DE2741377A1

DE2741377A1 - Antiblockier-bremssteuersystem

Info

Publication number: DE2741377A1
Application number: DE19772741377
Authority: DE
Inventors: Malcolm Brearley; Paul James Milsom
Original assignee: Girling Ltd
Current assignee: Girling Ltd
Priority date: 1976-09-14
Filing date: 1977-09-14
Publication date: 1978-03-16
Also published as: US4146276A; JPS5335886A; IT1084897B; BR7706109A; FR2364146A1; GB1539210A; FR2364146B1

Description

DR. ING. F. WUBSTHOFF DR. E. τ. PECHMANN DR. ING. D. BEHRENS DIPL. ING. R. GOETZ PATENTANWÄLTE

f«OOO MÜNCHEN SCHWjSIQERSTRASSE TSLZroH (080) 66 20 TILtI β 24 070

TKLBaBAUMV t PBO TJCOT P AT IHT 1A-49 844

Patentanmeldung

Anmelder: Girling Limited, Kings Road, Tyseley, Birmingham 11, West Midlands, England

Titel:

Antiblockier-Bremssteuersystem

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DR. ING. F. WÜE8THOFF DR. E. ν. PEOHMANN DR. ING. D. BEHRENS DIFL. ING. R. GOETZ PiTIKTiNWlITI

8 MÜNCHEN 9O SCHWEIOERSTFASSE S TILIPON (089) TSLEZ S 34 070

TKLKOlI

1A 49 844 Girling Limited

Beschreibung

Antiblockier-Bremssteuersystern

Die Erfindung betrifft ein Antiblockier-Bremssteuersystem.

Es ist bekannt, das Blockieren eines gebremsten Rades dadurch ^zu überwachen, daß eine Fühleinrichtung vorgesehen wird, die die Radgeschwindigkeit wahrnimmt und ein Signal proportional zur Winkelbeschleunigung des Rades erzeugt, und daß dieses Beschleunigungssignal zum Steuern der Freigabe und des erneuten Anlegens der Bremsen verwendet wird. Es ist erkannt worden, daß der Punkt, an dem das Rad nach dem Bremsen zu blockieren beginnt, zu der Verzögerung in Beziehung gesetzt werden kann, die das Rad erfährt, und daß das Blockieren dadurch verhindert werden kann, daß die Bremsen bei einem vorherbestimmten Wert des Beschleunigungssignals wieder freigegeben werden. Ferner ist erkannt worden, daß nach der Freigabe der Bremsen das Rad sich bis zu einem Maximalwert beschleunigt, und daß es angebracht ist, die Bremsen erneut anzulegen, sobald diese Beschleunigungsspitze erreicht ist, d.h. der Punkt, an dem der Bremskraftbeiwert seinen maximalen Wert hat. Unter Umständen ergeben sich jedoch Schwierigkeiten in der Feststellung des Spitzenpunktes der Beschleunigung.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein verbessertes Antiblockier-Bremssteuersystem zu schaffen, in welchem ein Radbeschleunigungssignal ausgenutzt und mit dem nach einer Bremsfreigabe der Punkt zum erneuten Anlegen der Bremse zuverlässiger bestimmt wird«

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Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß ein Steuersystem geschaffen wird, welches zum Steuern der Bremse eines Rades geeignet ist und folgende Einrichtungen aufweist: Eine Schalteinrichtung zur Bremsfreigabe, die ein Steuersignal zur Freigabe der Bremse erzeugt, sobald der Beginn des Blockierens des Rades wahrgenommen wird, eine Fühleinrichtung, die ein elektrisches Signal proportional zur Winkelbeschleunigung des Rades erzeugt, eine Speichereinrichtung, die auf das Beschleunigungssignal anspricht und ein entsprechendes Ausgangssignal erzeugt, dessen Amplitude der des Beschleunigungssignals folgt, so daß die Amplituden-Zeit-Kurven der beiden Signale nach der aus der Freigabe der Bremse resultierenden Beschleunigungsspitze einander überkreuzen, und

. eine Schalteinrichtung zum erneuten Anlegen der Bremse, die das Beschleunigungssignal und das Ausgangssignal der Speichereinrichtung vergleicht und ein Steuersignal erzeugt, um die Bremse nach dem überkreuzungs- oder Schnittpunkt erneut anzulegen.

Vorzugsweise ist die Speichereinrichtung ein Ladeschaltkreis, der -unterschiedliche Ansprechzeiten für positive und negative Änderungeraten des Beschleunigungesignal hat, so daß das Ausgangssignal dem Beschleunigungssignal unmittelbar vor der Beschleunigungsspitze schneller folgt als danach, wodurch gewährleistet wird, daß der benötigte Schnittpunkt, bzw. die Uberkreuzung der Kurven tatsächlich erzeugt wird. Ferner ist die Speichereinrichtung vorzugsweise so ausgelegt, daß die Amplituden-Zeit-Kurven des Beschleunigungssignals und dee Auegangeeignals einander nach der Verlangsamungsspitze ebenso wie nach der darauffolgenden Beschleunigungsspitze überkreuzen. Und die Schalteinrichtung zum erneuten Anlegen der Bremse erzeugt ein Steuersignal, um während der Zeitspanne zwischen den beiden Schnittpunkten die Bremse freizugeben oder

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ganz oder teilweise freigegeben zu halten und nach dem zweiten Schnittpunkt die Bremse erneut anzulegen. Die Freigabe der Bremse wird noch durch die Schalteinrichtung zur Bremsfreigabe ausgelöst; aber das wird ergänzt durch das Steuersignal von der Schalteinrichtung zum erneuten Anlegen der Bremse.

