DE3416744C3 - Verfahren zum Betreiben eines Druckreglers einer Fahrzeugbremsanlage - Google Patents

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zum Betreiben eines Druckreglers einer Fahrzeugbremsan­ lage nach der Gattung des Patentanspruchs 1. Außer­ dem betrifft die Erfindung einen Druckregler einer Fahrzeugbremsanlage nach der Gattung des Patentan­ spruchs 6.

Eine durch die GB 1 328 127 bekannte Fahrzeug­ bremsanlage hat eine Pumpe, mindestens einen Druck­ speicher, Radbremszylinder und Bremsdrucksteuerven­ tile zwischen diesen und den Druckspeichern und mit den Bremsdrucksteuerventilen verbundene Brems­ druckfühler zum Messen von Bremsdrücken, die in den Radbremszylindern wirken, einen mittels eines Be­ triebsbremspedals einstellbaren elektrischen Brems­ druckwähler und ein an diesen sowie die Bremsdruck­ fühler angeschlossenes elektronisches Regelgerät. Bei Betriebsbremsungen wird mittels des Betriebsbremspe­ dals ein Bremsdruck gewählt. Das. Regelgerät vergleicht das vom Bremsdruckwähler ausgehende Signal mit An­ zeigen aus den Bremsdruckfühler und steuert die Bremsdrucksteuerventile in dem Sinn, daß die Brems­ drücke in den Radbremszylindern möglichst genau mit dem gewählten Bremsdruck übereinstimmen. Um insbe­ sondere bei abrupten Bremsungen mit möglichst wenig Lenkkorrekturen auskommen zu können, müssen die Bremskräfte an den linken und rechten Rädern der Fahrzeugachsen gleich groß sein. Die wichtigste Vor­ aussetzung hierfür ist, daß links und rechts angeordnete Bremsdruckfühler bei Beaufschlagung mit dem gleichen Druck keine nennenswerten Anzeigeabweichungen ha­ ben. Das Herstellen und Justieren von solch genauen Bremsdruckfühlern ist jedoch unvertretbar teuer. Auch das paarweise Aussuchen von Bremsdruckfühlern ist viel zu teuer. Ebenfalls zu teuer ist bei Ersatzbedarf das paarweise Austauschen von solchen Fühlern.

Aus der US 4 383 431 ist es auch bekannt, einen für sehr niedrige Drücke bestimmten Druckmesser mit ei­ nem Vergleichsdruck zu beaufschlagen, einen Korrek­ turwert zu ermitteln, diesen in einem Steuergerät abzu­ speichern und für spätere Messungen zu Korrektur­ zwecken sowie zu Vergleichszwecken zu benutzen.

Außerdem ist es aus der Zeitschrift "messen - prü­ fen", Juli/August 1982, Seiten 475 bis 481 bekannt, bei einem mikroprozessorgesteuerten Datensystem für die Erfassung, Übertragung, Speicherung und Auswertung von Meßwerten eine statische oder dynamische Kali­ brierung, wie Nullpunktkorrekturen und -verschiebun­ gen, vorzunehmen.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zu­ grunde, bei einem Verfahren nach der Gattung des An­ spruchs 1 sowie bei einem Druckregler einer Bremsan­ lage nach der Gattung des Anspruchs 5 fehlerhafte, ins­ besondere seitenweise ungleiche Druckfühlersignale zu korrigieren.

Aus der Veröffentlichung "The Pressure Transducer Handbook", 1977 National Semiconductor Corp. ist die Kalibrierung eines Drucksensors auf der Basis einer Referenzgröße bekannt. Eine Korrektur fehlerhafter, seitenweise ungleicher Druckfühlersignale wird nicht beschrieben.

