DE2263284A1

DE2263284A1 - Antiblockierregelsystem fuer fahrzeuge

Info

Publication number: DE2263284A1
Application number: DE2263284A
Authority: DE
Inventors: Anton Rodi
Original assignee: Teldix GmbH
Current assignee: Rockwell Collins Deutschland GmbH
Priority date: 1972-12-23
Filing date: 1972-12-23
Publication date: 1974-07-11
Also published as: GB1436400A; FR2211367A1; JPS5340680B2; IT1005526B; FR2211367B3; US3883186A; JPS4989064A; DE2263284B2

Description

TELDIX GmbH

6900 Heidelberg 1
Grenzhöfer Weg 36

Heidelberg, 15. Dezember 1972 E/Pt-Ka/Ba E-2V9

Antiblockierregelsystem für Fahrzeuge

Dxe Erfindung betrifft ein Antxblockierregelsystem für Fahrzeuge, bei dem eine von der Radgeschwindigkeit abhängige Größe mit einer Bezugsgröße verglichen und bei Unterschreiten der Bezugsgröße durch die von der Radgeschwindigkeit abhängige Größe ein Signal zur Variation des Bremsdruckes erzeugt wird.

Stand der Technik

Derartige als Schlupfregler bezeichnete Antiblockierregler sind bekannt, z.B. aus der deutschen Patentschrift 1 156 318 und der Offenlegungsschrift 2 035 632. Die Bezugsgröße, (.hier ein Anteil einer von der Fahrzeuggeschwin diglceit abhängige Spannung,), kann danach mittels eines durch- ein ungebremstes Rad oder durch ein von einem gebremsten Rad mitgenommen, mit einer Frei!aufeinrichtung versehenen Umlauforgan angetriebenen Generators, oder mittels einer Speichereinrichtung aus einer der Radgeschwindigkeit eines geregelten Rades entsprechenden Spannung gewonnen werden, wobei die Speichereinrichtung Spannungserhöhungen praktisch .weitgehend unverzögert foigu, dagegen Spannungserniedrigungen zumindest zeitweise mit

409828/0A63

/2

I £-279 /Jt

einer vorgegebenen Verzögerung folgt. Die Bezugsgröße kann jedoch auch eine von der Geschwindigkeit eines geregelten Fahrzeugrads direkt (ohne Speicherung) abhängi- . ge Spannung sein, mit der die der Radgeschwindigkeit eines anderen Hades entsprechende Spannung verglichen wird.

Es ist bekannt, die so gewonnene der Fahrzeuggeschwindigkeit zumindest näherungsweise direkt proportionale Spannung mittels eines Spannungsteilers zu teilen und einem bestimmten Anteil, z.B. stets 90 % mit der Radgeschwindigkeit zu vergleichen. Wird die heruntergeteilte Fahrzeuggeschwindigkeitsspannung von der Radgeschwindigkeit unterschritten, also ein vorgegebener Schlupf erreicht, so wird eine Absenkung des Bremsdruckes eingeleitet. In der Fig. 1 der Zeichnung ist der Verlauf der der FahrZeuggeschwindigkeit entsprechenden Spannung in Abhängigkeit von der Fahrzeuggeschwindigkeit dargestellt und mit A bezeichnet. Der Verlauf der hieraus gewonnenen, heruntergeteilten Vergleichsspannung (90 %) trägt das Bezugszeichen B. Man erkennt, daß die Spannungsunterschiede bei kleinen Geschwindigkeiten so gering sind, daß dort wegen der geringen Genauigkeit der Spannungsgewinnung der Schlupfregler nicht brauchbar ist. Den Verlauf des konstanten Schlupfes Λ. in Abhängigkeit von der Fahrzeuggeschwindigkeit für diesen Fall zeigt die Kurve C der Fig. 2. Man benötigt hier eine Abschaltemöglichkeit bei einer bestimmten Geschwindigkeit, Diese bekannte Lösung trägt auch der Tatsache nicht Rechnung, daß mit kleiner werdender Fahrzeuggeschwindigkeit der optimale Bremsschlupf größer ist. Schließlich kann es hier bei Kurvenfahrt, die ja entsprechend dem Kurvenradius bei geringeren Geschwindigkeiten erfolgt, vorkommen, daß wegen des zwischen zwei Rädern auftretenden Drehgeschwindigkeitsunterschiedes die Regeleinrichtung in fälschlicher Weise anspricht, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit vom äußeren schnelleren Rad abgeleitet wird und das andere Rad damit verglichen wird.

