DE3519549C2 - - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft ein Antiblockiersystem mit Einzelradregelung
für eine hydraulische Fahrzeugbremse nach dem Oberbegriff
des Patentanspruchs 1.
Ein Antiblockiersystem der genannten Art ist aus der
DE-OS 30 26 254 bekannt. Bei diesem bekannten System wird von
der Einzelradregelung auf einen Select-High-Betrieb, bei welchem
eine gemeinsame Regelung beider Räder einer Achse gemäß
dem niedrigeren Reibwert und damit gemäß dem größeren der
beiden Drehzahlsignale erfolgt, umgeschaltet, wenn bei einem
Regelkanal Schwierigkeiten auftreten.
Aus der US-PS 35 54 612 ist ein Antiblockiersystem bekannt,
bei dem eine Ansprechschwelle des Systems zunächst relativ
hoch gelegt wird, um sicherzustellen, daß sich ein Rad zweifelsfrei
in einem beginnenden Blockierzustand befindet, bevor
ein elektronischer Steuerschaltkreis wirksam wird, um den
Bremsdruck zu modulieren.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Antiblockiersystem der eingangs
genannten Art anzugeben, bei dem verhindert ist, daß
sich auf einer unebenen Fahrbahn der Bremsdruck einseitig absenkt.
Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des
Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.
Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß das erfaßte
Drehzahlsignal eines Rades auf unebener Fahrbahn in Schwingungen
geraten kann, welche dem Antiblockiersystem einen
tatsächlich nicht bestehenden Blockierzustand vortäuschen, auf
den System mit einer einseitigen Absenkung des Bremsdruckes
reagiert. Diese Absenkung wird bei dem erfindungsgemäßen Antiblockiersystem
dadurch vermieden, daß die Auswerteschaltung
eine unebene Fahrbahn erkennt, und daß ein Übergang auf einen
Select-High-Betrieb vorgenommen wird, wenn die Auswerteschaltung
eine unebene Fahrbahn anzeigt.
Eine bevorzugte und vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen
Antiblockiersystems geht aus dem Unteranspruch hervor.
Anhand von Zeichnungen wird die Erfindung nachstehend
mit ihren Vorteilen an Ausführungsbeispielen näher
erläutert.
Fig. 1 bis 5 zeigen ein erstes Ausführungsbeispiel der
Erfindung, wobei
Fig. 1 in einem Diagramm eine hydraulische Steuerschaltung,
Fig. 2 ein vereinfachtes Schaltbild zur Veranschaulichung
der Konstruktion einer Auswerteschaltung,
Fig. 3 ein Schaltbild einer elektrischen Schaltungsanordnung
zur Verwendung bei der Abschätzung
einer Fahrzeuggeschwindigkeit,
Fig. 4 ein die Betriebscharakteristika der in Fig. 3
dargestellten elektrischen Schaltungsanordnung
veranschaulichendes Diagramm und
Fig. 5 ein das erste Ausführungsbeispiel im Antiblockierbetrieb
veranschaulichendes charakteristisches Diagramm
zeigt.
Fig. 6 zeigt in einem Schaltbild eine elektrische
Schaltungsanordnung zur Verwendung bei der
Abschätzung bzw. Angabe einer Fahrzeuggeschwindigkeit
bei einem zweiten Ausführungsbeispiel
gemäß der Erfindung.
Fig. 7 veranschaulicht in einem vereinfachten
Schaltbild den Aufbau einer Auswerteschaltung
gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel
der Erfindung.
Bei dem ersten Ausführungsbeispiel
ist ein Bremspedal 1 mit einem Hauptzylinder M
wirksam verbunden. Wenn ein Fahrer auf dieses Bremspedal
1 drückt, erzeugt der Hauptzylinder M einen
hydraulischen Druck in einem Öldurchgang 2. Dieser
Öldurchgang 2 ist mit einer hydraulischen Steuerschaltung
3 verbunden. In
Übereinstimmung mit dem hydraulischen Druck in dem
Öldurchgang 2 wird von der hydraulischen Steuerschaltung
3 ein hydraulischer Bremsdruck abgegeben.
An den linken und rechten Vorderrädern sowie an den
linken und rechten Hinderrädern eines Fahrzeugs sind
Radbremsen angebracht. Der hydraulische Bremsdruck
wird von den hydraulischen Steuerschaltungen 3 auf diese
Radbremsen ausgeübt. Die
Konstruktion der an diesen linken und rechten Vorderrädern
sowie linken und rechten Hinterrädern angebrachten
Radbremsen und die Konstruktion der hydraulischen
Steuerschaltungen 3 zur Abgabe bzw. Ausübung
eines hydraulischen Bremsdrucks auf die Radbremsen
sind grundsätzlich miteinander identisch. Deshalb
werden lediglich die Radbremse Bl für das linke
Hinterrad und die Radbremse Br für das rechte Hinterrad
sowie die hydraulische Steuerschaltung 3 beschrieben,
die diesen Bremsen Bl, Br zugehörig ist.
Öldurchgänge bzw. Ölleitungen 5, 6, die von der
hydraulischen Steuerschaltung 3 ausgehen, sind mit
den hydraulischen Bremsdruckkammern 4 für die Radbremsen
Bl, Br verbunden. Wenn ein hydraulischer
Bremsdruck auf jede Bremsdruckkammer 4 ausgeübt wird,
werden die Kolben 7, 8 voneinander weg bewegt, so daß
die Bremsbacken bzw. Bremsschuhe 9, 10 mit einer nicht
dargestellten Bremstrommel in Kontakt gelangen, um
ein Bremsmoment zu erzeugen.
Wenn der hydraulische Bremsdruck in der hydraulischen
Bremsdruckkammer 4 zu hoch wird, wird auch
das zwischen den Bremsbacken und der Bremstrommel erzeugte
Bremsmoment zu hoch, so daß die Räder blockieren.
Um dies zu vermeiden, wenn die Räder dabei sind zu
blockieren, wird der hydraulische Bremsdruck durch die
hydraulische Steuerschaltung 3 derart herabgesetzt,
daß die Blockierung der Räder nicht auftritt.
