DE3312981A1 - Verfahren und sicherheitsvorrichtung zur ansteuerung eines drucksteuerventils bei einer automatisch lastabhaengigen bremsregelung - Google Patents
Verfahren und sicherheitsvorrichtung zur ansteuerung eines drucksteuerventils bei einer automatisch lastabhaengigen bremsregelungInfo
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Description
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Verfahren und Sicherheitsvorrichtung zur Ansteuerung ?"*** eines Drucksteuerventils bei einer automatisch lastabhängigen
Bremskraftregelung
Stand der Technik
Die Erfindung geht aus von einem Verfahren und einer Sicherheitsvorrichtung
jeweils nach der Gattung des Hauptanspruchs bzw. des ersten Vorrichtungsanspruchs. Es ist bekannt, durch einen geeigneten
Achssensor ein Signal zu erzeugen, welches als Maß oder Hinweis für den Beladungszustand eines mit einer automatisch lastabhängigen
Bremskraftregelung (ALB) ausgerüsteten Kraftfahrzeugs so ausgewertet wird, daß den Beladungszustand einbeziehende Drucksteuerwerte
im Bremsfall zu den Brems zylindern gelangen. Hierdurch
läßt sich eine Überbremsung des Fahrzeugs durch Blockieren der Räder vermeiden, was insbesondere dann einen gefährlichen
Fahrzustand zur Folge haben kann, wenn das Blockieren an den Hinterrädern zuerst auftritt, was zu nicht mehr beherrschbaren
Übersteuerungstendenzen des Fahrzeugs führt. Das den jeweiligen Radbremsen zugeführte Druckmittelsignal ist daher bei solchen eine
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ALB aufweisenden Fahrzeugen gebildet aus der Verknüpfung des Ausgangssignals des Achssensors (Lastsignal) mit einem Signal,
welches von dem der willkürlichen Beeinflussung der Bedienungsperson des Kraftfahrzeugs unterworfenen Bremswertgeber stammt
(Drucksignal).
Es ist bei mechanischen ALB-Reglern bekannt, bei einem eventuellen
Ge stange bruch, was zu einem Ausfall der ALB-Regelung des Bremsdrucks
zu den entsprechenden Bremszylindern führt, beispielsweise durch Federkraft einen Nocken so einzustellen, daß der Regler in der
Weise weiterarbeitet, daß nunmehr der Druck nach einer vorgegebenen Teilbeladung (z.B. Halblast) geregelt wird. Hierdurch ist ein
Notbetrieb bis zur Reparatur sichergestellt.
Da in zunehmendem Maße ALB-Systeme mit elektrischen (analogen) Drucksteuerventilen ausgerüstet werden in Verbindung mit einer
zentralen Steuerlogikschaltung oder einer ähnlichen elektrischen Schaltung zur Verarbeitung zugeführter Druck- und Lastsignale, wodurch
sich eine wesentlich größere Variationsbreite auch hinsichtlich der Bremskraftverteilungskurven ergibt, muß Sorge getroffen
werden, daß bei Ausfall wesentlicher Teile oder Geber des elektrischen Systems die ALB-Funktionen in etwa aufrechterhalten werden
und jedenfalls Brems vorgänge ohne Gefährdung, also Ausfall von Bremsen, weiter möglich sind.
