DE2258317C2

DE2258317C2 - Blockiergeschützte Fahrzeugbremsanlage

Info

Publication number: DE2258317C2
Application number: DE19722258317
Authority: DE
Inventors: Heinz Ing.(Grad.) 6906 Leimen Leiber
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1972-11-29
Filing date: 1972-11-29
Publication date: 1987-02-26
Also published as: DE2258317A1

Description

Die Erfindung betrifft eine blockiergeschützte Fahrzeugbremsanlage mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruches 1.
Eine blockiergeschützte Fahrzeugbremsanlage mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruches 1 ist aus der DE-OS 21 47 816 bekannt. Dort ist ein Antiblockierregelsystem beschrieben, das auf einen Sonderregelungsbetrieb umgeschaltet wird, wenn das Fahrzeug auf schlüpfriger Fahrbahn fährt. In diesem Sonderregelungsbetrieb wird das Druckabsenkventil schon vor Erreichen der Blockierschwelle geschaltet und wird auch länger als bei Normalregelbetrieb in der Öffnungslage gehalten. Ausgelöst wird dieser Sonderregelungsbetrieb bei niedriger Radgeschwindigkeit und kleiner Radverzögerung.
Es gibt auch Sonderfälle, bei denen gegenüber der Bremsung ohne Regler eine wesentliche Bremswegverlängerung zustande kommt. Dies ist bei Fahren auf Tiefschnee, Sand, Straßen mit relativ dünner Eisschicht oder Schotter der Fall.
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, einen Sonderregelungsbetrieb zu schaffen, der bei Auftreten der genannten Situation zu einer verbesserten Bremsung führt.
Diese Aufgabe wird durch die in den Ansprüchen 1, 5 oder 6 angegebenen Merkmale gelöst.
Es war auch schon bekannt (DE-OS 19 53 253) zur Gewinnung einer Bezugsdrehzahl für die Schlupfmessung wenigstens ein Rad zeitweise drucklos zu machen, die dann ermittelte Drehzahl in die Bezugsdrehzahlbildung einzubeziehen und außerdem beim Bremsen die Verlangsamung des Rads zu bestimmen und diese Verlangsamung zur Änderung der Bezugsdrehzahl auszunutzen.
Der Erfindung gemäß Anspruch 1 liegt die Erkenntnis zugrunde, daß die erwähnten Fälle der Bremswegverlängerung mit Regler im µ-Bereich kleiner etwa 0,5 liegen. Als untere Grenze läßt sich für das µ etwa 0,1 angeben. Erfindungsgemäß wird bei einem solchen µ eine zeitweise Blockierung wenigstens eines Rades zugelassen, um damit die Bremswirkung zu erhöhen. Man wird günstigerweise so viele Räder blockieren lassen, daß einerseits noch eine ausreichende Seitenführung vorliegt, andererseits so viele Räder wie möglich zur erhöhten Bremswirkung beitragen.
Die Gewinnung des Kriteriums für das Vorliegen eines solchen Kraftschlußbeiwertes µ ist die Fahrzeugverzögerung bei Vollbremsung und Regelung. Beträgt diese bei den geschilderten Verhältnissen etwa zwischen 0,2 und 0,5 g, so kann auf die oben angegebenen µ-Werte geschlossen werden. aber auch aus der Messung des Bremsdrucks in einem Bremskanal mit Antiblockierregelung läßt sich bei Vollbremsung auf die Größe des µ-Wertes schließen. Dementsprechend wird eine dieser Größen gemessen und daraus auf den Kraftschlußbeiwert geschlossen.
Gemäß der Lösung des Anspruches 5 wird die Fahrzeugverzögerung sowohl bei geregeltem Bremsdruck, als auch bei wenigstens einem blockierten Rad gemessen. Ist die Verzögerung (immer Vollbremsung vorausgesetzt) des Fahrzeugs bei Blockieren größer, so läßt man für eine gewisse Zeit wenigstens ein Rad - vorzugsweise jedoch so viele wie möglich - zum Blockieren kommen. Hier wird also durch Herbeiführen des blockierten Zustands bei (wenigstens) einem Rad aufgrund einer bestimmten Fahrzeugverzögerung eine Nachprüfung vorgenommen, ob die Vermutung über das geringe µ richtig ist. Erst dann erfolgt das Blockieren aller zulässigen Räder.
Gemäß der Lösung des Anspruches 6 sind Meßmittel vorgesehen, die im Anschluß an das erfolgte Blockieren wenigstens eines Rades wirksam werden und das Beschleunigungsverhalten des blockierten Rades bei Bremsdruckabsenkung beurteilen. Liegt die Beschleunigung des Rades zwischen etwa 0,5 und etwa 2 g, so liegen Verhältnisse vor, die ein besseres Bremsen beim Blockieren zulassen. Entsprechend erfolgt durch ein Signal, das bei diesen Beschleunigungsverhältnissen erzeugt wird, eine Unterbrechung der Regelung an mehreren Rädern. Man kann hier anstelle der Beschleunigung auch den Ruck, also die Beschleunigungsänderung, erfassen und ein Signal zur Regelungsunterbrechung erzeugen, wenn die Beschleunigungserhöhung nicht mit einer vorgegebenen Steigung vor sich geht.
Günstigerweise läßt man das das Blockieren wenigstens eines Rades auslösende Signal (Reglersignal) oder das den kleinen Kraftschlußbeiwert (0,1-0,5) anzeigende Signal (z. B. von einem Fahrzeugverzögerungsgeber) eine kurze Zeit z. B. 300 msec.) anstehen, bevor man es wirksam werden und das Blockieren wenigstens eines Rades einleiten läßt. Hierzu dient ein entsprechendes Zeitglied. Gemäß einer einfachen Ausbildung der Erfindung bleibt das Rad (oder die Räder) für eine vorgegebene Zeit blockiert (z. B. 300 msec.), bevor man es wieder beschleunigen läßt und ein erneutes Blockieren bei Andauern des Zustands einleitet.
Dabei kann die Zeit, in der ein Blockieren zugelassen wird, von der Fahrzeuggeschwindigkeit abhängig gemacht werden und zwar derart, daß diese Zeit bei zunehmender Fahrzeuggeschwindigkeit abnimmt.