Die hydraulische Steuerschaltung 3 ist mit den Radbremsen
Bl, Br entsprechenden Modulatoren 11, 12 ausgestattet.
Da diese Modulatoren 11, 12 grundsätzlich
denselben Aufbau haben, wird lediglich der Aufbau des
einen Modulators 11 im einzelnen erläutert.
Der Modulator 11 ist mit einem Zylinder 14 versehen,
welcher an beiden Enden verschlossen ist und welcher
in einem mittleren Bereich seines Innenraums eine
Trennwand 13 sowie eine Kolbenstange 17 mit Kolben 15,
16 an beiden Kolbenstangenenden aufweist, welche durch
die Trennwand 13 axial hindurchragt und in dem Bereich
gleitbar ist, der zwischen den Kolben 15, 16 liegt. Der
Bereich des Innenraums des Zylinders 14, der zwischen
der Trennwand 13 und dem einen Kolben 15 liegt, ist
als primäre hydraulische Bremstrommelkammer 18 ausgebildet,
die mit dem Hauptzylinder M über die Ölleitung
2 in Verbindung steht. Derjenige Teil des Innenraums
des Zylinders 14, der zwischen der Trennwand 13
und dem anderen Kolben 16 liegt, ist als zweite bzw.
sekundäre hydraulische Bremsdruckkammer 19 ausgebildet,
die mit der hydraulischen Bremsdruckkammer 4 für die
Radbremse Bl über den Öldurchgang bzw. die Ölleitung 5
in Verbindung steht. Eine Antiblockier-Hydrauliksteuerkammer
20 ist zwischen einer Stirnwand des Zylinders 14
und dem Kolben 15 gebildet, und eine hydraulische Entladungs-
bzw. Abführkammer 21 ist zwischen der anderen
Stirnwand des Zylinders 14 und dem anderen Kolben 16
gebildet. Die hydraulische Abführkammer 21 steht mit
einem Vorratsbehälter R in dem Hauptzylinder M in Verbindung.
Eine Feder 22, die den Kolben 16 von der Trennwand
13 wegdrückt, ist in der sekundären hydraulischen
Bremsdruckkammer 19 vorgesehen, und eine den Kolben 15
zu der Trennwand 13 hindrückende Feder 23 ist in der
Antiblockier-Hydrauliksteuerkammer 20 vorgesehen.
Ein Öldurchgang bzw. eine Ölleitung bzw. ein Ölkanal 24
ist mit der Antiblockier-Hydrauliksteuerkammer 20 verbunden.
Dieser Öldurchgang 24 ist ferner mit einer
Hydraulikpumpe P über ein normalerweise geschlossenes
Einlaßventil Vil und mit einem Öltank T über ein normalerweise
geöffnetes Auslaßventil Vol verbunden. Ein
Akkumulator Ac ist zwischen dem Einlaßventil Vil und
der Hydraulikpumpe P angeschlossen.
Ferner sind in dem anderen Modulator 12 eine mit dem
Hauptzylinder M in Verbindung stehende primäre Hydraulik-
Bremsdruckkammer 26, eine mit der Radbremse Br über
den Durchgang 6 in Verbindung stehende sekundäre
Hydraulik-Bremsdruckkammer 27 und eine mit dem Vorratsbehälter
R in Verbindung stehende Hydraulik-Abführkammer
28 vorgesehen. Eine Antiblockier-Hydrauliksteuerkammer
29 ist mit der Hydraulikpumpe P über
ein normalerweise geschlossenes Einlaßventil Vir und
mit dem Öltank T über ein normalerweise geöffnetes
Auslaßventil Vor verbunden.
Die Einlaßventile Vil, Vir und die Auslaßventile Vol,
Vor sind Magnetventile, deren Öffnung und Schließung
durch eine Auswerteschaltung 32 gesteuert wird.
Wenn die Einlaßventile Vil, Vir geschlossen und die
Auslaßventile Vol, Vor geöffnet sind, stehen die Antiblockier-
Hydrauliksteuerkammern 20, 29 mit dem Öltank T
in Verbindung. Wenn das Bremspedal 1 betätigt
wird, um einen hydraulischen Druck von dem
Hauptzylinder M an die primären hydraulischen Bremsdruckkammern
18, 26 abzugeben bzw. dort wirksam werden
zu lassen, dann nehmen die Volumina der sekundären
Hydraulik-Bremsdruckkammern 19, 27 ab, und ein dem von
dem Hauptzylinder M abgegebenen hydraulischen Druck
entsprechender hydraulischer Bremsdruck wird an die
hydraulischen Bremsdruckkammern 4 in den Radbremsen Bl,
Br abgegeben. Demgemäß steigt das Bremsmoment in Übereinstimmung
mit dem Bremsvorgang des Fahrers des betreffenden
Fahrzeugs ungehindert an.
Wenn die Auslaßventile Vol, Vor und die Einlaßventile
Vil, Vir geschlossen sind, dann ist das
Steueröl in den Antiblockier-Hydrauliksteuerkammern 20,
29 gewissermaßen eingefangen. Demgemäß sind die Volumina
der sekundären Hydraulik-Bremsdruckkammern 19, 27
unveränderbar, und zwar unabhängig davon, ob der an
die primären Hydraulik-Bremsdruckkammern 18, 26 ausgeübte
hydraulische Druck ansteigt oder absinkt. Demgemäß
wird das Bremsmoment während des Bremsvorgangs auf
einem bestimmten Wert festgehalten, und zwar unabhängig
vom Bremsvorgang des Fahrers. Ein derartiger
Betriebszustand tritt dann auf, wenn die Möglichkeit
bzw. Wahrscheinlichkeit dafür vorhanden ist, daß die
Räder blockieren.
