Die Erfindung bezieht sich auf ein Antiblockiersystem
für Straßenfahrzeuge gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Bei einem bekannten Antiblockiersystem (DE-OS 25 24 427)
werden die Radgeschwindigkeiten zweier diagonal
gegenüberliegender Räder mittels Sensoren abgetastet.
Die so gewonnenen Signale werden jeweils einem Kanal
einer Blockierschutzelektronik zugeführt. Die beiden
Elektroniken erzeugenden Regelsignale, durch welche der
Bremsdruck jeweils für die gesamte Vorderachse oder
für die gesamte Hinterachse beeinflußt wird. Es wird
also lediglich das sensierte Rad geregelt, während das
zweite Rad der gleichen Achse mitgesteuert wird.
Die Beeinflussung des Bremsdruckes erfolgt durch
Magnetventile, die in den Bremsleitungen liegen und
die durch die Regelsignale angesteuert werden. Jedes
Magnetventil besteht aus einem Einlaßventil und einem
Auslaßventil.
Bei dem bekannten System kann es nun vorkommen, daß
ein Magnetventil eines der beiden Regelkanäle derart
fehlerhaft angesteuert wird, daß ein elektrisches
Dauersignal am Einlaßventil oder am Auslaßventil
anliegt. Die Einlaßventile sind dabei stets so geschaltet
daß sie ohne Eingangssignal geöffnet und mit
Eingangssignal geschlossen sind. Die Auslaßventile
sind ohne Signal geschlossen und mit Signal geöffnet.
Dies ist notwendig, damit bei Ausfall der Elektronik
noch in normaler Weise gebremst werden kann. Durch den
beschriebenen Fehler wird dann das betroffene Rad
drucklos, da kein Bremsdruck mehr eingesteuert werden
kann. Eine Bremsung ist dann nicht mehr möglich.
Wird die fehlerhafte Ansteuerung des Einlaßventils
oder Auslaßventils von einem falschen Regelsignal
innerhalb der Elektronik (Verzögerung -b, Beschleunigung
+b, Schlupf λ) verursacht, dann kann dieses
fehlerhafte Regelsignal durch eine stets vorhandene
Sicherheitsschaltung erkannt und abgeschaltet werden
(DE-OS 27 02 800).
Liegt der Fehlerursprung aber im Logikteil der Elektronik
oder in einer der Endstufen für die Magnetventilansteuerung,
dann wird der Fehler zwar erkannt, aber
erst nach einer relativ langen Zeit auf normale
Blockierbremsung, d. h. ohne Blockierschutz, umgeschaltet.
Dies erfolgt durch die Gesamtabschaltung des
Antiblockiersystems mittels eines Sicherheitsrelais.
Es ist ebenfalls bekannt, bei einem Defekt in einem
Regelkanal, das gestörte Rad einer Achse durch das
zweite, ungestörte Rad derselben Achse mitzusteuern
(DE-OS 25 43 178). Das erfolgt durch Parallelschaltung
der Regelventile.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand
einer Zeichnung näher erläutert. Die Zeichnung zeigt in
Fig. 1 ein bekanntes Antiblockiersystem mit diagonaler Sensierung
zweier Räder gemäß dem Oberbegriff der Anmeldung,
Fig. 2 ein Blockschaltbild eines Schaltungsteiles einer Blockierschutzelektronik
gemäß der Erfindung.
In Fig. 1 ist ein Antiblockiersystem gemäß dem Patentanspruch 1
schematisch dargestellt. Von den vier Rädern 20 bis 23 eines Fahrzeugs
sind zwei diagonal gegenüberliegende Räder 21, 22 mit Radsensoren
24, 25 zur Erfassung der Raddrehzahlen ausgerüstet. Die
Signale dieser Radsensoren werden zwei Kanälen einer Blockierschutzelektronik
26 und 27 zugeführt. Diese beiden Kanäle erzeugen
in bekannter Weise Ausgangssignale, welche Magnetventilen
(Regelventilen 28, 29) zugeführt werden. Diese regeln über ein
Einlaßventil EV und ein Auslaßventil AV die Druckluftzufuhr aus
einem (nicht dargestellten) Vorrat zu den Radbremszylindern 30
bis 33 der vier Räder. Dabei sind die Radbremszylinder einer
Achse jeweils über Druckmittelleitungen 34, 35 parallel geschaltet.
Durch das in Fig. 1 dargestellte Antiblockiersystem werden somit
die Räder 21, 22 geregelt und die Räder 20, 23 mitgesteuert. Wie
bereits erwähnt, ergeben sich gebenüber einer Vierkanalregelung
Kosteneinsparungen. Die Stromversorgung der in den Elektkroniken 26,
27 enthaltenen Endstufen für die Magnetventilansteuerung erfolgt
durch die Fahrzeugbatterie über ein Sicherheitsrelais SR. Dieses
hat die Aufgabe, bei einem Fehler in den Elektronik-Kanälen
den Blockierschutz abzuschalten. Das Sicherheitsrelais SR kann
wie gezeichnet als Relais oder auch als Halbleiterschalter ausgebildet
sein.
