DE3728709A1 - Automatische feststellbremse - Google Patents

Automatische feststellbremse

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Description

Die Erfindung betrifft eine automatische Feststellbremse mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.
Stand der Technik
Aus der DE-OS 35 40 305 ist eine automatische Feststellbremse bekannt, bei der bei Betätigen von Brems- und Kupplungspedal ein Ventil geschaltet wird, durch das auch nach Freigabe der Bremse der eingesteuerte Bremsdruck erhal­ ten bleibt. Wird das Kupplungspedal freigegeben und kurz danach das Gaspe­ dal betätigt, so wird der Druck abgebaut. Durch die Verwendung eines Ge­ schwindigkeitssignals wird sichergestellt, daß es während der Fahrt zu keinem Druckaufbau kommt.
Aus der DE-OS 35 12 716 ist es bekannt, den Bremsdruck in Stufen zu erhöhen, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit Null ist und das Bremspedal niedergedrückt wird.
Aufgabe und Lösung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde die bekannte Feststellbremse zu verbessern.
Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst.
Der Übergang von der normalen Abbremsung in die Bremsung durch die Fest­ stellbremse soll einerseits für den Fahrer nicht spürbar sein, andererseits soll die Feststellbremse mit dem Erreichen des Fahrzeugstillstandes wirksam sein. Die Einbeziehung der Fahrzeugverzögerung sowohl bei der Festlegung des Zeitpunkts ab dem der Bremsdruckaufbau beginnen soll, als auch bei der Berechnung der Druckaufbaugeschwindigkeit bringt eine wesentliche Verbes­ serung.
Die Berücksichtigung der Drosselklappenstellung (DKS) für den Start einer Druckabbaupulsreihe beim Lösen der Feststellbremse bringt nicht für alle Fälle ein befriedigendes Übergangsverhalten. Eine wesentliche Verbesserung erreicht man durch die Berechnung der momentanen Antriebsleistung aus einem Kennfeld M Antr = f (DKS, NM) und zusätzlicher Berücksichtigung der Motor­ dynamik z. B. mittels eines Verzögerungsglieds 1. Ordnung.
Der Abpulsvorgang wird dann nicht an einer vorgegebenen Verdrehung der Drosselklappe, sondern ab einer vorgegebenen Antriebsmomenten- bzw. Motor­ lastschwelle gestartet. Weiterhin wird bei hohen Motormomenten der Druckab­ bau beschleunigt.
Druckabbau wird ausgelöst bei M Antr. < M X und die Pausenzeit der Abbau­ pulsreihe wird z. B. gemäß
bemessen.
Der Beginn und Ablauf der Druckentlastung liegt bei Fahrzeugen mit Schalt­ getriebe oft falsch. Zur Verbesserung gibt es zwei Möglichkeiten:
  • 1. Auswertung des Kupplungspedalweges mit Lernbedingung für den Eingriffs­ punkt oder in Kombination mit ASR die
  • 2. Auswertung der Motordrehzahl und der Drosselklappenstellung.
Im zweiten Fall wird die Motordrehzahl mittels eines einfachen Motormodells aus der Drosselklappenstellung und vorgegebenen Motorparametern für den unbelasteten Motor berechnet. Ist die gemessene Motordrehzahl deutlich kleiner oder hat sie stark abnehmende Tendenz, ist dies ein Indiz eines Einkuppelvorgangs (zusätzliche Motorlast). Es wird deshalb Druckabbau ausgelöst bei
(M Antr. < M X) · (NMgemessen « NM berechnet).
Mittels eines bei ASR oder ABS verwendeten sogenannten Längsbeschleunigungs­ messers oder einer Kombination zweier Sensoren (z. B. mit je 45% Neigungs­ winkel) läßt sich die Fahrbahnsteigung ermitteln.
Der zum Festhalten des Fahrzeugs notwendige Druck ist annähernd proportional zur Fahrbahnsteigung. Es ist daher sinnvoll und für den beim Losfahren op­ timalen Druckabbau wichtig, den einzuspeisenden Druck mittels der Fahrbahn­ steigung zu berechnen. Dies kann z. B. durch die Festlegung der Anzahl der Druckaufbaupulse erfolgen. (Anzahl Druckaufbaupulse = K 5 · Steigung.)