40982870463

E-279 / Λ

Es ist zur Vermeidung dieser Nachteile auch, schon bekannt, von der der Fahrzeuggeschwindigkeit entsprechenden Spannung, z.B. mittels einer Diode eine konstante Spannung entsprechend einer konstanten Geschwindigkeit abzuziehen und dem verbleibenden Spannungsrest mit der der Radgeschwindigkeit entsprechenden Spannung in Beziehung zu setzen. Der entsprechende Verlauf der der Fahrzeuggeschwindigkeit entsprechenden Spannung in Abhängigkeit von der Fahrzeuggeschwindigkeit ist in Fig. 3 mit Ώ bezeichnet, der Verlauf der Vergleichsspannung unter der Voraussetzung, daß bei 200 km/h der Schlupf 10 % beträgt, mit E. Die Abhängigkeit des Schlupfes A von der Fahrzeuggeschwindigkeit gibt die Kurve F in Fig. 3 wieder. Man erkennt, daß der Schlupf - wie oben gefordert - nach kleinen Geschwindigkeiten hin anwächst, daß auch eine Verbesserung hinsichtlich des Ansprechens der Regeleinrichtung in der Kurve erfolgt, daß jedoch das System schon theoretisch bei kleinen Geschwindigkeiten versagt, hier ab'20 km/h. In der Praxis tritt das Versagen schon früher auf, da Ja die Vergleichsspannung und die Radspannungen schon-in der Nähe von 20 km/h sehr klein werden. Hinzu kommen noch Realisierungsschwierigkeiten dadurch, daß die zum Spannungsabzug benutzbaren Bauelemente Spannungswerte um 0,7 V aufweisen, was bex in Fahrzeugen üblichen Spannungsgeneratoren (Impulsgeber mit Wandler,) die von der Betriebsspannung abhängen, etwa 35 km/h entspricht.

Aufgabe und Lösung

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin, einen Schlupfregler zu schaffen, der bis zu sehr kleinen Geschwindigkeiten brauchbar ist, in der Kurve nicht fälschlicherweise anspricht und nach kleinen Geschwindigkeiten hin mit einem größer werdenden Schlupf arbeitet.

Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale erreicht.

409828/0463

/ A-

E-279 / iK

Erläuterung der Erfindung und vorteilhafte Weiterbildung

Die Ausdrucksx/eise "Größe" wurde gewählt, weil die zu vergleichenden Größen zwar Spannungen sein können, jedoch z.B. bei digitaler Auswertung Frequenzen bzw. Digitalwerte sind. Die Bildung der einzelnen Größen kann im letztgenannten Falle so vor sich gehen, daß die Impulsfolgefrequenz einer von der Rad- oder Fahrzeuggeschwindigkeit aohängigen Impulsfolge mittels eines Zählers bestimmt wira und dessen geschwindigkeitsabhängigem Wert ein konstanter Wert zuaddiert wird.

Sowohl "bei der analogen, als auch der digitalen Lösung braucht keine Konstante Spannung oder keine konstante Digitalgröße dem geschwindigkeitsabhängigen Wert überlagert werden. Vielmehr kann auch die der geschwindigkeitsabhängigen Größe zugefügte Größe sich selbst wieder mit der Geschwindigkeit verändern. Es ergibt sich aber auch hier im Ergebnis, daß die Endgröße aus einem konstanten Anteil und einem nun allerdings zweifach beeinflußten geschwindigkeitsabhängigen Anteil besteht.

Es wurde bisher davon geredet, daß die Größen von der Geschwindigkeit abhängig sein sollen. Hierbei ist keineswegs eine lineare Abhängigkeit vorausgesetzt, obwohl die lineare Abhängigkeit bevorzugt wird. Auch können die Abhängigkeiten für die Bildung der einzelnen Größen unterschiedlich sein, z.B. die Proportionalitätsfaktoren unterschiedlich gewählt werden. Wesentlich für die Erfindung ist, daß die Verläufe der beiden Größen gleiche Vorzeichen der Steigungsmaße aufweisen. Beide Kurven könnten also auch negatives Steigungsmaß aufweisen, wobei sich dann die Größen mit größer werdender Geschwindigkeit verkleinern. Damit wird es z.B. bei Vergleich der Geschwindigkeiten zweier Bäder möglich, die Vergleichsgröße direkt aus der Messung der einen Radgeschwindigkeit (unter Zufügung des konstanten Anteiles) zu gewinnen. Bei linearer Abhängigkeit des geschwindigkeitsabhängigen Anteiles der Endgrößen von der

