake slip of the rear wheels
limited with the help of a control to the value of the brake slip on the front wheels or to a slightly smaller value. The invention includes an addition to the DBP ... (patent application P 33 01 948.7).
Zur Messung des Raddrehverhaltens und der Längsverzögerung des Fahrzeuges werden Sensoren eingesetzt, deren
Ausgangssignale in festverdrahteten oder mit programmge-To measure the wheel rotation behavior and the longitudinal deceleration of the vehicle, sensors are used, their
Output signals in hardwired or programmed
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steuerten elektronischen Schaltungen, beispielsweise mit einem Mikroprozessor, verknüpft und verarbeitet werden. Der Bremsdruck wird mit Hilfe von Modulatoren, z.B. elektromagnetisch betätigten Schaltventilen, gesteuert.controlled electronic circuits, for example with a microprocessor, linked and processed. The brake pressure is controlled with the help of modulators, e.g. solenoid operated switching valves.
Es ist bereits ein Bremskraftverteiler bekannt, bei dem die statische Achslastverteilung bei stehendem Fahrzeug mit Sensoren gemessen und in einen Mikrocomputer eingespeist wird, der unter Berücksichtigung dieser Meßwerte und des gemessenen Druckes nach einer eingespeicherten mathematischen Beziehung die Bremskraftverteilung im Vorderachs- und im Hinterachskreis steuert (europäische Patentanmeldung EP-Al 062246). Ein solcher Bremskraft-Verteiler besitzt den Nachteil, daß der tatsächlich zur Zeit des Bremsvorgangs gegebene, von zahlreichen Parametern abhängige Haftwert zwischen Fahrbahn und Rad an der Hinterachse und der Vorderachse auf die Bremskraftverteilung keinen Einfluß ausüben kann. Daher muß die Bremse, um die gefährliche Uberbremsung der Hinterachse mit Sicherheit zu vermeiden, derart ausgelegt werden, daß in den meisten Fällen der Beitrag der Hinterachse zur Abbremsung recht gering wird. Ferner hat es sich als nachteilig erwiesen, daß die Ist-Werte in der Praxis von den rechnerisch vorgegebenen Soll-Werten stark abweichen. Die bei der Auslegung der Bremskraftverteilung und der eingespeicherten mathematischen Beziehung als konstant angenommenen Bremsen-Kennwerte unterliegen in der Praxis erheblichen Änderungen, 2,.B. infolge von Fertigungstoleranzen im Reibwert, durch Alterung, Verschmutzung, Veränderung der Federkonstante im Betrieb, mangelhafte Justierung, starken Temperaturänderungen usw. Dies hat zurIt is already known a brake force distributor in which the static axle load distribution is measured with sensors when the vehicle is stationary and fed into a microcomputer is stored, taking into account these measured values and the measured pressure after a mathematical relationship the braking force distribution in Controls the front and rear axles (European patent application EP-Al 062246). Such a braking force distributor has the disadvantage that the number of parameters actually given at the time of braking Dependent adhesion value between the road and the wheel on the rear axle and the front axle on the braking force distribution cannot exert any influence. Therefore, the brake must be used to avoid the dangerous overbraking of the rear axle To avoid safety, be designed in such a way that in most cases the contribution of the rear axle to the braking becomes quite low. Furthermore, it has proven to be disadvantageous that the actual values in practice differ from the arithmetically specified target values deviate significantly. The design of the braking force distribution and the In practice, the stored mathematical relationship is assumed to be constant significant changes, 2, .B. as a result of manufacturing tolerances in the coefficient of friction, aging, contamination, changes the spring constant during operation, inadequate adjustment, strong temperature changes, etc. This has to
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Folge, daß die tatsächliche Kennlinie der Bremskraftverteilung von der vorausberechneten erheblich abweichen kann.Consequence that the actual characteristic of the braking force distribution can deviate significantly from the forecast.