Wenn die Einlaßventile Vil, Vir geöffnet und die Auslaßventile
Vol, Vor geschlossen sind, dann wird der
Antiblockier-Hydrauliksteuerdruck auf die Antiblockier-
Hydraulikdruckkammern 20, 29 ausgeübt. Deshalb
nehmen die Volumina der sekundären Hydraulik-
Bremsdruckkammern 19, 27 mit Rücksicht darauf zu, daß
der hydraulische Druck von dem Hauptzylinder M auf die
primären Hydraulik-Bremsdruckkammern 18, 26 ausgeübt
wird, wodurch der hydraulische Druck in den Bremsölkammern
4 der Radbremsen Bl, Br derart abnimmt, daß
das Bremsmoment absinkt. Wenn die Einlaßventile Vil,
Vir geöffnet und die Auslaßventile Vol, Vor geschlossen
sind, währenddessen die Räder dabei sind zu blockieren,
dann kann demgemäß die Blockierung der Räder vermieden
werden.
Nunmehr wird unter Bezugnahme auf Fig. 2 der Aufbau
der Auswerteschaltung 32 näher erläutert. Da die
Konstruktion zur Steuerung des Einlaßventils Vil und
des Auslaßventils Vol entsprechend der einen Radbremse
Bl und die Konstruktion zur Steuerung des Einlaßventils
Vir sowie des Auslaßventils Vor entsprechend
der anderen Radbremse Br grundsätzlich identisch sind,
wird lediglich die erstgenannte Konstruktion beschrieben.
Die Auswerteschaltung 32 ist mit einer Entscheidungsschaltung
33 versehen, der beispielsweise einen Mikrocomputer
umfaßt und die imstande ist zu bestimmen,
ob die Räder blockieren oder nicht. Die Entscheidungsschaltung
gibt auf der Grundlage dieser Entscheidung
ein Signal zur Öffnung oder Schließung des Einlaßventils
Vil und des Auslaßventils Vol ab.
Nunmehr werden die Bedingungen erläutert, die
eine Entscheidungsbasis für die Bestimmung zur Abgabe
eines Signals zur Ausführung eines Antiblockier-
Steuerbetriebs bilden. Generell sind die folgenden
vier Systeme (a)-(d) vorgeschlagen worden:
- (a) Hierbei handelt es sich um ein System, bei dem ein Signal β dann abgegeben wird, wenn eine Radbeschleunigung w kleiner als eine Bezugs-Radverlangsamung -w₀ ist, um den Bremsdruck zu verringern.
- (b) Hierbei handelt es sich um ein System, bei dem ein Signal S₁ dann abgegeben wird, wenn eine Radgeschwindigkeit Vw kleiner als eine erste Bezugs- Radgeschwindigkeit Vr₁ ist, um den hydraulischen Bremsdruck zu verringern. In diesem Falle gilt Vr₁ = Vv · (1-λ₁), wobei Vv die Fahrzeuggeschwindigkeit und λ₁ ein geeignetes erstes Bezugs-Schlupfverhältnis des Rades bedeuten. Wenn das Schlupfverhältnis durch λ angegeben wird, dann hat Vw < Vr₁ dieselbe Bedeutung wie λ < λ₁, und wenn Vw < Vr₁ oder λ < λ₁ erfüllt ist, dann wird demgemäß das Signal S₁ abgegeben.
- (c) Hierbei handelt es sich um ein System, bei dem der hydraulische Bremsdruck dann herabgesetzt wird, wenn entweder (a) oder (b) erfüllt ist.
- (d) Hierbei handelt es sich um ein System, bei dem der hydraulische Bremsdruck dann herabgesetzt wird, wenn (a) und (b) gleichzeitig erfüllt sind.
Bei dem oben unter (a) angegebenen System wird die
Bezugs-Radverlangsamung -w₀ auf
einen Pegel gesetzt, der üblicherweise beispielsweise
-2,0 ∼ 1,2 g beträgt, das ist ein Wert, der während
eines Bremsvorgangs nicht erreicht wird, wenn keine
Möglichkeit bzw. Wahrscheinlichkeit dafür vorhanden
ist, daß die Blockierung der Räder auftritt. Gemäß
diesem System tritt jedoch eine Radabbremsung bzw.
-verlangsamung von etwa -1,0 ∼ -0,5 g in gewissen
Fällen während eines Bremsvorgangs auf, der auf einer
schneebedeckten oder überfrorenen Straße vorgenommen
wird. Ein Signal zur Herabsetzung des hydraulischen
Bremsdrucks wird mit Rücksicht darauf nicht abgegeben,
daß die Räder im letzten Teil eines Bremsvorgangs
blockieren. Während das Fahrzeug auf
einer unebenen Straße fährt, pulsiert die Radbeschleunigung
v schließlich sogar während eines regulären
Bremsvorgangs, und ein Signal β wird sogar
dann abgegeben, wenn keine Wahrscheinlichkeit bzw.
Möglichkeit dafür vorhanden ist, daß die Räder
blockieren, um die Bremswirkung bzw. den Bremswirkungsgrad
herabzusetzen.
Bei dem System gemäß (b) wird dann, wenn die Radgeschwindigkeit
Vw zunimmt, entschieden, daß der hydraulische
Bremsdruck sogar dann hinreichend abgesenkt
worden ist, daß das Schlupfverhältnis λ hoch ist,
d. h. sogar dann, wenn das Signal S₁ abgegeben wird.
Der hydraulische Bremsdruck wird notwendigerweise
während dieser Zeit ebenso herabgesetzt, so daß die
Bremswirkung bzw. der Bremswirkungsgrad vermindert wird.
Es dürfte einzusehen sein, daß das System gemäß (c) die
Nachteile der Systeme gemäß (a) und (b) aufweist.