409828/0463

E-279

Radgeschwindigkeit ergeben sich dann (ähnlich wie in Fig. 4 dargestellt) zwei Geraden, die die λί -Achse "bei ·· •unterschiedlichen ^.-Werten schneiden und hier auch unterschiedliche Steigung (= unterschiedlicher Proportionalitätsfaktor) aufweisen. Die Kurve mit dem kleineren ^ -Wert ("bei ν = o) (Kurve H in Fig. 4) ist die Vergleichsgröße, deren geschwindigkeitsabhängiger Anteil an einem fein geregelten Rad gewonnen wurde, während die andere Kurve (G in Fig. 4) den Verlauf der von der Geschwindigkeit des anderen, im Schlupf zu regelnden Rades abhängigen Größe (ohne Bremsschlupf) darstellt. Eine Druckbeeinflussung erfolgt, wenn die zu vergleichende Größe auf den Wert der Vergleichsgröße absinkt.

Unter der Voraussetzung zweier Geraden - ähnlich wie sie in Fig. 4 dargestellt sind - für die Verläufe der Vergleichsgröße und der radspannungsabhängigen Größe erhält man für den Verlauf des Schlupfes A, folgenden Ausdruck:

V¹B^

wobei HL₁ die Steigung der oberen Geraden (G in Fig. 4)

hu die Steigung der unteren Geraden (H in Fig. 4) (Bezugsgröße)

f eine der Geschwindigkeit proportionale Größe f der höchstmögliche konstante Wert von f

^Um1 - ^ua1

U_x. der Ausgangswert der oberen Geraden (bei v. bzw. f_Q = o)

U ρ der Ausgangswert der unteren (Vergleichswert) ^a^ Geraden (Bei ν bzw. f_Q = o)

U_x. der Endwert der oberen Geraden bei ν « ν ο gr

Das Verhältnis der Steigungen ^2 darf um ein Schneiden

E-279 / Jet

innerhalb des interessanten GeschwindigKeitsbereichs zu vermeiden, nur im Rahmen des folgenden Ausdruckes variiert werden

Geht man von zwei solchen Geraden unter den angegebenen Bedingungen aus, so ergeben sich gemäJi der .angegebenen Formel fürJt Abhängigkeiten des Schlupfes von der Geschwindigkeit ν (bzw. f"₀)» wie sie in Fig. 5 an zwei Beispielen gezeigt sind. Die Schlupfabhängigkeit ist durch das gewählte Verhältnis ^£ und durch die Wahl der Werte für U^ ^Ua2 ^und ^m2 K^e!^^ben» d.h., die gewünschte und benötigte Abhängigkeit kann durch Wahl dieser Groben eingestellt werden. Die luirven zeigen, daß der Schlupf nach Kleinen Geschwindigkeiten hin zunimmt, daß ein Schlupf 100 % und damit eine automatische Abschaltung des Reglers bei sehr kleinen Geschwindigkeiten möglich wird und daß auch das Fehlansprechen bei Kurvenfahrt beseitigt werden kann.

Man kann auch "bei der erfindungsgemäßen Erzeugung der zu vergleichenden Größe und der Vergleichsgröße eine der Fahrzeuggeschwindigkeit angenäherte Größe mit Hilfe einer von der Radgeschwindigkeit abhängigen Größe erzeugen, inden mar. in bekannter Weise einen zusätzlichen Speicher verwendet, der sich schnell auf die anliegende Größe auflädt und wenigstens zeitweise langsam entlädt. Der Speicher ist im Analogfall z.B. ein RC-Glied und bei der digitalen Lösung ein Zähler, der seinen Zählwert, wenn ihm kein größerer Eingangwert eingegeben wird, langsam erniedrigt. Dem Speicher wird hier die aus konstantem Wert und radgeschwindigkeitsabhängigem Wert bestehende Größe zugeführt. Der Ausgangswert wird dann entsprechend dem gewünschten Schlupf noch heruntergeteilt. Die Herunterteilung könnte auch vor dem Speicher geschehen.