In Fig. 2 ist ein Blockschaltbild einer Logikschaltung dargestellt
welches die Erfindung beinhaltet und in ein vorhandenes Antiblockiersystem
eingefügt werden kann. Die Schaltung besteht im wesentlichen
aus drei Teilen. Dem ersten Schaltungsteil 1, 2, 3 nach Fig. 2
werden die folgenden, aus einem (nicht dargestellten) Antiblockiersystem
kommenden, digitalen Signal zugeführt.
EVh: Einlaßventil - Hinterachse, abgenommen vor dem Endverstärker 42
MEv: Magneteinschaltüberwachung - Vorderachse
-bv: Verzögerung - Vorderachse (sensiertes Rad)
λv: Schlupf - Vorderachse (sensiertes Rad)
Dem zweiten Schaltungsteil, 4, 5, 6 werden die entsprechenden Signale
der anderen Achse zugeführt.
Dem dritten Schaltungsteil 45 bis 51 werden die folgenden Signale
zugeführt:
h: Schlupf Hinterachse (sensiertes Rad)
+bh: Beschleunigung - Hinterachse (sensiertes Rad)
MEv: Magneteinschaltüberwachung - Vorderachse
AVv: Auslaßventil - Vorderachse
MEh: Magneteinschaltüberwachung - Hinterachse
AVh: Auslaßventil - Hinterachse
+b: Abfallverzögerung
Weiter bedeuten:
UBatt: Batteriespannung
SP: Speicher zum Halten eines Eingangsimpulses
SR: Sicherheitsrelais
Das erste Schaltungsteil, bestehend aus den Elementen 1, 2, 3,
arbeitet wie folgt:
Angenommen sei, daß durch einen Fehler in der Logik oder in
der Magnetventilansteuerung (z. B. Kurzschluß in den Endverstärkern
40, 42) des Antiblockiersystems das Einlaßventil EVv für die
Vorderachse ständig erregt ist. Das Einlaßventil ist so gebaut,
daß es bei Erregung geschlossen ist. Da deshalb kein Druckmittel
nachgeliefert wird, ergibt sich durch diesen Fehler eine drucklose
Vorderachse.
Das Ansehen des zu lange, d. h. länger als eine vorgegebene Zeit,
dauernden Signals am Einlaßventil EVv der Vorderachse wird nun
durch die im Antiblockiersystem vorhandene Magneteinschaltüberwachung
MEv erkannt. Durch ein entsprechendes Signal dieser
Einschaltüberwachung wird nun ein Speicher 1 gesetzt. Ein Verzögerungssignal
-b oder ein Schlupfsignal λ kann nicht gleichzeitig
anliegen, da das Rad nach Überschreitung der Magneteinschaltzeit
schlupffrei laufen muß und außerdem ein fehlerhaftes
Regelsignal durch die überwachende Sicherheitsschaltung erkannt
worden wäre. Die Signale -bv und λv sind über ein ODER-Gatter 2
auf einen negierten Eingang eines UND-Gatters 3 geleitet.
Damit ist das UND-Gatter 3 für die am oberen Eingang liegenden
Signale des Einlaßventils EVh der Hinterachse geöffnet.
Da die Hinterachse von den Fehlern an der Vorderachse nicht negativ
beeinflußt ist, wird die Hinterachse ungestört geregelt. Hierbei
werden auch Zeiten auftreten, in denen das Einlaßventil EVh
der Hinterachse nicht erregt ist. Dies ist der Fall in den Druckaufbauphasen.
In diesen Phasen wird der Druck in den Bremszylindern
des Hinterrades aufgepulst. Diese Zeiten werden nun
dazu genutzt, um über das UND-Gatter 3, welches nunmehr durchschaltet,
sowie über das ODER-Gatter 7 und einen Verstärker 9
das Sicherheitsrelais SR abfallen zu lassen. Das Sicherheitsrelais
SR besteht aus einer Spule 10 und einem Kontakt 11. Es
kann jedoch auch ein elektronischer Schalter verwendet werden.
Hierdurch wird die Stromversorgung UBatt für die Endverstärker
40, 41 der Magnetventile EVv, AVv der Vorderachse periodisch
unterbrochen. Die Folge ist, daß trotz defekter Magnetventilansteuerung
der Vorderachse das Einlaßventil EVv kurzzeitig entregt
wird und damit Druck in die Vorderachse eingesteuert wird.