Figurenbeschreibung

Anhand der Zeichnung soll die Erfindung näher erläutert werden. Es zeigt
Fig. 1 - ein Blockschaltbild einer möglichen Ausführungsform der Erfindung,
Fig. 2 - ein Geschwindigkeitsdiagramm für eine vereinfachte Ausführungsform,
Fig. 3 - ein Geschwindigkeitsdiagramm für die Ausführungsform der Fig. 1,
Fig. 4 und 5 - die Abhängigkeit des Bremsmomentes B vom Schlupf λ bei zwei verschiedenen Kraftschlußbeiwerten.
Beim Ausführungsbeispiel der Fig. 1 sind den Vorrädern 4 und 5 zugeordnete Drehzahlfühler mit 1 und 2 und ein gemeinsamer Drehzahlfühler für die Hinterräder 6 mit 3 bezeichnet. Die Impulsfolgen dieser Drehzahlfühler werden in Wandlern 7 bis 9 in den Raddrehgeschwindigkeiten proportionale Spannungen verwandelt. In zwei Speichergliedern 10 und 11, die z. B. sich immer auf die anliegende Spannung aufladen, jedoch mit vorgegebener Steigung entladen, werden der Fahrzeuggeschwindigkeit annähernd entsprechende Spannungen gewonnen, von denen in einem Glied 12 die jeweils größere ausgewählt wird. Diese Bezugsgröße sowie die drei den Radgeschwindigkeiten entsprechenden Spannungen werden einer Auswerteschaltung 13 zugeführt. In der aus den eingegebenen Signalen Schaltsignale für die den Drehzahlfühlern 1 bis 3 zugeordneten Einlaßventile E ₁ bis E ₃ und Auslaßventile A ₁ bis A ₃ gewonnen werden.
Die Art der Regelung ist für die Erfindung an sich wesentlich. Hier wurde eine gemischte Regelung unter Verwendung von Schlußsignalen und Verzögerungs-/ Beschleunigungssignalen unterstellt.
Der bis jetzt beschriebene Regler arbeitet in den meisten Fällen völlig ausreichend. Er versagt jedoch bei den eingangs geschilderten Sonderfällen. Es ist zur Verbesserung in dieser Hinsicht ein Fahrzeugverzögerungsgeber 15 vorgesehen, dem eine Schwellwertstufe 16 nachgeschaltet ist, die ein Signal abgibt, wenn die Fahrzeugverzögerung zwischen 0,2 und 0,5 g liegt. Unter der Voraussetzung, daß eine Vollbremsung vorliegt und der Regler arbeitet, wird das UND-Gatter 17 von der Auswerteschaltung 13 her für das Ausgangssignal der Stufe 16 durchlässig gehalten. Das Zeitglied 18 bewirkt eine Verzögerung seines Eingangssignales von T ₁, z. B. 300 msec.
Bei einem vereinfachten Ausführungsbeispiel, das anhand der Fig. 1 ebenfalls beschrieben werden soll, verursacht dieses Zeitglied 18 auch eine Verlängerung des Eingangssignals um die Zeit T ₂, z. B. 300 msec. Dies ist in diesem Falle dann auch gleich die Signallänge des Ausgangssignals, das zu UND-Gattern 19 mit invertierten Eingängen gelangt und damit eine Ansteuerung der dem Drehzahlfühler 2 zugeordneten Ventile E ₂ und A ₂ verhindert. Die Regelung könnte hier auch noch an den Hinterrädern unterbunden werden, so daß ein Vorderrad und die Hinterräder abwechselnd zum Blockieren kommen und drehen und somit eine Bremswegverkürzung unter den gegebenen Umständen bewirken. Den zeitlichen Verlauf für diese Ausführungsform zeigt Fig. 2, wo mit v _F der Verlauf der Fahrzeuggeschwindigkeit, mit v _B der Verlauf der der Fahrzeuggeschwindigkeit entsprechenden Bezugsgeschwindigkeit und mit v _R der Verlauf der Geschwindigkeit des Fahrzeugrades 2 bezeichnet ist. Das Ausgangssignal der Stufe 16 entsteht hier bei T = 0. Nach der Zeit T ₁, in der die Regelung wirksam ist, wird die Regelung unwirksam; damit kommt das Rad zum Blockieren, um nach der Zeit T ₂ wieder für die Regelung freigegeben zu werden. Dieser Vorgang wiederholt sich fortlaufend.