Die heute üblichen Bremskraftverteiler beschränken sich auf eine festeingestellte, druckabhängige Regelung. Lastabhängige oder verzögerungsabhängige Bremskraftregler sind ebenfalls in zahlreichen Varianten bekannt. Aus den vorgenannten Gründen laßt sich selbst mit hohem Montage- und Justieraufwand mit diesen bekannten Geräten höchstens in einem der beiden Grenzfälle "leer/beladen" eine zufriedenstellende Anpassung erzielen, so daß in vielen Netriebszuständen die theoretisch mögliche Haftwertausnutzung an der Vorder- und Hinterachse nicht erreicht wird.The brake force distributors commonly used today are limited to a fixed, pressure-dependent control. Load-dependent or delay-dependent brake force regulator are also known in numerous variants. For the reasons mentioned above, even with a high assembly and adjustment effort with these known devices at most in one of the two borderline cases "empty / loaded" achieve a satisfactory adjustment, so that in many operating states the theoretically possible utilization of the adhesion value is not reached on the front and rear axles.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die vorgenannten Nachteile bekannter Anordnungen zu überwinden und die Bremskraftverteilung in Kraftfahrzeugen derart weiter zuentwickeln, daß sowohl in den beiden Grenzfällen "leer/beladen" als auch bei jeder Abbremsung des Fahrzeugs die Bremskraftverteilung in guter Annäherung der tatsächlichen statischen und dynamischen Achslastverteilung angepaßt ist, so daß eine optimale Bremsenfunktion, d.h. Fahrstabilität, kurzer Bremsv/eg und gleichmäßige Belastung der beiden Achsen erzielt wird. Ferner wurde auf eine Erfüllung der Forderungen mit möglichst geringem Aufwand bei der Herstellung und Montage der Bremsanlage Wert gelegt.The invention is therefore based on the object of overcoming the aforementioned disadvantages of known arrangements and the braking force distribution in motor vehicles to develop further that both in the two borderline cases "empty / loaded" as well as with each braking of the vehicle the braking force distribution as a good approximation of the actual static and dynamic axle load distribution is adapted, so that an optimal braking function, i.e. driving stability, short braking v / eg and smooth Load of the two axes is achieved. Furthermore, a fulfillment of the requirements with the lowest possible Effort in the manufacture and assembly of the brake system is important.
Es hat sich nun gezeigt, daß sich diese Aufgabe in fortschrittlicher Weise mit dem in Anspruch 1 beschriebenenIt has now been shown that this task is progressive Way with that described in claim 1
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Verfahren lösen läßt. Vorteilhafte Ausführungsarten der Erfindung und bevorzugte Vorrichtungen zur Durcliführung des Verfahrens sind in den Unteransprüchen geschildert.Can solve the procedure. Advantageous types of execution of the Invention and preferred devices for performing of the method are described in the subclaims.
Die Erfindung beruht auf der Überlegung, daß durch die Messung der Rad- und Fahrzeuggeschwindigkeiten bzw. der zeitlichen Änderungen dieser Meßgrößen, durch Verarbeitung dieser Meßwerte zu einem Steuersignal in einer elektronischen Schaltung, z.B. in einem Mikroprozessor, und durch Verwendung einfacher Schaltventile als Druckmodulatoren ein Bremskraftverteiler realisiert werden kann, der unter Berücksichtigung der zum Zeitpunkt der Bremsenbetätigung tatsächlich herrschenden Bedingungen, einschließlich Straßenverhältnisse, Zustand des Bremsensystems, statische und dynamische Achslastverteilung usw., die Bremskraft auf die Vorder- und Hinterräder in nahezu idealer Weise verteilt. Dadurch wird vor allem ein kurzer Bremsweg, eine geringe Blockiergefahr und damit hohe Fahrstabilität sowie eine gleichmäßige Belastung des Bremssystems erreicht. Durch den nur in Ausnahmefällen notwendigen Abbau des Druckes an der Hinterachse wird auch den relativ seltenen Fahrzuständen, die z.B. bei schnell wechselnden Straßenverhältnissen möglich sind Rechnung getragen. In solchen Situationen könnte nämlich an der Hinterachse, nach Erreichen eines anfangs richtigen Radzylinderdruckes, bei konstant gehaltenem Bremsdruck nachträglich ein Blockieren der Räder auftreten. Anders als in Bremsschlupfregelanlagen erfolgt bei dem erfindungsgemäßen Bremskraftverteiler kein erneuter Bremsdruckaufbau innerhalb eines Bremsvorganges, im Gegensatz zu Bremsschlupfregelanlagen wird daher keine Fremdenergieversorgung - zum WiederaufbauThe invention is based on the consideration that by the Measurement of the wheel and vehicle speeds or the changes in these measured variables over time, through processing these measured values to a control signal in an electronic circuit, e.g. in a microprocessor, and a brake force distributor can be implemented by using simple switching valves as pressure modulators which, taking into account the conditions actually prevailing at the time of brake actuation, including road conditions, condition of the braking system, static and dynamic axle load distribution etc., the braking force on the front and rear wheels in distributed almost ideally. This means, above all, a short braking distance, a low risk of blocking and thus high driving stability as well as an even load on the braking system is achieved. Only in exceptional cases necessary reduction of the pressure on the rear axle is also the relatively rare driving conditions that E.g. when the road conditions change rapidly are taken into account. In such situations could namely on the rear axle, after reaching an initially correct wheel cylinder pressure, held constant Brake pressure subsequently cause the wheels to lock. Unlike in brake slip control systems takes place in the brake force distributor according to the invention no renewed build-up of brake pressure within a braking process, In contrast to brake slip control systems, there is no external energy supply - for reconstruction
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des Bremsdruckes im Regelfalle - benötigt. Dies ist im Hinblick auf den erforderlichen Herstellungsaufwand für das Bremssystem und die Betriebssicherheit von großer Bedeutung.of the brake pressure as a rule - required. This is in With regard to the manufacturing effort required for the brake system and the operational safety of great Meaning.
