DE3901257A1 - Warneinrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Warneinrichtung zur Anzeige der Gefahr eines Blockierens der gebremsten Räder und/oder eines Durchdrehens der angetriebenen Räder eines Kraftfahrzeuges der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 genannten Art, wie sie beispielsweise aus der DE-OS 37 05 983 bekannt ist.

Die Verzögerung eines Kraftfahrzeuges beim Betätigen der Bremse sowie das Beschleunigen eines Kraftfahrzeugs bei Betätigen des Fahrpedals (Gaspedals) hängt u.a. stark von der Haftung zwischen der Fahrbahn und den Fahrzeugrädern, das heißt von der Größe des jeweils gerade vorherrschenden Fahrbahn-Reibwertes ab. Dieser kann je nach Art der Fahrbahn und je nachdem, ob diese trocken, naß oder sogar vereist ist, unterschiedlich groß sein. Dement­ sprechend können die Räder eines Kraftfahrzeuges beim Bremsen auch sehr unterschiedlich schnell zum Blockieren bzw. beim Anfahren sehr unterschiedlich schnell zum Durchdrehen neigen.

Der Fahrzeugführer muß seine Fahrweise daher auf den jeweils vorherrschenden Fahrbahnzustand abstimmen, was mitunter recht schwierig ist, weil ihm der Fahrbahnzustand bei Fahrtantritt im allgemeinen nicht gleich bekannt ist oder aber sich die Fahr­ bahnverhältnisse während der Fahrt auch ändern können.

Um beim Bremsen das Blockieren und/oder beim Anfahren das Durch­ drehen der Räder zu verhindern, sind Anti-Blockier-Schutzein­ richtungen bzw. Antriebs-Schlupf-Regeleinrichtungen bekannt, bei denen mit Hilfe von Radsensoren die Umfangsgeschwindigkeit und/oder die Drehbeschleunigung/-verzögerung der Fahrzeugräder erfaßt, daraus in Verbindung mit anderen Meßwerten eine Blockier­ gefährdung oder eine Durchdrehgefährdung ermittelt und zur Abwehr dieser Gefahr durch geeignete Stellglieder regelnd in die Er­ zeugung des Bremsdrucks bzw. in die Gemischbildung des Fahr­ motors eingegriffen wird.

Der regelungstechnische und anlagentechnische Aufwand für solche Anti-Blockier-Schutzeinrichtungen und Antriebs-Schlupf-Regelein­ richtungen ist erheblich, weshalb solche Einrichtungen bisher im wesentlichen nur bei Fahrzeugen der gehobenen Preisklasse Anwendung gefunden haben.

Aus der DE-OS 37 05 983 ist demgegenüber eine Einrichtung zur Überwachung des Ausnutzungsgrades des vorherrschenden Fahrbahn­ reibwertes beim Bremsen und/oder Beschleunigen eines Kraftfahr­ zeuges bekannt, durch welche dem Fahrzeugführer eine einfache Möglichkeit an die Hand gegeben ist, während der Fahrt schnell und zuverlässig Aufschluß über den jeweils herrschenden Fahrbahn­ zustand zu erlangen, insbesondere aber eine Information über die Haftung der Fahrzeugreifen auf der Fahrbahn zu erhalten, das heißt eine frühzeitige Information darüber, ob beim Bremsen mit Blockiergefahr bzw. beim Beschleunigen mit der Gefahr des Durchdrehens der angetriebenen Räder zu rechnen ist; der Fahrzeug­ führer kann somit durch eine Verringerung der Pedalbetätigung die Gefahr des Blockierens bzw. die Gefahr des Durchdrehens beseitigen oder aber zumindest verringern.