Vorteile der Erfindung
Das erfindungs gemäße Verfahren und die erfindungs gern äße Sicher-
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he its vorrichtung jeweils mit den kennzeichnenden Merkmalen des
Hauptanspruchs bzw. des ersten Vorrichtungsanspruchs haben den Vorteil, daß auch bei Signalausfällen der einen oder anderen Art sowie
bei Ausfall der gesamten Elektrik eine Bremsung gewährleistet ist, gegebenenfalls sogar unter Beibehaltung einer ausgeprägten
ALB-Wirkung. Es ist möglich, ein fiktives Last- oder Drucksignal bei
Fehlen solcher Signale vorzugeben, wobei gegenüber den bekannten mechanischen Lösungen durch die Erfindung auch eine Vielzahl von
Wahlmöglichkeiten verwirklicht werden kann, insbesondere Ausgestaltung
vorgegebener Kurven verlaufe im Bremskraftverteilungsdiagramm
je nach Art des mit einem solchen System ausgerüsteten Kraftfahrzeugs oder Wunsch des Anwenders.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des erfindungsgemäßen
Sicherheitssystems möglich. Besonders vorteilhaft ist der Umstand, daß grundsätzlich und unabhängig davon, wie weit der
Ausfall erfolgt und welche Systeme von diesem Ausfall umfaßt sind, die Grundbremsfähigkeit aufrechterhalten bleibt, da das verwendete
elektrische Drucksteuerventil so ausgebildet ist, daß bei fehlender
Ansteuerung der Eingangsdruck im Verhältnis 1 : 1 durchgesteuert wird.
Zeichnung
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt
und wird in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Fig. 1 in grob schematisierter Darstellung einen Regel-
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kreis zur elektrischen, lastabhängigen Bremskraftregelung (ALB)
einschließlich einer schematisierten Darstellung des verwendeten elektrischen Proportional-Drucksteuermagnetventils, Fig. 2 in Form
eines Diagramms Möglichkeiten zur Teillastregelung entsprechend vorgegebenen Kennlinienverläufen, Fig. 3 ebenfalls in Form eines
Diagramms Druckverläufe des vom Drucksteuerventil der ALB bei Ausfall des Drucksignals für das elektronische Steuergerät den
Bremszylindern zugeführten Drucks und Fig. 4 nach Art eines Flußdiagramms ein Funktions- und Wirkungsschema des elektronischen
Steuergeräts für den Normal- und Störungsfall.
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
Bei dem in Fig. 1 gezeigten Regelschema für eine lastabhängige Bremskraftregelung wird davon ausgegangen, daß der vom Bremspedal
1 beaufschlagte Bremswertgeber 2 in seiner Ausbildung als Betriebsbremsventil unmittelbar der Beaufschlagung und dem Wunsch
des Benutzers entsprechend einen Eingangsdruck Pl erzeugt und dem elektrischen Proportional-Magnetventil 3 als elektro-pneumatisches
Drucksteuerventil der ALB zuführt. Die Erfindung betrifft aber auch
solche Regelanlagen, bei denen anstelle des pneumatischen Drucksignals Pl vom Bremswert geber 2 ausschließlich ein elektrisches
Signal erzeugt wird, welches in diesem Fall dann einem nachgeschalteten zusätzlichen Drucksteuerventil zugeführt wird, welches
als Vorsteuer-Elektromagnetventil den erwähnten Eingangs -
druck Pl erzeugt und dem Drucksteuerventil 3 zuführt.
Die Bremskraftregelung erfolgt dann so, daß von einem elektronischen
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Steuergerät 5 mit Hilfe eines Lastsignals von einem Lastsensor 6, der in geeigneter Weise die Veränderung der schematisch bei 6a
angedeuteten Achsposition erfaßt und als Lastsignal umsetzt, sowie eines von einem Drucksensor 7 gelieferten Drucksignals der Ausgangsdruck
P2 des Drucksteuerventils 3 gesteuert wird. Lastsensor 6 und Drucksensor 7 sind als Wandler ausgebildet, die eine physikalische
Eingangsgröße - beim Lastsensor 6 üblicherweise eine mechanische Verschiebung und beim Drucksensor 7 ein Druck - in elektrische
Aus gangs signale umsetzen, die von dem elektronischen Steuergerät 5
miteinander entsprechend vorgegebenen Funktionskriterien verknüpft und in ein elektrisches Ausgangssignal, üblicherweise ein Stromsignal
I umgesetzt und dem Magnetteil des Drucksteuerventils 3 zugeführt werdaiJDaher liegen am eine proportionale Drucksteuerung bewirkenden
Drucksteuerventil 3 parallel das Drucksignal des Eingangs drucks Pl sowie das elektrische, verknüpfte Lastdrucksignal I an.