Weitere Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung gehen aus der folgenden Beschreibung weiterer Details anhand von Ausführungsbeispielen der Erfindung vor.Further features, advantages and possible uses of the invention will emerge from the following description Details based on exemplary embodiments of the invention.
Es zeigen in schematisch vereinfachter Prinzipdarstellung It show in a schematically simplified principle representation
Fig. 1 einen Bremskraftverteiler gemäß einer Ausführungsart der Erfindung für ein Zweikreis-Bremssystem mit diagonaler Bremskraftaufteilung,1 shows a brake force distributor according to one embodiment the invention for a two-circuit braking system with diagonal braking force distribution,
Fig. 2 im Diagramm den zeitlichen Druckverlauf bei Anwendung des erfindungsgemäßen Bremskraftverteilers, und2 in a diagram the pressure curve over time when the brake force distributor according to the invention is used, and
Fig. 3 in gleicher Darstellungsweise wie in Fig. 1 eine Ausführungsart für ein Zweikreis-Bremssystem mit je einem Bremskreis für die Vorder- und für die Hinterachse.FIG. 3 shows an embodiment for a two-circuit brake system in the same manner of representation as in FIG. 1 One brake circuit each for the front and rear axles.
Bei dem Zweikreis-Bremssystem gemäß Fig. 1 sind die Bremskreise diagonal aufgeteilt. An einen symbolisch dargestellten Tandemhauptzylinder 1 üblicher Bauart/ auf den, wie durch den Pfeil symbolisiert ist, über ein Pedal die Bremskraft F ausgeübt wird, sind an einem Brems-In the two-circuit brake system according to FIG. 1, the brake circuits are divided diagonally. To one symbolically illustrated tandem master cylinder 1 of conventional design / on the, as is symbolized by the arrow, the braking force F is exerted via a pedal, are on a brake
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kreis 2 das linke Vorderrad VR, sowie das rechte Hinterrad HR angeschlossen. Der zweite Bremskreis 3 wirkt aul die beiden anderen Räder VR und HR,.circle 2 the left front wheel VR and the right rear wheel HR are connected. The second brake circuit 3 acts on the other two wheels, VR and HR.
