DE1655318A1

DE1655318A1 - Antiblockierregelsystem mit einem Drehbeschleunigungs- und einem Drehverzoegerungs-Grenzwertsignal

Info

Publication number: DE1655318A1
Application number: DE1966T0032662
Authority: DE
Inventors: Heinz Leiber
Original assignee: Teldix GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1966-12-03
Filing date: 1966-12-03
Publication date: 1970-07-16
Also published as: DE1655318B2

Description

TELDIX GMBH

69 HEIDELBERG
Grenzhöfer Weg 36

69 .Heidelberg, den' 29.4.1969 E/Pt-Ei-Sä E-97

Antiblockierregelsystem mit einem Drehbeschlsuni f.ungs- und einem Drehvfcr2ögerungs-Grenzwertsignal

Die Erfindung "betrifft ein Antibl^ckierregelsystem für druckmittelbet&tigte Fahrzeugbremsen nut einer Meß- und Signaleinrichtung, die beim Überschreiten eines bestimmten Drehverzdgerungs-Grcxizwertes des zu bremsenden Rades ein elektrisches Verzögerungssignal und beim Überschreiten eines bestimmten Drehbeschleuniguqgs-Grenzwertes ein elektrisches Beschleunigungssignal abgibt sowie mit einer Bremsdruck-Steuervorrichtung, die inf.olge des Verzögerungssignales den Bremsdruck absenkt und ihn dann mit Hilfe des Beschleunigungssignales auf dem abgesenkten Druckniveau konstant hält oder allenfalls langsam ansteigen läßt.

Bei einem bekannten System dieser Art (US-Patent 2 914- 359» 'Figur 3 oder 4-) wird der Bremsdruck solange auf dem abgesenkten Druckniveau gehalten, als das Beschleunigungssignal andauert. Damit endet dann der Regelzyklus und anschließend wird die Ver-· bindung zwischen der vom Fahrer gesteuerten Druckquelle und dem Bremszylinder wieder hergestellt, so daß der Bremsdruck augenblicklich schnell ansteigt und, falls nicht das Regelsystem von ·

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neuem in Tätigkeit tritt, den vorgesteuerten Bremsdruck erreicht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein solches System so zu verbessern, daß sich ein noch kürzerer Bremsweg ergibt. Es hat sich gezeigt, daß man eine entscheidende Verbesserung in dieser Hinsicht erreicht, wenn es gelingt, die Drehgeschwindigkeit sSchwankungen des gebremsten Rades gleichmäßiger als bisher-zu machen, d.h. große Amplituden- und Frequenzschwankungen zu vermeiden. Die Radumfangsgeschwindigkeit bleibt dann nämlich langer in dem reibgünstigen Bereich, der· bekanntlich je nach Fahrbahnbeschaffenheit etwa zwischen 90 und 60 % der Fahrzeu^längsgeschwindigkei't liegt (10 bis 40 % Schlupf).

Unerwünscht große Amplituden treten bei dem bekannten System einmal dann auf, wenn der Bremsdruck zu tief abgesenkt *rarde. Das Rad wird dann besonders stark beschleunigt, es kommü zu einem Überschwingen über die Fahrzeuglängsgeschwindigkeit und die Folge ist, daß der nachfolgende Regelzyklus unmittelbar anschließt und meist wiederum eine zu starke DruckabSenkung erfolgt. Zum zweiten kann aber auch eine plötzliche Steigerung des Fahrbahnreibwertes (z.B. beim Übergang von Glatteis auf trockene Fahrbahn) ein abruptes Beschleunigen des Rades bewir-' ken, was auf eine ähnliche, nur langsam abklingende Störung des normalen RegelVorganges hinausläuft.

Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, daß die Meß- und' Signaleinrichtung so ausgebildet ist, daß sie, sofern die Drehbeschleunigung einen zweiten, höheren Beschleunigungsgrenzwert über- _t schreitet, ein zweites Beschleunigungssignal abgibt, welches die Bremsdruck-Steuervorrichtung derart beeinflußt, daß der Bremsdruck schnell ansteigt. Der neue Gedanke besteht also darin, daß nur die Zeitintervalle für die Beibehaltung des

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' Bremsdruckes mitbestimmend sind, in denen die Drehbeschleunigung zwischen dem unteren und dem oberen Grenzwert liegt.