Schließlich werden bei dem System (d) das Problem
einer Herabsetzung der Bremswirkung während des Fahrens
auf einer unebenen Straße und das Problem der
Herabsetzung der Bremswirkung infolge eines
hydraulischen Bremsdruck-Verminderungsvorgangs während
zunehmender Radgeschwindigkeit Vw gelöst. Wenn die Bezugs-
Radverlangsamung -w₀ auf einen
Wert innerhalb des Bereiches der Radverlangsamung
festgesetzt wird, die während der Ausführung
eines Bremsvorgangs auftritt, währenddessen
das Fahrzeug auf einer regulären bzw. normalen Straßenoberfläche
fährt, wie bei beispielsweise -1,0 ∼ 0 g und
vorzugsweise bei -0,3 ∼ -0,6 g, dann können überdies die
blockierten Räder sogar dann ermittelt werden, wenn die
Radverlangsamung -1,0 ∼ -0,5 g bei einem Bremsvorgang beträgt,
der auf einer schneebedeckten oder
überfrorenen Straße ausgeführt wird, und der
hydraulische Bremsdruck kann dadurch vermindert werden.
In der Entscheidungsschaltung 33 wird ein einer Radgeschwindigkeit
Vw entsprechendes Drehzahlsignal von dem Fahrzeuggeschwindigkeitsdetektor
34 her eingegeben. Diese
Radgeschwindigkeit Vw sowie ein einer Radbeschleunigung
w entsprechendes Drehbeschleunigungs- bzw. Drehverzögerungssignal
das auf der Basis der Radgeschwindigkeit Vw entsprechenden Drehzahlsignal berechnet
wird, werden mit einem einer ersten Bezugs-Radgeschwindigkeit
Vr₁ bzw. mit einem einer Bezugs-Radverlangsamung -w₀ entsprechenden Schwellenwert verglichen.
Wenn w < -w₀ und Vw < Vr₁ erfüllt sind, dann
werden Signale β, S₁ mit hohem Pegel von dem Detektor
33 abgegeben. Diese Signale β, S₁ werden
einem UND-Glied 35 zugeführt. Treten diese beiden
Signale mit hohen Pegeln auf, so wird ein Transistor 36
eingeschaltet bzw. in den leitenden Zustand überführt,
und ein Magnetrelais 38 wird erregt. Damit wird das
Einlaßventil Vil geöffnet. Wenn ein Signal S₁ hohen
Pegels abgegeben wird, wird ein Transistor 37 eingeschaltet
bzw. in den leitenden Zustand gebracht, und
ein Magnetrelais 39 wird erregt. Das Auslaßventil Vol
wird geschlossen.
Wenn das Bremsmoment beginnt, durch die oben erwähnten
Signale β, S₁ abzunehmen, nimmt die Fahrzeuggeschwindigkeit
noch ab. Zu diesem Zeitpunkt ist das Bremsmoment
noch höher als das Antriebsmoment auf der Straßenoberfläche,
und die Möglichkeit einer Blockierung der
Räder ist noch nicht vollständig beseitigt. Das System
weist jedoch generell eine Betriebsverzögerung von
etwa 10 ms auf. Demgemäß wird die hydraulische Bremskraft
weiter abgesenkt, nachdem das Bremsdruck-Verminderungssignal
abgeschaltet worden ist, so daß dieses
System generell eine gute Wirkung zu erzielen gestattet.
In diesen Fällen wird jedoch der Bremsdruck unter gewissen
Bedingungen der Straßenoberfläche nicht hinreichend
abgesenkt, um zu bewirken, daß sich die Radgeschwindigkeit
in der Blockierrichtung ändert. Um eine
derartige Erscheinung zu vermeiden, kann ein Bremsdruck-
Verminderungssignal erzeugt werden, wenn λ < λ₁
erfüllt ist, bis das der Radgeschwindigkeit Vw entsprechende Drehzahlsignal beginnt,
mit Sicherheit anzusteigen. Aufgrund der Tatsache, daß
eine Auswertung üblicherweise dann in zufriedenstellender
Weise ausgeführt werden kann, wenn die Erzeugung
des Bremsdruck-Verminderungssignals auf die
Erfüllung der Bedingung w < -w₀ stillgesetzt wird,
kann jedoch dieses Signal solange beibehalten
werden, bis die Bedingung w < 0 erreicht ist. Dies
führt dazu, daß das Bremsmoment übermäßig vermindert
wird. Dies bringt in der Praxis jedoch keine Probleme
in den Fällen mit sich, daß die Räder eine kleine
Bremslastverteilung aufweisen.
Ein einer zweiten Bezugs-Radgeschwindigkeit Vr₂, entsprechender Schwellenwert, der einem
zweiten Bezugs-Schlupfverhältnis λ₂ mit
λ₂ < λ₁ entspricht, wird nunmehr festgelegt. Lediglich wenn
Vw < Vr₂ gilt, d. h. wenn λ < λ₂ gilt, so daß die Möglichkeit
für eine Blockierung der Räder erhöht ist,
wird das Bremsdruck-Verminderungssignal solange beibehalten,
bis das der Radgeschwindigkeit Vw entsprechende Drehzahlsignal beginnt
anzusteigen. In der Entscheidungsschaltung 33 wird
entschieden, ob die Bedingung Vw < Vr₂ oder λ < λ₂ erfüllt
ist oder nicht. Wenn die betreffenden Bedingungen
erfüllt sind, wird ein Signal S₂ abgegeben. Um zu entscheiden,
ob das der Radgeschwindigkeit Vw entsprechende Drehzahlsignal zunimmt,
wird ein einem Beschleunigungsbezugswert + w₀ entsprechender
Schwellenwert festgelegt, und wenn die Bedingung w < + w₀ erfüllt
ist, wird ein Signal α abgegeben.
Das Signal S₂ wird einem Eingangsanschluß eines UND-
Gliedes 40 und einem ODER-Glied 41 zugeführt. Das
Signal α wird dem ODER-Glied 41 zugeführt und invertiert
dem UND-Glied 40 zugeleitet. Das Signal S₁ wird
ebenfalls dem ODER-Glied 41 zugeführt, und ein Ausgangssignal
von dem ODER-Glied 41 wird der Basis eines
Transistors 35 zugeführt. Die Ausgangssignale der beiden
UND-Glieder 35, 40 werden dem ODER-Glied 42 zugeführt,
welches seinerseits ein Ausgangssignal der
Basis eines Transistors 36 zuführt.