Die Schalteinrichtung zur Bremsfreigabe kann so gestaltet sein, daß sie das Beschleunigungssignal mit einem vorher eingestellten Bezugswert der Verlangsamung vergleicht und ein Steuersignal zur Bremsfreigabe erzeugt, solange der Bezugswert überschritten wird. Sobald das Beschleunigungssignal unter den Bezugswert absinkt, wird die weitere Freigabe der Bremse oder eine zwischengeschaltete Halteperiode vorzugsweise vom Steuersignal der Schalteinrichtung zum erneuten Anlegen der Bremse gesteuert, ehe das erneute Anlegen der Bremse signalisiert wird.

Verschiedene Stufen der Freigabe des Bremsdrucks und des Haltens des Bremsdrucks können dadurch erzeugt werden, daß getrennte Ventile vorgesehen werden die den erforderlichen Einlaßdruck zu den Bremsen und die Freigabe des Drucks von den Bremsbetätigungsvorrichtungen steuern, wobei beide Ventile vom Bremsfreigabesignal der Schalteinrichtung zur Bremsfreigabe gesteuert werden, aber nur das Einlaßsteuerventil vom Steuersignal der Schalteinrichtung zum erneuten Anlegen der Bremse gesteuert wird.

Die Schalteinrichtung zur Bremsfreigabe kann so gestaltet sein, daß das Steuersignal zum Freigeben der Bremse, welches sie erzeugt, von unterschiedlicher Dauer je nach der Form der Beschleunigungskurve ist, wobei die Bremsfreigabeperiode bei allmählicheren Beschleunigungsgefällen länger ist, um die Bremsen mehr freizugeben, und eine Raderholung sowie die

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dazugehörige Beschleunigungsspitze zu gewährleisten. Bei einem AusfUhrungsbeispiel, bei dem die Schalteinrichtung zur Bremsfreigabe so gestaltet ist, daß sie bei einem Bezugswert umschaltet und das Bremsfreigabesignal erzeugt und daß sie wiederum beim Bezugswert zurückgestellt wird, sobald die Verlangsamungsspitze durchlaufen ist, ist eine selbsttätige Einstelleinrichtung vorgesehen, mit der der Bezugswert in vorherbestimmter Weise in Abhängigkeit von der Zeit nach dem ersten Schaltvorgang reduziert wird, so daß die Rückstellzeit und damit die Bremsfreigabeperiode in Abhängigkeit vom Beschleunigungsgefälle je nach Bedarf variiert.

Ein Steuersystem gemäß der Erfindung bewirkt eine zuverlässige Steuerung des erneuten Anlegens der Bremsen, vorausgesetzt, daß nach Bremsfreigabe eine deutliche Beschleunigungsspitze erscheint. Wenn jedoch an der Radoberfläche Bedingungen mit geringer Reibung bestehen, wird unter Umständen keine lokalisierte Beschleunigungsspitze erzeugt. Um dieser Situation gerecht zu werden, ist die Speichereinrichtung, gemäß einem wichtigen Merkmal der Erfindung entsprechend angepasst, so daß das Ausgangssignal,welches sie erzeugt, im Verlauf der Zeit allmählich verfällt, so daß es schließlich die Nullhöhe des Beschleunigungssignals erreicht, vorausgesetzt, daß keine deutliche Beschleunigungsspitze auftritt, woraufhin die Schalteinrichtung zum erneuten Anlegen der Bremse einen Schaltvorgang durchführt, damit die Bremsen wieder angezogen werden.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist ein Uberwachungsschaltkreis in Form eines Zeitgebers in einem Steuersystem vorgesehen, um aufeinander folgende Bremsfreigabe- und Halteperioden zu steuern, so daß die Halteperiode nach einer vorher festgesetzten Dauer beendet wird, falls das erneute Anlegen der Bremse nicht auf andere Weise im System ausgelöst wird. Vorzugsweise beendet der Zeitgeber die Halteperiode und löst das erneute Anlegen der Bremsen aus,indem er einen elektri-

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sehen Impuls an den Eingang der Speichereinrichtung abgibt, der eine Beschleunigungsspitze nachahmt.

Im Folgenden ist die Erfindung mit weiteren vorteilhaften Einzelheiten anhand schematisch dargestellter Ausführungsbei spiele näher erläutert. In den Zeichnungen zeigt:

Fig.1 ein Blockdiagramm eines Antiblockier-Bremssteuersystems, gemäß der Erfindung;

Fig.2 ein Schaltschema eines Teils des in Fig.1 gezeigten Systems;

Fig.3A bis 3C grafische Darstellungen typischer Signale der Radgeschwindigkeit und des Ausgangs der Differenzierschaltung, die bei Betrieb des Schaltkreises gemäß Fig.2 unter unterschiedlichen Bedingungen der Oberfläche u erzielt werden;

Fig.4 ein Schaltschema ähnlich Fig.2, welches jedoch Einzelheiten der wahlweise vorgesehenen Schlupfwahrnehmeinrichtung gemäß Fig.1 umfaßt;

Fig.5 ein Schaltschema eines alternativen Ausführungsbeispiels zum Steuern einer Betätigungsvorrichtung mit zweifachem Solenoid;

Fig.6 ein Schaltschema einer Abwandlung des in Fig.5 gezeigten Schaltkreises zum Begrenzen der Dauer der Halteperiode.