Bei dieser bekannten Einrichtung ist eine elektronische Schaltungs­ einheit vorgesehen, in der die Schlupfkennlinien für verschiedene besonders typische Fahrbahnzustände abgespeichert sind und in der laufend ein aus den erfaßten Radsensor-Signalen ermittelter Vergleichswert mit den abgespeicherten Schlupfkennlinien vergli­ chen und auf den Ausnutzungsgrad des vorherrschenden Fahrbahn- Reibwertes geschlossen wird.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, mit noch gerin­ gerem technischen Aufwand eine vergleichbare Überwachungs- bzw. Warneinrichtung zu schaffen, durch welche der Fahrzeugführer ebenfalls zuverlässig und frühzeitig gewarnt wird, wenn sich die Gefahr des Blockierens der abgebremsten Räder oder des Durch­ drehens der angetriebenen Räder abzeichnet.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patent­ anspruchs 1 gelöst. Eine vorteilhafte Ausgestaltung und Weiter­ bildung der Erfindung ist im Unteranspruch angegeben.

Die Erfindung setzt eine in üblicher Weise bemessene Bremsanlage voraus, das heißt eine Bremsanlage, bei der durch entsprechende Bemessung von Vorderrad- und Hinterradbremsen sowie gegebenen­ falls vorhandenen Bremskraftverteilern dafür gesorgt ist, daß die Räder der Hinterachse stets mit einem geringeren Schlupf abgebremst werden als die der Vorderachse, so daß die Hinterräder nie vor den Vorderrädern überbremst werden können. Bekanntlich bedeutet das Überbremsen (Blockieren) der Hinterräder den Verlust der Fahrstabilität des Fahrzeuges. Durch die vorerwähnte Bemes­ sung der Bremsanlage, die ihren Niederschlag in allgemeinen gesetzlichen Vorschriften gefunden hat, wird sichergestellt, daß die Fahrstabilität nicht vorzeitig verlorengeht.

Der Erfinder ist zu der durch Simulation und sonstige Versuche bestätigten Erkenntnis gelangt, daß i.a. bei einem schnellen Drehzahlabfall der Vorderräder ein Blockieren der Vorderräder und danach auch ein Blockieren der Hinterräder unmittelbar bevor­ steht.

Mit der erfindungsgemäßen Warneinrichtung wird in solch eine Blockiergefährdung wahrscheinlich erscheinen lassender schneller Drehzahlabfall der Vorderräder nun in einfacher Weise indirekt über die Drehzahldifferenz zwischen den Vorderrädern und den Hinterrädern erfaßt und - nämlich bei Überschreiten eines vor­ gegebenen Drehzahl-Differenzwertes - als Warnsignal verwendet; es hat sich gezeigt, daß bei der üblichen vorerwähnten Bemes­ sung einer Bremsanlage der Drehzahlabfall der Hinterräder bei sich abzeichnender Blockiergefährdung so viel später als der schnelle Drehzahlabfall der Vorderräder einsetzt, daß die sich dann entsprechend schnell vergrößernde Drehzahldifferenz eine sehr einfache und sehr zuverlässige Möglichkeit zur Erzeugung eines Warnsignals bietet.

Durch die erfindungsgemäße Warneinrichtung wird der Fahrzeugführer bei jeder Betätigung der Betriebsbremse und gegebenenfalls bei jedem Beschleunigungsvorgang unverzüglich gewarnt, wenn beim Bremsen die Gefahr des Blockierens besteht, bzw. beim Beschleunigen die Räder durchdrehen. Durch die erfindungsgemäße Warneinrichtung wird somit die "Regelungsfähigkeit" des Fahrzeugführers in beson­ derer Weise unterstützt. Sie verbessert seine Möglichkeit, das Fahrzeug optimal abzubremsen bzw. optimal zu beschleunigen. Sie verschafft einem besonders geübten Fahrzeugführer sogar die Möglichkeit, das Fahrzeug jeweils im Bereich der besten Bremswirkung zu bremsen, wozu z.B. Anti-BlockierSchutzeinrichtungen nicht in der Lage sind, weil diese funktionsgemäß mit ihrer Regelfrequenz eine Bremsdruckmodulation (Druckabsenken, Druckhal­ ten, Druckanheben) durchführen, wodurch die Bremswirkung zwangs­ läufig zeitweise geringer ist, als sie vom Fahrbahnzustand her tatsächlich möglich wäre.

Anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles wird die Erfindung nachstehend näher erläutert.