Der Druck der Vorderachse wird gleichzeitig mit dem der Hinterachse
aufgebaut. Die gleichzeitige Unterbrechung der Stromversorgung
der Endverstärker 41, 43 für die Auslaßventile AVv und
AVv schadet nicht, da diese Ventile so gebaut sind, daß sie ohne
elektrisches Eingangssignal geschlossen sind.
Erreicht die Vorderachse den Abregeldruck, dann wird ein -b-
und ein λ-Signal an der Vorderachse auftreten, welche über
das ODER-Gatter 2 das Zwangseinsteuern beenden. Da das Auslaßventil
AVv der Vorderachse bei diesem Beispiel funktionsfähig ist,
wird die Blockierschutzelektronik 26 den Bremsdruck an der Vorderachse
in normaler Weise wieder absenken können. Die Regelsignale
der Blockierschutzelektronik werden den durch Pfeile dargestellten
Steuereingängen der Endverstärker 40 bis 43 zugeführt.
Das nach der Druckabsenkung erforderliche neue Einsteuern des
Druckes erfolgt dann erst wieder gleichzeitig mit der Druckeinsteuerung
der Hinterachse.
Ein dem oben beschriebenen entsprechender Fehler liegt vor, wenn
das Einlaßventil EVv der Hinterachse ständig erregt ist und hierdurch
eine drucklose Hinterachse verursacht wird. In diesem Fall
wird der Teil 4, 5, 6 der Logikschaltung (zweiter Schaltungsteil)
mit den Eingangsgrößen EVhMEh, -bh und λh wirksam. Die
Funktionsweise entspricht der oben beschriebenen.
Neben den Einlaßventilen können auch die Auslaßventile von Vorder-
oder Hinterachse durch einen Fehler in der Elektronik oder durch
einen Kurzschluß in einem der Endverstärker 41 oder 43 ständig
erregt werden. Dieser Fehler bewirkt eine drucklose Vorder- oder
Hinterachse, da durch die erregten Auslaßventile die Druckluft
ständig entweichen kann. Bei diesem Fehler hat eine Beeinflussung
des Sicherheitrelais SR in der oben beschriebenen Art nicht den
gewünschten Erfolg. Hier muß durch das Öffnen des Sicherheitsrelais
SR die intakte Achse überbremst werden, damit auch in der
fehlerhaften Achse Bremsdruck eingesteuert werden kann.
Der dritte Schaltungsteil (Logikschaltung 45 bis 52) erkennt diesen
Fehler, nachdem das Überschreiten der Magneteinschaltzeit eines Auslaßventils
durch die Magneteinschaltüberwachung MEv, MEh festgestellt
worden ist. Über Gatter 48, 49, 50 wird dann ein Speicher 51
gesetzt, dessen Ausgangssignal über Gatter 52, 7 das Sicherheitsrelais
SR abschaltet. Diese Abschaltung führt zunächst zum Einsteuern
des Bremdruckes am gesamten Fahrzeug. Erst wenn bei Blockierneigung
beide Auslaßventile AVv, AVh von der Blockierschutzelektronik
angesteuert werden, wird über das UND-Gatter 47 die Sperrung
des Sicherheitsrelais durch eine Sperrung des Gatters 52 aufgehoben
und das Sicherheitrelais SR wieder geschlossen. Hierdurch kann der
Bremsdruck am gesamten Fahrzeug wieder zur Regelung abgesenkt werden.
Im o. g Beispiel wird der gesamte Bremsdruck entsprechend den
Bedingungen der Achse mit dem höchsten Abregeldruck beeinflußt
(Select high). Dies wird bewirkt durch das UND-Gatter 47 und hat
zur Folge, daß im Normalfall eine Achse blockiert wird. Sollte
dies die Hinterachse sein, wird das Fahrzeug instabil, und es
tritt ein gefährlicher Fahrzustand ein.
Aus diesem Grund können vorteilhaft noch weitere Regelsignale,
z. B. Schlupf und Beschleunigung λh, +bh der Hinterachse dazu
herangezogen werden, um die Sperrung der Sicherheitsrelais-Ansteuerung
zu verhindern. Diese Signale greifen dann über Gatter 45
und 46 in die Schaltung ein und verhindern das Blockieren der
Hinterachse. Da aufgrund der Trägheit der Hinterachse meist ein
verhältnismäßig langes λh-Signal anliegt, wird in den meisten
Fällen auch ein Blockieren der Vorderachse verhindert werden.
Da grundsätzlich beim Schalten auf select high das Fahrzeug
überbremst wird, können vorteilhaft auch Maßnahmen zur Verbesserung
der Referenzgeschwindigkeit des Fahrzeugs, z. B. eine +b-Abfallverzögerung,
vorgesehen werden, um einer evtl. Tendenz einer
zu niedrigen Referenzgeschwindigkeit entgegenzuwirken. Das Signal
zum Einschalten dieser +b-Abfallverzögerung wird am Ausgang
des Speichers 51 abgegriffen.