Der Ausgangsdruck P2 kann dem oder den Bremszylinder(n) 60 unmittelbar
oder einem diesen vorgeschalteten, separaten Relaisventil
70 zugeführt sein. Die erforderlichen Betriebsdrücke für den Bremswertgeber 2 und das gegebenenfalls vorgesehene Relaisventil 70
stammen von einem bei 4 angedeuteten Vorratsdruck.
Das Drucksteuerventil 3 ist als Magnetventil mit elektrischer Wicklung
11 und Anker 12 ausgebildet, der in einer ihn konzentrisch umgebenden
Führung, die gleichzeitig die Wicklung 11 tragen kann, gleitverschie blich gelagert ist. Der Anker 12 wirkt über ein Verbindungsglied
12a auf ein Ventilglied 13., welches dann gegen seinen Sitz
bei 13a gedrückt wird, wenn der Anker 12 bei Zuführen eines elektrischen Steuerstroms zu seinem Magnetteil gegen den Druck seiner
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Vorspannungsfeder 14 anzieht und bei dem dargestellten Ausführungs beispiel
in der Zeichenebene nach oben zurückweicht. Die Proportionalregelwirkung
ergibt sich aufgrund einer randfest und am Anker befestigte Membran 15, Hierauf und auf die erzielbaren Gleichgewichtswirkungen
durch auf beidseitig der Membran 15 einwirkende Drücke braucht nicht weiter eingegangen zu werden, da dies nicht Gegenstand
vorliegender Erfindung ist; wesentlich ist lediglich, daß das in Fig.
dargestellte elektrische Proportional-Drucksteuerventil im Ruhezustand, also bei nicht angesteuerter Wicklung 11 die in diesem Fall
dargestellte Position einnimmt, d.h. Einlaß 3a ist mit Auslaß 3b durchverbunden, so daß ein stromloses Drucksteuerventil durch
mechanische Mittel geöffnet ist und sich eine 1 : 1 Durchsteuerung
ergibt; in diesem Fall ist der Eingangsdruck gleich dem Ausgangsdruck.
Während bei intakter Anlage so der Bremsdruck P2 in der gewünschten
Weise zwischen beladenem und leerem Fahrzeug und bei allen Teilbeladungszuständen entsprechend geregelt wird, können sich im
Störungsfall die folgenden Ausfallmöglichkeiten ergeben:
1. Totalausfall der Elektrik
2. Kein Last- und kein Drucksignal
3. Kein Lastsignal, Drucksignal vorhanden
4. Kein Drucksignal, Lastsignal vorhanden.
Die erfindungsgemäße Ausbildung von elektrischem Drucksteuerventil
in Verbindung mit dem elektronischen Steuergerät 5 sorgt dafür, daß für sämtliche der Ausfallmöglichkeiten 1 bis 4 geeignete
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Vorkehrungen und Maßnahmen getroffen sind, auf die im folgenden
eingegangen wird.
Für den Fall 1, nämlich Totalausfall der Elektrik, bleibt, wie schon
erläutert, das Drucksteuerventil 3 stromlos, so daß jedenfalls der vom Betriebsbremsventil 2 vorgegebene Bremsdruck Pl zu sämtlichen
Bremszylindern gelangt. Da, wie weiter unten anhand der Fig. 4 für sämtliche Störungsfälle noch bezüglich des Funktionsablaufs
der elektrischen oder elektronischen Steuerschaltung erlävt ert
wird, in diesem Fall eine Fehleranzeige vorzugsweise im Blickfeld des Fahrers vorgenommen wird, kann der Fahrer seine Fahrweise
und sein Bremsverhalten so einrichten, daß gefährliche Situationen nicht auftreten.
Im zweiten Fall des Auftretens von Doppelfehlern erfolgt ebenfalls
eine Fehleranzeige im Blickfeld des Fahrers, wobei im übrigen davon ausgegangen werden kann, daß Doppelfehler zur gleichen Zeit,
also sowohl Ausfall des Lastsensors 6 als auch des Drucksensors 7 äußerst selten sind. In einem solchen Fall ist das elektronische
Steuergerät ebenfalls so geschaltet, daß mindestens' das Steuerven- til
stromlos bleibt, daher die 1 : 1 Durchsteuerung wie im Fall 1 über das Drucksteuerventil möglich ist.