In der Zeichnung zeigen

Fig. 1 in schematischer Darstellung die erfindungsgemäße Warneinrichtung und

Fig. 2 ein Ablaufdiagramm für die hierbei eingesetzte elektronische Schaltungseinheit in Verbindung mit einem Vorderradantrieb.

Den Vorderrädern 1 und den Hinterrädern 2 des Kraftfahrzeugs, von denen jeweils nur eines angedeutet ist, sind zur laufenden Erfassung ihrer Drehzahl Radsensoren 3 zugeordnet, wie sie bei­ spielsweise auch bei bekannten Anti-Blockier-Schutzeinrichtungen oder Antriebs-Schlupf-Regeleinrichtungen verwendet werden. Deren drehzahlproportionale Signale n _V bzw. n _H werden als Eingangs­ signale einer elektronischen Schaltungseinheit 4 zugeführt, in welcher kontinuierlich die für eine Blockier- bzw. eine Durch­ drehgefährdung der Räder signifikante Drehzahldifferenz Δ n = n _H -n _V gebildet und mit einem fest vorgegebenen Dif­ ferenzwert verglichen wird.

Sobald die ermittelte Drehzahldifferenz diese, zum Beispiel durch vorangegangene Versuche ermittelten Differenzwert über­ schreitet, wird von der elektronischen Schaltungseinheit 4 ein Ausgangssignal zur Betätigung einer den Fahrzeugführer warnen­ den akustischen und/oder optischen Anzeige- und/oder Signalein­ heit 5, 6 abgegeben.

Der schaltungstechnische Aufbau der elektronischen Schaltungs­ einheit 4 ist nicht weiter dargestellt, weil er zum einen für die Erfindung nicht wesentlich ist und zum anderen dem auf diesem Gebiet tätigen Fachmann viele schaltungstechnische Möglichkeiten zur Differenzbildung und zum Größenvergleich vertraut sind. Mit Vorzug wird hierzu ein Mikroprozessor eingesetzt werden können.

Bei einem Kraftfahrzeug mit angetriebenen Hinterrädern ergibt sich sowohl bei einer Blockiergefährdung der gebremsten Räder als auch beim Durchdrehen der angetriebenen (hinteren) Räder für die ermittelte Drehzahldifferenz Δ n = n _H -n _V ein positives Vorzeichen. Das von der elektronischen Schaltungseinheit 4 bei Überschreiten des vorgegebenen Differenzwertes abgegebene Ausgangs­ signal wird daher einer für die Blockiergefährdung sowie das Durchdrehen gemeinsamen Signaleinheit zugeführt; oder es wird mit Hilfe des Bremslichtschalters eine Differenzierung vorgenom­ men.

Wenn die erfindungsgemäße Warneinrichtung dagegen bei einem Kraftfahrzeug mit angetriebenen Vorderrädern Einsatz findet, kann schaltungstechnisch und signaltechnisch zwischen beiden Warnsituationen unterschieden werden, obgleich dies nicht unbedingt erforderlich wäre, da der Fahrzeugführer normalerweise ja weiß, ob er das Fahrzeug gerade durch Betätigen der Betriebsbremse abbremst oder durch Betätigen des Fahrpedals beschleunigt.

Bei dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel ist ein frontgetriebenes Fahrzeug zugrundegelegt, bei dem also die Differenzierungsmöglichkeit zwischen einer Blockierwarnung und einer Durchdrehwarnung gegeben ist.

Wie aus dem Ablaufdiagramm der Fig. 2 zu erkennen ist, wird in diesem Falle in der elektronischen Schaltungseinheit 4 in einer ersten Baueinheit 41 zunächst die Drehzahldifferenz Δ n = n _H -n _V gebildet, anschließend in einer zweiten Bauein­ heit 42 dessen Absolutwert | Δ n | mit einem fest vorgegebenen Differenzwert x% verglichen und danach - sofern der vorgegebene Differenzwert x% überschritten wurde - in einer dritten Bau­ einheit 43 eine Vorzeichenbewertung der ermittelten Drehzahl­ differenz Δ n vorgenommen.