Beschleunigungsspitzen "bewirken dagegen augenblicklich ein schnelles Ansteigen des Bremsdruckes. Praktisch ergibt sich sogar meist ein mehrmaliges Über- und Unterschreiten des oberen Beschleunigungsgrenzvrertes, bevor der untere Grenzwert unterschritten wird. Daraus folgt ein für die Erfindung typischer und in den Radgeschwindigkeits-Zeitdiagrammen deutlich sichtbarer stufiger Druckaufbau. Die Anstiegsflanken der Radgoechwindigkeit aber werden Gurch die Erfindung flacher unc der ganze Geschwindigkeitsverlauf gleichmäßiger.Dieses aber wirkt sich letzten Endes in einer Verkürzung des Bremsweges gegenüber blockierten Rädern aus, und zwar* bei jeder Fahrbahnbeschaffen-.heit.

Eine besonders einfache Möglichkeit zur Verwirklichung der Erfindung besteht bei einem Anti'olockierregelsystem, dessen Meß- und Signaleinrichtung einen Radsensor mit von einer Drehmasse betätigten, verzögerungs- und beschleunigungsunabhängig schließenden elektrischen Schaltern enthält, und dessen Bremsdruck-Steuervorrichtung zwei an der Bremsleitung angeschlossene elektromagnetisch betätigbare Ventile umfaßt, nämlich ein normalerweise geöffnetes Einlaßventil und ein normalerweise geschlossenes Auslaßventil, wobei der verzögerungsabhängige Schalter beide.Ventile, der beschleunigungsabhängige Schalter jedoch nur das Einlaßventil ansteuert. Kan braucht in diesem Falle den beschleunigungsabhängigen Schalter nur so auszubildc.r.. daß er beim Überschreiten des unteren Drehbeschleunigungs-Grer.v,-wertes schließt und beim überschreiten des oberen Drehbeschleunigungs-Grenzwertes wieder öffnet.

Es empfiehlt sich, bei einem solchen Aritiblockierregelsystezn auch denjenigen Teil der elektrischen Schaltanordnung weiterzu-

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bilden, der eine kurzzeitig wirkende Konstanthaltevorrichtung für den Bremsdruck in Form eines zum Einlaßventil parallel geschalteten RC-GIiedes enthält. Eine solche Kontanthaltevorrichtung hat den Zweck, den Bremsdruck in der kurzen Zwischenphase zwischen dem Abklingen der Drehverzögerung und dem Beginn der Wiederbecchleunigung nicht ansteigen zu lassen. Der Kondensator des RC-Gliedes wird über den verzögerungsabhängigen Schalter aufgeladen und entlädt sich über das Einlaßventil, wodurch dieses in geschlossenem Zustand gehalten wird. Die Weiter bildung nach der Erfindung besteht darin, daß zwischen dem •beschleunigungsabhängigen Schalter und dem RC-Glied eine Iiode 'eingeschaltet ist ^- welche eine Ladung des Kondensators auf diesem Vegp verhindert. V/enn also der beschleunigungsabhängig Schalter bei Beschleunigungsspitzen kurzzeitig öffnet, dann ist das Einlaßventil in der Lage, diesen Signalen durch ebenso kurzzeitige Offnungsbewegungen.zu folgen.

Im folgenden werden zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert:

Fig. 1 zeigt ein teils elektrisches, teils hydraulisches Schaltschema eines Antiblockierregelsystems,

Fig. 2 zeigt ein Zeitdiagramm, in dem die Fahrzeuglängsgeschwindigkeit, die Radumfangsgeschwindigkeit sowie die Radverzögerung bzv;. -beschleunigung während eines Regelzyklus eingetragen sind, und

Fig. 3 zeigt die elektrische Schaltanordnung eines· Systems mit Transistorensteuerung des Einlaßventiles.

In Fig. 1 ist die Hagnetwicklung E eines Einlaßventils und die Kagnetv.'icklung A eines Auslaßventils gezeigt. Das Einlaßventil ist normalerweise geöffnet und schließt, wenn sich der mit 1