409828/0463

/ 7

E-279

Anhand der Fig. 4 und 5 wird nun eine bevorzugte Ausführungsform erläutert, bei der der konstanten Größe
eine der Fahrzeuggeschwindigkeit proportionale Größe überlagert ist, wobei es gleichgültig ist, wie diese gewonnen
wurde. Es wird die analoge Lösung behandelt.

In Fig. 4 ist der" Verlauf der von der Fahrzeuggeschwindigkeit abhängigen Spannung in Abhängigkeit von der Fahrzeuggeschwindigkeit ν dargestellt und mit G bezeichnet, wobei
der überlagerte Gleichspannungswert 1,1 V ist. Die Vergleichsspannung wird durch einen Spannungsteiler mit einer Teilung 1 : 9 gewonnen, d.h. als Vergleichsspannung dienen 90 % der Spannung entsprechend Verlauf G. Der Vergleichspannungsverlauf ist mit H bezeichnet. Mit den aus der
Fig. 4- entnehmbaren Größen ergibt sich hier für den Verlauf des Schlupfes

A = (1 - x)

Hierin bedeuten: ^R2

R₁₊R₂

1 +

Tr- - 1

v/v.

wobei R^ und Rp die Widerstände des Spannungsteilers sind und an Ro die Vergleichsspannung abgegriffen wird.

U.

der Maximalwert der der Fahrzeuggeschwindigkeit entsprechenden Spannung bei der höchsten Fahrzeuggeschwindigkeit (hier 280 km/h)

der Ausgangswert der der Fahrzeuggeschwindigkeit entsprechenden Spannung bei der Geschwindigkeit O, also die überlagerte, konstante Spannung

409 8-2 8/0463

/ 8

E-279

ν « die ifahrzeuggeschwindigkeit

ν « die maximale Geschwindigkeit für die der Regler ausgelegt ist (,hier 280 km/h) *

Durch Wahl des Ausdruckes , also der wähl-

m _Λ

tr - ¹

baren Ausgangsgrößen läßt sich dir Verlauf von ·Λ sehr stark beeinflussen, wie sich das aus der Darstellung des Verlaufes von A in Abhängigkeit von der Fahrzeuggeschwindigkeit ν in zwei Fällen in Fig. 5 ergibt. Somit ist mit der erfindungsgemäßen Lehre eine Anpassung an die verschiedensten Begier und Hegelungsvoraussetzungen möglich.

Man erkennt aus Fig. 5» daß mit der Erfindung ein Betrieb des Reglers bis zu kleinen Geschwindigkeiten möglich ist, wobei man durch Wahl des Schlupfwertes 100 % eine automatische Abschaltung, bei einer wählbaren niedrigen Geschwindigkeit von z.B. 3,5 km/h erreichen' kann. Weiterhin kann man durch Wahl des Kurvenverlaufs das Fehlansprechen des Reglers in Kurven vermeiden. Auch erreicht man die gewünschte Tendenz, nach kleinen Geschwindigkeiten hin den Schlupf automatisch zu erhöhen.

Man kann gemäß weiterer Erfindung zusätzlich noch durch Wahl des Bezugspunktes, auf den die Vergleichsspannung bezogen wird, (z.B. zusätzliche Einschaltung einer Diode) den Verlauf der Vergleichsspannung beeinflussen. Bei Vorhandensein einer entsprechenden Stromversorgung kann man die Addition des konstanten Spannungswertes auch dadurch vornehmen, daß man die durch den Nullpunkt gehende geschwindigkeit 3 abhängige Größe auf einen Bezugspunkt anderer Polarität bezieht, (bei einer positiven von der Geschwindigkeit abhängigen Spannung auf einen negativen Bezugespannungswert).

4 C 3 8 1 S / 0 4 6 3 /9

Β-379

FiKurenbeschreitmnp;