Vorteile der Erfindung

Das erfindungsgemäße Verfahren zum Betreiben ei­ nes Druckreglers einer Fahrzeugbremsanlage mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 und der erfindungsgemäße Druckregler einer Fahrzeugbrems­ anlage mit den kennzeichnenden Merkmalen des An­ spruchs 5 hat den Vorteil, daß trotz Verwendung von preiswerten Bremsdruckfühlern mit groben Toleranzen bei der Herstellung und/oder dem Abgleichen das Re­ gelgerät Anzeigewerte zum Soll-Ist-Vergleich erhält, die so genau sind, als ob sie aus besonders genauen und deshalb teueren Bremsdruckfühlern kämen. Manuelle Justierarbeiten nach dem Zusammenbau oder Warten der Bremsanlage sind nicht nötig.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen möglich.

Die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 2 ge­ ben an, wie in einfacher und billiger Weise für einen Arbeitspunkt der Druckfühler die Druckbeaufschla­ gung zur Ermittlung von Korrekturwerten durchführ­ bar ist. Hierdurch werden kleine Bremskräfte links und rechts des Fahrzeugs so genau übereinstimmen, daß das Fahrzeug bei Bremsungen auf vereister oder verschnei­ ter Fahrbahn besser beherrschbar ist.

Die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 3 be­ wirken, daß auch bei höheren Bremsdrücken eine ge­ naue Übereinstimmung der Bremskräfte an beiden Sei­ ten des Fahrzeuges erzielt wird. Dies hat den Vorteil, daß während Vollbremsungen keine oder nur kleine Lenkradausschläge und kleine Lenkkräfte nötig sind, um das Fahrzeug auf einer gewollten Fahrspur zu hal­ ten.

Die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 4 ge­ ben an, wie man den für die Ermittlung der Korrektur­ werte nötigen. Druck in einfachster Weise zur Verfü­ gung stellen kann.

Die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 6 of­ fenbaren ein praktisches Ausführungsbeispiel.

Die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 7 ge­ ben ein Ausführungsbeispiel an, das in preiswerter Wei­ se durch Weiterbildungen eines in Digitaltechnik arbei­ tenden und die Bremsdrucksteuerventile steuernden Regelgeräts herstellbar ist.

Zeichnung

Das erfindungsgemäße Verfahren und der nach die­ sem arbeitende Druckregler einer Fahrzeugbremsanla­ ge sind nachfolgend anhand von Zeichnungen näher be­ schrieben. Es zeigen

Fig. 1 den Druckregler in Verbindung mit einer Fahr­ zeugbremsanlage und

Fig. 2 die tatsächlichen Kennlinien zweier einander zugeordneter Bremsdruckfühler sowie eine zugehörige Idealkennlinie.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

Die Fahrzeugbremsanlage 2 enthält wenigstens einen einem rechten Rad 3 zugeordneten Radbremszylinder 4, wenigstens einen einem linken Rad 5 zugeordneten Radbremszylinder 6, ein rechts und ein links angeordne­ tes Bremsdruckregelventil 7 bzw. 8, Bremsdruckleitun­ gen 9, 10, Druckleitungen 11, 12, 13, mindestens einen Druckspeicher 14, eine rechte und eine linke Meßan­ schlußleitung 15 bzw. 16, Druckfühler 17, 18, Meßwert­ verstärker 19, 20, Steuer- und Korrektureinrichtungen 21, 22, einen wenigstens einkanaligen elektrischen Soll­ wertgeber 23, ein Bremspedal 24 und einen Druckregler 25. Der rechte Radbremszylinder 4 und der linke Rad­ bremszylinder 6 sind über jeweils die Bremsdrucklei­ tung 9 bzw. 10 mit dem rechten bzw. dem linken Brems­ druckregelventil 7 bzw. 8 verbunden. Die Bremsdruck­ regelventile 7, 8 sind über die Druckleitungen 11, 12 und 13 an den Druckspeicher 14 angeschlossen und bei­ spielsweise als elektromagnetisch steuerbare 3/3-Venti­ le ausgebildet mit ihren Schaltstellungen zugeordneten Funktionen "Sperren und Bremsdruckhalten", "Brems­ druckaufbauen" und "Bremsdruckabbauen". Der Druck­ speicher 14 wird in an sich bekannter Weise von einer nicht dargestellten Pumpe gefüllt, wobei es an sich gleichgültig ist, ob die Pumpe Luft oder dergleichen oder ein hydraulisches Druckmittel pumpt. Die Bauar­ ten der Bremsdruckregelventile 7, 8 und der Radbrems­ zylinder 4 und 6 sind in bekannter Weise dem verwende­ ten Druckmittel angepaßt.