Ist entsprechend dem Fall 3 zwar ein Drucksignal vorhanden, jedoch
kein Lastsignal, dann wird entsprechend dem in Fig. 2 dargestellten Druck Verteilungsdiagramm vom elektronischen Steuergerät
die Aussteuerung des Drucksteuerventils 3 vorgenommen, nämlich neben der Anzeige des Fehlers Einstellung auf eine vorgegebene
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Teillastkurve, wobei entsprechend dem gewünschten Kennlinie η verlauf
der Strom I zum Drucksteuerventil 3 so geregelt wird, daß sich die gewünschten vorgegebenen Teillast-Regelverläufe ergeben. Hier
kommt eine strahlenförmige Regelung, eine Knickregelung, gegebenenfalls
auch eine druckabhängige Änderung der Lastverteilung in Frage, denn das Drucksignal liegt vor, so daß für bestimmte Eingangsdruckwerte von dem elektronischen Steuergerät entsprechende Stromwerte
erzeugt und zur Teillasteinstellung dem Drucksteuerventil zugeführt werden.
Alternativ ist bei Ausfall des Lastsignals aber auch lediglich die
Stromlos steuerung des Drucksteuerventils möglich, ebenfalls bei
Anzeige des Fehlers.
Fällt dann entsprechend dem Fall 4 lediglich das Drucksignal bei vorhandenem Lastsignal aus, was bedeutet, daß am Drucksteuerventil
zwar der Eingangsdruck Pl vom Betriebsbremsventil 2 noch anliegt, das elektronische Steuergerät aber nicht über diesen Eingangs
druck wert informiert ist, dann kann dieses je nachdem, ob der
Bremsbeginn bekannt ist oder nicht, unterschiedlich reagieren. Ist der Bremsbeginn nicht bekannt, dann ergibt sich neben der Anzeige
des Fehlers die Alternative, das Steuerventil stromlos zu schalten mit Durchsteuerung 1 : 1. Ist der Bremsbeginn bekannt, beispielsweise
durch Abfrage eines Bremslichtschalters, dann kann entsprechend dem Diagrammverlauf der Fig. 3 verfahren werden,
nämlich Ansteuerung des Drucksteuerventils dahingehend, daß ein Begrenzungsdruck (Scheinwert) vorgegeben wird, gegebenenfalls in
lastabhängiger Verschiebung so, wie der Pfeil in Fig. 3 andeutet.
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d.h. mit starker Begrenzungswirkung bei sehr niedrigem Lastsignal (leeres Fahrzeug) und entsprechend schwacher Begrenzungswirkung
und sinngemäß spätem Übergang in die Horizontale bei voll beladenem Fahrzeug.
Die Darstellung der Fig. 4 kann sowohl als Flußdiagramm für die Erfassung des Funktionsablaufs (entsprechend einem Programmablauf
bei Einsatz eines geeigneten Rechnersystems) angesehen werden als auch als detaillierte Blockdarstellung des elektronischen Steuergeräts,
wobei die einzelnen Blöcke Funktionen erfüllen, auf die im folgenden eingegangen wird und deren Realisierung für einen Fachmann
daher problemlos möglich ist.
Der Block 20 stellt die Belastungsabfrage dar und kann dem Lastsensor
6 in Fig. 1 entsprechen; ein Block 21 dient der Druckabfrage und ein Block 22 der Bremslichtabfrage BLS. Liegen sowohl Ausgangssignale
vom Block 20 als auch vom Block 21 vor, dann gelangen diese auf einen Signalverarbeitung^block 23, der Drucksignal und
Lastsignal miteinander verknüpft und als Funktion der beiden Signale ein Stromansteuerungssignal erzeugt und über eine Blockieroder
Unterbrechungsstelle (Schalter 24) einem Auswahlblock 25 zuführt,
der das schematisch bei 3J angedeutete elektrische Magnet-Drucksteuerventil
ansteuert.