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bezeichnete Anker bei erregter Wicklung nach links bewegt. Eine Pfeilspitze am Ventilschaft soll die Richtung der i'ederrückstellkraft andeuten. Entsprechend dieser Darstellungsweise ist das Auslaßventil, dessen Anker die Bezeichnung 2 trägt, normalerweise geschlossen. Bei 3 mündet die von einem nicht dargestellten Hauptbremszylinder oder Bremsventil kommende Leitung in das dargestallte Druckmittelsystem ein. Der mit dem Radbremszylinder verbundene Auslaß ist mit ¹Y bezeichnet und ein Auslaß mündet in einen druckfreien Raum. Das Einlaßventil ist durch eine Umgehungsleitung 6-mit einer Drosselstelle 7 überbrückt. Eine druckempfindliche Vorrichtung 8, z.B. eine Dosenmecibr-^r.n, betätigt über eine mechanische Verbindung 9 einen Schal tko:\ takt ''der das panae Antiblockierregelsystem nur dann schaltet, v.*3nn ein bestimmter Mindesbremsdruck vorhanden ist. Dieser Hindestbremsdruck und die Arbeitsweise des Kontaktes 10 entsprich':, etwa den üblichen Bremslichtschaltern.

Die Speisespannung kommt von einer Batterie 11, deren einet Pol an Masse und deren anderer Pol mit dem Kontakt 10 verbunden ist. Von 10 führt eine Leitungsverbindung über einen Beschleuu¹'gungskontakt B und die Wicklung E des Einlaßventils an Masse. Ein Parallelzweig führt über einen Verzögerungskontakt V, und die Hagnetwicklung A des Auslaßventiles ebenfalls an Masse. Die Verbindungsleitungen sind mittels zweier in Reihe geschalteter Dioden 16 und 21 verbunden, wobei diese Dioden so gepolt sind, daß bei geschlossenem Verzögerungskontakt V beide Magnetwicklungen erregt sind. Zwischen dem Verbindungspunkt der beiden Dioden und Masse liegt eine RC-Reihenschaltung,. bestehend aus einem Widerstand 14- und einem Kondensator 15.

Da Verzögerungs- und Beschleunigungsschalter an sich bekannt sind, kann die nähere Beschreibung der Betätigungsvorrichtung für die Kontakte V und B entfallen. V schließt, solange die Drehverzögerung des Rades oberhalb eines bestimmten Drehverzöge-

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rungs-Grenzwertes liegt. Der Beschleunigungskontakt B ist erfindungsgernaß 'so ausgebildet, daß er, wenn er in Schließrichtung betätigt wird, zunächst schließt und dann aber wieder öffnet. Das gleiche gilt auch für die umgekehrte Schaltrichtung. Dadurch ergibt sich ein unterer und ein oberer Drehbeschleunigungs-Grenzwert, d.h, daß der Kontakt B so lange geschlossen ist, wie die Beschleunigung zwischen diesen Grenzwerten liegt. Der Drehverzögerungs-Grenzwert ist in Fig. 2 durch eine strichpunktierte Linie 1? und der untere Drehbeschleunigungs-Grenzwert durch eine Linie 18 angedeutet. Per zahlenmäßige Absolutwert der Grer.üwerte braucht nicht gleich groß zu sein. Eine Linie 20 deutet den oberen Drehbeschleunigungs-Grenzwert an.

Unter gleichzeitiger Betrachtung der Fig. 2 ergibt sich folgende Wirkungsweise der Anordnung gemäß Fig. 1. Es \/ird davon ausgegargen,. daß das Fahrzeug sich in gebremster jTahrt befindet und demzufolge der Kontakt 10 geschlossen ist. Die langsam abnehmende Fahrsenggeschwindigkeit Vj, ist durch eine nach rechts abfallende Linie im oberen Teil des Schaubildes über der Zeit t dargestellt. Die Radumfangsgeschwindigkeit Vr des hier zu betrachtenden Rades isb dur^i die Kurve im oberen Teil dargestellt. Die untere Kurve des Schaltbildes zeigt die nach der Zeit differentiierte Radumfangsgeschwindigkeit, wobei die Verzögerung über und die Beschleunigung unter der Zeitachse aufgetragen ist.

Es Bei nun angenommen,, daß der Bremsdruck für die Fahrbahnoberfläche zu hoch ist, daß deshalb die Radumfangsgeschwindigkeit gegenüber der Fahrzeuggeschwindigkeit abnimmt, also ein Blockiervorgang beginnen will. Sobald die Umfangsverzögerung des Rades, wofür im folgenden der Einfachheit halber der kürzere Ausdruck Verzögerung gebraucht wird, über die Grenzlinie 17 anwächst, nämlich zum Zeitpunkt t^., schließt der Kontakt V. Das hat zur Folge, daß beide Kagne-twicklungen E und A erregt und somit beide Ventile gegenüber der dargestellten Situation in die entgegengesetzte Stellung umgeschaltet werden. Außerdem lädt sich über die Diode 16 der Kondensator 15 auf. Jetzt kann sich der Brems,-druck über das Auslaßventil entladen und die Verzögerung nimmt.

