-
Verfahren zur Uberwachung des Funktionierens eines Antiblockierreglers
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Uberwachung des Funktionierens eines Antibloctierreglers
eines Fahrzeugs, bei dem bei Blockierneigung wenigstens eines der Räder in Abhängigkeit
von wenigstens teilweise an den Rädern gewonnenen, vom Drehbewegungsverhalten abhängigen
Signalen eine Variation des Bremsdrucks vorgenommen wird.
-
Stand der Technik Antibloctrerregler sollen bekanntlich das Blockieren
von Fahrzeugrädern überwachen. Dies geschieht dadurch, daß bei drittels Fühler festgestellter
Blockierneigung wenigstens eines Rades, z.B. durch Messung dessen Verzögerung und/oder
Schlupf, die weitere Erhöhung des Bremsdruckes verhindert und eine Druckabsenkung
eingeleitet wird. Aufgrund des weiteren Radverhaltens wird auf einen Bremsdruck
geregelt, der eine blockierfreie optimale Bremsung ermöglicht.
-
Die Regelung des Breisdrucks wird bei einer bekannten Reglerart mittels
an die Bremsleitung angeschalteter Regelventile bewirkt, die zeitweise Bremsflüssigkeit
in eine Rücführleitung abfließen lassen. Bei einem anderen Reglerkonzept wird in
Abhängigkeit von der Blockierneigung mittels Ventile die Stellung eines Kolbens
verschoben, der seinerseits bei Bewegung aus seiner Ausgangsstellung zuerst ein
in die Bremsleitung eingeschaltetes Ventil schließt und danach den Raum für die
zwischen diesen Ventil und dem Radbremszylinder verbleibende Bremsflüssigkeit vergrößert.
-
Bei beiden Reglern kann es aufgrund von auftretenden Fehlern in den
Sensoren und/oder der Auswerteelektronik vorkommen, daß die Ventile fälschlicherweise
ansprechen und eine Druckabsenkung bewirken, obwohl keine Blockierneigung vorliegt.
Damit kann fürlängere Zeit jede Bremswirkung ausgeschaltet sein.
-
Aus diesem Grunde ist es notwendig, den Regler zu überwachen. So ist
es z.B. bekannt, die Ansprechzeiten der Ventile zu überwachen (OS 1 938 389) und
eine Abschaltung des Reglers vorzunehmen, wenn die Ansprechzeit eines Ventils eine
vorgegebene Zeit überschreitet. Da abhängig von den Straßenverhältnissen die Ventilansprechzeiten
von 10 ms bei hohem /u und einigen Sekunden (bei Aquaplaning oder µ-Sprung) variieren
können, muß man die Ansprechzeit der Sicherheitsschaltung groß wählen und hat damit
den Nachteil, daß im Störungsfall ebenfalls ein langer Ausfall der Bremswirkung
auftreten kann. Man hat deshalb bereits vorgeschlagen (Patentanmeldung P 22 32034.9)
die Ansprechzeit der Sicherheitsschaltung relativ kurz zu wählen, und ihre Verlängerung
bei Vorliegen bestimmter, sich aufgrund von Sensorsignalen ergebender Straßenverhältnisse
vorzunehmen. Jedoch auch hier können noch zu lange Zeiten ohne Bremsdruck auftreten.
Es hat sich gezeigt, daß die Ansprechzeit der Sicherheitsschaltung, also die
Umschaltung
auf Norialbremse ii Störungsfall 200 msec nicht überschreiten soll, insbesondere
bei niedriger Fahrgeschwindigkeit bzw. kurzer Bremszeit wie im Stadtverkehr. Diese
Forderung läßt sich mit dem oben erläuterten Prinzip nicht erfüllen.
-
Es ist auch schon bekannt (OS 2 048 829), eine Sicherheitsschaltung
zu verwenden, die von Zeit zu Zeit den Regler mit einem eine Blockierneigung vortäuschenden
Signal beaufschlagt und pruft, ob innerhalb der Sollzeit eine entsprechende Reaktion
des Reglers erfolgt. Nur, wenn dies der Fall ist, erfolgt keine Warnung.nach Beendigung
des Tests. Hier erfolgt keine Uberprüfung, ob der Sensor oder die Zuleitung Fehlersignale
abgibt, so daß trotzdem zu lange Zeiten niedrigen Drucks auftreten können Aufgabe
und Lösung Der Erfindung liegt die Auf gabe zugrunde, eine Sicherheitseinrichtung
zu schaffen, die zu lange drucklose Zeiten an der Bremse vermeidet, gleichgültig,
wo ein Fehler ii Regler auftritt.
