DE2404009A1 - Elektronische steuerung fuer automatische antiblockiersysteme von hydraulischen fahrzeugbremsen - Google Patents

Description

Elektronische Steuerung für automatische Antiblockiersjsteme von hydraulischen

Die Erfindung betrifft eine elektronische Steuerung für automatische Antiblockiersystem^ von hydraulischen Fahrzeugbremsen* welche mit einem vorgegebenen Bremsdruck arbeiten, der an den Rädern einen Schlupf verursacht und zu einer Fahrzeugverzögerung führt, die einen - beispielsweise wegen menschlicher Zuträglichkeit - festgelegten Grenzwert übersteigt· Bei einem solchen Abbremsen, bei dem sich ein zyklisch wiederholtes" momentanes abgebremstes und ungebremstes Rollen der Fahrzeugräder ergibt, muß kontinuierlich die 7er-

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zögerung der gebremsten Räder angezeigt und mit einem swTOT festgelegten konstanten 7erz3gerungegrenzwert verglichen werden, der so gewählt ist, daß sich der Sehlupf der Räder dem optimal erzielbaren Reibungskoeffizienten zwischen Rad und Boden annähert· Wenn dieser Grenzwert bei der Abbremsung erreicht 1st, wird der den Bremsen zugeführte Bremsdruck momentan auf Kuli verminderte Bei diesem reduzierten Bremsdruok vermindert sich der Schlupf der Räder, so daß diese wieder beschleunigen und ihre Drehzahl erhöhen. Dieser Beschleunigungevorgang wird für eine bestimmte Zeit beibehalten, um im Anschluß wieder Bremsdruck zuzuführen, sobald ein zuvor festgelegtes Bremsdruck-Wiederherstellungs-Kriterium erreicht isto Nun wird der Bremsdruok momentan wieder hergestellt, so daß es zu einem erneuten Abbremsen der Räder kommt·

KLt den vorerwähnten elektronischen Steuerungen kann aan schon seit langem einfach und verläßlich den RadversBgeruugeseitpunkt zur Anzeige bringen, eu dem Ib der YersSgerungsphaae beim zyklisch gesteuerten Abbremseni der einen Rad schlupf bewirkende, von Fahrer eugefUhrte Bremsdruck momentan vermindert werden muß. Wenn zu diesem Zweck ein konstanter Verzögerungsgrenzwert so

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ausgewählt wird, daß es bei maximaler Reibungshaftung zwischen Rad und Straße zu einer Fahrzeugverzögerung kommt, die im wesentlichen für die Sicherheitsgurte tragenden Fahrer und Mitfahrer verträglich let» kann man diesen Grenzwert bei allen Reibungewerten zwischen Bad und Straße verwenden. Dieser Verzögerungegrenzwert verursacht dann am abgebremsten Rad einen Schlupf bis zur optimal erreichbaren Reibung zwischen Rad und Straße. Wie sich noch nachfolgend zeigen wird, liegt der Verzögerungegrenzwert genau da, wo der optimale Wert dee Reibungskoeffizienten erreicht ist und eine Abbremsung unter optimaler Reibungsausnutzung erfolgt·

Während der Radbesohleunigungsphase, die der Radverzögerungsphase einer zyklisch gesteuerten Bremsung folgt, 1st die Situation aber anders. Xn diesem Zusammenhange sind bereits beachtliche physikalische und mathematische Fachkenntnisse und ein erhebliches elektronisches Know-how aufgewandt worden, um den entsprechenden Radbeeetileunigungszeitpunkt zu erfassen und zur Anzeige zu bringen, zu dem der rom fahrer aufgebrachte, den Radschlupf verursachende Bremsdruck momentan wieder hergestellt werden soll. Das Problem, den Radseblupf jenseits des Scheitels der Reibungskurve, entsprechend einem

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Schlupf nabe dem oberen Sell der steigenden Kurvenflanke wiederherzustellen, läßt slob nicht einfach lösen« da aufgrund der unterschiedlichen ReibungSBUstande «wischen Bad und Strafte das ungebremst rollende Bad unterschiedlieb beschleunigt wird und nan keinen konstanten Besobleunlgungsgrenewert verwenden kann» Ztf.ee fflhrte *u der Anffaesungt daß man eich nicht mehr weiter um dl« laceige dee Badbesobleunlgungsfernaltens beatthen attete* So bat nan beispielsweise, anstatt das Beschleunigung*- ▼erbalten des Fahrzeuges zu messen» versucht» die Reibung gegenüber der Straße asu messen» oder ein sdadestens seitwellig freilaufendes Bad zu erbalten usw.» wobei dann die gesessenen Werte nach und nacb In den Speiober eingegeben und mit der angezeigten Ba<3geschwindigkeit verglichen werden sollten. Xn vielen lallen führte dies bu aebr oder weniger korrekten Signalanalogien des tatsächlichen Bremeablaufes, die dann die Grundlage für die Bestimmung der Zeit bildeten» su der der Bremsdruok wiederbereustellen ist. Die erforderliche Xrseugung und/ oder liaobspelcberung_r Korrektur und Answabl und der Tar» gleich dieser Signale führte au eines relativ fcoeplieierten und teuren Hlektroniksysten bei aebr oder weniger korrekten Ergebnissen. Die SignalTerarbeituag erfordert darüber binaua aueh eine gewisse Zeit, durch die der Bremsvorgang verlängert wird·

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Bin Punkt, der "bei diesen Bemühungen blebtr nicht "bertlokoicbtigt und offensiohtlicb übersehen wurde, ist die bei der der Radbesohleunigungaphase vorausgehenden Radveris6gerungsphase zu erfassende VeriUgerungsgrenMtit· Diese Grenaaeit und die augehörige angeselgt· Saddrebaabl sind sobon star Steuerung der VereÖgerungaphaee de» abgebremsten Bades verwendet worden, doob wurde offensichtlich niont erkennt, da£ diese Größen auob einen Ausgangspunkt £ttr die Steuerung der Besobleunigungsph··· dos imgebreBBt rollenden Radee bergeben können· Die BrfInder haben jetst featgestellt, dad bier ein laegang·« pnnkt liegt, der bei jedem Bremsvorgang in jede» Bre·»- zyklus wieder auftritt und ein einfache« und rerllßliobee Kriterium fttr den Bremsaruck-WieaerberetellungeBeitpunkt erfassen läßt. Va* Kriterium kann auf der einfachen bekannten fatsaebe beruhen, dafi, damit der Scheitel der ReibungskoeffiBienten-Soblupflcurve bei» näohaten Zyklu· wieder erreicht wird, dieser Kurvensoneitel bei der Beschleunigung des Bades passiert werden aufl, d.b· der Hadsoblupf wird unter den wSbrend einer Beschleunigung, die dem Scheitel der Reibungakurva am niobateo IxMBt₉ auftretenden optimalen Schlupfwert Toraindert· TM beim Bremsen einen optimalen mittleren Reibungewert erhalten au können, wird der Besonleunigungssoblupf unter den

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optimalen Scblupfwert so wanig wie möglich remind art, us noob einen hoben Eeibungekoefflatenten aufrecbtauerhalten.