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nachdem sie ein Maximum überschritten hat, wieder ab. Zum Zeitpunkt t~ fällt die Verzögerung wieder unter die Grenzlinie 17 und der Kontakt V öffnet. Das hat zur Folge, daß das Auslaßventil wieder schließt, das Einlaßventil■jedoch geschlossen bleibt„ da seine Hagnetvicklung E durch den Entladestrom des Kondensators 15 über die Diode 21 weiter erregt bleibt. Der Entladekreis ist als derart ausgelegt anzusehen, daß ein ausreichender Entladestrom noch mindestens bis zum Zeitpunkt t, fließt.

Zu diesen Zeitpunkt is.t das Rad schon in Beschleunigung übergegangen und diese überschreitet gerade die untere BeschDeunigungs-Grenzlinie 18. Jetzt schließt der Kontakt B und übernimmt mittels ces Verstärkers 12 seinerseits die weitere "erregung der Magnetwicklung E, während der Kondensator 15 jetzt nicht aufgeladen wird infolge der Diode 21. Das Einlaßventil bleibt also noch einmal geschlossen. Mttlerveile steigt zwar der Bremsdruck infolge der Drosselstelle 7 an. .Dieser Anstieg ist jedoch so langsam, daß der Bremsdruck doch -ils größenordnungsmäßig gleichbleibend angesehen v/erden kann. Von t^ ab steigt die Hadbeschleunigung außerordentlich steil an. Als entscheidende Ursache für den stellen Beschleunigungsanstieg sei angenommen, daß die Fahrbahn gerade beim Übergang zur Beschleunigung wesentlich griffir:·?: geworden ist. Wäre der Kontakt B nicht als Wischkontakt ausgebildet, so würde sich die Kiirve der Radumfangsgeschwindigkeit etwa entsprechend der gestrichelten Linie 22 und die Beschleunigungskurve etwa nach der gestrichelten Linie 23 fortsetzen. In Wirklichkeit öffnet aber der Beschleunigungskontakt bei Überschneiden der oberen Grenzlinie 20 zum Zeitpunkt t^. Die Eingangsventilwicklung E wird sofort entregt und das Eingangsventil öffnet. Der daraus folgende Anstieg des Bremsdruckes bewirkt ein früheres Umkippen der Beschleunigungskurve und ein Abknicken der Radgeschv/indigkeitskurve nach rechts. Die obere

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Grenzlinie 20 wird kurz danach, zum Zeitpunkt t,- wieder unterschritten und der Beschleunigungskontakt B schließt wieder. Ebenso schließt auch das Eingsngsventil. Der jetzt eingestellte Bremsdruck ist der Fahrbahnoberfläche besser angemesnen, die Radgeschwindigkeitskurve schwingt nicht über die Fahrzeuggeschwindigkeitskurve, sondern nähert sich dieser von unten her langsam. Bei tg wird wieder die untere Ansprechgrenze 18 unterschritten; der Beschleunigungskontakt B öffnet und mit ihm das Einlaßventil. Beim Nulldurchgang der Beschlf-unigungskurve ist das Maximum der Radumfangsgeschwindigkeit, erreicht und danach kann ein neuer Arbeitszyklus beginnen.

Unter Umständen ist es erforderlich oder von Vorteil, wenn die Kurzzeit-Haltevorrichtung auch schon bei besonders kleinen' Schließzeiten (t. bis t^) des Verzö^erungskontaktes V voll wirksam ist. Außerdem ist man bestrebt, möglichst kleine und billige Kondensatoren in der Schaltung zu verwenden. Beides, wird erreicht, wenn man das Einlaßventil mittels eines Transistors steuert, in dessen Basisstromkreis ein Kondensator eingeschaltet ist.

Ein Beispiel hierzu ist in'Fig. 3 dargestellt. Die Einlaßventil-· wicklung E ist über die Kollektor-Emitter-Schaltstrecke eines Transistors 2^ und einen Widerstand 25 direkt mit der Stromquelle 11 verbunden. Die Basis des Transistors ist mittels eines Widerstandes 26 mit dem Beschleunigungskontakt und der schon erwähnten Diode 21 verbunden. Zwischen dem Verbindungspunkt der beiden Dioden 21 und 16 und Masse ist ein Kondensator 27 eingeschaltet. Endlich ist noch der Verzögerungskontakt V über eine zusätzliche. Diode 28 mit der Einlaßventilwicklung so verbunden, daß die Wicklung auf diesem Wege bei geschlossenem Verzögerungskontakt erregt wird.