Bei positivem Vorzeichen der Drehzahldifferenz Δ n = n _H -n _V wird über den "Nein"-Ausgang der dritten Baueinheit 43 ein Aus­ gangssignal zur Betätigung einer ersten Signaleinheit 5 gegeben, durch die ein optisches und/oder akustisches Warnsignal vor einem Blockieren der gebremsten Räder abgegeben wird.

Bei negativem Vorzeichen der ermittelten Drehzahldifferenz Δ n = n _H -n _V wird dagegen über den "Ja"-Ausgang der dritten Baueinheit 43 ein Ausgangssignal zur Betätigung einer zweiten Signaleinheit 6 abgegeben, welche optisch und/oder akustisch vor einem Durchdrehen der angetriebenen (Vorder)-Räder warnt.

In Fig. 2 ist angedeutet, daß es in einfacher Weise auch möglich ist, kontinuierlich oder auf knopfbetätigtem o.ä. Abruf unterhalb der ein Warnsignal auslösenden Drehzahldifferenz in einer Anzeige­ einheit 8 den Differenzschlupf anzuzeigen, so daß der Fahrzeug­ führer stets informiert ist, wie weit er von einer eventuellen Blockiergefahr entfernt ist.

Quasi als Nebenprodukt kann während dieser Betriebsphase aus den ermittelten Drehzahlen in einfacher Weise auch die Fahrge­ schwindigkeit des Fahrzeuges über ein Digitaltachometer 7 ange­ zeigt werden, auf dem auch die Anzeigen 6, 7, 8 dargestellt werden könnten.

Die erfindungsgemäße Warneinrichtung zeichnet sich durch beson­ dere Einfachheit aus, da lediglich Drehzahlen, nicht aber die wirkliche Fahrzeuggeschwindigkeit und/oder -beschleunigung erfaßt und verarbeitet werden müssen. Die Gewinnung und Verarbeitung von Drehzahlen ist aber schaltungstechnisch sehr einfach und mit hoher Genauigkeit durchzuführen. Als vorzugebender fester Differenzwert kann für alle Straßenverhältnisse ein Differenz­ wert in der Größenordnung von etwa 10% Differenzdrehzahl als zweckmäßig angesehen werden.

Claims (2)

1. Warneinrichtung zur Anzeige der Gefahr eines Blockierens der gebremsten Räder und/oder eines Durchdrehens der angetrie­ benen Räder eines Kraftfahrzeuges, unter Verwendung von Rad­ sensoren zur Erfassung der Drehzahl der Räder zumindest während des Bremsens und des Antreibens und von Anzeige- und/oder Signaleinheiten zur Abgabe optischer oder akustischer Signale, gekennzeichnet durch eine vorzugsweise einen Mikroprozessor o.ä. enthaltende elektronische Schaltungseinheit (4), welche aus den ihr als Eingangssignale zugeführten drehzahlabhängi­ gen Signalen (n _V , N _H ) der Radsensoren (3) kontinuierlich die Differenz (Δ n = n _H -n _V ) zwischen den der Hinterrad­ drehzahl und den der Vorderraddrehzahl proportionalen Signalen bildet und ein Ausgangssignal zur Betätigung der Anzeige- und/oder Signaleinheiten (5, 6) abgibt, wenn die ermittelte Differenz (Δ n) einen vorgegebenen Differenzwert, vorzugs­ weise in der Größenordnung von etwa 10%, überschreitet.

2. Warneinrichtung nach Anspruch 1 für frontgetriebene Kraftfahr­ zeuge, dadurch gekennzeichnet, daß die elektronische Schaltungsein­ heit (4) bei positivem Vorzeichen der ermittelten Differenz (Δ n) ein erstes Ausgangssignal zur Betätigung einer vor einem Blockieren der gebremsten Räder warnenden ersten Signal­ einheit (5) und bei negativem Vorzeichen der Differenz (Δ n) ein zweites Ausgangssignal zur Betätigung einer vor einem Durchdrehen der angetriebenen Räder warnenden zweiten Signaleinheit (6) abgibt.