Die Meßanschlußleitungen 15, 16 zapfen die Brems­ druckleitungen 9, 10 an und verbinden die Bremsdruck­ fühler 17, 18 mit den Radbremszylindern 4, 6.

Die Bremsdruckfühler 17, 18 sind in beliebiger Art, beispielsweise als Druckmeßdosen ausgebildet, deren nicht dargestellte Membranen ebenfalls nicht darge­ stellte Dehnungsmeßstreifen aus Halbleiterwerkstoffen tragen. Jeweils mehrere solcher Dehnungsmeßstreifen können einer Membran zugeordnet und zu einer soge­ nannten Brückenschaltung zusammengefaßt sein. Die Meßwertverstärker 19, 20 dienen in erster Linie dazu, Meßsignale aus den Druckfühlern 17, 18 so zu verstär­ ken, daß sie weitgehend störunabhängig in Richtung des Druckreglers 25 geführt werden können. Zu diesem Zweck werden die Meßwertverstärker beispielsweise direkt mit den Druckfühlern vereint. Die Meßverstärker 19, 20 dienen vorzugsweise auch dazu, die Druckfühler 17, 18 mit Betriebsstrom zu versorgen. Außerdem kön­ nen die Meßwertverstärker dazu verwendet werden, in zu den Steuer- und Korrektureinrichtungen 21, 22 füh­ rende elektrische Leitungen 26, 27 Leitungsüberwa­ chungspegel zu geben, zu denen die jeweils von den Druckfühlern abgegebenen Ströme bzw. Spannungen hinzuaddiert werden. Dadurch ist es möglich, Brüche der Leitungen 26, 27 zu erkennen. Die von den Meß­ wertverstärkern 19, 20 bzw. den Steuer- und Korrektur­ einrichtungen 21, 22 ausgegebenen Größen können Spannungen oder Ströme sein. Die Steuer- und Korrek­ tureinrichtungen 21, 22 dienen dazu, durch die Leitun­ gen 26, 27 eingehende Meßwerte so anzugleichen, daß sie gleich groß sind unter der Voraussetzung, daß die in den Druckfühlern herrschenden Drücke gleichzeitig ge­ nau gleich groß sind. Letzteres wird dadurch erreicht, daß mittels der Steuer- und Korrektureinrichtungen 21, 22 beispielsweise beim stillstehenden Fahrzeug, das von einer Feststellbremse festgehalten wird, die Brems­ druckregelventile 7 und 8 während vorbestimmter Zeit­ spannen in die gleichen Steuerstellungen geschaltet werden. In der Steuerstellung "Bremsdruck abbauen" verbinden die Bremsdruckregelventile 7, 8 die Druck­ fühler 17, 18 mit dem Druck der umgebenden Atmo­ sphäre. Dadurch können von den Steuer- und Korrek­ tureinrichtungen 21, 22 Korrekturwette ermittelt wer­ den. Beim Steuern der Bremsdruckregelventile 7, 8 in die Stellungen "Bremsdruck aufbauen" steigen die Drüc­ ke in den Druckfühlern 17, 18 bis auf denjenigen Druck an, der in dem Druckspeicher 14 herrscht.