Bezugnehmend auf die Auswerteschaltung 32 sei angemerkt,
daß dann, wenn der Pegel irgendeines der Signale S₁, α,
S₂ einen hohen Wert annimmt, der Transistor 37 eingeschaltet
bzw. leitend wird und daß das Auslaßventil Vol
geschlossen wird. Wenn die Pegel der beiden Signale β,
S₁ hoch sind oder wenn der Pegel des Signals S₂ hoch ist
und der des Signals α niedrig ist, dann ist das Einlaßventil
Vil geöffnet.
Nunmehr wird ein Verfahren zum Einstellen
der ersten und zweiten Bezugs-Radgeschwindigkeit
Vr₁, Vr₂ beschrieben. Diese Radgeschwindigkeiten
werden in idealer Weise dadurch bestimmt, daß eine
Fahrzeuggeschwindigkeit Vv ermittelt wird und daß Berechnungen
entsprechend den folgenden Gleichungen
durchgeführt werden, wobei geeignete Bezugs-Schlupfverhältnisse
λ₁, λ₂ berücksichtigt werden:
Vr₁ = Vv (1-λ₁),
Vr₂ = Vv (1-λ₂).
Vr₂ = Vv (1-λ₂).
Bisher sind keine praktischen Einrichtungen zur Ermittlung
einer Fahrzeuggeschwindigkeit Vv ermittelt
worden. Deshalb wird generell ein System zur Abschätzung
einer vorläufigen Fahrzeuggeschwindigkeit Vr
auf der Grundlage der
Änderungen oder Schwankungen in der Fahrzeuggeschwindigkeit
Vw benutzt. Eine Grundschaltung dieses Systems ist
in Fig. 3 veranschaulicht.
Gemäß Fig. 3 wird ein der Radgeschwindigkeit Vw entsprechendes Drehzahlsignal
einem Eingangsanschluß 43 zugeführt, der über eine
ideale Diode 44, einen Speicherkondensator 45 und eine
Konstantstrom-Entladungsschaltung 46 mit einem Ausgangsanschluß
47 verbunden ist, von dem ein der vorläufigen Fahrzeuggeschwindigkeit
Vr entsprechendes Signal abgegeben wird. Mit Hilfe
dieses Systems wird, wie dies in Fig. 4 veranschaulicht
ist, ein Spitzenwert des der Radgeschwindigkeit
Vw entsprechenden Drehzahlsignals beim Antiblockierbetrieb auf einen Pegel in der
Nähe der Fahrzeuggeschwindigkeit Vv festgelegt, wobei
die Täler des Vorlaufs des der Radgeschwindigkeit Vw entsprechenden
Drehzahlsignals mit einem bestimmten Gradienten Gr verbunden sind, um
die vorläufige Fahrzeuggeschwindigkeit Vr abzuschätzen.
Während ein Fahrzeug auf einer unebenen Straße fährt,
pulsiert oder schwankt das der Fahrzeuggeschwindigkeit Vw
entsprechende Drehzahlsignal, so daß in fehlerhafter Weise entschieden wird, daß die
Räder dabei sind zu blockieren, was dazu führt, daß
der hydraulische Bremsdruck in unnötiger Weise absinkt
und daß die Bremswirkung absinkt. Um dies zu vermeiden,
weist die Auswerteschaltung 32 die Funktion der Herabsetzung
der Geschwindigkeit der Abnahme des Bremsdrucks
für den Fall auf, daß entschieden wird, daß die
Räder blockieren, während das Fahrzeug auf einer
unebenen Straße fährt.
Es ist experimentell herausgefunden worden, daß eine
Schwingungsfrequenz f des der Radgeschwindigkeit Vw entsprechenden Drehzahlsignals während
eines auf einer unebenen Straße ausgeführten Bremsvorgangs
weitgehend gleich einer Eigenfrequenz n₀ (im allgemeinen
15-20 Hz) einer Aufhängung ist. Andererseits
beträgt eine Schwankungsfrequenz n m des der Radgeschwindigkeit
Vw entsprechenden Drehzahlsignals während eines normalen Arbeitens
eines Antiblockiersystems generell nicht mehr
als 10 Hz. In der Entscheidungsschaltung 33 wird entschieden,
daß dann, wenn f < n m erfüllt ist, das Fahrzeug
auf einer unebenen Straße fährt, und es wird ein
Signal E von dieser Schaltung abgegeben. Die Schaltung 33
bildet somit einen Detektor, der die Schwankungsfrequenz des der Radgeschwindigkeit Vw entsprechenden
Drehzahlsignals erfaßt und feststellt, ob sie oberhalb des festgelegten Schwellenwertes liegt
und dann das Signal E abgibt, das eine unebene Fahrbahn kennzeichnet.
Dieses Signal E wird einer Verzögerungsschaltung 49
zugeführt. Der Anschluß des Detektors 33,
von dem das Signal S₁ abgegeben wird, ist über einen
Relaisschalter bzw. -kontakt 50 geerdet. Die Verzögerungsschaltung
49 vermag ein Signal zur Einschaltung
eines Relaisschalters 50 dann abzugeben, wenn
ein einer unebenen Straße entsprechendes Detektorsignal
E hohen Pegels der betreffenden Schaltung zugeführt
ist. Dasselbe Signal wird während einer bestimmten
Zeitspanne, wie beispielsweise 100 ms, aufrechterhalten,
nachdem der Pegel des Signals E niedrig geworden
ist.
Wenn Vw < Vr₁ oder λ <λ₁ erfüllt ist, währenddessen
das Fahrzeug auf einer unebenen Straße fährt, so daß
33 entscheidet, daß die
Räder dabei sind zu blockieren, um das Signal S₁
hohen Pegels abzugeben, dann wird der Pegel des
Signals S₁ stark abgesenkt.
Infolgedessen nimmt die Geschwindigkeit der Abnahme
des hydraulischen Bremsdrucks während der Bewegung
auf einer unebenen Straße ab. Demgemäß sinkt der
hydraulische Bremsdruck nicht unnötig ab, so daß eine
Abnahme in der Bremswirkung vermieden werden kann.