In der Fig. 6 der Zeichnung ist in prinzipieller Darstellung ein Teil eines beispielhaften Antiblockierreglers dargestellt, der die Erfindung beinhaltet. Hier sind zwei Fahrzeugräder 1 und 2 gezeigt, die mit zwei Impulssensoren 3 und 4 verbunden sind, die je eine der Drehgeschwindigkeit der Räder in der Impulsfoigefrequenz proportionale Impulsfolge erzeugen. Diese Impulsfolgen werden den Frequerizspannungswandlern 5 und 6 zugeführt, in denen aus der Impulsfolge jeweils eine von der fiadgeschwindigkeit abhängige Gleichspannung erzeugt wird. Diese Wandler 5 und 6 sind, so ausgelegt,, daß am Ausgang der Frequenz-Spannungswandler Spannungen vorhanden sind, die sich aus einem gewünschten konstanten Spannungsanteil und einem der Raddrehgeschwindigkeit proportionalen Spannungsanteil zusammensetzen, also dem Verlauf G der- Fig. 4 entsprechen» Diese Spannungen werden den Speichergliedern-? und 8 zugeführt, die den von den Wandlern kommenden Spannungen unverzögert folgen, Jedoch zumindest zeitweise verzögert entladen werden. Somit entsteht in an sich bekannter Weise am Ausgang der Speicherschaltungen jeweils ein der Fahrzeuggeschwindigkeit angenäherter Spannungsverlauf, dem jedoch noch eine Gleichspannung überlagert ist. Zur besseren Annäherung des Verlaufes an den Verlauf der Fahrzeuggeschwindigke.it sind zwei Speicherglxeder vorgesehen und das Auswahlglied in Form des Operationsverstärkers 9 wählt hieraus die größere Spannung aus. Der Verlauf der Spannung am Ausgang des Auswahlgliedes 9 entspricht dem Verlauf G der Fxg. 4. Diese Spannung wird mittels des Spannungsteilers mit den Widerständen R_x. und R~ geteilt, so daß am unteren Eingang der Differenzverstärker 10 und 11 bei in der Geschwindigkeit hochlaufenden Rädern 1 und 2 der in Fig. 4 mit H bezeichnete Spannungsverlaüf erscheint. In den Differenzverstärkern 10 und 11 wird die am Teiler, der noch zusätzlich zur Verlegung des Bezugspunktes eine Diode aufweisen kann (wie gestrichelt dargestellt) abgegriffene

ηθ Β-279 /

Vergleichsspannung mit den Ausgangsspannungen der Wandler b und 5 verglichen, und bei Unterschreiten der Ver-rgleichsspannungen werden an den Ausgängen der Differenzverstärker Schaltspannungen erzeugt, die zur Beeinflussung des Bremsdruckes dienen.

Die Überlagerung einer Gleichspannung in den Wandlern 5 und 6 macht keine Schwierigkeiten, vielmehr ergibt sich eine solche Überlagerung bei entsprechender Auslegung automatisch, da die Ausgangsspannung eines-Wandlers stets um einen konstanten Betrag von seiner Versorgungsspannung abwei cht.

- Patentansprüche -

/ 11

21; ' 0 4 6 3

Claims

Patentanspruchs

Antiblockierregelsystesa fur Fahrzeuge, bei dem. eine von der Radgeschwindigkeit abhängige Größe mit einer Bezugsgröße verglichen und bei Unterschreiten der Bezugsgröße durch die von der Radgeschwindigkeit abhängige Größe ein Signal zur Variation des Bremsdruckes' erzeugt wird, dadurch !gekennzeichnet„ daß die von der Radgeschwindigkeit abhängige Größe G^ und die Beaugsgröße Gp je aus einem konstanten Anteil und einem geschwindigkeit sabhängigen Anteil bestehen₉ wobei der konstante Anteil der Bezugsgröße G., kleiner als der konstante Anteil der Größe G^ ist und der Yerlauf der beiden Größen G^ und Qi^ *ⁿ Abhängigkeit von der Geschwindigkeit derart gewählt ist, daß s'ie sich im benötigten Geschwindigkeitsöereicli nicht schneiden und das Verhältnis der Steigungsmaße der Yerläufe größer ist.

Antiblockierre gel system -nach Anspruch 1 _s dadurch gekennzeichnet, daß bei der an s±~ci& bekannten Ableitung einer von der Pahrzeuggeschwindigkeit abhängigen Große •aus wenigstens einer iron der Badgeschwindigkeit abhängigen Größe mittels einer sieh schnell ladenden und. wenigstens zeitweise langsam entladenden Speicherschaltung die die "Ladung Ibtsreirkende, von der Radgeschwindigabhängige Größe die konstante Größe enthält._α

Antiblockierregier aa^M ikasprseüa 1 oder 2₉ dadurch

gekennzeichnet_? daß der variable Anteil der beiden

Größen linear von üeT föescSsfindigkeit abhängte

Heidelberg, 15· Dezember
E/Pt-Ka/Ba 1

Leerseite