Aufgabe der Erfindung let daher, durch einen einfachen Vergleich zwischen der "Drehzahl dee ungebreaet besonlea-» nlgenden Eadee and einer für eine auvor ausgewählt« Jahraeugveraögerung eu Beginn der Badversugerung erreob~ neten Drehzahl einen geeigneten Zeitpunkt fUr die Wied«rheretellung dee auf gebrachten Bremedruokes en Derfcinaen» dealt ein optimaler mittlerer Helbungavert erbalten wird. Hlorßu gehurt, daS der erflndungege»H6e zykllich gestenerte Breaevorgang stets in unmittelbarer Relation sub Iteehjgahlelgnal des gesteuert abgebresetea Bades geregelt trird. Auf diese Weise ersielt nan eteta eine unmittelbare Rückführung der tateäohlichen Zuetfißde, was für «ine eiehere Hegelung dee Bremerorgange· erforderlioh let.

In diesem Zueananenhang soll die elelctronieobe Steuerung einfach und verläßlich «ein und eine gl«iohaAfllfe ayklieoh gestenerte Breasuag von einer naxlaalen fabrgeeolwlndigkelt bis sun Stillstand bei beliebif«n BeibungssnarfcSttden swieoben Bad und Straße onaSgliche». inob

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soll «lie elektronische Steuerung jederzeit tlßkB der vom tfabxer aufgebrachte BrGmsäruok den bremeen wieder züge fahrt wird, naohdem das learseug flurcb die sykiißch gesteuerte Bremsung bis eum wurde.

Die JSrX'induQg basiert auf einem

eich dadurch ergfbt, daß in der die Si?eb!zehl der ungebremst he- RMov kontinuierlloli angeßeigt unö mit oiaer 'berechneten resultierenden Eaäärehöaül für eine euros au »gewählt© iahrzeugversjSgerung ssu einem Zeitpunkt« nu aeaa tooi der angezeigten Baäclrehsahl der Vorcdgerungo-· greiM5v?ort erreicht ist, -cerglicfaen vi.ri.· Wenn äioeer X^r3rgleicb zeigt, daß die Badärebsablon Ubereinetiissien« v/irö der Brerasdruok den Hadbromgen vieöer eugefttbrt«

V7enn bei dem konstanten Terzögerungegrenfwert «ine amxiB&l erreichbare Beibungohaftnng sswioohea Bad und Straße vorliegt, kann gemäß der Erfindung rorsugsweiee

die geringste Reibungshaftung'ewisohen Bad und Straß· ein konstantes Besohleunigunga- oder Bremedruckwieder-

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Bin veitercs Kerfcmal der Erfindung liegt (Serin, dad die auvor ausgewählte Fahrzeugverzögerung eine linear« 7ersogerung let, die eieh ergibt, wenn dae 7ahxs«i*g bei d«n geringeten erreichbaren Reibungelcoeffielenten «wl-Beben Bad und Btre.ßQ abgebremst wird.

Die !zugehörigen er.f.indungEigem?iSeri ainä Oegenetand der IPetentaneprlicha 3 «ad A*

Weitere Sinzelbeilen vanü ilerlacale der Brfluüirag ergeben ßicli aus der aacbfolgeaäen ausfuhr Hohen Beacbreibung r bevorr.agte& Aueführungsiozm dar Erfinätmg, die Ia bel^e^gten. SSelcbnuogen beiflpielevföj.ae veranecbanlicht iet.

den Zeichnungen zeigen:

91g. 1 ein »ohematiacheß Reöhteokdiagramm «Ine·

auteaatiechen Breosregeleyete·· Aw einleitend genannten ist alt einer erfindungege-QtlBen Steuerung, wobei nur für dl· Breaeung eine« Radββ die Operatoren eine· Steuerkanals der eloktronisohen Steuerung berticteiofatigt sind,

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Figo 2 Gin elektrisches Schaltbild der Operatoren dos Bteuerkanals der Figo 1»

ein Diagramm der Baddrehzahl in Abhängigkeit γόη der Zelt bei einer mit der erfinäungBgemößen elektronischen Steuerung durongeftthrten Bremsung bei einen miniaal erreichbaren Reibungekoeffisienten aviaehen Bad und Boden, wobei auf der Haddxebmahlkusve die Punkte B und 0 die Zeitpunkte wiedergeben, zu denen Steuersignale >ur Uromeregelu.ng abgegeben werden,

91g· 4- ein der Yig. 3 ihnllobee Diagram·, bei dem die Baddrehsanl bei ieiieel errelehbarem aeilmiigekoeffielenten ewiaohen Bad und Bod abgebresat wird,

»ig, 5 ein apannunge-Beit-Diagrejoi dar von dar Blektronikrfceuertmg te—indem 81fnale für dia Ibbreeeung gaall lig. 4 la Iwm tob Bwieohen »0* und "1· bin- «ad den Reohteokimpulien,

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Pig« 6 ein Bremsdruofc-Zeit-Diagranan des vom fahrer aufgebrechten und alob in Abhängigkeit ron den Steuersignalen der Yig. 5 Ändernden Breaedruokea,