Bei dem bis jetzt beschriebenen Ausführungsbeispiel der Fig. 1 bewirkt das Zeitglied 18 nur eine Verschiebung seines Ausgangssignales (um T ₃), das auch hier über das ODER-Gatter 20 zu den UND-Gattern 19 gelangt und eine Erregung der Ventile E ₂ und A ₂ des Rads 2 zwecks Druckregelung verhindert. Das Ausgangssignal des Zeitglieds 18 kann jedoch auch zu einem Zeitglied 21 gelangen, das nach der Zeit T ₄ (z. B. 200 msec.) ein Signal abgibt. Dieses Ausgangssignal löscht über ein UND-Gatter 22 mit invertiertem Eingang für die Länge T ₅ dieses Signals (z. B. 200 msec.) das Eingangssignal des Zeitglieds 18 und damit sein Ausgangssignal.
Hierdurch ergibt sich folgende Wirkungsweise:
Bis zum Ablauf der Zeitkonstante T ₃ des Gliedes 18 bleibt der Regler in Betrieb. Danach erfolgt wegen der Verhinderung der Regelung im Zeitraum T ₄ ein Druckanstieg, der das Rad zum Blockieren bringt. Da mit Beginn des Ausgangssignals des Zeitgliedes 21 das Eingangssignal des Zeitgliedes 18 verschwindet, wird die Regelung auch an der Bremse des Rades 2 wieder wirksam und der Druck wird abgebaut. Damit beginnt kurz nach Ende der Zeitspanne T ₄ die Wiederbeschleunigung des Rades - wie dies Fig. 3 zeigt. Es wird nun geprüft, wie diese Wiederbeschleunigung vor sich geht. Ist ein relativ hohes µ vorhanden (Radbeschleunigung größer 2 g), so wird die Radgeschwindigkeit etwa dem ausgezogenen Verlauf von V _R folgen, dagegen bei einem µ (Radbeschleunigung kleiner 2 g) jedoch größer als 0,5 g dem gestrichtelten Verlauf. Die zu diesen µ-Werten gehörenden Abhängigkeiten des Bremsmomentes B von Schlupf λ zeigen die Fig. 4 und 5. Man erkennt sofort, daß bei dem kleinen Wert für µ das größere Bremsmoment bei blockiertem Rad vorliegt.
Zur Sensierung, welches µ vorliegt, wird das Ausgangssignal des Gliedes 21 der Länge T ₅ (z. B. 200 msec.) dem Tor 23 zugeführt. Dieses Tor läßt dann die Ausgangssignale eines Differenziergliedes 24 durch, dem die der Radgeschwindigkeit des Rades 5 entsprechende Spannung zugeführt wird und das in der Grundstellung ein Ausgangssignal abgibt, wenn die Beschleunigung des Rades 5 über 0,5 g liegt. Dieses Ausgangssignal wird einem UND-Gatter 25 zugeführt, um eine Druckkonstanthaltung in dieser Phase zu bewirken. Gleichzeitig bewirkt das Ausgangssignal des UND-Gatters 23 mit einer durch ein Zeitglied 25 bewirkten kleinen Verzögerung um T ₆ (z. B. 20 msec.) eine Umschaltung des Differenziergliedes 24 auf seine hohe Schwelle von 2 g, so daß das Ausgangssignal des Differenziergliedes nur erhalten bleibt, wenn die Beschleunigung des Rades sich in der Zeit T ₆ von 0,5 auf 2 g erhöht hat. Verschwindet das Ausgangssignal des Differenzierers 24 und damit das des UND-Gatters 23, so wird wegen des invertierten Eingangs des UND-Gatters 26 dieses für das Ausgangssignal des Zeitgliedes 25 durchlässig. Dessen kurzzeitiges Ausgangssignal wird im Zeitglied 27 auf z. B. 1 sec. verlängert und sperrt nun in dieser Zeit die Wirkung der Regelung auf die Ventile E ₂, A ₂ und E ₃, A ₃, so daß die Räder 5 und 6 zum Blockieren kommen. Dieses Blockieren tritt auf, wenn innerhalb der Zeitspanne T ₆ nicht die Schwelle von 2 g überschritten wird, also der Fall des gestrichelten Verlaufs in Fig. 3 vorliegt. Durch das Blockieren der Räder 5 und 6 wird der Bremsweg verkürzt und durch das Rad 4 die Lenkbarkeit und Seitenstabilität erhalten. Gemäß einer Ausführungsform kann man auf jeder Achse ein Rad drehen und das andere blockieren lassen. Da bei Kurvenfahrt eine höhere Seitenstabilität benötigt wird, wird durch ein Glied zur Erfassung des Lenkwinkels 28, das bei einem bestimmten Winkel ein Signal abgibt und ein UND-Gatter 29 ein kurzzeitiges Blockieren in der Kurve verhindert.