Nunmehr wird unter Bezugnahme auf Fig. 5 die Arbeitsweise
dieses ersten Ausführungsbeispiels erläutert. Die Fig. 5
zeigt ein Beispiel einer Betriebsart dieses Antiblockiersystems.
Die Abszisse dieser Figur
zeigt die Zeit nach Beginn eines Bremsvorgangs auf,
und die Ordinate zeigt eine Radgeschwindigkeit Vw,
eine Fahrzeuggeschwindigkeit Vv, eine erste Bezugsradgeschwindigkeit
Vr₁ sowie eine zweite Bezugsradgeschwindigkeit
Vr₂ in dem obersten Teil sowie eine
Radbeschleunigung Vw, einen Beschleunigungsbezugswert
+w₀ und eine Bezugs-Radverlangsamung -w₀ in
der darunter liegenden Position, ferner Signale α, β,
S₁, S₂ und die Betriebszustände der Magnetrelais 38, 39
in der unter der zweiten Position liegenden Position
und einen hydraulischen Bremsdruck Pb in der untersten
Position.
Unmittelbar nach Beginn eines Bremsvorgangs zum Zeitpunkt
t = 0 sind die Pegel der Signale α, β, S₁, S₂
niedrig. Der hydraulische Bremsdruck Pb steigt allmählich
an, und die Radgeschwindigkeit Vw sowie die
Radbeschleunigung w nehmen zur selben Zeit allmählich
ab.
Wenn die Radbeschleunigung w niedriger geworden ist
als die Bezugs-Radverlangsamung -w₀ (m < -w₀) zu
einem Zeitpunkt t₁, dann wird der Pegel des Signals β
hoch, während der des Signals S₁ auf einem niedrigen
Pegelwert verbleibt, da der Pegel des der Radgeschwindigkeit
Vw entsprechenden Drehzahlsignals zu diesem Zeitpunkt höher ist als der der
ersten Bezugs-Radgeschwindigkeit Vr₁. Demgemäß setzt
sich die Zunahme des hydraulischen Bremsdrucks Pb fort,
und die Radgeschwindigkeit Vw sowie Radbeschleunigung w
nehmen ab.
Wenn die Radgeschwindigkeit Vw niedriger geworden ist
als die erste Bezugs-Radgeschwindigkeit Vr₁, und zwar
zu einem Zeitpunkt t₂, dann wird der Pegel des Signals
S₁ hoch, und der Pegel eines Ausgangssignals von dem
UND-Glied 35 wird hoch. Demgemäß werden die Pegel
der Ausgangssignale von den ODER-Gliedern 42, 41 hoch.
Infolgedessen werden die Magnetrelais 38, 39 erregt,
was dazu führt, daß das Einlaßventil Vil geöffnet und
das Auslaßventil Vol geschlossen werden. Der hydraulische
Bremsdruck Pb beginnt dann abzusinken, und die
Radbeschleunigung w steigt wieder an. Während dieser
Zeit setzt sich die Abnahme der Radgeschwindigkeit Vw
fort.
Wenn die Radbeschleunigung w höher geworden ist als
die Bezugs-Radverlangsamnung -w₀ (w < -w₀), und zwar
zu einem Zeitpunkt t₃, dann wird der Pegel des Signals
niedrig, und der Pegel eines Ausgangssignals von dem
UND-Glied 35 wird demgemäß ebenfalls niedrig. Infolgedessen
wird das Magnetrelais 38 für das Einlaßventil
Vil aberregt, und das Einlaßventil Vil wird geschlossen.
Dies ermöglicht die Aufrechterhaltung des
Bremsdrucks Pb auf einem konstanten Pegel. Damit wird
das Bremsmoment auf einem nahezu konstanten Pegel gehalten.
Infolgedessen beginnt die Radgeschwindigkeit
Vw anzusteigen.
Wenn der Pegel der Radbeschleunigung w höher geworden
ist als der Beschleunigungsbezugswert + w₀ (w < + w₀),
und zwar zu einem Zeitpunkt t₄, dann wird der Pegel des
Signals α hoch. Wenn die Radgeschwindigkeit Vw
die erste Bezugs-Radgeschwindigkeit Vr₁ zu einem Zeitpunkt
t₅ überschritten hat, wird der Pegel des
Signals S₁ niedrig. Wenn der Wert der Radbeschleunigung
w kleiner geworden ist als der Beschleunigungsbezugswert
+ w₅, und zwar zu einem Zeitpunkt
t₆, dann wird der Pegel des Signals α niedrig
werden, und das Auslaßventil Vol wird geöffnet. Dies
führt zum Ansteigen des hydraulischen Bremsdrucks Pb.
Wenn die Radbeschleunigung w niedriger geworden ist
als die Bezugs-Radverlangsamung -w₀ (w < -w₀), und
zwar zu einem Zeitpunkt t₇, dann wird der Pegel des
Signals β hoch werden. Wenn die Radgeschwindigkeit Vw
niedriger geworden ist als die erste Bezugs-Radgeschwindigkeit
Vr₁ (Vw < Vr₁), und zwar zu einem Zeitpunkt
t₈, wird der Pegel des Signals S₁ hoch.
Demgemäß wird der Pegel eines Ausgangssignals
von dem UND-Glied 38 her hoch, was zum Schließen
des Einlaßventils Vil und zum Öffnen des Auslaßventils
Vol führt. Der hydraulische Bremsdruck Pb beginnt
abzusinken. Wenn die Radgeschwindigkeit Vw niedriger
geworden ist als die zweite Bezugs-Radgeschwindigkeit
Vr₂ (Vw < Vr₂), und zwar zu einem Zeitpunkt t₉, so daß
die Möglichkeit für ein Blockieren der Räder groß geworden ist,
wird der Pegel des Signals S₂ hoch.