Tig. 7 ein Diagramm über den optimalen Radeohltxpf, d.h. dem Schlupf bei optimier Äeifctmg in Abhängigkeit von der fahrgeschwindigkeit,

ein Diagram über den BelbvngelBoeff isiemten awleeben Bad und Boden in Abhängigkeit vom Badeohlupf, wobei «ucb die ßohlupfwerte eines gealS Tig. 3 tad 4 geeteuert breaeten Bade· angegeben «lad·

flg«8a ein «eitere· Diagram mm Behlnpfvorgaog

JJBOa 8b

der 91g· 8 bei eimer ayklleobeo Badabbremaung In Terbindung alt dem aagebSrigem Stettereigneleeiten B «mi O₉ «ebmi lit* «■ •inen maximal errelebbarea BeibtnigiVtefflslesten end Tig. 8b einem minimal erreiofe* baren Balbungateeitleiantem bertckeiemtigt,

Hg. 9 «im Iriftediagramm ftr «Im abgabremite·

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Figo 10 ein Zeit-Diagramm der wesentlichen am

Bad der Pig« 9 auftretenden Momente, welche verzögernd oder beschleunigend auf dae sich während der automatisch gesteuerten Bremsung drehende Had einwirken»

Fig· 11 die von einem erfindungegemäd vorgesehenen Impulszähler kommende, die Haddrehzahl wiedergebende Spannung innerhalb des Raddrehzahlbereiehes und

Fig. 12 ein Diagramm der in Fig. 11 dargestellten Spannung nach einer Umwandlung in einem erfindungsgemäß vorgesehenen Wandler.

Gemäß Fig. 1 sind zwei Fahrzeugrader 1 und 2 eines Radpaares mit hydraulischen Badbremsen 3 versehen, die über ein hydraulisches Bremssystem 4 manuell oder automatisch steuerbar sind« Zum hydraulischen Bremssystem gehört ein Betätigungezylinder 5 für die manuelle Zufuhr des Breasdruckes ssu den Bremszylindern der Badbremsen über die Leitungen 6. Der Bremszylinder kann ein sog* doppeltwirkender Zylinder sein, der auch weitere Auslässe but Betätigung weiterer hydraulischer -Teilsysteme der Breas-

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anlage enthält. Hit Hilfskraft gesteuerte Druckregler 7 liegen zwischen den Betätigungsssrlindez 5 trad jeder der Badbremeen 3« Der Druckregler 7 ist vorsngeweise so auegebildet, wie es die schwedische Patentschrift 341 600 offenberto Der Druckregler 7 wird mit einem Magnetventil 8 bedient« welches den Zufluß eines bei 9 eintretenden, durch den Pfeil 10 angedeuteten Eüfedrückmittels steuert und in den Druckregler 7 so eingibt, daß sä zu einer sich aykliscb wiederholenden momentanen Ver-Minderung oder Wiederherstellung des den Radbressen zn~ geleiteten Bremsdruckes kommt. Das Magnetventil 8 spricht auf logische Steuersignale "1" und ^e0* an, die ans der erfindungsgemäßen elektronischen Steuerung für die automatisch geregelte Bremsung kommen.

Die elektronische Steuerung enthält soviel Steuerkanöle 11, wie geregelt abzubremsende Räder vorhanden sind« In den Zeichnungen ist einer dieser SteuerkanSLe 1» einzelnen dargestellt. Die anderen Steuerkanäle, die identieeh ausgeoildet sein können, wurden in der Zeichnung fortgelassene Die elektronische Steuerung empfängt Strom ave der Fahrzeugbatterie_n Die Plus«· und MintUHGLeaoaen dee BWueritenalc oiod mit den entsprechenden Xlaesen der ?ehrzeugbatterie verbunden und 2w&r 1st der O-lneehluß

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dee Kanals mit dem Siinuepol derjenigen Batterlesell· verbunden« die dem Minuspol der Batterie ob nltobsten

dia Steuerteinäle dar elektronischen Steuerung mit einer an dem gee teuert au broMenden 3»ug£«d vorgßeehönen Drehrsab.Ubtast.vorriobtune 12 buntlen, die vorstigsveiee so ausgebildet ist« wie es Io am gleichen Sage Ton den gleloben Aimeldern ainf·· deutschen Patentanmeldung P .··,.····....

tmd besobrleben lsi;. Die·«:Drehwblgel>er 12 gibt Inmt-inuiarlieb die Baddreba«bl wieder» indem ei« Dlnfc-fcriache In^uloo auesezidet, deren Anzahl der Bad«*· ür.ohaahl antepriobt. Dleae Impnlae beben eine tmtexeebledliobd irreqneae und eine reobteokfÖroige Chietalt Bit amplitude und nahezu Tertikaien

An dem Betätigungezylindear 5 des Bremeeyeteae befindet eich ein elektrischer Signalgeber 13t der ebenfall· elngangeeeitlg an die elektronisch· Steuerung enge« aobloeeen ist· Dieser Signalgeber 13 liefert bei angelegten Bresedrocik ein noob nachfolgend en bee ehre ibendea elektrlecbee Signal mm Anlaufen der elekfcronleoben Steuerung·

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elektronischen S-fcetierfcanel gehören - ei&gatkgaseitlf beginnend - folgende Operatoren: ein Impulesähler 14, ein Wandler 15 mit swei parallel dazu angeschlossenen ersten und »weiten Komparatoren 16 und 17, zwei Logik-So halt gliedern 18,19* von denen das SchaItglied 16 nlt dem ersten Komparator \6 und das Sehaltglied 19 alt den «weiten Komparator 17 verbunden iafc, ein 2»itb#- grettBer 20 swischetj den beiden Xtoglkscbaltgliedern und DohlieBlich ein an die zwei Logik-Schaltglieder angeeohloseoner YerstSrlcer 21,

Der elektroniacb« Aufbau der YorarwS.hnten Operatoren iet in Fig. 2 dargesstellto Der Impulszähler 14 empfängt d«e rom DrebBebl^eber 12 Über eine Eingangeleitung 22 zugeführte BaddrebxahXeignal. Das Eftddrebzablelgnal bestellt ans einer Impulsfolge 23, deren ir«quenaveränderliche Eechteckimpulae ans SpannungaiapulBen and 0»8pannungsia» pulsen besteben. Her XmpulseShler H enthält svel parallele Pfade, die die Spannungsimpuls bsw. die 0-Spaneungaiapulee der Impulsfolge 23 erfassen. Die ein·» ander gleichen Signalpfade enthalten» tlngangaeeitlg begonnen, einen transistorisierten logischen Kippkreie 25» •in differenslerendes HC-öliea 26, eine negative übergangaspannung auf Full ableitende Diode 27» Detektor-