Die derzeit eingesetzten Radgeschwindigkeitssensoren arbeiten erst ab einer bestimmten Mindestgeschwindigkeit V min. Beginnt ein Fahrzeug trotz betätig­ ter Feststellbremse wegzurollen, so ist dies zuerst am Beschleunigungs­ signal ersichtlich. Ändert sich das Fahrzeugbeschleunigungssignal, wenn der Fahrer z. B. die Bremse löst (Abfall BLS), ist es sinnvoll den Druck für die Feststellbremse zu steigern (bis der alte Beschleunigungswert wieder er­ reicht wird.)
Beim Auftreten von Antriebsschlupf wird vorzugsweise der Druckabbau ange­ halten bzw. stark verlangsamt bis ASR eingreift z. B. durch Variation der Dauer der Aufbauimpulse:
wobei T Puls z. B. zwischen 3 und 5 msec variieren kann.
Damit kann das Anfahrverhalten von ASR verbessert werden, da der Antriebs­ schlupf auch im ersten ASR-Regelzyklus begrenzt bleibt. Es wird daher eine Feststellbremse auch für Fahrzeug mit Automatikgetriebe sinnvoll.
Man kann anstelle der Fahrzeuggeschwindigkeit auch die Geschwindigkeit der angetriebenen (VAN) oder nichtangetriebenen (VNA) Fahrzeugachse auswerten. Anstelle der bisherigen Geschwindigkeit VF wird VNA gesetzt. VAN wird benützt um Antriebsschlupf auszuwerten.
Anhand der Zeichnung wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung erläutert.
Mit 1 und 2 sind den nicht angetriebenen Rädern eines Fahrzeugs zugeordnete Radgeschwindigkeitssensoren bezeichnet. Aus deren Signale wird in einem Block 3 in bekannter Weise eine Referenzgröße gewonnen, die dem Verlauf der Fahrzeuggeschwindigkeit v F angenähert ist. In einem Differenzierer 4 wird die Fahrzeugverzögerung gewonnen und einem Block 5 zugeführt, in dem der Ausdruck
gebildet wird, wobei K₁ und K₂ Konstante sind. Diese Größe wird einem Ver­ gleicher 6 zugeführt, der die Fahrzeuggeschwindigkeit mit der Größe V X vergleicht und ein Signal abgibt, wenn v F V X wird und zusätzlich über eine Klemme 7 das Bremslichtschaltersignal eingekoppelt wird und die Dros­ selklappe in der 0-Stellung ist. Ein Signalgeber für die Drosselklappen­ stellung (DKS) ist mit 12 und eine nachgeschaltete Schwellwertstufe mit einem Schwellwert nahe 0 mit 13 bezeichnet.
Das Ausgangssignal des Vergleichers 6 zeigt einen Impulsgeber 9 in Betrieb, dessen Impulse ein Einlaßventil 11 betätigen, wodurch ein Bremsdruckgeber intermittierend an die Bremsen angeschaltet wird. Dem Impulsgeber 9 wird das Fahrzeugverzögerungssignal zugeführt und dieser bemißt die Pausenzeiten T P zwischen den Impulsen zu
wobei K₃ eine Konstante ist.
V X wird vorzugsweise auf z. B. 5 km/h begrenzt und sollte im Falle einer laufenden ABS-Regelung nicht über ca. 1 km/h angehoben werden können.
In einem Block 14 ist das Kennlinienfeld M A = f (DKS; N) gespeichert. Bei Eingabe eines die augenblickliche Drosselklappenstellung anzeigenden Sig­ nals DKS vom Geber 12 und eines die augenblickliche Drehzahl des Motors anzeigenden Signals N von einem Geber 15 ergibt sich aus dem Kennlinienfeld ein bestimmter Antriebsmoment; das entsprechende Signal wird einer Schwellwertstufe 16 zugeführt, die nach Überschreiten einer Schwelle M ein Signal abgibt.