Bei diesen Beaufschlagungen sollen beide Druckfüh­ ler 17, 18 über die Meßwertverstärker 19, 20 und die Steuer- und Korrektureinrichtungen 21, 22 dem Druck­ regler 25 Signale zuführen, die einer idealen Kennlinie, wie sie in der Fig. 2 mit K bezeichnet ist, folgen. Diese Kennlinie K ist beispielsweise eine Gerade und gibt zu p1 beispielsweise eine Spannung U1 und zu p2 eine Spannung U2 an. Anstelle von Spannungen könnten auch Stromgrößen I1, I2 oder Frequenzen angegeben werden. Zu den Eingängen der Steuer- und Korrektur­ einrichtungen 21, 22 gelangen jedoch elektrische Signa­ le, die infolge von Herstellungs- und Abgleichfehlern in den Druckfühlern 17, 18 und den Meßverstärkern 19, 20 auf Kennlinien K17 und K18 liegen, die von der Kennli­ nie K abweichen. Die Steuer- und Korrektureinrichtun­ gen 21, 22 ermitteln Korrekturwerte AW17 und AW'17 sowie AW18 und AW'18 beispielsweise für die beiden Drücke p1 und p2 während Zeitspannen, in denen die Bremsdruckregelventile 7, 8 sich in den Stellungen "Bremsdruck abbauen" und "Bremsdruck aufbauen" be­ finden. Die Steuer- und Korrektureinrichtungen 21, 22 sind als selbststeuernde und selbstabgleichende Mittel ausgestaltet, so daß bei Inbetriebnahme des Fahrzeugs die Korrekturwerte, die zu einer Kennlinienverschie­ bung auf die Kennlinie K nötig sind, automatisch erfol­ gen. Hierzu können die Mittel als sogenannte Entzer­ rungsnetzwerke ausgebildet sein. Sie können aber auch so weitergebildet sein, daß zusätzlich für zwischen den Druckstufen p1 und p2 liegende weitere Druckstufen Korrekturwerte durch Messen oder Interpolieren er­ mittelt werden.

Einer der beiden Druckfühler 17, 18 wird dazu verwendet, eine idea­ le Kennlinie K darzustellen. Der jeweils andere Druck­ fühler würde dann die Signale abgeben, die zu korrigie­ ren sind. Die Korrekturwerte können beispielsweise in Tabellenform in den Korrekturwertspeicher 29 abge­ legt und während Bremsungen aus diesem abgefragt werden. Oder es können unter Verwendung von den Drücken p1 und p2 zugeordneten Korrekturwerten für zwischen diesen Drücken liegende andere Drücke die Korrekturen jeweils einzeln berechnet werden.

Bei Betriebsbremsungen wird mittels des Bremspe­ dals 24 der Sollwertgeber 23 verstellt. Dieser gibt dem Druckregler 25 ein elektrisches Sollwertsignal. Der Druckregler 25 vergleicht korrigierte Anzeigen der Druckfühler 17, 18 mit dem genannten Sollwert. Bei Bremsbeginn liegen die korrigierten Druckfühleranzei­ gen unter dem Sollwert, so daß der Druckregler 25 über Steuerleitungen 30, 31 die Elektromagnete 32, 33 an­ steuert, die die Bremsdruckregelventile 7, 8 aus den ge­ zeichneten Stellungen "Bremsdruck abbauen" in die Stellungen "Bremsdruck aufbauen" schalten. Dadurch strömt Druckmittel aus dem Druckspeicher 14 in die Radbremszylinder 4 und 6, so daß in diesen der Druck ansteigt. Der Druckanstieg in jedem dieser Radbrems­ zylinder wird separat mittels der Druckfühler 17, 18 ge­ messen und mit den notwendigen Korrekturen verse­ hen dem Druckregler 25 gemeldet. Sobald dieser das Erreichen des gewünschten Bremsdrucks feststellt, wird das jeweilige Bremsdruckregelventil 7 bzw. 8 in die Stel­ lung "Bremsdruck halten" zurückgesteuert. Wird das Bremspedal 24 teilweise zurückgelassen, dann wird das Sollsignal aus dem Sollwertgeber 23 kleiner. Infolgedes­ sen wird der Druckregler 25 erkennen, daß der Brems­ druck höher ist als gewünscht. Dementsprechend wird der Druckregler 25 die Bremsdruckregelventile 7, 8 in die Stellungen "Bremsdruck abbauen" schalten. Wenn die Drucksignale aus den Druckfühlern 17, 18 genügend abgesunken sind, steuert der Druckregler 25 die Brems­ druckregelventile 7, 8 wieder in die Stellungen "Brems­ druck halten".