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kreise 28g b«w₀ 28^ einen vorgespannten Kondensator-29 und eine Diode 5O₀ Beide Strompfade haben einen gemeinsamen positiven Stabilieierkreis 5OSL und einen Buntnetionsprunkt 31. Sex ImpulsEähler 14 liefert am 8con»~ tioneponkt 31 ein Dretasahleignal in Fora einer Spannung V*, dae flea Spaanungeipegel der vorgespannten Kondensatoren 298 und 29Ii überlagert wird» Bei dieser Spannung bändelt es «ich, wie die Pig. 11 zeigt, um eine lineare funktion der Raddrebsebl. Dieses Xtrehssablsignal ist der Xrequena der empfangenen Impulsfolge proportional.

Sum Wandler 15 gebb'ren, eingangseeitig begonnen» ein Stabilisies&reis 32 für daβ Drefcsehlsignal, ein Torseiobenwechsel- und Signalpegel-lfodifizierkreis 33» der an Punkt 34 ein umgewandeltes verst£rkte& Baddrensableignal V liefert, das_r wie Figo 12 zeigt, eine lineare Punktion der Raddrebzabl ist und an dec Punlcten, die den Baddreb«- ssanlbereiob begrenjsen_t d.h. einerseits bei der Drebsabl O und andererseits bei einer ausgewählten Haxiaaldrebsalil positive und negative Höchstwerte aufweißt.

Stan ersten Komparator 16 gehör en, eingangeeeitig begonnen, ein Differenzierkreis 35 nit einem Begslwiderstand sur Xinetellung der Zeitkonetantan, eine Diode, welche negative

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Spannungen auf O ableitet, ein Koraparatorkreis 36 alt einer Diode, welche positive Übergangsspannungen auf flue ableitet, und ein Regelviderstand, mit dessen Hilfe ein Verzögerungsgrenewert (||) bestimmt und auf »einen Spannungspegel eingeregelt wirdo Der Differenzierkreis 35 differenziert das am Punkt 34 entstehende umgewandelte Radarehzahlsignal U nacb der Zeit, so daß ein Signal !"£ entsteht. Wenn der Wahrer mit Hilfe des Betätigungszylinders 5 einen Bremsdruck P_£ zuführt, erzeugt der elektrische Signalgeber 13 eine feste positive Spannung, die über einen Leiter 37 dem Komparatorkreis zugeführt wird, um diesen in Betrieb zu setzen. Der Komparatorkreis 36 vergleicht nun das ^«Signal mit dem

eingestellten Terzögerungsgrenzwert (^mas, und erzeugt, sofern das |^-Signal einen Spannungewert von (|^)max. erreicht, am Punkt 38 einen negativen Impuls. Der Punkt 38 wird mit Hilfe der Diode 39 auf einem geringen positiven Biveau gehalten.

Das umgewandelte Baddrebzahlsignal IT am Punkt 34 wird auch einem Eingangepunkt 40 des anderen !Comparators 17 zugeführt. Dieser andere Komparator enthält einen Baddrebzahlsignalreglstrierkreie 41 sit einem Regelwiderstand und einem Anschluß zu einem Somparatorkreie 42₀

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Sine Klemme eines Stromreglers 45 liegt über «inen Widerstand 44 an Hinus und über eine stromregelnde Diode 45 am Punkt 40_o Zwischen der anderen Klemme des Strom» reglere 45 und dem Komparatorkreis 42 befindet sieb ein Signalgeber 46· Dieser Signalgeber 46 "besteht, begin«· nend am Stromregler 43» aus einen Kondensator 47» swei transistoren 48 und 49 und swei Widerständen 50 und 51· Zwischen dem dritten AnscbluSpunkt des Stromregiere 43 und einem zweiten Singangspunkt 53 des anderen Komparators liegt ein Startkreis 52« Dieser Startkreie enthält neben dem Eingangspunkt 55, einen Wideretand 54» der mit einer ersten Klemme eines Sransistors 55 totbunden ist. Der transistor 55 ist mit seiner zweiten Klemme an Pias angeschlossen, während seine dritte Klemme über einen Widerstand 56 an Minus liegt. Schließlich gehört sum Startkreis 52 eine Diode 57 in Parallelschaltung mit einem Kondensator 58·

Um die Arbeitsweise des anderen Komparators 17 zu erläutern» soll jetzt zunächst das erste logiaohe Schaltglied 18 beschrieben werden. Bei diesem Sohaltglied 18 handelt es sich um einen bistabilen Kippkreie 59» dessen eine eingangsseitige Klemme über einen Widerstand 60 mit dem Punkt 38 des ersten Komparators 16 verbunden

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let» Ausgangeeeltig liegt der Xippkrei» 59 Über eines weiteren Wideretand 61 an Plus. Dae logische Schaltglied 18 1st so ausgebildet, AaB es am Paukt 62 «in Steuersignal ⁿ1" emteugt, wenn τοπ ersten Komparator ein negativer Impale eintrifft«

Dieses "1ⁿ-Signml wird am Slngangspunkt 53 des anderen Kömparatore 17 aufgenommen, na den Startkreis 52 anmstoßen, der dann den Signalgeber 46 einschaltet· Per Signalgeber 46 erzeugt bei seiner Bineebaltnng ein Drehsahleignal Q, das einer linearen, vorauegewählteo ?*hr~ zeogvereögerung entspricht, velohe aufgrund eines aini-2BaI erreichbaren RelbangslEoeffieienten «wischen Bad und Boden errechnet wurde. Dieses Drebzahleignal wird la Komparator 42 mit dem Baädrensanlslgnal TJ verglichen, velobee der Ibrebsatalregistrierkreie 41 liefert. Der Komparator 42 1st so ausgebildet, daft er einen Sohaltunfeptmkt 63 einen positiven Bpanntmgsiapttls sufUbrt« wenn die Signale übereinstimmen. Bine Diode 64 sorgt fUr die Ableitung von negativen Spannungen am Punkt 63 naofa 0·