Es ergibt sich folgende Wirkungsweise: Wenn der Verzögerungskontakt schließt, v/erden sofort beide Ventilwicklungen erregt, dann öffret auch die Schaltstrecke_Ades Transistors, so daß die

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Einlaßventilwicklung auf einem parallelen Wege Strom erhält. Gleichzeitig v/ird Kondensator 27 geladen. Öffnet der Verzögerungskontakt, so wird die Auslaßventilwicklung sofort stromlos, der Transistor speist die Einlaßventilwicklung jedoch noch so lange weiter, "bis der Kondensator 27 sich auf ein bestimmtes Spannungsniveau entladen hat. Schließt nunmehr oder hat vorher schon der Beschleunigungskontakt geschlossen, so wird die Schaltstrecke weiter geöffnet gehalten oder geöffnet.

- Patentansprüche -

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Claims

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Patentansprüche

Antiblockierregelsystem für druckmittelbetätigte Fahrzeugbremsen mit einer Meß- und Signaleinrichtung, die beim Überschreiten eines bestimmten Drehverzögerungs-Grenzwertes des zu bremsenden Rades ein elektrisches Verzögerungssignal und beim Überschreiten eines ^bestimmten Drehbeschleuiiigungs-Grenzwertes ein elektrisches Beschleunigungssignal abgibt sowie mit einer Bremsdruck-Steuervorrichtung, die infolge , des Ve^zögerungssignales den Pr-emsdruck absenkt und ihn infolge des Beschleunigungssignales konstant hält oder allenfalls langsam ansteigen läßt, dadurch gekennzeichnet, daß die Meß- und Signaleinrichtung 30 ausgebildet ist, daß sie, sofern rlie Drehbeschleunigung einen zweiten, höheren Beschleuiiigungsgrenzwert (20) überschreitet, ein zweites Beschleus igungssignal abgibt, welches die Bremsdruck-Steuervorrichtung derart beeinflußt, daß der Bremsdruck schnell ansteigt.

Antiblockierregelsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß" die Meß- und Signaleinrichtung einen Radsensor mit einem verzögerungsabhängig schließenden elektrischen Schalter (V) sowie mit einem weiteren Schalter (B ) enthält, der beim Überschreiten des unteren Drehbeschleunigungs-Grenzwertes (18) schließt und beim Überschreiten des oberen Drehbeschleunigungs-Grenzwertes (20) wieder öffnet, daß die Bremsdruck-Steuervorrichtung zwei an der Bremsleitung angeschlossene elektromagnetisch betätigbare Ventile enthält, nämlich ein normalerweise geöffnetes Einlaßventil (1, E) und ein normalerweise geschlossenes Auslaßventil (2, A), und

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daß der verzögerungsabhängige Schalter (V) beide Ventile, der beschleunigungsabhängige Schalter (B ) jedoch nur das Einlaßventil ansteuert.

3. Antiblockierregelsysten nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Anschluß des beschleunigungsabhängigen Schalters (B ) mit einem Anschluß der Magnetwicklung (E) des Einlaßventiles sowie ein Anschluß des verzögerungsabhängigen Schalters (V) mit einem Anschluß der Magnetwicklung (A) des Auslaßventiles verbunden ist, daJj diese beiden Verbindungcleitungen mittels zweier, *in Reihe geschalteter Dioden ('Ί6, 21) miteinander verbunden sind, daß zwischen dem Verbindjngspunkt der beiden Dioden und de-n beiden miteinander verbr "ulenen, entgegengesetzten Anschlüssen der Magnetwicklungen.ein iiO-Glied (1«'f, 15) eingeschaltet ist, und daß diese verbünde:.en Wicklungsanschlüsse und die miteinander verbundenen, entgegengesetzten Anschlüsse der Schalter im Betrieb an eini.r Stromquelle angeschlossen sind,

4. Antiblockierregelsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Einlaßventil mittels eines Transistors (24) gesteuert ist, in dessen Basiis-Stromkreis zur Herbeiführung der Wirkung einer Kurzzeit-Haltevorrichtung ein Kondensator (27) eingeschaltet ist.

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