DE2844279A1

DE2844279A1 - Verfahren zum regeln des bremsdruckes in blockiergeschuetzten fahrzeugbremsanlagen

Info

Publication number: DE2844279A1
Application number: DE2844279A
Authority: DE
Inventors: Rudolf Dipl Ing Auding; Karl-Heinz Dipl Ing Hesse; Peter Ing Grad Liermann; Gerhard Ing Grad Ruhnau
Original assignee: Wabco Fahrzeugbremsen GmbH
Current assignee: Wabco Westinghouse Fahrzeugbremsen GmbH
Priority date: 1978-10-11
Filing date: 1978-10-11
Publication date: 1980-04-17
Also published as: JPS5555041A

Description

Hannover, den 2.10.1978 Wabco Westinghouse GmbH UP 26/78 Dr.K.

Verfahren zum Regeln des Bremsdruckes in blockiergeschützten Fahrzeugbremsanlagen

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Regeln des Bremsdruckes in blockiergeschützten Fahrzeugbremsanlagen gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1.

Es ist bekannt, für die Erzeugung von Regelsignalen zur Steuerung des Bremsdruckes in blockiergeschützten Fahrzeugbremsanlagen spezielle Verfahren und spezielle Schaltungsanordnungen zu verwenden, die in der Regel kundenspezifisch und typspezifisch aufgebaut sein müssen. Diese haben den Nachteil, daß sie nicht kompatibel sind und für Weiterentwicklungen und Verbesserungen sowie Änderungen und Anpassungen an sich ändernde Parameter stets neue Verfahren und Schaltungsanordnungen entwickelt und aufgebaut werden müssen, was zeit- und kostenmäßig ungünstig ist.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art anzugeben, durch das Weiterentwicklungen, Anpassungen, Änderungen und Verbesserungen schneller und kostengünstiger durchführbar

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sind, wobei insbesondere an den Einsatz an sich bekannter programmierbarer Mikrocomputer gedacht ist.

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

Der wesentliche Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung ist darin zu sehen, daß mit Hilfe des Mikrocomputers durch Programmänderung eine Lösung für eine Vielfalt von Problemen gefunden werden kann, ohne daß jedesmal ein neuer Kundenschaltkreis aufgebaut werden muß. Das Verfahren ist nicht mehr typen- und kundenspezifisch.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Die Erfindung soll nun anhand der beigefügten Zeichnung, in der Ausführungsbeispiele dargestellt sind, näher erläutert werden.

Es zeigen

Fig. 1 ein Blockschaltbild zur Veranschaulichung, des Signalflusses vom Drehgeber (Sensor) bis zum Magnetventil, Fig. 2 ein Flußdiagramm zur Veranschaulichung

des Gesamtverfahrens mit den Verfahrensschritten zur Rechnervorbereitung und dem eigentlichen Verfahren zur Gewinnung der Regelsignale,

Fig. 3 ein Flußdiagramm eines übergeordneten Unterbrechungsprogrammes zur Steuerung

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des ordnungsgemäßen Ablaufes des Rechnerhauptprogrammes,

Fig. 4 ein Flußdiagramm des Programms zur Gewinnung der Beschleunigungs- und Verzögerungsregelsignale,

Fig. 5 ein Flußdiagramm zur Veranschaulichung des Verfahrens zur Gewinnung der Schlupfregelsignale,
Fig. 6 ein Flußdiagramm zur Veranschaulichung

des Verfahrens zur logischen Verknüpfung der ermittelten Regelsignale und Erzeugung der für die Steuerung des Bremsdruckes notwendigen Stellsignale und Fig. 7 ein Impulsdiagramm zur Erläuterung des ünterbrechungs- und des Logikprogrammes nach den Fig. 3 und 6.

Die Führungsgrößen, die einem Mikrocomputer zugeführt werden, müssen digitalisiert sein, um von diesem verarbeitet werden zu können. Diese Digitalisierung wird von einem - hier nicht näher beschriebenen - Eingangsschaltkreis durchgeführt, auf den in der Fig. 1 mit dem Bezugszeichen 2 hingewiesen ist und dem von einem den Radverlauf abtastenden Sensor 4 gewonnene analoge Meßgrößen zugeführt werden. Die digitalisierten analogen Meßgrößen werden als Datenworte in einen Zwischenspeicher 6 gegeben und aus diesem über einen Multiplexer 8 vom Rechner 1o zwecks Gewinnung von Regel-

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Signalen abgerufen. Die Regelsignale werden dann über Verstärker 12 Magnetventilen 14 als Stellgrößen zugeführt.