Bas andere logische Schaltglied 19 besteht aus einem aa Punkt 63 des anderen Komparatorkvelses angeaohloesenen Kondensator 65» dessen andere KTewne Ib Sohaltungspunkt

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am Eingang eines bistabilen Xlppkvtlse* 67 liegt. learner gehören zum logischen 8ohaltglled 19 eine Diode 68 und ein Widerstand 69» welche beid« mit Plye verbunden Bind· Die andere Eingangekleonme dee bistabilen Kippkreie©B 67 lsi BtIt den AnschluBpunkt 62 des erstea logischen Schaltgliedβa 18 verbunden« Ausgangeseltlg 1st der Kippkreis 67 la Punkt 70 mit dir anderen Ein» gangsklemme dee Kipplcreisea 59 verbanden, der ram ereten logischen Schaltglied gebort, ferner let am Punkt 70 ein Widers ijana 71 angeschlossen» Bin am Schaltungeptmkt 63 vom anderen Eomparatcrkrele erzeugter positiver Ζακ pole schaltet den bistabilen Clpplcreie 67 Über den Kondensator 6^ so, da£ am Schalttmgeptmkt 70 ein« positiv· Spannung ereobeint. Der Eippkreie 59 dee ereten loglaonen Sotaaltgliedes vird dabei so geaonaitet_t da8 er In Punkt 62 eine "0" erzeugt· In gleicher Welse sobaltet eine ¹¹1° Ia Punkt 62 stets den Kippkreis 67 des anderen loglachen Sobaltglledes derart, daf as Punkt 70 der lippkreie eine "0" empfingt.

Zum Zeitbegrenster 20 gehören, elngangeseitig beginnend, ein Regelitflderatand 72, der einerseits *it den Pcmkt 62 dea ersten logisohen Schaltgliedee 18 und andererseits an einem Punkt 7? Über einen weiteren Regelvlderstand 74

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mit Minus und über einen Kondensator 75 alt O verbunden iet. Die Begelwideretitode 72 und 74 bilden iihbibh mit den Xbndensator 75 ein Zeitglied 755» das im Punkt 73 über einen Widerstand 76 mit einer Klemme ein·» fransistore 77 verbunden ist« Sie andere Klemme des transmitter· 77 liegt an O₉ während die dritte Xransistorklemm· über einen Widerstand 78 mit dem Punkt 66 de· anderen logiecben Bohaltgliede· 19 verbunden ist·

Venn das erste logische Schaltglied 18 an Punkt 62 den Zeitglied 75£ des Seitbegrensers am Punkt 62 eine ·1· übermittelt, gelangt an den Punkt 66 nach einer noch spater SU erläuternden, in diesem Zeitglied festgelegten YerssBgerangBseit, eine "O", woduron dar bietaoile Kipp«· kreis 67 des anderen logischen Sohaltgliedes 19 so «aeobaltet, daj 5m Punkt 70 eine positive Spannung auftritt« Hierduros wird der bistabile Xippkreie 99 des ersten logisohen Sehaltgliedee 18 so umgesohaltet_f dal am Punkt eine "0* «reoheint. See Zeitglied 75X wird stets durch ein· von den anderen logischen Schaltglied 19 oder vom Zeitbegreneer 20 kommende, im Punkt 62 ereeugte "0* auf lull «urückgestellt*

Zum TerstSrker 21 geboren, eingangsseitig begonnen, ein

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Anaeigelcreie 79 ait einer Lampe 80, ein· Sreiberetufe 81 tmä ein Bffekttraneistor 82, der an Pins liegt· Der Äffekttransistor ist gegenüber Minus ait «ines 8ehuts~ diode 83 versehen.

Sine im Sankt 62 des ersten logischen Sohaltfliede· 18 ereeugte ^Ä1» sperrt den Xraneietor 82, so dad in ihm ein Strom fließt, der über eine Anseangeleitung 84 «in en Minne liegendes Magnetventil 8 betätigt«

dieser Kurzhesohreibnng der Anefübrungefor* der Srfindung gemäß den Seiobnungen ßoll nun die grtmdttttsliohe Punktion von ihrer theoretischen Seite anhand ein·· Antiblockier-Breaflsysteme für Straöenfahraeuge und einer erfindungsgemaJen Regelung aueftthrlioher oeaehriehen werden.

sei angenommen, daß das Pahreeog ait hohsar fconetanter aosohwlndiglcöit gefahren wird und dar fahrer da· Xahft» iseug plutelioh kräftig abbremet, so da* auf da« fahraeugrad ein großes Bremsaoaent K₈ einwirkt. Xn Üg. 9 sind die KrSfte dargestellt, die !fahrend der Jfeteeaoung am ?ahrsaugrad angreifen·

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Si« Drehverzögerun« oder «beschleunigung dee Bades Ifißt eioh dvrob folgende Gleichung ausdrücken:

Wr dieee Gleichung (1) und fto die Selobnung der ti*· gilt folgendesί

ϊ β vom Badeeblupf auf der 8treJe ersetigte

fielbizngekraft
P_x * m Jahrtrlohtung en Bed einwirkende

heitßkraft

P_a s Belaetong de« Badee in ftlebtong der X * SrSgbeitemonent dee Bade· Mg * em Bad einwirkendes Breeunonent M₉ « f (Ä · C^₁) » P₁ . ^i (H -</^) « durob *ie

Belbongskraft Y ea Bad angreifendes

& s Badradios

6 » Vlnkelgeaobwindigiceit des Badee £ » Beifendrnolc

Xb eieiebung (1) ist der ialrtor X^ Im SroBen und flaaaeii konstant und bat In Terglelob ait My and Kg eine eo

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geringe Größe, daß dieser Faktor bei um naobfolgenden Betrachtungen veniachläßigt werden eoil»

Dar durcc das Bremsen verursachte Soblupf läöt sich vie folgt ausdrücken:

A (2),

wobei Be ~ der Rollradius des Bades und J » Wittkelgeaolroitiäigkeit des freilaufenden

Badee bei einer Fahrgeschwindigkeit 7 sind

33er TTerzSgevungagreniswert der "bei der phäse des gesteuerten Bremsens den Zeitpunkt für eine momentane Verminderung des vom Fahrer den Bremsen Eingeführten Bremsdrackss angeben soll, l&ßt eien« wenn das

