DE2855326A1

DE2855326A1 - Schaltungsanordnung zur verbesserung der fahrstabilitaet im bremsfalle bei fahrzeugen mit blockiergeschuetzten fahrzeugbremsanlagen

Info

Publication number: DE2855326A1
Application number: DE19782855326
Authority: DE
Inventors: Klaus Lindemann
Original assignee: Wabco Fahrzeugbremsen GmbH
Current assignee: ZF CV Systems Hannover GmbH
Priority date: 1978-12-21
Filing date: 1978-12-21
Publication date: 1980-07-17
Also published as: JPS5587640A; DE2855326C2; US4349876A; GB2044373B; FR2444595A1; IT7969301A0; IT1203311B; FR2444595B1; GB2044373A

Description

Hannover, den 15.12.1978 Wabco Westinghouse GmbH ^{ωρ 44/78} " ^Dr* ^K*

Schaltungsanordnung zur Verbesserung der Fahrstabilität im Bremsfalle bei Fahrzeugen mit blockiergeschützten Fahrzeugbremsanlagen.

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1.

Blockiergeschützte Fahrzeugbremsanlagen müssen u.a. folgende drei Hauptbedingungen erfüllen : Blockierfreies Bremsen, minimaler Bremsweg und Vermeidung von Giermomenten und Lenkmomenten im Bremsfalle.

Bei der Blockierschutzanlage nach der DE-OS 24 37 ist jedem bremsbaren Rad einer Achse eine Einrichtung zum Abtasten des dynamischen Verhaltens des Rades zugeordnet. Die Ausgangssignale der Einrichtung werden Auswerteschaltungen zugeführt, durch deren Ausgangssignale der Radbremsdruck beeinflußbar ist. Die Auswerteschaltungen sind dabei so miteinander verknüpft, daß bei unterschiedlichen Reibbeiwerten (/Λ -Werten) für die linken und rechten Räder einer Achse (Splitreibbeiwerte) der Bremsdruck des auf dem höheren Reibbeiwert laufenden Rades (High-Rad) von den Ausgangs-

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Signalen der Auswerteschaltung des auf dem niedrigeren Reibbeiwert laufenden Rades (Low-Rad) beeinflußbar ist. An die Auswerteschaltungen sind Pulseinrichtungen zum gepulsten Druckaufbau angeschlossen. Die Pulseinrichtungen sind mit den Auswerteschaltungen so verknüpft, daß sich jeweils eine Pulseinrichtung von den Ausgangssignalen der Auswerteschaltung des anderen Rades oder vom Einlaßventil-Ansteuersignal des anderen Rades einschaltbar ist. Treten beispielsweise nur an einem Rad Signale auf, die Blockiertendenz anzeigen, oder wird nur ein Einlaßventil der Achse erregt, wird der Bremsdruck am anderen noch nicht geregelten Rad pulsartig aufgebaut. Die Pulseinrichtung erzeugt dabei eine feste Pulsfolge unabhängig vom Verlauf der Regelspiele des Low-Rades.

Es kann nun passieren, daß zu bestimmten Zeitpunkten der ausgenutzte LL -Wert des Low-Rades geringer wird und der Schlupf am regelnden Rad somit geringer wird, das mitgesteuerte High-Rad zu diesem Zeitpunkt jedoch eine Änderung zu größeren ia - und λ -Werten erfährt. Dann besteht bei dieser bekannten Blockierschutzanlage die Gefahr einer plötzlichen FahrInstabilität, weil durch die gegenphasigen Bremskraftänderungen an den Rädern der Lenkachse ein großes Lenkmoment auftritt, das sich durch einen Schlag auf die Lenkung äußert, und weil das Giermoment zu diesem Zeitpunkt stark zunimmt (vgl. Fig. 3).

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht deshalb darin, eine Schaltungsanordnung gemäß Oberbegriff des An-

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Spruchs 1 so auszubilden, daß die Fahrstabilität auf Splitreibbeiwerten verbessert wird.

Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Gestaltungsmerkmale gelöst.

Die erfindungsgemäße Lösung unterscheidet sich vom eingangs gewürdigten Stand der Technik im wesentlichen dadurch, daß der gepulste Druckaufbau und die sich daraus ergebende Bremskrafterhöhung am mitgesteuerten High-Rad adaptiv und phasengleich mit dem Druckaufbau und Bremskraftaufbau am geregelten Rad (Low-Rad) erfolgt. Dadurch werden Lenkmomente und gegebenenfalls Giermomente sehr langsam, phasengleich und ruckfrei aufgebaut, so daß auch bei extremen Split-Reibbeiwertverhältnissen die Fahrstabilität erhalten bleibt.

Für die erfindungsgemäße Lösung zweckmäßige und vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Die Erfindung soll nun anhand der beigefügten Zeichnung, in der ein Ausführungsbeispiel dargestellt ist, näher erläutert werden.

Es zeigen

Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung,

Fig. 2 schematisch eine grafische Darstellung des Verlaufs der Geschwindigkeit des Fahrzeugs und des Low-Rades im Bremsfalle,

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Fig. 3a, b schematisch den Druckaufbau am

Low- und High-Rad sowie den Verlauf der Low- und Hlgh-Räder auf den zugeordneten Reibbeiwert/ Schlupfkurven bei der Schaltungsanordnung nach der eingangs erwähnten DE-OS 24 37 066, Fig. 4a, b schematisch den Druckaufbau am

Low- und High-Rad und den Verlauf der Low- und High-Räder auf den zugeordneten Reibbeiwert/Schlupfkurven bei der Schaltungsanordnung nach Fig. 1 und

Fig. 5 schematisch ein Schaltbild eines bei der Schaltungsanordnung nach Fig. 1 verwendeten Zeitgliedes im Detail.

Die Fig. 1 zeigt eine zwischen Regelkreise 2, 4 beispielsweise des linken und rechten Rades einer Achse und den Einlaßventilen 6, 8 dieser Räder geschaltete Schaltungsanordnung 1o, die im wesentlichen aus zwei symmetrisch aufgebauten, den jeweiligen Regelkreisen zugeordneten Schaltkreisen 12, 14 besteht, die logisch miteinander verknüpft sind.

Wegen des symmetrischen Aufbaus sollen der besseren Übersicht wegen und aus Vereinfachungsgründen gleiche Bauteile mit den gleichen Bezugszahlen versehen werden, wobei zur ünter-

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scheidung lediglich die Bauteile des Schaltkreises 14 mit einem Strich versehen sind.

Beide Schaltkreise 12, 14 weisen ein Zeitglied 16, 16' mit vorbestimmbarer Ausschaltverzögerung T„ auf. Die Zeitglieder werden von einem die anfänglich steile Einsteuerphase anzeigenden Signal T_g, T' des auf dem niedrigeren Reibbeiwert (yu. -Wert) laufenden Rades (Low-Rad) über eine Leitung 18, 18' angesteuert. Das Signal T_g, Tg¹ wird in den Regelkreisen 2 bzw. 4 erzeugt, die außerdem noch ein vom Regelbeginn bis zum Regelende anstehendes Regelzeitsignal T_D, T '

κ κ.

liefern.

Der Ausgang des Zeitgliedes 16 oder 16' ist an einen Eingang eines UND-Gatters 2o, 2ο¹ gelegt. Dem anderen Eingang des UND-Gatters 2o, 2ο¹, der negiert ist, wird das Signal TI bzw. T ' über eine Leitung 22 bzw. 22' zugeführt. Die Schaltkreise 12 und 14 weisen ferner ein UND-Gatter 24, 24' auf, in denen das Regelzeitsignal T_R des eigenen Regelkreises und das Regelzeitsignal T'des anderen Regelkreises 4 und umgekehrt verknüpft sind, wobei der Eingang des UND-Gatters 24, 24¹ jeweils für das "eigene" T_R bzw. T_R' negiert ist. Das Ausgangssignal des UND-Gatters 24 bzs. 24' ist in einem weiteren UND-Gatter 26 bzw. 26' mit dem Ausgangssignal des UND-Gatters 2o bzs 2o" des jeweils anderen Schaltkreises 14 oder 12 verknüpft. Der Eingang für das Ausgangssignal des UND-Gatters 2o bzw. 2o' des jeweils anderen Schaltkreises ist negiert.