Die Umwandlung der in Form einer Wechselspannung vorliegenden Meßgröße erfolgt durch Auszählen von in die Dauer einer Periode fallenden Zählimpulsen eines Impulsgebers (nicht dargestellt). Zum Auszählen der Zählimpulse werden vorzugsweise zwei Zähler verwendet, von denen der eine bei Beginn der negativen Halbwelle der Wechselspannung und der zweite bei Beginn der positiven Halbwelle gestartet wird. Die Zähldauer geht dabei jeweils über eine volle Periode.

Das Datenwort wird über einen Multiplexer abgerufen, der vom Rechner adressierbar ist, und gelangt über eine serielle Datenleitung zum Rechner.

Das binäre Datenwort, das der Periodendauer des Sensorsignales bzw. der Periodendauer des Rechtecksignales entspricht, befindet sich immer als aktueller Wert im Zwischenspeicher 6 und kann vom nachfolgenden Rechner 1o empfangen werden. Diese Datenübertragung kann sowohl parallel als auch seriell erfolgen. Aus Gründen der notwendigen Anschlußzahl wird vorliegend eine serielle übertragungsweise gewählt.

Nachfolgend soll Bezug genommen werden auf die Fig. 2 bis 6, in denen die verschiedenen Flußdiagramme dargestellt sind, die im wesentlichen aus sich selbst verständlich sind, so daß es nur notwendig ist, einige ergänzende Erläuterungen zu geben.

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Zu dem Gesamtprogrammschema nach Fig. 2 sei ergänzend vermerkt, daß das Unterbrechungsprogranun (vgl. Fig. 3) gesperrt wird, um den Rechner vorzubereiten und die Anfangswerte unabhängig vom ünterbrechungsprogramm laden zu können. Alle Anfangswerte werden in ein dynamisches Register geladen. Als Anfangswerte werden beispielsweise die Differenziererzeitbasis, die Referenzzeitbasis, die Differenziererbezugsgröße und die SchlupfSignalreferenzgröße geladen, wobei insbesondere alle Geschwindigkeitswerte entsprechend einem vorgebbaren Minimalwert bzw. alle Periodendauerwerte dem entsprechenden maximalen Wert gesetzt und geladen werden.

Den Differenzierer- und Schlupf werterzeugungsprogrammen gemäß den Fig. 4 und 5 liegt im wesentlichen der Gegenstand der deutschen Patentanmeldung P 26 31 227 "Verfahren und Einrichtung zum Regeln des Bremsdruckes in blockiergeschützten Fahrzeugbremsanlagen" zugrunde.

Dem Logikprogramm gemäß Fig. 6 liegen im wesentlichen die deutschen Patentanmeldungen P 26 55 165 "Verfahren und Einrichtung zur Regelung des Bremsdruckes in Blockierschutzanlagen" und P 27 17 383 "Schaltungsanordnung zur Regelung des Bremsdruckes in der Einsteuerphase bei blockiergeschützten Fahrzeugbremsanlagen" zugrunde.

Zur Erläuterung der wesentlichen Teile des Unterbrechung sprogrammes (realzeitabhängiges ünterbrechungsprogramm) sowie des Logikprogrammes soll nachfolgend Bezug genommen werden auf die Fig. 3, 6 und 7 und die Realisierung der gepulsten Druckeinsteuerung beschrieben werden.

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Es soll davon ausgegangen werden, daß nach dem Abfall des Beschleunigungssignales +b eine Druckaufbauphase erfolgt, bei der der Druckgradient durch hier nicht näher beschriebene Kriterien derart gesteuert wird, daß die Druckeinsteuerzeit und die Druckhaltezeit ein dem Regelverhalten optimal angepaßtes Verhältnis bilden. Nach dem Abfall des +b-Signales wird vom Logikprogramm die Anfangsbedingung für den Zeitstart der für die gesamte Pulsphase charakteristischen Zeit TV1 erzeugt, vgl. vierte, fünfte und sechste Signalfolge von oben in der Fig. 7. Solange der TV1-Zeitwert größer als 0 ist, d.h. die Zeit TV1 nicht abgelaufen ist, wird der Programmteil für das Pulsen im Zeitgeberunterbrechungsprogramm (Fig. 3) durchlaufen. Es werden die Register, in denen die Zeiten durch Subtrahieren eines Wertes nach jeder definierten Zeiteinheit gebildet werden, dekrementiert. Das Pulsen ist durch Haltezeiten TV ₁ und Einsteuerzeiten TV _ (die auch gleich sein können) des Bremsdruckes gekennzeichnet, vgl. Fig. 7. Das Logikprogramm legt jeweils fest, mit welcher Zeit begonnen wird, indem es eine entsprechende Marke MH setzt oder zurücksetzt, wobei die Marke "MH gesetzt" die Marke für Druckhalten und die Marke "MH zurückgesetzt" die Marke für Druckeinsteuern ist. Es können für Druckhalten und Druckeinsteuern auch zwei verschiedene Marken vorgesehen sein. Ist die Pulszeit abgelaufen, wird die entsprechende Marke von Einsteuern auf Halten (MH = 1) oder umgekehrt geändert. Dabei muß auch gleich der Zeitwert geladen werden, der für die entsprechende Pulsphase