Claims

1. Blockiergeschützte Fahrzeugbremsanlage, bei der den Fahrzeugrädern Drehzahlfühler zugeordnet sind, deren Signale einer elektrischen Auswerteschaltung zugeführt werden, die Auswerteschaltung anhand des dynamischen Radverhaltens feststellt, wann das Rad zu blockieren droht und ein den Bremsdruck absenkendes Stellsignal an eine Druckregelventilanordnung abgibt, und die Auswerteschaltung von einer Schaltungsanordnung ergänzt ist, die durch das Ansprechen der Regelung aktiviert wird und bei Vorliegen einer glatten Fahrbahn einen Sonderregelbetrieb ausführt, indem sie Stellsignale der Auswerteschaltung wenigstens zeitweise unterdrückt, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltungsanordnung (15-20) einen Meßwertaufnehmer (15, 16) enthält, der ein Ausgangssignal abgibt, wenn die Größe des Meßwerts einen Kraftschlußbeiwert µ kleiner als etwa 0,5 entspricht und daß dessen Ausgangssignal den Sonderregelungsbetrieb wirksam macht, indem die Reglerwirkung auf wenigstens ein Fahrzeugrad (5) unterdrückt wird.

2. Blockiergeschützte Fahrzeugbremsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßwertaufnehmer (15, 16) die Fahrzeugverzögerung (v _F) mißt.

3. Blockiergeschützte Fahrzeugbremsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßwertaufnehmer den geregelten Bremsdruck mißt.

4. Blockiergeschützte Fahrzeugbremsanlage nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßwertaufnehmer (15, 16) Ausgangssignal abgibt, wenn die Größe des Meßwerts zwar einem Kraftschlußbeiwert µ kleiner etwa 0,5 entspricht, jedoch größer etwa 0,1 ist.