In einem Block 17 wird aus der Drosselklappenstellung und bekannten Motor­ größen ein Signal gewonnen, das der Drehzahl ohne Last entspricht. Dieses errechnete Drehzahlsignal wird in einem Vergleicher 18 mit dem gemessenen Drehzahlsignal verglichen. Eine Schwellwertstufe 19 gibt ein Signal an ein Und-Gatter 20, wenn die gemessene Drehzahl um einen hohen Betrag kleiner als die errechnete Drehzahl ist.
Erhält das Und-Gatter auf beiden Eingängen Signale, so wird ein Impulsgeber 21 in Betrieb gesetzt, der ein Auslaßventil 23 ansteuert, wodurch Brems­ druck gepulst abgebaut wird. Dem Impulsgenerator 21 wird das Antriebsmoment M A zugeführt, und dieser bemißt die Pausen T P zwischen den Impulsen gemäß der Beziehung
wobei K₄ eine Konstante ist.
Man kann noch zusätzlich die Fahrbahnsteigung messen und diese in die Be­ messung des eingesteuerten Drucks eingehen lassen. Hierzu ist ein Längs­ beschleunigungsgeber 24 vorgesehen. In einem nachgeschalteten Block 25 wird ein Signal gebildet, das von der Steigung abhängig ist, und dem Im­ pulsgenerator 9 zugeführt. Dieses Signal bestimmt die Anzahl der vom Im­ pulsgeber 9 abzugebenen Druckaufbauimpulse.
Setzt sich das Fahrzeug in Bewegung, so ändert sich das Ausgangssignal des Längsbeschleunigungsgebers 24. Diese Änderung wird mittels eines Speichers 26 und eines Vergleichers 27 festgestellt. Wird die niedrige Schwelle eines Schwellwertgebers 28 überschritten, so wird ein Signal abgegeben, das, wenn ein Und-Gatter 29 an seinem zweiten Eingang Signal erhält, über ein Oder- Gatter 8 zum Impulsgeber gelangt und diesen erneut in Betrieb setzt, und damit Druck aufbaut. Das Und-Gatter 29 erhält wegen eines Inversionsglieds 21 ein Signal am zweiten Eingang, wenn das Antriebsmoment den Schwellwert 30 kein Signal liefert.
Ein Block 32 stellt die Elektronik der Antriebsschlupfregelung des Fahrzeugs dar. Diesem werden die von den angetriebenen Rädern mittels Sensoren 33 und 34 abgeleiteten Geschwindigkeitssignale und die Signale der nicht angetriebenen Rädern zugeordneten Meßwertgeber 1 und 2 (über Klemme 35 und 36) zugeführt. Die in der Elektronik 32 erzeugten Brems­ drucksteuersignale werden über Oder-Gatter 10 und 22 den Ventilen zuge­ führt.
Zusätzlich wird in einem Block 37 (nur für ein Radpaar gezeigt) ein Signal gewonnen, das der Beziehung
(V A Geschwindigkeit angetriebenes Rad, V NA Geschwindigkeit nicht angetrie­ benes Rad, K₆ Konstante) folgt. Dieses Signal wird dem Impulsgeber 21 zu­ geführt, der die Impulsbreite T Puls der Druckabbauimpulse entsprechend bemißt, also bei Entstehen eines Antriebsschlupfes die Impulsbreite ver­ kleinert und somit die Druckabbaugeschwindigkeit verringert.

Claims (19)

1. Automatische Feststellbremse für ein Fahrzeug, bei der bei Unter­ schreiten eines sehr kleinen Geschwindigkeitswertes V X durch das Fahrzeug und bei Betätigen des Bremspedals Bremsdruck aufgebaut und danach konstant gehalten wird und bei gewünschtem Anfahren Druck abgebaut wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Geschwindigkeitswert V X variabel und von der Fahrzeugverzögerung abhängig ist derart, daß mit steigender Fahrzeugverzö­ gerung der Geschwindigkeitswert erhöht wird.
2. Feststellbremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß V X sich gemäß der folgenden Beziehung ändert: wobei K₁ und K₂ Konstante sind.
3. Feststellbremse insbesondere nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Druckaufbaugeschwindigkeit von der Fahrzeugverzögerung abhängt derart, daß mit steigender Fahrzeugverzögerung die Druckaufbau­ geschwindigkeit zunimmt.