-
Die Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale erreicht.
-
Das Wesen der Erfindung wird darin gesehen, daß ein von der Reglerfunitíon
völlig unabhängiges Uberwachungsorgan verwendet wird und daß dieses das Bewegungsverhalten
des Fahrzeugs nacheinander bei Regelbetrieb und bei kurzzeitig ungeregeltem Bremsdruck
und damit gegebenenfalls kurzzeitig blockierten Rädern ermittelt; dann, wenn die
Bremswirkung in letzterem Fall größer ist, wird ein Fehler im Regler angenommen
und wenigstens für eine Zeit wird der Regler unwirksam gemacht. Hier ist sichergestellt,
daß
der defekte Regler rechtzeitig und unabhängig von der Fehlerquelle abgeschaltet
wird. Die Abschaltung nur für eine bestimmte Zeit ist deshalb angebracht, weil auch
bei einwandfreiem Reglerbetrieb, bei bestimmten Straßenverhältnissen (Schotter,
Tiefschnee) mit blockierten Rädern eine Bremswegverrurzung zustande kommt.
-
Vorteilhafte Weiterbildungen Die bessere Brenswirkung kann durch Ermittlung
verschiedenster fleßwerte festgestellt werden. Am günstigsten dürfte es sein, die
Fahrzeugverzögerung selbst mittels eines entsprechenden Meßwertgebers zu messen.
Man kann jedoch auch die Fahrzeuggeschwindigkeit, z.B. mittels bekannter optischer
Systeme (z.B. ähnlich britische Patentschrift 1-249 302) oder einem ungebremsten
Rad oder in sonstiger bekannter Weise ermitteln und aus der Geschwindigkeits&onahme
innerhalb vorgegebener Zeiten bei den aufeinanderfolgenden Betriebszuständen auf
das Bremsverhalten schließen. Auch eine Messung des in einer bestimmten Zeit zurückgelegten
Wegs gibt einen Anhaltspunkt für die Bremswirkung' jedoch muß hier gegebenenfalls
noch die Fshrzeuggescnwindigkeitsänderung berücksichtigt werden.
-
Schließlich läßt sich auch die unterschiedliche Änderung der Fahrzeugverzögerung
in den beiden Betriebszuständen ermitteln und hieraus auf den Zustand der besseren
Bremswirkung schließen.
-
Vorzugsweise wird dann, wenn die bessere Bremswirkung bei Reglerbetrieb
ermittelt wurde, die weitere Einleitung eines Testzyklus wenigstens für eine Zeit,
gegebenenfalls auch bis Bremsende, verhindert. Eine Ausnahme hiervon kann jedoch
gemaß weiterer Ausbildung der Erfindung dann gemacht werden, wenn sich die Fahrzeugverzögerung
um einen
vorgegebenen Wert vermindert. Dies könnte auf einen Defekt
hinweisen. Um nicht kurzzeitige Verzögerungsänderungen, wie sie bei welliger Fahrbahn
und auch sonst auftreten können, einen neuen Testzyklus elnleiten zu lassen, wird
vorzugsweise abgewartet, ob die verzögerungserniedrigung eine bestimmte Zeit andauert.
Auch ab einem bestimmten Lenkradeinschlag α oder einer bestimmten Lenkradwintelanderungsgeschwindigkeit
ob sollte man das Einleiten des Testzyklus verhindern oder verzögern (survenfahrt).
Diese Signale CC und OC) können auch dazu benutzt werden, bei negativem Testergebnis
und damit verbundenen Abschalten des Reglers schon früher als normal einen neuen
Testzyklus einzuleiten. Für die Überwachung des Sicherheitssystens selbst kann wieder
eine Überwachungseinrichtung vorgesehen werden.
-
Schließlich kann. man die Einleitung des Prüfzyklus davon abhängig
machen, ob neben dem Ansprechen des Reglers eine Vollbremsung vorliegt, wozu man
den Anstieg der Fahrzeugverzögerung oder die Bremsbetätigungsgeschwindigkeit heranziehen
kann. So ist es z.B. möglich, bei langsamem Druckanstieg den Testzyklus schon einzuleiten,
wenn Regelsignale von einem Rad abgeleitet werden. Es ist auch möglich, bei Auftreten
des einen Regeisignales den Testzyklus einzuleiten und hierbei den Druck an allen
Rädern außer dem Tbstrad konstant zu halten.