Ergibt sich ein Ausfall des Lastsignals vom Block 20 und/oder des Drucksignals vom Block 21, dann wird in allen Fällen über einen
Block 26 zunächst eine Fehleranzeige im Blickfeld des Fahrers erfolgen und gleichzeitig durch parallele Ansteuerung eines Blockier-
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blocks 27 mit ODER-Wirkung der Schalter 24 geöffnet, so daß im allr
gemeinsten Fall die elektrische Ansteuerung des Drucksteuerventils 3 der ALB unterbrochen wird. Dieses schaltet daher auf Durchsteuerung
1:1.
Liegt jetzt im angenommenen Fall 4 bei Ausfall eines Drucksignals über den Block 22 ein Bremslichtsignal über den Bremsbeginn vor,
dann erzeugt, jedoch nur in diesem Fall,ein Steuerblock 28 ein elektrisches Ansteuersignal für das Drucksteuerventil 3J, welches
diesem über den Verteiler block 25 zugeführt ist und den Kurvenverlauf
entsprechend Fig. 3 realisiert.
Schließlich ist für den anderen Fall des Fehlens eines Lastsignals
ein weiterer Steuerblock 29 für eine Teillasteinstellung vorgesehen, der dann einen solchen Steuerstrom über den Verteiler block 25 dem
Drucksteuerventil 3J zuführt, daß sich jeweils gewünschte Teillast-Kennlinie
η verlaufe entsprechend Fig. 3 ergeben. Es versteht sich
im übrigen, daß die soeben anhand des Flußdiagramms der Fig. 4 erläuterten Funktionen auch lediglich Wirkungen oder Umsteuerungen
innerhalb eines entsprechenden Signal Verlaufs des elektronischen Steuergeräts sein können, wobei das Fehlen von Lastsignal
oder Drucksignal dann die Abfrage anderer Speicherteile für die Erzeugung vorgegebener Stromansteuerungsverläufe bewirken.
- Leerseite -
Claims (4)
- R. 1 8491
1699/ot/mü
17.03.1983 HeROBERT BOSCH GMBH, 7000 Stuttgart 1PatentansprücheΘ Verfahren zur Ansteuerung eines elektrischen Drucksteuerventils bei einer automatisch lastabhängigen Bremskraftregelung (ALB) im Störungsfall, dadurch gekennzeichnet, daß bei Druck- und/oder Lastsignalausfall ergänzend zu einer Fehleranzeige die Regelung abgeschaltet und dem Drucksteuerventil ein vorgegebener, einem gewünschten Teillast verlauf entsprechender Steuerstrom zugeführt wird. - 2. Verfahren nach Anspruch \, dadurch gekennzeichnet, daß bei Druck- und/oder Lastsignalausfall das Steuerventil der ALB stromlos geschaltet und mechanisch auf Durchgang gehalten wird.
- 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Drucksignalausfall und bekanntem Druckbeginn dem Drucksteuerventil ein solcher Steuerstrom zugeführt wird, daß sich eine Druckbegrenzung ergibt, mit durch die Auswertung des verbleibenden Lastsignals gewonnener lastabhängiger Verschiebung./21699/ot/mü17ΓΟ3.1983 - 2 - R. 18U91
- 4. Sicherheitsvorrichtung zur Ansteuerung eines elektrischen Drucksteuerungsventils bei einer automatisch lastabhängigen Bremskraftregelung (ALB) im Störungsfall, dadurch gekennzeichnet, daß das Drucksteuerventil so ausgebildet ist, daß es bei Ausfall der Stromzuführung durch mechanische Mittel auf Durchgang geschaltet ist und das Druck- und Lastsignal auswertende elektronische Steuergerät eine Fehleranzeige (26) und eine Umschalteinrichtung (24, 27) enthält, die bei Ausfall des Druck- und/oder Lastsignals bei Vorliegen bestimmter Bedingungen auf eine Stromansteuerung des Drucksteuerventils längs vorgegebener Kennlinienverläufe (Teillast - Begrenzungsdruck mit lastabhängiger Verschiebung) umschaltet.
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