Als Druckmodulatoren werden in der gezeigten Ausführungsatt der Erfindung schnellschaltende 2/2-Wegeventile 4,5Λ6 verwendet. Während die beiden Vorderräder unmittelbar an den zugehörigen Bremskreis 2 bzw. 3 des Tandemhauptzylinders 1 angeschlossen sind/ ist ein Druckaufbau an den Hinterrädern erst nach Erregung der beiden Schaltventile 4/5 möglich. Die Ansteuerung dieser Ventile erfolgt über einen elektronischen Regler 1, dem mit Hilfe von Sensoren 8,9 und 10 erzeugte Meßgrößen über die Signalleitungen 8',9'/1O1 in Form von elektrischen Signalen zugeführt v/erden und der durch logische Verknüpfung die erforderlichen Steuersignale errechnet und die Brensdruckinodulatoren steuert. Der Regler 7 kann beispielsweise einen Mikroprozessor zur Verarbeitung der Sensorsignale und Erzeugung der Steuersignale enthalten. In dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel werden mit dem Sensor 8 ein Mittelwert £>„,, der Radgeschwindig-Fast-switching 2/2-way valves 4.5 Λ 6 are used as pressure modulators in the embodiment of the invention shown. While the two front wheels are directly connected to the associated brake circuit 2 or 3 of the tandem master cylinder 1, pressure build-up on the rear wheels is only possible after the two switching valves 4/5 have been energized. These valves are controlled via an electronic controller 1, to which the measured variables generated with the aid of sensors 8, 9 and 10 are supplied via the signal lines 8 ', 9' / 10 1 in the form of electrical signals and to which the required values are logically linked Calculates control signals and controls the internal pressure inodulators. The controller 7 can contain, for example, a microprocessor for processing the sensor signals and generating the control signals. In the exemplary embodiment described here, a mean value £>"" the wheel speed is measured with the sensor 8
VRVR
keit an der Vorderachse, mit dem Sensor 10 ein Mittelwert CO1Tn der Radgeschwindigkeiten an der Hinterachse ti κspeed on the front axle, with the sensor 10 a mean value CO 1 T n of the wheel speeds on the rear axle ti κ
und mit dem Sensor 9 die Translationsverzögerung -b des Fahrzeugs während des Bremsvorganges oder den Radgeschwindigkeiten bzw. der Verzögerung proportionale Meßwerte ermittelt. Ist das Fahrzeug bereits mit einem elektronischen Sensor für den Tachometer ausgerüstet, kann dieser gleichzeitig zur Erzeugung der Meßgröße CO mitverwendet werden.and with the sensor 9, the translational deceleration -b of the vehicle during the braking process or the wheel speeds or the deceleration determined measured values proportional to. If the vehicle is already equipped with an electronic sensor for the speedometer, this can also be used to generate the measured variable CO .
VKVK
Den mit Hilfe der Modulatoren bzw. Schaltventile 4,5 er-With the help of the modulators or switching valves 4.5
zeugten Druckverlauf pHA an der Hinterachse und den Bremsdruckverlauf p„A an der Vorderachse, von dem p„A abhängig ist, zeigt Fig. 2. In diesem Ausführungsbeispiel erzeugt der Regler 7 seitlich verzögert zum Anstieg des Vorderachsdruckes ρ AufSteuerimpulse für die Schaltventile 4,5, wobei durch Pulsen bzw. durch getaktetes Umschalten der Ventile 4,5 aus der (gezeigten) Schließstellung in die Durchflußstellung der für eine ideale Druckverteilung erforderliche Druckanstieg ρ2 shows the pressure curve p HA on the rear axle and the brake pressure curve p " A on the front axle, on which p" A is dependent. 5, whereby by pulsing or by clocked switching of the valves 4, 5 from the (shown) closed position into the flow position, the pressure increase ρ required for an ideal pressure distribution
rl Arl A
an den Hinterradern eingestellt wird.is adjusted on the rear wheels.
Erfindungsgemäß ist außerdem zum Abbau des Hinterraddruckes ein weiteres 2/2-Wegeventil 6 vorgesehen. Durch die hydraulische Verbindung der beiden Hinterradkreise über eine Leitung mit zwei in Reihe geschalteten, entgegengerichteten Rückschlagventilen 11,12 wurde erreicht, daß ein einziges 2/2-Wegeventi1 6 zum Druckabbau in den beiden Hinterradkreisen genügt. Aus der Darstellung Fig. 1 ist erkennbar, daß über den zu dem Betätigüngsmagneten des Ventiles 6 führenden elektrischen Anschluß des elektronischen Reglers 7 das normalerweise geschlossene 2/2~Wegeventil 6 zum Druckabbau in die Durchflußstellung umgeschaltet werden kann, wonach dann beide Hinterradkreise über die Rückschlagventile 11, 12 mit dem zum Bremssystem gehörenden Druckausgleichsbehalter 13 verbunden sind.According to the invention is also to reduce the rear wheel pressure another 2/2-way valve 6 is provided. By the hydraulic connection of the two rear wheel circuits via a line with two in series, oppositely directed Check valves 11,12 was achieved that a single 2/2-Wegeventi1 6 to reduce pressure in the both rear wheel circles is sufficient. From the illustration in Fig. 1 it can be seen that via the electrical connection of the electronic which leads to the actuating magnet of the valve 6 Regulator 7, the normally closed 2/2-way valve 6 to reduce the pressure in the flow position can be switched, after which both rear wheel circuits via the check valves 11, 12 with the for Brake system belonging to the pressure equalization container 13 are connected.