Wenn die Radbeschleunigung w höher geworden ist als
die Bezugs-Radverlangsamung -w, und zwar zu einem
Zeitpunkt t 10, dann wird der Pegel des Signals
niedrig, und der hydraulische Bremsdruck Pb
wird weiter abnehmen, womit die Radgeschwindigkeit Vw
abzusinken beginnt. Wenn die Radbschleunigung w den
Beschleunigungsbezugswert +w₀ zu einem Zeitpunkt t 11
überschritten hat, wird der Pegel des Signals α hoch,
und der Pegel eines Ausgangssignals von dem
UND-Glied 40 her wird niedrig. Da der Pegel eines Ausgangssignals
von dem UND-Glied 38 während dieser Zeit
niedrig ist, ist der Pegel eines Ausgangssignals von
dem ODER-Glied 42 her niedrig. Demgemäß wird die Erregung
von dem Magnetrelais 38 beseitigt, und das Einlaßventil
Vil wird geschlossen. Infolgedessen wird der
hydraulische Bremsdruck Pb auf einem konstanten Pegel
gehalten.
Wenn die Radgeschwindigkeit Vw die zweite Bezugs-Radgeschwindigkeit
Vr₂ zu einem Zeitpunkt t 12 überschritten
hat, wird der Pegel des Signals S₂ niedrig.
Wenn die Radgeschwindigkeit Vw die erste Bezugs-Radgeschwindigkeit
Vr₁ zu einem Zeitpunkt t 13 überschritten
hat, wird der Pegel des Signals S₁ niedrig,
während der hydraulische Bremsdruck Pb auf einem nahezu
konstanten Pegel gehalten wird, wodurch die Vermeidung
der Blockierung der Räder ermöglicht ist. Wenn die Radbeschleunigung
w niedriger geworden ist als der Beschleunigungsbezugswert
+w₀, und zwar zu einem
Zeitpunkt t 14, dann wird der Pegel des Signals α niedrig,
so daß das Auslaßventil Vol zu öffnen ist. Demgemäß
beginnt der hydraulische Bremsdruck Pb anzusteigen.
Wenn die Radbeschleunigung w niedriger geworden ist
als die Bezugs-Radverlangsamung -w₀, und zwar zu
einem Zeitpunkt t 15, dann wird der Pegel des Signals
hoch werden. Wenn die Radgeschwindigkeit Vw niedriger
wird als die erste Bezugs-Radgeschwindigkeit Vr₁, und
zwar zum folgenden Zeitpunkt t 16, so daß der Pegel
des Signals S₁ hoch wird, dann werden das Einlaßventil
Vil geöffnet und das Auslaßventil Vol geschlossen.
Demgemäß beginnt der hydraulische Bremsdruck Pb abzusinken.
Wenn die Radbeschleunigung w die Bezugs-Radverlangsamung
-w₀ zum Zeitpunkt t 17 überschritten hat,
wird der Pegel des Signals β niedrig, was die
Öffnung des Auslaßventils Vol bewirkt, so daß der
hydraulische Bremsdruck auf einem konstanten Pegel gehalten
wird.
Wenn die Radbeschleunigung w den Beschleunigungsbezugswert
+w₀ zum Zeitpunkt t 18 überschritten hat,
wird der Pegel des Signals α hoch. Wenn die
Radgeschwindigkeit Vw die erste Bezugs-Radgeschwindigkeit
Vr₁ zu einem Zeitpunkt t 19 überschritten hat,
wird der Pegel des Signals S₁ niedrig. Wenn die
Radbeschleunigung w zum Zeitpunkt t 20 niedriger geworden
ist als der Beschleunigungsbezugswert +w,
wird der Pegel des Signals α niedrig. Infolgedessen
wird das Auslaßventil Vol geöffnet, und
der hydraulische Bremsdruck Pb beginnt abzusinken.
Die Fahrzeuggeschwindigkeit sinkt dann bei nicht
blockierten Rädern ab, wenn die oben beschriebenen
Vorgänge in derselben Art und Weise ausgeführt werden.
Bei dem ersten Ausführungsbeispiel wird der Pegel des
Signals S₁ auf einen niedrigen Pegel zwangsweise
durch den Relaisschalter oder -kontakt 50 herabgesetzt.
Dabei kann das Bremsdruck-Verminderungssignal
durch das Signal E allein unwirksam gemacht werden.
Die Verzögerungsschaltung 49 kann weggelassen werden,
um den Relaisschalter oder -kontakt 50 direkt durch
das Signal E zu steuern.
Bei dem zweiten Ausführungsbeispiel nach Fig. 6 sind
als erste Bezugs-Radgeschwindigkeiten
kleinere Werte Vr 1-1, Vr 1-2 festgesetzt. Um ein
fehlerhaftes Arbeiten des Bremssystems auf einer unebenen
Straße während der Abschätzung der Fahrzeuggeschwindigkeit
Vr zu vermeiden, ist ein Ladewiderstand
51 für einen Kondensator 45 zwischen einer
Diode 44 und dem Kondensator 45 eingefügt, und eine
Konstantstrom-Entladeschaltung 46 ist an dem gemeinsamen
Kontakt eines Relaisschalters 52 angeschlossen,
dessen einer unabhängiger Kontakt mit einer Rechenschaltung
53 verbunden ist und dessen anderer unabhängiger
Kontakt mit einer Rechenschaltung 54 verbunden
ist. Die Rechenschaltung 53 vermag den Ausdruck
Vr 1-1 = Vr · (1-λ 1-1) zu berechnen, und die andere
Rechenschaltung 54 vermag den Ausdruck Vr 1-2 = Vr · (1-λ 1-2)
zu berechnen. Die Bezugs-Schlupfverhältnisse λ 1-1,
λ 1-2 werden bzw. sind so festgelegt bzw. eingestellt,
daß die Beziehungen λ 1-1 < λ 1-2 bzw. Vr 1-1 < Vr 1-2
gelten. Der Relaisschalter 52 kann durch das
Signal E betätigt werden, welches dann abgegeben wird,
wenn eine unebene Straße ermittelt wird. Während das
Fahrzeug auf einer unebenen Straße fährt, ist der
Relaisschalter 52 mit der Rechenschaltung 53 verbunden,
wie dies in Fig. 6 veranschaulicht ist.