Das in Fig.1 gezeigte Steuersystem weist einen Fühler 1 für die Rad- oder Achsgeschwindigkeit auf, sowie einen Ein-

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gangsverstärker 2, der so ausgelegt ist, daß er Rechteckwellenimpulse von festgelegter Amplitude mit einer Wiederholungsgeschwindigkeit erzeugt, die zur Geschwindigkeit des Rades oder der Achse proportional ist. Ein Wandler 3 zum Wandeln der Frequenz/Spannung wirkt auf die Ränder dieser Impulse_/ um eine zur Radgeschwindigkeit proportionale Gleichspannung zu erzeugen, und dies Radgeschwindigkeitssignal wird an eine lineare Differenzierschaltung 4 weitergegeben, die ein Signal proportional zur Verlangsamung und Beschleunigung des Rades oder der Achse erzeugt. Die Differenzierschaltung 4 umfaßt auch eine FiItereinrichtung, um vom Wandler 3 erzeugte, unerwünschte Signalkomponenten zu eliminieren. Dag Verlangsamungssignal der Differenzierschaltung wird mit einem Schwellenwert verglichen, der in einem ersten Schalter 5 eingestellt ist und den beginnenden Blockierbedingungen entspricht. Der Schalter 5 sendet über ein ODER-GATTER 6 und einen Verstärker 7 ein Steuersignal an ein Solenoid 8 in der Betätigungsvorrichtung, um den Bremsdruck abzuschwächen, sobald der BlockierSchwellenwert überschritten wird.

DarUberhinaua wird das Auegangssignal der Differenzierschaltung in eine Folge- und Speicherschaltung 9 eingegeben, die die Eingangestufe eines zweiten Schalters 10 mit festgesetztem Schwellenwert bildet, um das erneute Aufbringen von Bremsdruck über ein UND-GATTER 11 zu steuern, welches einen alternativen Eingang zum ODER-GATTER 6 liefert, damit das Solenoid 8 betätigt werden kann, sobald eine anfängliche Erregung stattgefunden hat.

Ferner umfaßt das Steuersystem eine wahlweise vorgesehene Einrichtung 12 zum Vergleichen der Radgeschwindigkeiten entweder miteinander oder mit einem Analogwert der Fahr-

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Zeuggeschwindigkeit, die als Bezugsgröße verwendet wird. Dies dient als alternative Einrichtung zum Feststellen von Blockierbedingungen, wenn eine sehr allmähliche Entwicklung eines Blockierzustandes zu erwarten ist.

Fig.2 zeigt das Schaltschema für die Differenzierschaltung 4, die Folge- und Speicherschaltung 9, die beiden auf Schwellenwerte eingestellten Schalter 5 und 10, und die Gatter- und Verstärkerschaltungen, die das Solenoid 8 antreiben. Die Differenzierschaltung 4 weist einen Verstärker A1 mit Rückkopplungs- und Eingangskomponenten R4, C1 auf. Der statische oder ruhende Ausgangsarbeitspunkt der Differenzierschaltung ist durch Vref, den Mittelpunkt des Potentialteilers VR1 und R2 eingestellt. Die Differenzierschaltung unterliegt einem Filtrierpegel, der durch C2 und R4 festgesetzt ist und die Wirkungen der Welligkeit des Wandlers bei niedrigen Radgeschwindigkeiten beseitigt. Dieser Filtrierpegel reicht jedoch nicht aus, um den Störausgang der Differenzierschaltung abzuweisen, der durch die Rauhheit der Oberfläche erzeugt wird, über die die Räder laufen. Eine Erhöhung der Zeitkonstanten zum Abweisen solcher Störsignale würde eine Verzögerung verursachen, die ernste Auswirkungen gegenüber tatsächlichen Signalen hat, welche von einem Rad erzeugt werden, das gerade zu Blockieren beginnt. Ein nicht linearer Filter aus den Bauelementen D1,D2,R7 und C3 ermöglicht ein verstärktes Ausfiltern von Signalen mit niedrigem Pegel, was nicht ausreicht, um eine Leitung in Dioden D1 und D2 zu bewirken, aber nicht zu einer großen Verzögerung bei Signalen von höherem Pegel führt, z.B. denjenigen, die den Beginn von Blockierbedingungen anzeigen, und deren Amplitude über 0,5 V liegt.

Der erste Schalter 5 mit eingestelltem Schwellenwert weist

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eine integrierte Vergleichsschaltung COMP 1 auf, die Verlangsamungssignale wahrnimmt, welche größer sind, als ein Blockierschwellenwert, der durch Einstellen von VR1 vorherbestimmt ist. Dieses Schalten der Vergleichsschaltung bewirkt, daß ein Transistor Q3 (ODER-GATTER 6) leitfähig wird, was das Solenoid 8 über einen Treibertransistor Q4 (Verstärker 7) einschaltet, wodurch der aufgebrachte Bremsdruck abgeschwächt wird. Die Vergleichsschaltung hat in gewissem Ausmaß eine positive Rückkopplung, die eine vorherbestimmte Hysterese erzeugt, um Schwingungen um den Schaltpunkt angesichts eines verbleibenden Differenzierschaltungs-Störpegels zu vermeiden.