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Das Ausgangssignal des UND-Gatters 26 bzw. 26' ist mit dem -b-Regelsignal oder einem vergleichbaren Regelsignal des eigenen Regelkreises 2 bzw. 4 in einem ODER-Gatter 28 bzw. 3o zusammengefaßt, dessen Ausgang mit dem zugeordneten Einlaßventil 6 bzw. 8 verbunden ist.

Die Wirkungsweise der Schaltungsanordnung nach Fig. ist wie folgt, wobei zugleich Bezug genommen werden soll auf die Fig. 2 bis 4 :

Es wird angenommen, daß das dem Schaltkreis 12 zugeordnete linke Rad auf dem niedrigeren Reibbeiwert laufe (Low-Rad). Im Bremsfalle zeigen die Geschwindigkeiten des Fahrzeuges und des Low-Rades in etwa den in Fig. 2 gezeigten Verlauf. Im Regelkreis des Low-Rades wird zuerst das Signal T_R erzeugt. Dieses bewirkt, daß am Ausgang des UND-Gatters 24' des Schaltkreises 14 für das rechte auf dem höheren Reibbeiwert laufende Rad (High-Rad) ein High-Signal erscheint, da das Signal T₀ ¹ low ist. Da außerdem bis zum Abfall des Tg-Signales der Ausgang des UND-Gatters 2ο¹ low ist, ist die UND-Bedingung am UND-Gatter 26' erfüllt, so daß das Einlaßventil 8 des High-Rades angesteuert und Druck gehalten wird, vgl. Fig. 4a, und zwar bis zum Abfall des T_g-Signales in jedem zweiten Regelspiel. Der genaue Aufbau eines solchen Zeitgliedes ist der Fig. 5 entnehmbar, auf die weiter unten näher eingegangen wird.

Nach Abfall des Signales Tg bei jedem zweiten Regelspiel steht am Ausgang des Zeitgliedes 16 ein High-Signal an, und

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zwar für die Dauer der Ausschaltverzögerung T_v, beispielsweise 2o msec. Für diese Zeit hat das UND-Gatter 2o ein High-Signal, durch das das UND-Gatter 26' gesperrt wird und die Ansteuerung des Einlaßventiles 8 des High-Rades unterbunden wird und für die Zeit T Bremsdruck am High-Rad eingesteuert wird.

Nach Ablauf des Zeitgliedes und Abfall des T -Signales wird die Sperrung des UND-Gatters 26" wieder aufgehoben und das Einlaßventil zwecks Druckhaltens erneut angesteuert, vgl. Fig. 4a.

Dieser Vorgang wiederholt sich über die gesamte Zahl der Regelspiele des Low-Rades und solange am High-Rad selbst keine eigene Regelung des Bremsdruckes einsetzt.

Der Fig. 4b sind die Radverläufe auf den /u/\ -Kurven und die entsprechenden Lenkmomente entnehmbar. Man erkennt deutlich in Verbindung mit der Fig. 4a unter Beachtung der Reihenfolge der durchlaufenen Punkte 1,2 und 3, daß die Erhöhung des ausgenutzten LA. -Wertes an beiden Rädern phasengleich erfolgt, was bedeutet, daß die Lenkmomentzunahme proportional der Differenz der am High-Rad und am Low-Rad auftretenden Reibbeiwertänderungen ( Δ fJ- ) ist.