-
Die Ermittlung der Fahrzeugverzögerung hat den zusätzlichen Vorteil,
daß ian die Bremsverzögerung auch anzeigen und speichern kann, wobei der gespeicherte
Wert erst bei einer bestiten Geschwindigkeit wieder gelöscht wird. Der Verzögerungswert
kann im Falle eines Unfalls eine aussagekräftige Größe darstellen.
-
flan kann die Zeit für den Testzyklus auch variabel machen, z,B von
der Fahrzeugverzögerung oder der Fahrzeuggeschwindigkeit derart abhängig machen,
daß die Länge mit steigenden
Wert abnimmt.
-
Weiterhin ist es günstig, den Verzögerungsgeber derart auszulegen,
daß die Zunahme der Ausgangsspannung mit steigender Fahrzeugverzögerung pro Verzögerungseinheit
weniger zunimmt.
-
Zeichnungsbeschreibung In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele
zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens dargestellt. Es- zeigen Fig. 1
ein erstes Aus f'ührungsbeispi ei, Fig. 2 ein anderes Ausführungsbeispiel.
-
In der Fig. 1 ist in schematischer Form der Blockierregler dargestellt,
der aus den vier Radsensoren 1 bis 4, der Auswerteschaltung 5 für diese Signale
und den vier Bremssteuerventilen 6 bis 9 für die Bremsdruckvariation besteht.
-
Die zu den Ventilen (z.B. Einlaßventilen) 6 und 7 der beiden nicht
angetriebenen Rädern führenden Leitungen sind über ODER-Gatter 10 und 11 mit den
die ankommenden Signale verlängernden Zeitgliedern (z.B. 150 msec) 13 und 14 verbunden.
Die zu den Ventilen 8 und 9 der Hinterräder führenden Ansteuerleitungen sind über
das ODER-Gatter 12 mit dem entsprechenden Zeitglied 15 verbunden. Sind innerhalb
einer Periode von 150 msec die beiden Vorderradventile und wenigstens ein Hinterradventil
erregt, hat also der Regler angesprochen, so gibt UND-Gatter 16 ein Signal ab, das
ein Prüfzyklus einleitet. Dieses Signal läuft über das Zeitglied 17 nit einer Verzögerung
von s.B. 200 msec. zum UNO-Gatter 18 und bei betätigter Bremse (Signal an der Klemme
19) weiter über das ODER-Gatter 20 und das z.B. um 50 msec.
-
das Signal verlängernde Zeitglied 21. Durch das Zeitglied 17 ist sichergestellt,
daß der Regler 200 msec. gearbeitet hat, bevor das Signal am Ausgang des Zeitglieds
21 über
das ODER-Gatter 22 und das UND-Gatter 23 die Tore 24 und
25 sperrt, Diese Tore 24 und 25 sind in die Ansteuerleitung für das Ventilrelais
bzw. Pumpenrelais eingeschaltet. Diese Relais werden z.B. bei Betätigung des Zundschlosses
erregt. Relais 26 legt dann über seinen Kontakt 26a hasse an die Ventile 6 bis 9,
so daß sie bei Ansteuerung erregt werden können. Entsprechend wird durch Relais
27 ein (nicht dargestellter) Kontakt im Kreis des Antriebs der Rück@örderpumpe geschlossen.
Mit Sperrung der Tore 24 und 25 wird somit für wenigstens 50 msec. (Zeitglied 21)
jede Ventilerregung unterbunden und damit ein Druckaufbau auf hohes Niveau bewirkt,
der die Räder zum Blockieren bringen kann, Am Wagenkasten des Fahrzeugs ist hier
ein Verzögerungssensor 30, z.B. mit analoger Spannungsabgabe vorgesehen.
-
Dieser liefert ein der Fahrzeugverzögerung entsprechendes Signal an
einen Speicher 31 und zwei Vergleicher 32 und 33.
-
Der Speicher 31 wird bei Betätigung der Bremse (Signal an Klemme 19)
gesetzt, d.h. er speichert ab diesem Zeitpunkt die gerade vorhandene Fahrzeugverzögerung.