Der zweite Schalter 10 mit eingestelltem Schwellenwert, weist eine integrierte Vergleichsschaltung COMP 2 auf, der Eingänge von der Differenzierschaltung 4 und von der Polge- und Speicherschaltung 9 zugehen. Die Folge- und Speicherschaltung weist Bauelemente C4,R9,D3 und Q1 auf, wobei der Kondensator C4 über die Diode D3 und den Widerstand R9 durch das Verlangsamungssignal von der Differenzierschaltung geladen wird, solange dies positiv ist, d h. solange das Rad sich verlangsamt. Die Geschwindigkeit, mit der die Spannung am Kondensator C4 dem Radverlangsamungssignal folgt, ist durch den Widerstand R9 begrenzt, um zu verhindern, daß die Kondensatorspannung auf kurzlebige übergangswerte anspricht, die aus plötzlichen Oberflächenunregelmäßigkeiten resultieren.

Wenn sich eine normale Verlangsamung des Rades einstellt, folgt die Kondensator spannung VC4 der Verlangsamungsspannung, die über C3 erscheint, und in dem Haß, in dem die korrigierende Wirkung das Bremsdrehmoment verringert, beginnt die Verlangsamung abzufallen und läßt C4 auf höherem Niveau geladen als C3.Venn dieser Spannungsunterschied ein ausreichend großes Po-

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tenzial erreicht um Q1 leitfähig zu machen, wird die gespeicherte Ladung in C4 verringert, so daß C4 selbst dem raschesten Spannungsabfall von Seiten der Differenzierschaltung folgt, weil Q1 als Emitterfolger wirkt und ein hoher Stromentladungsweg unabhängig von der Impedanz des Filterausgangs vorhanden ist. Wegen des definierten Basis-Emitter-Spannungsabfalls unter diesen Bedingungen behält C4 jedoch einen gewissen Potenzialunterschied gegenüber der über C3 hinwegjerscheinenden Spannung bei, und dieser Unterschied wird an den Eingang der Vergleichsschaltung COMP 2 angelegt. Folglich erzeugt die Vergleichsschaltung COMP 2 ein positives Ausgangssignal, welches kurz nach der Verlangsamungsspitze beginnt, sobald der Potenzialunterschied erzeugt ist, und während der anschließenden Radgeschwindigkeitserholung anhält, bis die Beschleunigung wieder abzufallen beginnt, nachdem ein maximaler Punkt erreicht ist, bei dem der Bremskraftbeiwert seinen maximalen Wert hat. Nach dieser Beschleunigungsspitze fällt das Beschleunigungssignal ab, und schließlich sinkt der an die Vergleichsschaltung COMP 2 angelegte Potenzialunterschied auf diejenige Höhe ab, an der eine Rückstellung erfolgt, wodurch die positive Ausgangsspannung aufgehoben und das Solenoid 8 entregt wird, so daß der Bremsdruck erneut aufgebracht wird. Die positive Ausgangsspannung der Vergleichsschaltung COMP 2 wirkt über R12 und D4 und hält den Transistor 0.4 leitend und das Solenoid 8 dadurch erregt, wenn das Verlangsamungssignal unter den Schwellenwert der Vergleichsschaltung COMP 1 abgefallen ist und diese zurückgestellt wurde.

Die Vergleichsschaltung COMP 2 kann das Einsetzen einer Solenoiderregungsperiode nicht bewirken, da die Schaltung normalerweise abgeschaltet ist, durch die Klemmwirkung eines leitenden Transistors Q2, der auf Basisantrieb gehalten wird, bis das Solenoid anfänglich dadurch erregt wird, daß COMP 1 schaltet, wenn der erste Verlangsamungsschwellenwert über-

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schritten wiri.

Fig. 3 zeigt graphische Darstellungen der Radgeschwindigkeit w, des Differenzierschaltungsausgangs d, des Folge- und Speicherschaltungssignals VC4, und des Solenoiderregungssignals, die für drei verschiedene Koeffizienten der Oberfläche/U dargestellt sind.

In Fig.3A ist die Oberfläche u hoch aber nicht hoch genug, um Uber-Bremsen zu verhindern. Ein Radblockierzyklus ist dargestellt, bei dem das beginnende Blockieren von der Vergleichsschaltung COMP 1 signalisiert wird, wenn deren Schwelle bei ti überschritten wird. Der Tendenz zum Blockieren des Rades wird durch die Bremsentlastung rasch entgegengewirkt, die dadurch verursacht wird, daß die Vergleichsschaltung COMP 1 das Solenoid 8 erregt. Wenn die Radverlangsamung sich verringert, fällt die Ausgangsspannung der Differenzierschaltung an C3 auf eine Höhe ab, die unter der an C4 gespeicherten liegt, welche durch die gestrichelte Linie dargestellt ist. Die Vergleichsschaltung COMP 2 spricht auf Bedingungen an, die eine C4-Spannung über der C3-Spannung erzeugen und liefert einen geschalteten Ausgang am Punkt 1 jeder Kurve, um das Solenoid erregt zu halten, bis die Differenzierschaltungsausgangsspannung auf eine Mindesthöhe abgesunken ist und einen positiven Anstieg, beispielsweise am Punkt2 auf der gestrichelten Kurve begonnen hat.

Fig.3B zeigt einen ähnlichen Betriebeverlauf, bei geringerem Wert der Oberflächenhaftung, wenn die Beschleunigung der Raderholung weniger stark auegeprägt ist, als im Fall von Fig.3A aber immer noch eine wahrnehmbare Mindest spannung aus der Differenzierschaltung erzeugt, die bewirkt, daß die Vergleichsschaltung COMP 2 am Punkt 2 abschaltet, wenn nach der Spitzenbeschleunigung ein Spannungsanstieg erscheint.