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gültig ist. Ein weiteres Kriterium für die Dauer des Pulsens ist die Anzahl der Pulsspiele, die durchgeführt werden soll. Das Pulsen wird beendet, wenn beispielsweise ein Zähler für die Pulsspielzahl auf 0 heruntergezählt hat.

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Claims

Hannover, dan 2.10.1978 Wabco Westinghouse GmbH UP 26/78 Dr.K. Patentansprüche

1.j Verfahren zum Regeln des Bremsdruckes in blockiergeschützten Fahtzeugbremsanlagen,

bei dem die Geschwindigkeit eines oder mehrerer Fahrzeugräder abgetastet und eine analoge Meßgröße in Form einer Wechselspannung gewonnen wird, deren Periodendauer der Drehzahl des entsprechenden Fahrzeugrades umgekehrt proportional ist,

bei dem die analoge Meßgröße in eine digitale Meßgröße umgewandelt wird durch Auszählen von in die Dauer einer Periode oder bestimmten Teilperiode fallenden Zählimpulsen, deren Frequenz höher ist als die Frequenz der Wechselspannung,

und bei dem die digitale Meßgröße zur Erzeugung von Regelgrößen in einem Regelkreis zur Ansteuerung von Magnetventilen ausgewertet wird,
gekennzeichnet durch folgende Merkmale :

Dr.K./H. -2-

D30Ö16/G4&7

a) Auszählen in die Dauer zwischen zwei aufeinanderfolgenden gleichsinnigen Flanken fallender Zählimpulse,

b) Abspeichern des jeweiligen Zahlergebnisses in einen Zwischenspeicher,

c) Abruf des Zählergebnisses aus dem Zwischenspeicher durch einen im Regelkreis zur Erzeugung der Regelsignale vorgesehenen programmierbaren Rechner (Mikrocomputer) zu bestimmbaren Zeitpunkten mit Hilfe eines Datenladeprogrammes,

d) Abwicklung eines Hauptprogrammes im Rechner zur Ermittlung der Regelsignale nach dem Laden des das Zählergebnis darstellenden Datenwortes C_n* wobei nacheinander folgende Programmschritte durchgeführt werden :

et ) Erzeugung von Verzögerungs- und Beschleunigungsregelsignalen (-b und +b-Signalen) aus den Datenworten Γ«, dadurch, daß für jeden Regelkanal eine Differenzierer-Bezugsgröße Γ_ aus den einlaufenden Datenworten gebildet und mit dem jeweils neu einlaufenden Datenwort verglichen wird,

β ) Erzeugung von Schlupfregelsignalen (λ), dadurch, daß für jeden Regelkanal eine die Fahrzeuggeschwindigkeit darstellende Referenzgröße Γ aus den

eigen

Datenworten Γ_Ν gebildet und mit dem jeweils neu einlaufenden Datenwort verglichen wird, \j ) Verknüpfung der nachod) und/3) erzeugten Regelsignale (-b-, -rh-f A -Signale) zur Erzeugung von

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Ansteuerungssignalen (Stellsignale) für die ■Magnetventile/ der art V-daß' beim Auftreten von .:·.;"-vv;Blöekiertendenz anzeigenden Signalen (-b) der ...'.RadbremsdrucrK· gesenkt, bei Wiederanlauftendenz

(+b) anzeigenden Signalen der Radbremsdruck ;, -.kqnstant "geäal'ten '^und "nach -Abfall der j eweiligen

. Beschle.unigungsre^el^igiSale (+b-Signal) Bremsdruck -z': '.eingesteuert wirdsv>'.^r: ":--·; ■ ■ ' ■-