Das erfindungsgemäße Verfahren wurde aus Verein­ fachungsgründen im Zusammenhang mit den Druckfüh­ lern von nur einer Fahrzeugachse beschrieben. Übli­ cherweise sind jedoch alle Achsen eines Fahrzeugs ge­ bremst. Dementsprechend sind dann mehr als die bei­ den dargestellten Druckfühler vorhanden. Um dann die Bremskräfte links und rechts an jeder Achse gleich groß zu machen, werden für jeden Druckfühler Korrektur­ werte ermittelt. Dabei wird die ideale Kennlinie K, wie schon beschrieben, von einem der Druckfühler bestimmt.

Die Fahrzeugbremsanlage 2 kann auch, wie dies die DE-OS 20 43 840 lehrt, zu einer Blockierschutzbrems­ anlage weitergebildet sein.

Claims (7)

1. Verfahren zum Betreiben eines Druckreglers einer Fahrzeugbremsan­ lage mit wenigstens einem einstellbaren Sollwertgeber und wenigstens zwei Druckregelventilen zum wenigstens annähernd gleichzeitigen Ein­ regeln von Drücken an wenigstens zwei voneinander entfernten Stellen (Radbremszylinder), denen je ein Druckfühler, der in Abhängigkeit von einem auf ihn wirkenden Druck eine elektrische Größe ausgibt, zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Normalbetrieb des Druckreglers (25) ein Druck gleicher Größe gleichzeitig allen Druckfühlern (17, 18) zugeleitet wird, daß diesem Druck eine aus der Größe eines der Druckfühler abgeleitete elektrische Eichgröße zugeordnet wird, daß zu Unterschieden zwischen der Eichgröße und den aus den Druckfühlern kommenden Größen Korrekturwerte ermittelt werden, und daß während des Normalbetriebs des Druckreglers (25) unter Verwendung der Kor­ rekturwerte die von den Druckfühlern (17, 18) angezeigten Größen korrigiert und danach als Ist-Werte dem Druckregler (25) zugeführt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß zur Ermittlung der Korrekturwerte allen Druckfühlern (17, 18) als Druck der Druck der umgebenden Atmosphäre zugeleitet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß zur Ermittlung der Korrektur­ werte allen Druckfühlern (17, 18) ein von dem Druck der umgebenden Atmosphäre abweichender Druck zugeführt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß als vom atmosphärischen Druck ab­ weichender Druck den Druckfühlern (17, 18) der in einem Druckspeicher (14) der Fahrzeugbremsanla­ ge (2) herrschende Druck in voller Höhe zugeleitet wird.

5. Druckregler einer Fahrzeugbremsanlage zur Durchführung des Ver­ fahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wonach die Fahrzeugbrems­ anlage wenigstens einen einstellbaren Sollwertgeber und wenigstens zwei Druckregelventile aufweist zum wenigstens annähernd gleichzei­ tigen Einregeln von Drücken an wenigstens zwei voneinander entfern­ ten Stellen (Radbremszylinder), denen einzeln je ein Druckfühler, der in Abhängigkeit von einem auf ihn wirkenden Druck eine elektri­ sche Größe ausgibt, zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß dem Druckregler (25) eine Steuer- und Korrektureinrichtung (21, 22) zu­ geordnet ist, die vor dem Normalbetrieb des Druckreglers (25) über die Druckregelventile (7, 8) zu Eichzwecken einen Druck gleicher Größe gleichzeitig allen Druckfühlern (17, 18) zuführt, und die aus Unterschieden zwischen von den Druck­ fühlern abgegebenen elektrischen Größen und einer aus der Größe ei­ nes der Druckfühler abgeleiteten Eichgröße Korrekturwerte ermittelt und die während des Normalbetriebs des Druckreglers (25) die von den Druckfühlern abgegebenen Größen entsprechend den Korrekturwerten korrigiert und als Ist-Größen den Druckreglern zuführt.

6. Druckregler nach Anspruch 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Steuer- und Korrektureinrichtung (21, 22) aus einem programmierten Rechner, der Speicher (28, 29) besitzt, besteht.

7. Druckregler nach Anspruch 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Rechner mit dem Druckregler (25) zu einer Baueinheit vereinigt ist.