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In Fig. 3C sind charakteristische Bedingungen dargestellt, die einer sehr niedrigen Oberfläche ^u entsprechen. Hier ist die Schwankung im Drehmoment des sich beschleunigenden Rades nicht so groß, daß eine bestimmte Anzeige eines optimalen Punktes zum erneuten Anlegen der Bremse angezeigt wird. Unter diesen Bedingungen einer konstanten erneuten Beschleunigung auf geringem Niveau, wird die Tatsache ausgenutzt, daß C4 zusätzlich in Richtung zur Nullbeschleunigungshöhe der Ausgangsspannung der Differenzierschaltung geladen wird, und zwar durch einen Widerstandsweg, der vom Widerstand R8 ausgeht, welcher den Kondensator C4 an das Ruheeinstellpotenzial der Differenzierschaltung anschließt, welches von den Bauelementen VR1 und R2 des Potenzialteilers exakt voreingestellt ist. Vorausgesetzt, daß eine Mindestbeschleunigungshöhe eingehalten wird, wird also, wie Fig.3C-zeigt, der Emitterfolger Q1 leicht leitend gehalten, um eine angemessene positive Vorspannung an C4 zu stützen, die über R8 geliefert wird, um COMP 2 in geschaltetem Zustand zu halten. Sobald diese Beschleunigung auf Null absinkt, wird der Vergleichsschaltungs-Ausgangsantrieb aufgehoben und die Solenoiderregung beendet. Wenn also kein wahrnehmbares Maximum in der Beschleunigungserholungskurve vorhanden ist, wählt der Schaltkreis das Ende dieser Beschleunigung als den Punkt zum erneuten Anlegen der Bremse.

Es sind schon viele Antiblockier-Bremssteuersysteme vorgeschlagen worden, die eine Alternative oder zusätzliche Einrichtung zum Wahrnehmen des anfänglichen Blockierens umfassen, welche Radgeschwindigkeitsunterschiede wahrnimmt oder analoge Fahrzeugbezugswerte schafft, die entsprechend Messungen der Radgeschwindigkeit maßstabsgerecht gewählt sind, und die jede Radgeschwindigkeit mit diesem Bezugswert vergleicht, um Radschlupfsignale zu erzeugen und die Bremsfreigabe zu

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signalisieren, wenn der Pegel des Radschlupfes einen vorher eingestellten Schwellenwert überschreitet. Eine solche Radschlupf-Wahrnehmeinrichtung 12 ist als wahlweises Merkmal bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel gemäß Fig.1 vorgesehen.

Die Vergleichsschaltung COMP 2 ist auch mit einer solchen Radschlupf-Wahrnehmeinrichtung nützlich, denn sie ermöglicht die Benutzung eines breiteren Vergleichsbandes, so daß Schwierigkeiten bei der Eichung eines engen Kanals vermieden sind und trotzdem ein vorzeitiges, erneutes Anlegen wegen der größeren Bandbreite verhindert ist.

Die Radschlupf-Wahrnehmeinrichtung 12 ist im einzelnen in Fig.4 gezeigt. Übermäßig starker Radschlupf wird von einer Vergleichsschaltung COMP 3 signalisiert, die den Transistor Q3 ebenso einschaltet, wie bereits im Zusammenhang mit der Vergleichsschaltung COMP 1 beschrieben. Q4 wird also leitend und das Solenoid 8 erregt und die Klemmwirkung von Q2 freigegeben. Eine Verlangsamung, die zwar den ersten Schwellenwert nicht übersteigt, ist in gewissem Ausmaß vorhanden und sinkt in dem Maße ab, in dem eine Erholung erfolgt, wodurch die Spannung über C4, diejenige über C3 übersteigt, und die Vergleichsschaltung COMP 2 das Solenoid so lange erregt hält, bis ein Mindestwert des Differenzierschaltungsausganges festgestellt worden ist.

Bei einem solchen Fahrzeugbezugssystem kann eine weitere Vergleichsschaltung C0MP4 verwendet werden, um zu signalisieren, daß das Fahrzeug mit sehr niedriger Geschwindigkeit arbeitet, bei der Antiblockier-Steuervorgänge vermieden werden sollten. Diese Verhinderung bei geringer Geschwindigkeit kann an die Vergleichsschaltung COMP 2 dadurch angelegt werden,

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daß ein positives Signal von COMP 4 verwendet wird, um Q2 einzuschalten und damit Ausgangssignale festzuklemmen, die sonst das Solenoid erregt halten wurden.

Wenn ein maximaler Wirkungsgrad des Antiblockier-Bremssteuersystems gewünscht ist, läßt sich eine Verbesserung durch Verwendung einer Betätigungsvorrichtung mit zweifachem Solenoid erzielen, bei der die Steuerung des Bremsdrucks in drei Stufen erfolgen kann, vorausgesetzt daß eine gute Steuerung des Punktes zum erneuten Anlegen der Bremsen erfolgt. Die drei Zustände sind: 1. Druckminderung, 2. Druckhalten oder möglicherweise langsamer Druckabfall, 3. Druckanstieg, möglicherweise rascher Anstieg und langsamer Anstieg.