Steigt die Verzögerung weiter an und übersteigt die augenblickliche Verzögerung
die gespeicherte Verzögerung um einen durch den Vergleicher 32 gegebenen Wert, so
setzt das Ausgangssignal des Vergleichers 32 über das ODER-Gatter 34, Zeitglied
35 (z.B. Verzögerung von 3 ms) und UND-Gatter 36 den Speicher 31 um auf den nun
anstehenden Verzogerungswert. Nach Ablauf der 200 ms des Zeitglieds 17, also zu
Beginn des zweiten Teils des Prufzyklus, hat der Speicher 31 den zuletzt im Regelbetrieb
erreichten Verzögerungswert gespeichert.
-
Erfolgt nun in der anschließenden Phase ohne Regelung eine weitere
entsprechende Erhöhung der Fahrzeugverzögerung, so wird durch den dann entstehenden
Ausgangsimpuls das Tor 37 für das Signal am Ausgang des Zeitglieds 21 geöffnet und
damit bleibt wegen des Zeitglieds 38 mit z.B. 2 sec. Signalverlängerung fur diese
Zeit die Regelung abgeschaltet.
-
Gleichzeitig wurde zwar der Speicher 31 neu gesetzt, was hier jedoch
unerheblich ist.
-
Bei Auftreten die Ausgangssignales des Zeitglieds 21, also zu Beginn
des zweiten Teils des Prüfzyklus, wird, wenn die bessere Bremswirkung bei Regelung
erzielt wird, über das UND-Gatter 39 und das Zeitglied 40 (mit Signalverlängerung
von z.B. 3 sec.) eine Einleitung eines weiteren Prüfzyklus für diese Zeit verhindert.
Damit diese Zeit nicht anläuft, wenn der Regler abschaltet, wird bei Ansprechen
des Zeitglieds 38 das Zeitglied 40 gelöscht. Da andererseits bei anhaltendem Ausgangssignal
des UND-Gatters 16 (Reglerbetrieb) bei Erscheinen des Ausgangssignals des Zeitglieds
21 das UND-Gatter 41 durchlässig wird und sich dann selbst durchlässig hält, solange
Reglerbetrieb läuft (also der Regler nicht abgeschaltet ist), ist das Tor 42 für
ein Ausgangssignal des Vergleichers 33 vorbereitet, der ein Ausgangssignal bei einem
vorgegebenen Unterschreiten der gespeicherten Verzögerung abgibt, d.h. also dann,
wenn die Verzögerung schlechter wird. Das Ausgangssignal des Tors 42 kippt die bistabile
Stufe 43, die dann nach Verzögerung um 500 msec. (Zeitglied 46 zur Filterung) über
UND-Gatter 44 und ODER-Gatter 20 einen neuen Prüfzyklus einleitet, vorausgesetzt,
der Regler ist nicht abgeschaltet (Leitung 45).
-
In der Fig. 1 sind zwei d denkbare Überprüfungsschaltungen mit dargestellt.
Bei der einen ist ein Zähler 50 vorgesehen, der die Impulse bei Verzögerungserhöhung
und bei Verzögerungserniedrigung am Vorwärts- bzw. Rückwärtsähleingang zugeführt
erhält. Sind die Stufen der Vergleicher 32 und 33 gleich groß, so muß am Bremsende
der Zählerstand 0 sein.
-
Ein von 0 abweichendes Signal gelangt am Bremsende über das UND-Gatter
51 zur Warnlampe 52. Zu Beginn der neuen Bremse sung erfolgt die fläckstellung des
Zählers 50.
-
Bei der anderen möglichen Ausführungsform der Vberwachungs Schaltung
wird vor Fahrtbeginn ein Signal auf die Klemme 60
gegeben. Durch
das verzögernde Zeitglied 61 (500 msec) erscheint as *esFang des UND-Gatters 62
für 500 msec ein Signal, das/die Leitung 63 einen Prutzyklus einleitet.
-
11 UND-Gatter 64 wird geprüft, ob innerhalb dieser 500 msec ein Signal
zum Ausgang des UND-Gatters 38 gelangt, was bei richtigem Funktionieren nicnt sein
darf. Andererseits darf das Signale am Ausgang des UhD-Gatters 24 nicht unterdrückt
werden, was im UND-Gatter 65 festgestellt wird. Am Ausgang des ODER-Gatters 66 darf
also kein Signal entstehen, sonst wird dies über Glied 67 angezeigt bzw. die Schaltung
abgeschaltet. Hier kann zusätzlich noch geprüft werden, ob das Ausgangssignal des
Zeitglieds 17 rechtzeitig Signal abgibt (Leitung 68).