Deshalb wird dann, wenn Vw < Vr 1-1 oder λ < λ 1-1 erfüllt
ist, während des Fahrens auf einer unebenen Straße
das Signal S₁ von der Entscheidungsschaltung 33 abgegeben,
und die Anzahl der Abgabe dieses Signals nimmt
ab. Demgemäß wird die Geschwindigkeit der Abnahme des
hydraulischen Bremsdrucks vermindert, und eine Herabsetzung
in der Bremswirkung kann vermieden werden.
Bei dem dritten Ausführungsbeispiel
nach Fig. 7 sind diejenigen
Teile, die jenen des Ausführungsbeispiels nach Fig. 2
entsprechen, mit denselben
Bezugszeichen bezeichnet. Überdies sind der
Aufbau der Auswerteschaltung für die linken und
rechten Radbremsen und der Aufbau der Auswerteschaltung
für die linken und rechten Vorderräder vollständig
gleich, weshalb das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 7 lediglich
bezüglich der Teile erläutert wird, die sich auf
die linken und rechten Hinterradbremsen beziehen, die
durch Bezugszeichen bezeichnet sind.
Die linken und rechten Rad-Detektoren 34 l, 34 r sind mit
einem Kontakt eines Relaisschalters 63 über Dioden 61,
62 verbunden, die eine für einen hohen Pegel vorgesehene
Auswahlschaltung 64 bilden. Der andere Kontakt
dieses Relaisschalters 63 ist mit einer Entscheidungsschaltung
33 verbunden. Eine Relaiswicklung 65 zur
Steuerung des Relaisschalters 63 ist zwischen einem
Ausgangsanschluß der Entscheidungsschaltung 33, von
der ein Signal E abgegeben wird, und Erde angeschlossen.
Wenn der Pegel des Signals E hoch wird und die Relaiswicklung
65 veranlaßt, eingeschaltet bzw. erregt zu
werden, wird der Relaisschalter 63 eingeschaltet.
Fährt das Fahrzeug auf einer unebenen Straße, so ist
der Relaisschalter 63 eingeschaltet, und die Signale
von den Rad-Detektoren 34 l, 34 r werden der für den
hohen Pegel vorgesehenen Auswahlschaltung 64 zugeführt.
Infolgedessen wird in der betreffenden Auswahlschaltung
64 der höchste Wert der Werte der beiden Rad-
Geschwindigkeiten ausgewählt, und dieser ausgewählte
Wert wird der Entscheidungsschaltung 33 zugeführt,
in der dieses ausgewählte Radgeschwindigkeitssignal
als aktuelles Radgeschwindigkeitssignal verarbeitet
wird, um den Blockierzustand der Räder zu beurteilen.
Dabei ist nahezu keine Möglichkeit dafür vorhanden,
daß bezüglich der Räder irrtümlich entschieden wird, daß sie nahezu
blockieren, wenn tatsächlich keine Möglichkeit eines Radblockierens vorliegt, bis die Drehphasen der linken und rechten
Räder oder deren Drehzahlen weitgehend miteinander übereinstimmen. Demgemäß
nimmt die Geschwindigkeit ab, mit der das Signal zur
Herabsetzung des hydraulischen Bremsdrucks während
des Fahrens auf einer unebenen Straße von der
Auswerteschaltung 32 abgegeben wird, so daß ein fehlerhaftes
Arbeiten des Bremssystems nahezu vollständig
vermieden werden kann.
Bei diesem dritten Ausführungsbeispiel wird die höchste Radgeschwindigkeit
der beiden Radgeschwindigkeiten je
Achse als tatsächliche Radgeschwindigkeit der Achse
bestimmt, und auf der Grundlage dieser Bestimmung wird
eine Auswertung ausgeführt. Während des Fahrens des
Fahrzeuges auf einer unebenen Straße besteht somit nahezu
keine Möglichkeit dafür, daß bezüglich der Räder entschieden
wird, daß sie blockieren, bis die Phasen der
Räder miteinander übereinstimmen. Während des Fahrens
des Fahrzeuges auf einer unebenen Straße wird demgemäß
der hydraulische Bremsdruck nicht unnötig abgesenkt,
so daß die Bremswirkung auf einem hohen Pegel gehalten
werden kann.
Claims (3)
1. Antiblockiersystem für eine hydraulische Fahrzeugbremse,
- - mit je einem Drehzahlfühler und je einem Blockierschutzventil für jedes Rad einer Achse,
- - mit einer Auswerteschaltung, welche die Drehzahlsignale aufnimmt und daraus Drehverzögerungs- bzw. Drehbeschleunigungssignale sowie Schlupfsignale bildet, und bei Erreichen von vorgegebenen Schwellenwerten den Bremsdruck in den Rädern unabhängig voneinander absenkt (Einzelradregelung),
- - wobei die Auswerteschaltung eine Schaltungsanordnung enthält, welche die Einzelradregelung unterdrückt und nur eines der beiden Drehzahlsignale zur Verarbeitung weitergibt,
dadurch gekennzeichnet, daß
- - die Auswerteschaltung (32) einen Detektor (33) aufweist, der die Schwankungsfrequenz des Drehzahlsignals (Vw) erfaßt und feststellt, ob sie oberhalb eines festgelegten Schwellenwertes liegt, und dann ein Signal (E) abgibt, das eine unebene Fahrbahn kennzeichnet, und
- - das Signal (E) die Auswerteschaltung (32) veranlaßt, nur das jeweils größere der beiden Drehzahlsignale (Vw) weiter zu verarbeiten (Select-high-Betrieb).
2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß dann, wenn der Detektor (33) erfaßt,
daß das Fahrzeug auf einer unebenen Fahrbahn fährt, die Auswerteschaltung
(32) so arbeitet, daß sie die Anzahl verringert,
in der die Bremsen (Bl, Br) der Räder einem Blockierschutzbetrieb
durch die Blockierschutzventile (3) unterworfen
sind.
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