Die beiden Solenoide hätten z.B. die unmittelbare Aufgabe die Bremsdruckfreigabe, bzw. den Sturz oder Ablaß des Bremsdrucks ebenso wie die Beaufschlagung mit angefordertem Druck durch Manipulieren des Einlaßventils zu steuern. Das bereits beschriebene Steuersystem läßt sich ohne weiteres an diese Art System anpassen, wenn man die Verknüpfungen der in der Schaltung, gemäß Fig.5 gezeigten Ausgangsstufen entsprechend neu anordnet.

Bei dieser Anordnung nimmt das Solenoid SOL 1, welches das Einlaßventil steuert, die Stelle des gemäß FIg.2 und 4 verwendeten einzigen Solenoids θ ein, und ein zusätzliches Solenoid SOL 2, welches die ^Ablaßaufgabe steuert, wird über Q5 von den, die Blockierung wahrnehmenden Schaltkreisen angetrieben, die den Transistor Q3 steuern. Dadurch steuert also das Steuersignal von COMP 1 beide Solenoide SOL 1 und SOL 2, so daß SOL 1 erregt wird, um das Einlaßventil zu schließen und SOL 2 erregt wird, um das Ablaßventil zu öffnen, wenn eine Verlangsamung auftritt, die größer ist als der Schwellenwert

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oder wenn übermäßige Schlupfbedingungen bestehen. Das Steuersignal von COMP 2 steuert nur das Solenoid SOL 1, und zwar in der gleichen Weise wie oben im Zusammenhang mit dem einzigen Solenoid 8 beschrieben. Wenn also COMP 1 nach dem Absinken einer Verlangsamung unter den Schwellenwert zurückgestellt wird, gibt diese Vergleichsschaltung beide Solenoide frei, aber das Solenoid SOL 1 wird nun vom Signal von COMP 2 erregt. Das Einlaßventil wird deshalb geschlossenjgehalten, während das Ablaßventil geschlossen wird, wodurch eine Druckhalteperiode erzeugt wird, bis COMP 2 das erneute Anlegen der Bremsen signalisiert, woraufhin das Solenoid SOL 1 entregt und das Einlaßventil geöffnet wird.

Ein solches Steuersystem hat den Sinn, einem Wahrnehmkanal die Hauptbedeutung zu geben, während der zweite Kanal eine unterstützende Rolle behält. Das bemessene System zum erneuten Anlegen wird ausgenutzt, um aus der Differenzierschaltung 4 die hauptsächliche Einrichtung zur Wahrnehmung und Steuerung des Blockierens zu machen, während die Vergleichsschaltung COMP 3 zum Wahrnehmen des Schlupfes eine stützende Rolle in Situationen spielt, in denen ein Blockieren wegen sehr am Rande liegender, übermäßig starker Bremsvorgänge auftritt und nur allmählich zu übermäßig starkem Schlupf führt, ohne daß plötzlich in einen Zustand der absoluten Blockierung verfallen wird. Die große Mehrzahl möglicher Blockierbedingungen, wird angezeigt, wenn der Schwellenwert der Verlangsamung überschritten wird und eine rasche, korrigierende Wirkung verhindern kann, daß auf die Schlupf-Vergleichsschaltung zurückgegriffen wird. Zur Erziellung eines besseren Wirkungsgrades ist es wünschenswert, während der anschließenden Halteperiode einen möglichst hohen Bremsdruck beizubehalten, sofern dieser damit in Einklang zu bringen ist, daß eine bestimmte Erholung gewährleistet ist. Unter gewissen Umständen kann die Ablaßdauer beendet werden ,.wenn die Yerlangsamung unter den anfäng-

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lichen Schwellenwert absinkt, vorausgesetzt daß Meß- und Betätigungsverzögerungen berücksichtigt werden, während unter anderen Bedingungen der Ablaß ausgedehnt werden muß, damit eine positive Erholung erfolgt. Deshalb ist das System weiter so abgewandelt, daß der Schwellenwert der Vergleichsschal tung_/ die die Verlangsamung wahrnimmt, dynamisch nachgestellt wird, sobald das Ablaßsolenoid betätigt worden ist. Diese Einstellung erfolgt in drei Teilen.

Um Schwingungen um den anfänglichen Schaltpunkt zu vermeiden, ist für die Vergleichsschaltung COMP 1 ein gewisses Ausmaß positiver Rückkopplung in Gestalt von R$ beim ersten Schaltvorgang vorgesehen, damit ein geringer Abfall des Schwellenwertes von etwa 20 % erhalten wird. Nach einer vorher eingestellten ersten Verzögerungsperiode 1, die so bestimmt ist, daß sie länger ist, als die Dauer aller normalen Oberflächenstör impulse, und in einem Ausführungsbeispiel der Erfindung typischerweise 100 Millisekunden beträgt, läßt man den Pegel des Schwellenwertes zum Abschalten von 80 % des anfänglichen Wertes, in einer im wesentlichen linearen Charakteristik über eine vorherbestimmte längere, zweite Periode 2, bis auf einen entgültigen, festgesetzten Wert abfallen, der typischerweise zwischen 5 % und 10 96 des anfänglichen Schwellenwertes liegt. Bei guten Bedingungen der Oberfläche μ, in denen eine rasche Korrektur, bei verhältnismäßig geringer Druckminderung zu erwarten ist, kann man also das Abschalten im Zyklus früher legen und damit auf einen höheren Schwellenwert, als bei Bedingungen mit niedrigerer Oberfläche u, bei denen die Korrektur länger dauert, und durch Anwendung einer längeren Ablaßperiode, die erst dann endet, wenn die Radverlangsamung praktisch aufgehört hat, bei niedrigerem Druck erfolgen muß. Eine in dieser Weise erfolgende Änderung des Endes der Ablaßzeitbestimmung,macht es also möglich, den maximalen Druck während der Haltezeit einzuhalten wodurch Jier Wirkungsgrad verbessert,

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und die Zyklusrate verringert wird.