4. Feststellbremse nach Anspruch 3 mit stufenförmigem Druckaufbau, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge der Konstanthaltephasen der Druckaufbauimpulse umgekehrt proportional der Fahrzeugverzögerung ist.
5. Feststellbremse insbesondere nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Abbau des Bremsdrucks bei Erreichen eines vorgegebe­ nen Antriebsmoments M A erfolgt.
6. Feststellbremse nach Anspruch 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckabbaugeschwindigkeit von Antriebsmoment M A abhängig ist, derart, daß die Abbaugeschwindigkeit mit dem momentanen Antriebsmoment ansteigt.
7. Feststellbremse nach Anspruch 6 mit stufenförmigen Druckabbau, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge der Konstanthaltephase der Druckabbauimpulse umgekehrt proportional zum Antriebsmoment ist.
8. Feststellbremse nach einem der Ansprüche 5-7, dadurch gekennzeichnet, daß das momentane Antriebsmoment aus einem Kennfeld M A = f (DKS, N)gewonnen wird, wobei DKS die Stellung des Glieds zur Bemessung der Energie­ zufuhr und N die Motordrehzahl ist.
9. Feststellbremse nach einem der Ansprüche 5-8, dadurch gekennzeichnet, daß bei Fahrzeugen mit Handschaltgetriebe der Beginn des Druckabbaus zu­ sätzlich von der Kupplungsbetätigung abhängt.
10. Feststellbremse nach einem der Ansprüche 5-8, dadurch gekennzeichnet, daß bei Fahrzeugen mit Handschaltgetriebe der Beginn des Druckabbaus zu­ sätzlich von der Feststellung einer schnell abnehmenden, gemessenen Motor­ drehzahl abhängt.
11. Feststellbremse insbesondere nach einem der Ansprüche 5-8, dadurch ge­ kennzeichnet, daß bei Fahrzeugen mit Handschaltgetriebe der Beginn des Druckabbaus zusätzlich oder alleinig von dem Vergleich der gemessenen Mo­ tordrehzahl und einer für den unbelasteten Motor aus der Drosselklappen­ stellung errechneten Motordrehzahl ist, wobei der Druckabbau einsetzt, wenn die gemessenen Drehzahlen um einen vorgegebenen hohen Wert unter der er­ rechneten Drehzahl liegt.
12. Feststellbremse, insbesondere nach einem der Ansprüche 1-11, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckeinspeisung oder der Druckabbau von der mittels eines oder mehrerer Längsbeschleunigungssensoren ermittelten Fahrbahnsteigung abhängt.
13. Feststellbremse nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Zahl der Druckaufbauimpulse von der Fahrbahnsteigung abhängig ist.
14. Feststellbremse nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß bei Freigabe des Bremspedals der Längsbeschleunigungsgeber auf Änderung seines Ausgangswerts überwacht wird und daß bei einer Änderung der Brems­ druck erhöht wird.
15. Feststellbremse nach einem der Ansprüche 1-14, für ein mit einer An­ triebsschlupfregelung ausgerüstetem Fahrzeug, dadurch gekennzeichnet, daß bei Auftreten von Antriebsschlupf der Druckabbau unterbrochen oder verlang­ samt wird.
16. Feststellbremse nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge der Druckabbauimpulse mit steigendem Antriebsschlupf erniedrigt wird.
17. Feststellbremse nach Anspruch 1-16, dadurch gekennzeichnet, daß zur Druckeinspeisung Stellglieder und eine vorhandene Druckversorgung von ABS/ASR mitverwendet werden.
18. Feststellbremse nach einem der Ansprüche 1-17, dadurch gekennzeichnet, daß der eingespeiste Bremsdruck nach Abschalten der Betriebsspannung zeitlich verzögert abgebaut wird.
19. Feststellbremse nach Anspruch 1-18, dadurch gekennzeichnet, daß der Fahrer mit dem Ausschalten der Betriebsspannung optisch oder akustisch auf den Abfall des automatischen Feststellbremsdruckes hingewiesen wird.
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