5. Blockiergeschützte Fahrzeugbremsanlage, bei der den Fahrzeugrädern Drehzahlfühler zugeordnet sind, deren Signale einer elektrischen Auswerteschaltung zugeführt werden, die Auswerteschaltung anhand des dynamischen Radverhaltens feststellt, wann das Rad zu blockieren droht und ein den Bremsdruck absenkendes Stellsignal an eine Druckregelventilanordnung abgibt, und die Auswerteschaltung von einer Schaltungsanordnung ergänzt ist, die durch das Ansprechen der Regelung aktiviert wird und bei Vorliegen einer glatten Fahrbahn einen Sonderregelbetrieb wirksam macht, indem sie Stellsignal der Auswerteschaltung unterdrückt, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltungsanordnung einen Fahrzeugverzögerungsgeber und Schaltmittel enthält, die die Regelung für wenigstens ein Rad abschalten, daß eine Vergleichsschaltung die Fahrzeugverzögerung bei voller Regelung durch den Antiblockierregler und bei teilweiser abgeschalteter Regelung miteinander vergleicht, und daß bei einer größeren Fahrzeugverzögerung bei teilweise abgeschalteter Regelung der Sonderregelungsbetrieb wirksam gemacht wird, indem die Reglerwirkung auf wenigstens ein Fahrzeugrad unterdrückt wird.

6. Blockiergeschützte Fahrzeugbremsanlage, bei der den Fahrzeugrädern Drehzahlfühler zugeordnet sind, deren Signale einer elektrischen Auswerteschaltung zugeführt werden, die Auswerteschaltung anhand des dynamischen Radverhaltens feststellt, wann das Rad zu blockieren droht und ein den Bremsdruck absenkendes Stellsignal an ein Druckregelventil abgibt, die Auswerteschaltung von einer Schaltungsanordnung ergänzt ist, die durch das Ansprechen der Regelung aktiviert wird und bei Vorliegen einer glatten Fahrbahn einen Sonderregelbetrieb wirksam macht, indem sie Stellsignale der Auswerteschaltung wenigstens zeitweise unterdrückt, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltungsanordnung (15-20) Schaltmittel, die die Regelung für wenigstens ein Rad kurzzeitig abschalten und Meßmittel (24) enthält, die bei Wiedereinsetzen der Regelung das Drehbeschleunigungsverfahren mindestens eines dieser Räder feststellen und, wenn die Drehbeschleunigung des Rades oder deren zeitliche Ableitung (Ruck) einen vorgegebenen Wert nicht erreicht, den Sonderregelbetrieb wirksam machen, indem die Reglerwirkung auf wenigstens ein Fahrzeugrad unterdrückt wird.

7. Blockiergeschützte Fahrzeugbremsanlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßmittel (24) derart ausgelegt sind, daß der Sonderregelbetrieb nur wirksam gemacht wird, wenn eine vorgegebene geringe Beschleunigung (b ₁) überschritten wird.

8. Blockiergeschützte Fahrzeugbremsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltungsanordnung (15-20) ein Zeitglied (18) enthält, dem das Signal zur Abschaltung der Regelung zugeführt wird, und das dieses nur weiterleitet, wenn es eine vorgegebene Zeit angedauert hat.

9. Blockiergeschützte Fahrzeugbremsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß ein weiteres Zeitglied (18) vorgesehen ist, dessen Zeitkonstante die Länge der Reglerabschaltung bestimmt.

10. Blockiergeschützte Fahrzeugbremsanlage nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das weitere Zeitglied (18) in seiner Zeitkonstante steuerbar ausgebildet ist und daß das Zeitglied mit einem Steuerglied, das eine von der Fahrzeuggeschwindigkeit abhängige Größe abgibt, derart verbunden ist, daß die Zeitkonstante mit größer werdender Fahrzeuggeschwindigkeit abnimmt.

11. Blockiergeschützte Fahrzeugbremsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß auf die Verdrehung des Lenkrads des Fahrzeugs um einen bestimmten Betrag ansprechende Schaltmittel (28) vorgesehen sind, die dann ein Steuersignal erzeugen, und daß dieses Signal das Unwirksammachen der Regelung verhindert.