Die in Fig.5 gezeigte Schaltungsanordnung umfaßt eine Abwandlung» die drei zusätzliche Transistoren vorsieht, um individuelle Einstellungen der Perioden 1 und 2 zu ermöglichen, und gleichzeitig den entgültigen Schwellenwertpegel mit dem Ruhepegel der Differenzierschaltung verknüpft zu halten, um Jegliche Schwierigkeiten zu verringern, die sich aus dem Drift in der Differenzierschaltung oder dem Einstellbezugspotenzial Vref ergeben. Wenn die erste Wahrnehmung erfolgt, sinkt die Ausgangsspannung der Vergleichsschaltung 1 auf Null ab, wodurch die Transistoren Q8 und Q7 ihrerseits abgeschaltet werden. Das Potenzial an C 5 ist in diesem Punkt durch den Spannungsabfall eingestellt, der über R2 durch den Fluß eines konstanten Stromes von der Kollektorquelle des TransistorsQ6 erzeugt wird, und ist so gewählt, daß es höher liegt, als; die erste Schwellenwerteinstellung, so daß die Diode D5 nicht leitet. Die Kondensatorspannung fällt von dieser Höhe linear ab, weil Q6 konstant Strom abzieht, so daß an einem Punkt, der das Ende der Diode der ersten Periode markiert, D5 über R21 zum Leiten veranlaßt wird, wenn die Kondensatorspannung unter die anfängliche Schwellenspannung absinkt. Ein weiteres Absinken dieser Spannung erfolgt während der Periode 2, wodurch der Abschaltschwellenwert linear reduziert wird, bis die Kollektorspannung des Transistors Q6 auf die durch die Basisspannung bestimmte Sättigungshöhe fällt. Diese Spannung wird durch eine Zenerdiode Z1 mit enger Toleranz auf eine bestimmte Höhe, unterhalb des Einstell- Ruhepotenzials Vref festgesetzt, wodurch der entgültige Schwellenwert mit Vref verknüpft wird, so daß die beiden Punkte gemeinsam nachfolgen, um die Genauigkeit dieses entgültigen Schwellenwertes im Sinn der Verlangsamung einzuhalten. Der Betrieb aller anderen Abschnitte, der in Fig.5

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gezeigten Schaltungsanordnung entspricht genau der im Zusammenhang mit Fig.2 und 4 bereits beschriebenen, außer daß Störimpulse in Verlangsamungsrichtung, die am Filterausgang der Differenzierschaltung erscheinen, die Tendenz haben, einen kürzeren Impuls aus Q3 zu erzeugen, der kürzere SoIenoidimpulse ergibt, welche enden, ehe die Vergleichsschaltung COMP 2 wegen der absichtlich langsam folgenden Rate umgeschaltet hat, die an positiv laufende Signale angelegt ist, wie von R9 eingestellt.

Eine Abwandlung des Antiblockier-Bremssteuersystems gemäß Fig.5 ist in Fig.6 gezeigt, bei der eine Überwachungsschaltung vorgesehen ist, die die Dauer der Halteperiode prüft, d.h. die Zeit, während der das Solenoid SOL 1 erregt ist und die die Vergleichsschaltung COMP 2 rückstellt, um die Halteperiode nach einer vorherbestimmten Zeitdauer zu beenden. Die Überwachungsschaltung weist einen Solenoid-Zeitgeber T auf, der in Betrieb ist, während das Solenoid SOL 1 erregt ist, und der am Ende der vorherbestimmten Zeitdauer bewirkt, daß ein Transistor Q9 ,leitend wird. Die steigende Spannung am Kollektor von Q9 wird über einen Kondensator C6 weitergegeben und bewirkt, daß ein Transistor Q10 kurzuleitend wird, während der Kondensator C6 lädt. Dieser Leitimpuls wird an den Beschleunigungseingang der Vergleichsschaltung COMP 2 als negativer Impuls angelegt, den die Folge- und Speicherschaltung 9 verfolgt, wodurch eine Überkreuzung bewirkt wird, die die Vergleichsschaltung COMP 2 zurückstellt, Q4 abschaltet und SOL entregt. Diese überwachungsschaltung ist verwendbar, um zu verhindern, daß lange Halteperioden durch elektrische oder Folgestörsignale erzeugt werden, die ein rasches Verlangsamungssignal hervorrufen können, auf das keine Erholungsbeschleunigung folgt. Typischerweise ergibt der Solenoid-Zeitgeber T eine voreingestellte, maximale Halteperiode von fünf bis sieben Sekunden.

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Als Schutzschaltung für das gesamte System für den Fall einer fehlerhaften Vergleichsschaltung kann ein zusätzlicher Zeitgeber vorgesehen sein, der beide Solenoide überwacht und das ganze Steuersystem außer Betrieb setzt, wenn das eine oder andere Solenoid länger als während der vorherbestimmten Dauer von typischerweise zehn Sekunden erregt bleibt.