ü eine lineare fömirbion der Radgeßchwin-

digkeit Q ist« durch folgende Ölelchungen angeben:

e OQUSt₀

jnax·
und T max a entsprechend menschlicher Zuträglicü-

fcelt »eximal zulfiesige TersSgerung de· Fahrzeuges von beispielsweise 6 bis 8 n/m·

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Vie eich aas Gleichung (4) ergibt, vied die QxSB* von üfaex. ** veae&tt-ictaett bestimmt durch des lnedruok d.h., da Be konstant ist, durch T max« In der Praxis 8ndert sieb der Schlupf 8 im wesentlichen linear zur yabrgeachvinälgkeit mischen 0,2 bei O km/h und 0,05 240 km/h. Diese linearität ist seheaatisob in Pig. 7 dargestellt· Der Ausdruck (1 - S) hat eine Größenordnung» die nabe bei dem Wert 1 liegt· B.h. mit anderen Worten, daß der Schlupf naheeu keinen BinfluB auf die SsOBe von hat·

Bin konstanter Mittelwert für einen Schlupf von 0,13 aaoht die SrCBe (1 -S) jsu 0,85. Wie nachfolgend noch gezeigt wird, ergibt sieh praktisch JLaver ein optimaler Schlupf S^ entsprechend einen optimal erreichbaren Sei*· huagskoeffisienten ä zwischen Bad und Boden» wenn man i^fjmax ** Übereittetinnnng mit der vorerwähnten fahrzeug* vereBgerung wählt. Diese an sich bekannte Satsaohe wird noch ausführlicher in Verbindung mit den Tiguren 3 Ms 6_t 8 und 10 erläutert.

Zn den figuren 5 bis 5 sind awei unterschiedliche, Bit einer erfindungsgem&Ben Anordnung durchgeftihrte gesteuerte Bremsvorgang« dargestellt. Diese Bremsvorginge bcrttok-

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ORIGINAL INSPECTED

sichtigen unterschiedliche Reibungebasen» ?*£· 5 in der Kurve 85, wie sich die Dreheabi des gesteuert abgebremsten Rades nach der Zeit t beim Bremsen auf einem schlüpfrigen Boden ändert» ?lg· A selgt die gleiche Relation in der Kurve 86, wenn auf einer sehr rauen Oberfläche gebremst wird· Der Bremsvorgang beginnt ia Tunkt λ der Kurve S₀. Dieser Punkt A kennselehiiet die Drehsshl eines schlupffrei rollenden Rades bei der durob den Bremsvorgang ereeugten £ahrseugvers$gerung« Die Kurv· Sg durchläuft die Werte der Tersegerungsraddrehsahlen eines jeden Zyklussee zu den Zeitpunkten B₁, Bg, B^ «sw·· Sails «sin von der KLektroniksteuerung registriertes fä «Signal einen Teretfgerungsgrenswert (|j) ^_n, erreicht« wird de« vom fahrer den Radbremaen Übermittelte Breasdnwk P^ momentan vermindert· Die Seitpunkte O₁, C₂, 0« new· kenn* seiohnen die BesohleunigangsdrehJBahen» bei denen die Blektroniksteuerung registriert» daß gealS des ftefindnng den Bremediraei^edernerstellungebedingungen genügt wurde« wobei dann der den Badixcemsen vom lahrer sugeüthxte Bremsdruck momentan wieder hergestellt wird· Hg. 5 »eigt die von des elektronischen Steuerung 11 den Bremedruokreglern 7 sugeftthrten *1" oder ^lO"«8teaersignale. Dl· Bremeäruokregler 7 regeln einen vom lahrer sugeföbrten Radbtremsdzuck P_B in Übereinstimmung mit den Öteuereigna-

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lm_f die In Tig» 6 in der Karre 87 dargestellt eind.

Sie an Bad angreifenden Momente, die wesentlich für die Baddrehung, daa voa Fahrer angeführte Bremsaceent und das durch die Belbungskraft V verursachte Hooent M» •lad» ändern eloh bei der gesteuerten Bremsung so» «le es die flg. 10 wiedergibt* H₃ rersOgert toad My besebleo·» nigt die Baddrebung. Bas Moment Kp₉ das durch den Bad* eonlvnf auf der Straße verursacht ist, erreicht seinen Ikudaalwert i» Scheitel der BeibungskurTe, d.h. bei einem 8οη1ΐφ£ 8^ geoBäfi Jig. 8. Sin dem Bad la Punkt Λ ztigeitlhr-» tee Breasmoaent Bg steigt in der ersten Breaephase steil an_t eog gefolgt voa Beibungsooaent My. Sie TemSgerong des fiadee erfolgt· entsprechend einem BifferentialaoawBt

M a Hg -

IaUs vSarend dieser Phase j^&( - |||{ _mtx (5)

eine Bedingung vorliegt, bei der die elektronische Steuerung eine "I" erseugt, wird der Bremsdruck ?_B

verjftindert. Oer TersSgerungegreiiswert H^Lg_1x wird jedoch nicht erreicht, bevor das Heibungsatttent Mp seinen erreloht bat« in dieser Stelle hat das

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Differentielnd&ent des Wert &I%» der erheolie!» übe* dem sivro* erwähnten Wert von/^ K liegt. Zn diesem wo

liegt entsteht eine ^H1ⁿ»

VIe eich eue Jig· 10 ersehen IPBt, wird In den natihfolgenden BremesyKlen der Wert AM₁ Uta? erreicht, wein das Bremsmooent «_B naeh der Wlederhevetellimg des Breuedmckee ?_B wieder das Belbiingemoaent

Kriteritim für die Wiederherstellung 339 BreMsdraeiEes» äae geaäe der Irfindung in der Sadbeeohleunignngsjiteee der geetenerten aremmmg den Zeltpunkt für eine aoaentase Wiederheretellttng dee tob Fahrer aufgebrachten Bremedruokeu «ngelMn eoU» l&flt sieh gane einfach ale Vergleich von swei Raddrebsahlen enedrtloken.