Bei einer Blockierschutzanlage gemäß der in der Beschreibungseinleitung erwähnten DE-OS 24 37 066 wird in den meisten Fällen wegen der festen Pulsfolge ein Ergebnis wie in der Fig. 3 dargestellt erhalten, mit einer nachteiligen Zunahme des Lenkmomentes. Die Lenkmomentzunahme ist

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bei dieser Anlage wegen der Reihenfolge der durchlaufenen Punkte 1 und 2, vgl. auch die Pfeile in den U /A -Kurven, der Summe der an den Rädern auftretenden Reibbeiwertänderungen ( AfJL ) proportional.

Die den Baustein 16 nach Fig. 1 detaillierter zeigende Schaltungsanordnung nach Fig. 5 weist eine bistabile Kippstufe 4o mit zwei Eingangsschaltungen 42, 44 und zwei Ausgängen 46, 48 auf. Jede Eingangsschaltung 42 bzw. weist einen Vorbereitungseingang 5o bzw. 52 sowie einen dynamischen Takteingang 54 bzw. 56 auf. Der Vorbereitungseingang 5o der Eingangsschaltung 42 ist negiert. Der Ausgang 46 ist an die Eingänge 5o und 52 zurückgeführt. Der Ausgang 48 ist mit dem Signal T_ in einem UND-Gatter 58 logisch verknüpft, dessen Ausgangssignal ein Zeitglied 6o mit Ein- und Ausschaltverzögerung ansteuert. Das Ausgangssignal des Zeitgliedes 6o ist, wie bereits im Zusammenhang mit der Schaltung nach Fig. 1 beschrieben, mit dem Signal T_g in einem UND-Gatter 62 verknüpft, das den UND-Gattern 2o bzw. 2o' der Schaltung nach Fig. 1 entspricht. Den Takteingängen 54 und 56 werden die Signale T₀ zugeführt.

Die Schaltung nach Fig. 5 arbeitet wie folgt : Im Ausgangszustand hat der Ausgang 46 Low- und der Ausgang 48 High-Potential, so daß am Eingang 5o wegen der Negation ein High-Signal und am Eingang 52 ein Low-Signal anliegt. Mit der ansteigenden Flanke des Signales T_g erscheint am Ausgang 46 ein High-Signal und am Ausgang 48 ein Low-Signal.

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Das High-Signal am Ausgang 46 bewirkt, daß der Vorbereitungseingang 5o der Eingangsschaltung 42 low und der Vorbereitungseingang 52 der Eingangsschaltung 44 high wird.

Sobald nach Abfall eines T -Signales das T_o-Signal des nächsten Regelspieles auftritt, erscheint am Ausgang 48 ein High-Signal, das das durch das T_g-Signal aktivierte UND-Gatter 58 durchschaltet, so daß das Zeitglied 6o angesteuert wird.

Das Low-Signal am Ausgang 46 der bistabilen Kippstufe 4o bewirkt, daß der Vorbereitungseingang 52 wieder ein Low-Signal und der Vorbereitungseingang 5o wieder ein High-Signal erhält.

Das UND-Gatter 58 bleibt bis zum Abfall des Signales T_ durchgeschaltet. Nach Abfall des T_o-Signales und Ablauf der Einschaltverzögerung (z.B. 5 msec) steht am Ausgang des Zeitgliedes 6o für die Zeit T„ (beispielsweise 2o msec) der Ausschaltverzögerung ein High-Signal an, das das UND-Gatter 62 durchschaltet, da das UND-Gatter 62 durch den Abfall des T -Signales aktiviert ist.

Das Ausgangssignal des UND-Gatters 62, das den UND-Gattern 2o bzw. 2o' der Schaltung nach Fig. 1 entspricht, unterbricht die Ansteuerung des Einlaßventiles am mitgesteuerten Rad zum Einsteuern von Bremsdruck, wie dieses bereits oben im Zusammenhang mit der Fig. 1 beschrieben worden ist.