Wie in Fig. 2 dargestellt ist, wird der Druck, wenn sich eine Blockiertendenz an den Hinterrädern zeigt, stufenförmig auf einen geringeren Wert abgebaut, bei dem der Bremsschlupf an der Hinterachse dem Bremsschlupf an der Vorderachse entspricht oder diesem nacheilt. Der Druck-As shown in Fig. 2, when the rear wheels have a tendency to lock, the pressure becomes stepped reduced to a lower value at which the brake slip on the rear axle equals the brake slip on the Front axle corresponds to or lags behind. The pressure-
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abbau beginnt zum Zeitpunkt t,, nachdem der Regler 7 durch Vergleich der Radverzögerung an der Hinterachse mit dor Fahrzeugverzögerung zum Zeitpunkt t eine Blockiertendenz der Hinterräder festgestellt hat.degradation begins at time t ,, after controller 7 by comparing the wheel deceleration on the rear axle with the vehicle deceleration at time t a Has determined that the rear wheels have a tendency to lock.
Die parallel zu den Druckaufbauventilen 4,5 vorgesehenen Rückschlagventile 14,15 beschleunigen den Abbau des Bremsdruckes beim Lösen der Bremse.The check valves 14.15 provided in parallel to the pressure build-up valves 4.5 accelerate the reduction of the Brake pressure when releasing the brake.
Bei einer Zweikreisbremsaufteilung, bei der ein Kreis auf die Vorderachse, der andere auf die Hinterachse wirkt, benötigt der erfindungsgemäße Bremskraftverteiler noch weniger Bauelemente, es genügen, wie dies Fig. 3 verdeutlicht, je ein elektromagnetisch betätigtes 2/2-Wegeventil 16 bzv/. 17 zum Aufbau des Bremsdruckes an der Hinterachse und zur Druckreduzierung, die ausgelöst wird, sobald der Regler 71 aus dem ihm über die Signalleitungen 8',9',10' zugeführten Sensorsignalen auf eine Blockierneigung der Hinterräder schließt. Die in der Ausführungsart nach Fig. 1 in der Zuleitung zum Druckreduzierventil 6 liegenden Rückschlagventile 11,12 entfallen in der Ausführungsart nach Fig. 3.In the case of a two-circuit brake division, in which one circle acts on the front axle and the other acts on the rear axle, the brake force distributor according to the invention requires even fewer components; as shown in FIG. 17 to build up the brake pressure on the rear axle and to reduce the pressure, which is triggered as soon as the controller 7 1 concludes from the sensor signals fed to it via the signal lines 8 ', 9', 10 'that the rear wheels are likely to lock. The check valves 11, 12 located in the feed line to the pressure reducing valve 6 in the embodiment according to FIG. 1 are omitted in the embodiment according to FIG. 3.
In Fig. 1 ist außerdem noch ein Differenzdruckschalter 18 angedeutet, der den Ausfall eines Bremskreises bzvy. die dadurch hervorgerufene Druckdifferenz zwischen den beiden Bremskreisen 2,3 über die Leitung 19 dem Regler signalisiert. Dadurch wird eine Dauererregung der Ventile 4,5 und eine dauernde Sperrung des Ventiles 6 bewirkt, damit bei Ausfall eines Bremskreises zumindest im zweiten Bremskreis der volle Bremsdruck an der Vorder- und Hinterachse aufgebaut werden kann. Die Fahr- bzw.In Fig. 1 there is also a differential pressure switch 18 indicated, the failure of a brake circuit bzvy. the resulting pressure difference between the signaled both brake circuits 2,3 via line 19 to the controller. This causes permanent excitation of the valves 4.5 and a permanent blocking of the valve 6 causes so that if a brake circuit fails, at least in second brake circuit, the full brake pressure can be built up on the front and rear axles. The driving resp.
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Richtungsstabilität des Fahrzeuges wird in diesem Falle auch bei einem Blockieren der Räder des intakten Diagonalkreises durch die nichtgebremsten Räder des ausgefallenen Bremskreises aufrechterhalten.Directional stability of the vehicle is in this case even if the wheels of the intact diagonal circle are blocked by the non-braked wheels of the failed one Maintain the brake circuit.
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