JlCt) - O₁₁ (tO (6)

/Q (tO/ » fo (t)/ (7),

Q (t) «tig + Ic . t« (8),

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Λ aus der labrzet^prersSgerung in naobfblgender Weise errechnete Baddrebsafal, JDrebaablaignal für die arehsablii, »um Zeitpunkt B registriertes Xteenzanlsignal U₉ d«h· Signalwert zu dea Zeitpunkt, zu dem der YersSgerungegrenswert erreicht worden ist,

Ic s Oradien* einer linearen Kurve Q (t*), welcher eine zum ZeitpuQlrt B begonnene vorgewählte Tafar&eugversSgerting angi'b't und

t¹ s die in Punlct B l>eginnende Zeit·

Zn dieseoi Salle liegt das Problem darin, den Qradienten kflo en wÄhleu_r daß das gesteuert gebremste Bad eine aaxiaale Beecbleunigongedrelieanl entwickelt, die im Hin· blick auf die Srsielung eines größtnögüchen Äeitrungefcoöffiaienten an der steigenden Hanke der Eeibtuagakuxv» η (S) der »ig. 8 eo nabe vie Möglich der Bj-Krtrr· folgt, entspareehend einem ainlaolen Seblupf fltadn. Die DrebJsahlBObvankaDgen gegenüber der in den lic· 5 und 4 geseigten Sj-Kurve beruhen auf avieeben den Bntscbeffekten S aax und δ min auftretenden Sobwankungen über den Soheitel der Beibungekurve hinaus, «ie es sebeaatiseb in den . 8a und 8b dargestellt ist.

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Bin angeiaeeeener Gradient 3c, den nan ttber dl· gesamte , sieh ändernde Belbungebasis konstant halten kann, soheint der TersSgeruiigsgradlant der Raddreh&ahlknrve S₀ au sein, der sieb bei gesteuerter rahreeugbroaaung alt geringe ster erreichbarer Reibung swiaohen Bed und Straß· ergibt. Dieser ausgewählte Gradient sorgt äafttr, de£ die Pmücte ^G1^{r Ö}2" ^C3 ^nsw* ^¹ minimaler Belbuag auf der Sj-Earre liegen« felle die Reibung größer let₉ liegen Aeee Tunkte etuae oberbalb der S^-Eurvej. d.h. zwischen der Ie1»ereii tmd einer Ktove 88» die pexallel sur Zeitaehee verlttaft n&d eine Seddrehxahl wiedergibt» die theoretleob «antreten wurde, wenn aan des Rad la Sunkt B γόη seinem 5rfg~ heitsmoment befreit.

Bine öölohe xainleale Beibung ergibt eich beispielsweise auf einer Biöfl&ohe oder beim Aquaplaning· Bei bOberen RdlbungslEoeffleienten führt das vorerwähnte Kriterim zn einer etwas eptteren Wiederherstellung des Bremsdroolcee« als bsi einer AihrssagversSgerang bsi höherer Beibung· !Dieser Äeitverluet ist jedoch im Hinbliek sjat die stellen HaddrehBahlöidiwankangen, die bsi bObsrsr Beibung au£tretsn_y sehr unbedeutend.

Wie sich aus den swei Kriterien herleiten ItBt₉ 1st ss

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gesteuert gebremste Fahrzeugrad selbst» das geüLS der Sefindung durch sein ftrebverhalten die 18nge der Seiten t_1t t₀ festlegt, in denen der rom fahrer an den Baflbreiasen »ugeiBbrte Breasdruolc momentan reralndert oder wiederhergestellt wird» Itarcb Aaswahl de« vorerwähnten Gradienten k für die geringst erreiobbare Baibung ergibt sieb,, wenn stan gemäß der vorliegenden Erfindung brennst, eine optimale I^nge der Zeit t₁ die Teroiinderimg dee Breasdraokee in Besug auf die

Dee gemäß der vorliegenden Erfindung vorgesehene Zeitberuangeigiterittm soll im Jansie einer gesteuerten Abbreaea&g bis sum Stillstand niobt einwirken· Bin vom Jahrer sugefttferter und aufjeeobternaltener BreMedruok soU stets innerhalb bestinater Seit wiedexbergeetellt werden. Um dies nctr aögliob ist, wenn das Bad wehrend des Breeevorgangee besohleunigt» wird naoh tines be~ stiJBKten Torgewtthlten Seit alt Hilfe des erfindungeg·- ■ftß Torgesebenen fleltbegrensers 20 ein Bren*dra<rioriedarhtellungsijqwlg "O" aasgesendet·

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Die vorerwähnte Zelt ist «ο ausgewählt₉ daß sie etwas die Zelt BWieohen einer ⁿ1° und einer "0" hei geringster Reibung zwischen Bad und Stra&e überetelgt. Vemi "beispielsweise an einer Steigung getaresst wird, let ee nichtig, daß der volle Bremsdruck wiederhergestellt vira, um des abgetecosete Sahrzeug in seiner Xage su Halten·

Oinrohl voretehend nur ein Bremsverfafaren und eine lx»- führungeform einer erfindungegemäßen Bremaetenerung in den Zeiehnungen dargestellt und beschrieben wnrde, ist es offensichtlich, daß die Erfindung nicht doroh diese Ausftthrungsform besohrSnlct ist, sondern daB die "Setladung auch noch weitere Abänderungen und Modifika» tionen tanfaßt, die £ttr den Taehnann naheliegen und alt den nachfolgenden Ansprüchen mit unfa£t werden eollen.