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Die Einschaltverzögerung am Zeitglied 60 dient dazu, definierte Verhältnisse sicherzustellen, wenn das Signal T_g auftritt.

Alternativ zu der Wirkungsweise der Schaltung nach Fig.1 können auch folgende Maßnahmen vorgesehen sein :

1. Aufpulsen bzw. Bremsdruckeinsteuerung am High-Rad in jedem Regelspiel oder bei jedem η-ten Regelspiel mit η = 2 oder 3 oder 4 ...

2. Die Aufpulsphase bzw. Druckeinsteuerung am High-Rad beginnt nicht nach Abfall des Signales T_g, sondern bereits nach Durchfahren der Bremskrafthysterese, beispielsweise schon nach Ablauf der halben Zeitdauer des T_g-Signales.

3. Die Aufpulsphase bzw. die Druckeinsteuerung am High-Rad beginnt in Abhängigkeit von einer vorgebbaren Radverzögerung des Low-Rades, beispielsweise -b = 0,8 g)

4. Beginn des Aufpulsens der jeweiligen Pulsphase in Abhängigkeit von einem Teil der Summe der Druckeinsteuerzeiten in den Einsteuerphasen (T_c + Aufpulszeit) des jeweils letzten Regelspiels des regelnden Rades (Low-Rades).

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Leerseite

Claims

WabcoWestinghouse GmbH Hannover, den 15.12.1978

ü/P 44/78 - Dr.K.

Patentansprüche

C 1 ./Schaltungsanordnung zur Verbesserung der Fahrstabilität im Bremsfalle bei mit blockiergeschützten Fahrzeugbremsanlagen ausgerüsteten Fahrzeugen, insbesondere auf Fahrbahnen mit unterschiedlichen Reibbeiwerten (/Α-Werten) für die linke und rechte Fahrzeugseite (Split-Reibbeiwerte), mit das Drehverhalten der Fahrzeugräder.abtastenden Einrichtungen, mit den bremsbaren Rädern zugeordneten Regelkreisen zur Auswertung des Drehverhaltens der Räder und zur Gewinnung von Verzögerungs-, Beschleunigungs- und Schlupfregelsxgnalen (-b-, +b- und λ-Regelsignalen), die

. Magnetventilen zur Regelung des Bremsdruckes an den Rädern zuführbar sind, wobei der Bremsdruck an den auf einem höheren Reibbeiwert laufenden Rädern (High-Räder) pulsartig anhebbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß Einrichtungen (12;14 bzw.

16, 18, 20, 22, 24, 26; 16¹, 18', 20', 22', 24', 26') zwischen die Regelkreise (2; 4) und die Einlaßmagnetventile (6; 8) geschaltet sind, durch die der Bremsdruck am jeweils noch nicht geregelten, auf dem höheren Mf-Wert laufenden

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Rad (High-Rad) in Abhängigkeit von Regelsignalen des Regelkreises des bereits geregelten, auf dem niedrigeren M- -Wert laufenden Rades (Low-Rad) abwechselnd gehalten und erhöht wird, und daß die Bremsdruckerhöhung zeitlich in der Bremsdruckeinsteuerphase am Low-Rad erfolgt.
2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremsdruckerhöhung am High-Rad zeitlich in der Bremskrafterhöhungsphase am Low-Rad erfolgt.
3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremsdruckeinsteuerphase in an sich bekannter Weise aus einer ersten Teilphase mit schneller Bremsdruckeinsteuerung und einer zweiten sich anschließenden Teilphase mit langsamerer oder gepulster Bremsdruckeinsteuerung besteht, und daß die Bremsdruckerhöhung am High-Rad nach dem Ende der ersten Teilphase T , also nach Beendigung der schneilen Bremsdruckeinsteuerung, am Low-Rad erfolgt.
4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremsdruckerhöhung am High-Rad nach Durchlaufen der Bremskrafthysterese am Low-Rad erfolgt.
5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremsdruckerhöhung am High-Rad in Abhängigkeit von einer vorgebbaren Radverzögerung des Low-Rades erfolgt.