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abspeicherung- in den Zwischenspeicher parallel erfolgt.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zum Auszählen derZählimpulse zwei Zähler verwendet werden, von denen der eine bei Beginn der negativen Halbwelle und der zweite bei Beginn der-positiven Halbwelle gestartet wird,.und daß die Zähldauer jeweils über eine volle Periode geht.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Datenwort T_n über einen Multiplexer abrufbar ist, der vom Rechner adressierbar ist, und daß das Datenwort über eine serielle Datenleitung zum Rechner gelangt.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Rechnerhauptprogramm folgende Programmschritte ausführt

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a) Sperren aller Unterbrechungsprogramme bis auf das Unterbrechungsprogramm für das Rücksetzen des Rechners,

b) Sprung auf Programmbeginn,

c) Laden von Anfangswerten für jeden Regelkanal (z.B. Differenziererzeitbasis, Referenzzeitbasis, "Cb' ^-el ' ^N' ^entsP^recnen^ einer vorgegebenen Minimalgeschwindigkeit) in dynamische Register,

d) Freigabe aller Unterbrecherprogramme,

e) Laden des Datenwortes T_n (Periodendauer) in das Register,

f) Start einer Hauptprogrammschleife, bestehend aus Differenzierer, Schlupfregelsignal-, Logik- und Referenzgrößenprogramm,

g) Aufruf des Differenziererprogramms zur Ermittlung der Verzögerungs- und Beschleunigungssignale (-b- und +b-Regelsignale),

h) Aufruf des Programms zur Ermittlung der Schlupfregelsignale ( λ -Regelsignale),

i) Aufruf des Logikprogramms zur logischen Verknüpfung der Regelsignale nach g) und h) und zur Erzeugung von Stellsignalen für die Magnetventile,

j) Aufruf des Referenzgrößenprogramms zur Ermittlung einer gemeinsamen Bezugsgröße T _ zur Schlupfrege Isignalgewinnung.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Differenziererprogramm folgende Programmschritte ausführt :

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a) Bildung der Differenz Δ zwischen der Bezugsgröße T

und dem jeweiligen Datenwort £"„,

b) Speichern des Vorzeichens und Bildung des Betrags der Differenz,

c) Division der Bezugsgröße Γ_ durch einen Wert m

(iL/m, m beliebig oder m = 2ⁿ mit n=o, 1, 2, .,.)

d) Abfrage, ob der Betrag der Differenz größer als der Quotient TO

e) Verwendung des Datenwortes T_n als neue Bezugsgröße, falls Anfrageergebnis positiv,

f) Abfrage, ob das Vorzeichen der Differenz positiv,

g) Setzen eines +b-Signales, falls Vorzeichen positiv, h) Differenziererzeitbasis neu starten,

i) Setzen des -b-Signales, falls Vorzeichen nicht positiv, j) Differenziererzeitbasis neu starten, k) falls Betrag der Differenz nicht größer als die durch m dividierte Bezugsgröße, Abfrage, ob die Zeitbasis abgelaufen ist,
1) Zurücksetzen der +b- und -b-Signale, falls die

Differenziererzeitbasis bereits abgelaufen, m) Neustart der Differenziererzeitbasis, n) falls Differenziererzeitbasis gemäß Abfrage k) nicht abgelaufen sowie nach jedem Neustart der Zeitbasis Sprung ins Programm zur Berechnung der Schlupfregelsignale (oder allgemein ins Hauptprogramm) .

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7. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Programm zur Schlupfregelsignalgewinnung folgende Programmschritte ausführt :

a) Abfrage, ob die Referenzzeitbasis abgelaufen ist,

b) wenn die Referenzzeitbasis nicht abgelaufen ist, Sprung nach g),

c) wenn die Referenzzeitbasis abgelaufen ist, wird die Zeitbasis neu geladen,

d) nach dem Neuladen der Referenzzeitbasis, Abfrage,

^obreigen < ^g'

e) wennr_eigen< 6_Nwird Z _e±gen = F^_n + T_eigen/m gesetzt,

m = beliebig oder m = 2ⁿ mit n=o, 1, 2, ...,

f) wenn!" . _ö gemäß Abfrage d) nicht kleiner als Γ" .ist,

GXySn JN

^wird Zeigen ⁼ <" eigen " ^r _eigen^/m ^bildet,

g) Abfrage, ob T_ref < T_n»

h) wenn T" ^ nicht kleiner als Z"_N ist,

wird λ zurückgesetzt und es erfolgt Rücksprung in

die Hauptprogrammschleife,
i) wenn T _f< T"_N ist, wird die Differenz Λ zwischen T

und T _f gebildet,
j) Bildung einer zulässigen Abweichung durch Teilen des Referenzwertes F _f durch m, m = beliebig oder m = 2 mit n=o, 1, 2, ··.,

k) Abfrage, ob Δ größer als die zulässige Abweichung ist, 1) wenn Δ größer als die zulässige Abweichung ist, wird das λ -Regelsignal gesetzt und es erfolgt Rücksprung ins Hauptprogramm,

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m) wenn Δ nicht größer als die zulässige Abweichung ist, wird das Λ -Regelsignal zurückgesetzt und es erfolgt Rücksprung ins Hauptprogramm.

8, Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet/ daß das Logikprogramm folgende Programmschritte durchführt

a) Abfrage, ob das + b-Regelsignal gesetzt ist,

b) wenn das +b-Regelsignal gesetzt ist, wird ein gepulster Druckaufbau für eine Pulszeit TV1 vorbereitet, und zwar für Einsteuerzeiten TV, bei denen eine Marke MH nicht gesetzt ist sowie für Haltezeiten TV, bei denen die Marke MH gesetzt ist, wobei ein neuer Zahlenwert für TV geladen wird und die Marke MH invertiert wird, wenn die jeweilige Zeit TV abgelaufen ist und die Zeit TV1 noch nicht abgelaufen ist,

c) Einschaltung einer Druckhaltephase und Rücksetzen der Marke MH und Laden einer Zeit TV,

d) Ausgabe eines Ventilansteuersignales zum Druckhalten,

e) wenn das +b-Regelsignal nicht gesetzt ist, Abfrage, ob das -b-Regelsignal gesetzt ist,

f) wenn das -b-Regelsignal gesetzt ist, Einschaltung der Entlüftungsphase und Ausgabe eines Ventilansteüersignales zum Entlüften,

g) wenn das -b-Regelsignal nicht gesetzt ist, Abfrage, ob das Λ -Regelsignal gesetzt ist,

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h) wenn das Λ -Regelsignal gesetzt ist, wird die Entlüftungsphase eingeschaltet und ein Ventilansteuerungssignal zum Entlüften ausgegeben,

i) wenn das A -Regelsignal nicht gesetzt ist, Abfrage, ob die Pulszeit TV1 abgelaufen ist,

j) wenn TV1 nicht abgelaufen ist, Abfrage, ob die Marke MH gesetzt ist,

k) wenn die Marke MH gesetzt ist, Einschaltung der Haltephase,

1) Ausgabe eines Ventilansteuersignales zum Druckhalten,

m) wenn TV1 abgelaufen ist oder die Marke MH nicht gesetzt ist, Einschaltung der Einsteuerphase,

n) Rücksetzen der Ventilansteuersignale,

o) Rücksprung ins Hauptprogramm.

9. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Referenzgrößenprogramm folgende Programmschritte durchführt :

a) Laden der Bezugsgröße XT . (Bezugsperiodendauer)

des zweiten Regelkanals als "C₁. ,in den ersten

fremd

Regelkanal und der Bezugsgröße T . (Bezugsperiodendauer) des ersten Regelkanals als T in den zweiten Regelkanal,

b) Vergleich ob r

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c) gemeinsame Bezugsgröße i_ = L . , wenn L _s < L* „

ref eigen ^wc"" «- eigen '"fremd

d) gemeinsame Bezugsgröße T _f = ZV. ,,

wenn L_x. _Λ<· L . ,
fremd eigen

e) Rücksprung ins Hauptprogramm/

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Rechnerprogramm durch ein von einem frei laufenden Zeitgeber gesteuertes Signal unterbrechbar ist und ein Unterbrechungsprogramm auslöst, das folgende Programmschritte durchführt :

a) Dekrementierung der geschwindigkeitsabhängig vorgegebenen Referenzzeitbasis bis zum Zahlenwert Null zur intervallmäßigen Anpassung von X . an die Fahrzeuggeschwindigkeit,

b) Dekrementierung der vorgebbaren Differenziererzeitbasis bis zum Zahlenwert Null zur intervallmäßigen Anpassung von T an die Radgeschwindigkeit zur Ermittlung der Differenzierersignale,

c) Erzeugung der Zeiten (TV1, TV ) für den gepulsten Druckaufbau,

d) Rücksprung ins Hauptprogramm.

11. Verfahren nach Anspruch 1 ο, dadurch gekennzeichnet, daß das Unterbrechungsprogramm dem Hauptprogramm übergeordnet ist und durch ein Unterbrechungssignal eines frei laufenden Zeitgebers periodisch wiederkehrend aufgerufen wird.

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