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Claims (1)

1. Patenteneprttohe

   1« j Elektronische Steuerung für autooatisehe Antiblockiersyeteme von hydraulischen Tahneugbreasen* welobe alt einem vorgegebenen Sacettsdxuefc arbeiten, der an den B&dern einen Schlupf verursacht und au einer Jahraettgrereögerung fahrt» die eisen - beiepieleweiee wegen meneoblioner Ztrtrfiglichkeit * f eetgelegten Gsenswext üb©rateigt, wobei die ffahrseug» räder eykliecb. wiederholt acoaentan gebreaat und un« gebrea«t rolleagelaaeen werden, die TevBugenxng (|ξ ) 4er gebremsten Rfider kontinuierlieb «ngeseigt und mit einem snrror festgelegten loonstaaten Ver«ögerunge-

   einen Badaenlupf mit größ-fc-

   aögliober Annäherung an den optical ereielbexen Eei« bungekoeffisienten («) swieoben Bad tmä Beden Ter« glichen lfird, bet« Erreichen dieses erenwertea btia BreaBTorgang, der den Breaeeo augeXUorte Bremsdruck soaentan auf VuIl redueiert wird» ua den Hadeofclupf zu TezKlndern und die BOder wieder auf ein» höhere Brebaanl 8fU beschleunigen, diese Besohleunigungspbase für eine beatiwte Zeit sndCreehterhalten wird, um dann den augeführten Bremedruok in Abhängigkeit von der Erfüllung eines swror festgelegten Bremedruok-

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   vlederherstellungekriterlume momentan wlederhsra-» et ell en, βο dad das Bad erneut abgeteemst wird, dadurch gekennselehnet, daß als Bremedruokwiederher· stellungstariteriom während der Besehlennlgungsphaseii der dann ungebremst beschleunigenden Räder (1,2) deren Drehzahl (φ) kontinuierlich angeeeigt und mit einer restatlerendea Baddxebsahl (JL) Terglioheti wird» die so berechnet let, daß sie einer sswrar ausgewählten TabrzeugverBSgenms su Zelten (B_1fB₂,B3 ), au denen "bei der angeaeigten Haddrehsahl der Tersugernn grenstwert (^| ) erreicht wird· enteprloht, trm bela Überelnetianieii der Radärehaahlen den den HadTxremeen (3) sugeführten Breasdruck wlöderherBuetelleii.

   2« Steuerung nach Anßpruoh 1, dadurch gekennselehnet» daß die zuvor festgelegte Fahrzeugverzögerung auf der linearen Veraögerung heeiert, dl» bei einer gesteuerten Bresnmg dee fahrseng» alt dem geringsten erreichbaren BelbungelcoeffiBienten Bwieohen Rad (1,2) und Boden erreicht wird·

   3· Pahrzeug-Breneeyexem Biit einer kontinuierlich die Drehzahl der Fahrseugrttder abtastenden und eine der Drehzahl entsprechenden, elektrische Spanmmge-

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   • 54 «·

   Pulefrequenz aussendenden Anzeigevorrichtung und einer mit der Anzeigevrchtung verbundenen elektronischen Steuerung nach Anspruch 1 und 2, bestehend aus eines kontinuierlich die Impulse empfangenden Impulszähler, welcher eine der Frequenz proportionale Spannung erzeugt, einem es Impulszähler eng·* schlössen«! ersten Komparator, der das Drehzahl-φΐ£ττ>Βΐ kontinuierlich differenziert und Bit desi Spaimungedifferential vergleicht, das dem Wert des zuvor festgelegten Verzögarungagrenzwertea entspricht, einem mit dem ersten Komparator verbundenen ersten logischen Schalt glied, das bei Irreichen des Verz@gerungegrenzvertea ein logisohes «1 "«Signal liefert, einem zweiten Komparator, der das Radbeschleunigung»· signal empfingt und es in Übereinstimmung mit dem Bremsdruekwiederherstelluiigslcriterium verarbeitet, einem mit dem) zweiten Komparator verbundenen zweiten logischen Schaltelement, das bei Erreichen des Brett·· divokwiederherstellungskriteriue* ein logisohes *O"-Signal aussendet, einem sit den logischen Schalt· gliedern verbundenen Verstärker, der mit dem verstärkten logischen Signal ein Magnetventil betitigt» und einem mit dem Magnetventil betitigten Druckregler für »in Hilfskrafteyetem (9) einer F^draulikanlage,

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   die einen BetStigungszylinder enthält» ait dee der Fahrer den Bremsdruck für die Fahrzeugradbrensen aufbringt, wobei der zwischen dem BetStigungazylinder und den Radbremsen angeordnete Bremsdruckregler momentan und zyklisch wiederholt den Radbreasen einen schlupfverursachenden. Bremsdruck zuführt und dieses Druck wieder vermindert, je nachdem/ein M^Signal oder ein ⁿO^tt-Signal zugeführt wird» dadurch gekennzeichnet, daß der Impulszähler (14) mit einen festen Spannungspegel arbeitet, dem die bei der XttpulszBhlung erzeugte, einer linearen Funktion der Raddrehzahl (θ) entsprechende Spannung (U*) überlagert wird, daB zwischen dem Impulszähler (14) und dem ersten Komparator (16) ein Wandler (15) angeordnet ist, der die Spannung (U¹) des IrapulszHhlers (14) in eine

   Spannung (U) umwandelt, die ebenfalls eine lineare

   •
   Funktion der Raddrehzahl (Θ ) und entsprechend den Grenzen eines ausgewählten Raddrehzahlbereiohes einen positiven Maximalwert und einen nahezu gleichgroßen negativen Wert aufweist, daB mit Wandler (15) und dem ersten logischen Schaltglied (18) ein zweiter Komparator (17) verbunden ist, der die von Kandier (15) kommende Brehzahlsignalspannung (U) empfängt und bei einem «1»«Signal des ersten logischen Schalt-

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   gliedee (18) eine Signalspannung (Q) erzeugt, die der errechneten Drehzahl (Jl) für die lineare Fahrzeugverzögerung für "1"-Signale zu bestimmten Zeitpunkten (B^₉ B₂, B«) entspricht, wobei la Falle der Obereinatiomung der zwei Signalapannungen (U, Q) dem zweiten logischen Sohaltglied (19) ein Ausgang*- signal zugeführt wird»

   4· Fahrzeug-Breassystem nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem ersten logischen Sohaltglied (18) und den zweiten logischen Schaltglied (19) ein Zeltbegrenzer (21) vorgesehen 1st, der sit einen Impuls an zweiten logischen Schaltglled (19) ein *O"«Signal erzeugt, wenn das BremedruckviederhereteUungskrlteriua des zweiten Komparator« (17) nicht innerhalb einer zuvor festgelegten Zeit erfQllt wird, die etwas länger 1st als, beginnend alt dea Bspfang eines "1"-Signal· des ersten logischen SchaltgXiedes (18), die Zeit zwischen den Zellpunkten (B₁,B₂ B· bzw« C₁,Cg,C·) der "1"-Signale und der "O"-Signale bei der geringsten Reibung zwischen Rad und Straße.

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