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6. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremsdruckerhöhung am High-Rad in Abhängigkeit von einem Teil der Summe der Druckeinsteuerzeiten in den Einsteuerphasen des jeweils letzten Regelspieles des regelnden Low-Rades erfolgt.
7. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremsdruckerhöhung am High-Rad in jedem Regelspiel oder fortlaufend in jedem zweiten, dritten, vierten usw. Regelspiel des Low Rades erfolgt.
8. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die jeweilige Bremsdruckerhöhung in vorgebbaren Zeiten T erfolgt.
9. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen (12; 14) jeweils ein Zeitglied(i6; 16') aufweisen, das von einem über die Dauer der anfänglich steilen Einsteuerzeit in der Einsteuerphase am Low-Rad anstehenden Signal (TgJ ¹^o') ansteuerbar ist und das nach Abfall dieses Signales (T_g oder T₅ ¹) das Einlaßventil (8 oder 6) des jeweiligen High-Rades über die vorgebbare Zeit T_v zur Bremsdruckerhöhung am High-Rad ansteuert.

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10. Schaltungsanordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang der Zeitglieder (16 oder 16') an ein UND-Gatter (2o oder 2ο¹) gelegt ist, an dessen anderen Eingang, der negiert ist, das das Zeitglied (16 oder 16') ansteuernde Signal (T_g oder T_g') gelegt ist und dessen Ausgangssignal mit dem Ausgangssignal eines UND-Gatters (24 oder 24') der jeweils dem anderen Rad zugeordneten Einrichtung (14 oder 12) in einem UND-Gatter (26' oder 26) der jeweils dem anderen Rad zugeordneten Einrichtung (14 oder 12) verknüpft ist, dessen Ausgangssignal das jeweils zugeordnete Einlaßventil (8 oder 6) ansteuert.
11. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1o, dadurch gekennzeichnet, daß das UND-Gatter (24 oder 24') ein die Regeldauer des zugeordneten Regelkreises (2 oder 4) des einen Rades anzeigendes Signal (T_R oder T_R')» für das der Eingang des UND-Gatters negiert ist, mit dem die Regeldauer des Regelkreises (4 oder 2) des jeweils anderen Rades anzeigenden Signal (T_n ¹ oder T₀) verknüpft.
12. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 9 oder 1o, dadurch gekennzeichnet, daß das Zeitglied (16, 16') ausschaltverzögert ausgebildet ist.
13. Schaltungsanordnung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Zeitglied (16, 16') eine bistabile Kippstufe (4o) mit zwei Eingangsschaltungen, die je einen dyna-

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mischen Takteingang (54 bzs. 56) und einen Eingang (5o, 52) aufweisen, von denen der Eingang(5o)der Eingangsschaltung (42) negiert ist, und zwei Ausgängen (4$, 48) aufweist sowie ein UND-Gatter (58), das das Ausgangssignal des einen Ausganges (48) mit dem den Takteingängen zugeführten Signal T verknüpft, und ein Zeitglied (6o), das vom Ausgangssignal des UND-Gatters (58) ansteuerbar ist, wobei der Ausgang (46) der Eingangsschaltung (42) an die Eingänge (5o, 52) der Eingangsschaltungen (42, 44) der bistabilen Kippstufe (4o) zurückgeführt ist.
14. Schaltungsanordnung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Zeitglied (6o) ein Zeitglied mit Ausschaltverzögerung ist.
15. Schaltungsanordnung nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Zeitglied (6o) zusätzlich mit einer Einschaltverzögerung ausgebildet ist.
16. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltungsanordnung bei achsweiser und/oder diagonaler Verknüpfung der regelbaren Räder vorgesehen ist.

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