-
In Fig. 2 ist ein anderes Ausführungsbeispiel zur Durchführung des
erfindungsgemäßen Verfahrens dargestellt.
-
Die von den vier Ventilen kommenden Leitungen sind mit 70 bis 73 bezeichnet.
Wie in Fig. 1 werden auch hier die Signale über Zeitglieder 74 bis 76 geführt und
auf ein UND-Gatter 77 gegeben, das bei Ansprechen der Ventile der Vorderachse und
wenigstens eines der Hinterachse innerhalb einer vorgegebenen Zeit den Prüfzyklus
einleitet. Das Ausgangssignal des UNI>-Gatters 77 gelangt über das weitere UND-Gatter
78 zum Regelventil 79, z.B. des linken Hinterrads und läßt dort den Druck absinken,
so daß dieses Rad praktisch ungebremst ist und damit ein Maß für die Fahrzeuggeschwindigkeit
darstellt. Nach Ablauf der Verzögerungszeit des Zeitgliedes 80 (z.B. 100 msec) wird
das Tor 81 durch das Ausgangssignal des Zeitglieds 80 für die Impulse des Impulsgebers
des linken Hinterrads, die bei 82 zugeführt werden, geöffnet. Die Impulsfolgefrequenz
der Impulsfolge ist proportional der Drehgeschwindigkeit des linken Hinterrads und
damit der Fahrzeuggeschwindigkeit.
-
Das Zeitglied 83 entspricht dem Zeitglied 80 (100 msec.
-
Yerzögerung), während das Zeitglied 84 das Signal verlängert (100
msec). Durch die Zeitglieder 80, 83 und 84 bedingt
wird somit
100 msec. nach Absenken des Bremsdrucks al linken Hinterrad 100 msec. lang die Impulse
des Impulsgebers des linken Hinterrads auf den Vorwärtszähleingang des Impulszählers
85 gegeben. Nach den 100 msec.
-
(Zeitglied 83Y werden einmal 100 msec. lang die Tore 86 für die Ansteuersignale
der übrigen Ventile 87 gesperrt, also die Regelung unwirksam gemacht und zum anderen
werden in dieser Zeit die Impulse des Impuls gebers (82) über Tor 88 auf den Rückwärtszähleingang
des Zählers 85 gegeben und gleichzeitig der andere Eingang gesperrt. Solange Eingangsimpulse
zum Zähler 85 gelangen, ist dessen Ausgang über das verlängernde Zeitglied 98 (10
msec) gesperrt, d.h. das UND-Tor 89 öffnet kurz nach Einspeisung des letzten Impulses.
Die eingespeisten Impulszahlen entsprechen den-surückgelegten Wegstrecken. Ist die
dem Rückwärtszähleingang zugeführte Impulszahl um einen bestimmten Betrag geringer,
also der zurückgelegte Weg in den 100 msec.
-
bei nicht geregelten Rädern-mehr als durch die inzwischen erfolgte
Geschwindigkeitsabnahme bedingt- kleiner, so wird ein Signal von Zähler abgegeben,
das das UND-Gatter 90 durchlässig macht und damit das Zeitglied 91 beaufschlagt,
das eine Sperrung der Ventilsteuerung für z.B. 2 Sekunden und das Einschalten der
Warnlampe 92 bewirkt.
-
Bei Einleitung der Sperrung der Ventilsteuerung bzw. bei Ausbleiben
eines Ausgangssignales des Zählers 85 am Ende des usgangssignals des Zeitglieds
84 wird über das UND-Gatter 93 der Zähler räckgestellt. Das letztgenannte Signal,
das anzeigt, daß der Regler in Ordnung ist, setzt auch das Zeitglied 94 in Betrieb,
das für z.B. eine Sekunde über das UND-Gatter 9.5 das Tor 78 für die Einleitung
eines neuen Prufzyklus sperrt. Sind alle Ventile gleichzeitig erregt (also auch
Ventil 79), so ist ein Defekt aufgetreten. In diesen Falle wird sofort ein Prüfzyklus
eingeleitet, wozu die Sperrung des Tors 78 über die Spannung des UKD-Gatters 95
durch das Ausgangs signal des
UND-Gatters 86 aufgehoben wird. Ist
eines er Ventile 87 erregt, obwohl ein Sperrsignal für die Steuerung dieser Ventile
anliegt, so wird dies über Gatter 97 angezeigt bzw. der Ventilstrom abgeschaltet.
-
- Patentanspruche -