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Claims

49 844 Girling Limite 27A1377 Ansprüche

1.) Antiblockier-Bremssteuersystem zum Steuern des Bremsens

ines Rades mit einer Schalteinrichtung zur Bremsfreigabe, die ein Steuersignal zum Freigeben der Bremse beim Wahrnehmen des Beginns des Blockierens des Rades erzeugt, einer Fühleinrichtung zum Erzeugen eines zur Winkelbeschleunigung des Rades proportionalen, elektrischen Signals, und einer Schalteinrichtung zum erneuten Anlegen der Bremse, die auf das Beschleunigungssignal anspricht und ein Steuersignal zum erneuten Anlegen der Bremse erzeugt, dadurch gekennzeichnet, daß eine Speichereinrichtung (9) vorgesehen ist, die auf das Beschleunigungssignal anspricht und ein entsprechendes Ausgangssignal erzeugt, dessen Amplitude der des Beschleunigungssignals folgt, so daß die Amplituden-Zeit-Kurven der beiden Signale nach der aus dem Freigeben der Bremse resultierenden Beschleunigungsspitze einander überkreuzen, und daß die Schalteinrichtung (10) zum erneuten Anlegen der Bremse das Beschleunigungssignal und das Ausgangssignal der Speichereinrichtung (9) vergleicht und ein Steuersignal zum erneuten Anlegen der Bremse nach dem Oberkreuzungspunkt erzeugt.

2. Antiblockier-Bremssteuersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Speichereinrichtung (9) einen Ladeschaltkreis aufweist.

3. Antiblockier-Bremssteuersystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ladeschaltkreis unterschiedliche Ansprechzeiten für positive und negative Änderungsraten des Beschleunigungssignals hat, so daß das Ausgangssignal dem Beschleunigungssignal unmittelbar vor der Beschleunigungsspitze rascher folgt, als danach.

4. Antiblockier-Bremssystem nach Anspruch 3» dadurch g ekennz e i ohne t, daß der Ladeschaltkreis einen Kon-

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densator (C4), der über einen Ladeweg (R9» D3) mit der Fühleinrichtung (1-4) so verbunden ist, daß er während der Radverlangsamung vom Beschleunigungssignal geladen wird, und einen elektronischen Schalter (Q1) aufweist, der in einen Entladeweg des Kondensators (C4) geschaltet und vom Potenzialunterschied zwischen dem Beschleunigungssignal und dem Ausgangssignal so gesteuert ist, daß er den Kondensator in rascher Abhängigkeit vom Beschleunigungssignal entlädt, während der Potentialunterschied vor der Beschleunigungsspitze eine vorherbestimmte Höhe überschreitet.

5. Antiblockier-Bremssteuersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalteinrichtung (10) zum erneuten Anlegen der Bremse eine Vergleichsschaltung (COMP 2) aufweist, die so gewählt ist, daß sie auf die relative Polarität des Beschleunigungs- und Ausgangssignals anspricht und nach einer Umkehr der Polarität an den Überkreuzungspunkten einen Schaltvorgang ausführt.

6. Antiblockier-Bremssteuersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Speichereinrichtung (9) so gestaltet ist, daß die Amplituden-Zeit-Kurven des Beschleunigungssignals und des Ausgangssignals nach der Verlangsamungsspitze und erneut nach der anschließenden aus der Freigabe der Bremse resultierenden Beschleunigungsspitze einander überkreuzen, und daß die Schalteinrichtung zum erneuten Anlegen der Bremse während der Periode zwischen den beiden Überkreuzungspunkten ein Steuersignal erzeugt.

7. Antiblockier-Bremssteuersystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das von der Schalteinrichtung (10) zum erneuten Anlegen der Bremse zwischen den beiden Überkreuzungspunkten erzeugte Steuersignal zur Freigabe der Bremse dient.

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8. Antiblockier-Bremssteuersystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das von der Schalteinrichtung (10) zum erneuten Anlegen der Bremse zwischen den beiden Überkreuzungspunkten erzeugte Steuersignal dazu dient, die Bremse in dem durch das Steuersignal zur Bremsfreigabe erzeugten, freigegebenen Zustand zu halten.

9. Antiblockier-Bremssteuersystem nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuersignal zur Bremsfreigabe gleichzeitig zwei getrennte Bremsdrucksteuerventile steuert, von denen eins (S0L1) die Einlaßdruckanforderung an die Bremse steuert, während das andere (SOL 2) die Freigabe des Drucks von der Bremse steuert, und daß das von der Schalteinrichtung (10) zum erneuten Anlegen der Bremse zwischen den beiden Überkreuzungspunkten erzeugte Steuersignal das Einlaßsteuersignal (SOL 1) steuert.

10. Antiblockier-Bremssteuersystem nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß eine Überwachungsschaltung in Form eines Zeitgebers (T) vorgesehen ist, der die Halteperiode nach vorherbestimmter Dauer beendet, wenn das erneute Anlegen der Bremse nicht auf andere Weise durch die Schalteinrichtung (10) zum erneuten Anlegen der Bremse ausgelöst wird.

11. Antiblockier-Bremssteuersystem nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Zeitgeber (T) die Halteperiode dadurch beendet, daß er einen Impuls an den Beschleuß nigungssignaleingang der Speichereinrichtung (9) abgibt, wodurch ein Uberkreuzungspunkt zum Auslösen der Schalteinrichtung (10) zum erneuten Anlegen der Bremse hervorgerufen wird.

12. Antiblockier-Bremssteuersystem nach einem der Ansprüche

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6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß ein Verhinderungssignal die Schalteinrichtung (10) zum erneuten Anlegen der Bremse zur Freigabe oder zum Halten der Bremse unwirksam macht, und daß das Steuersignal zur Bremsfreigabe dazu dient, diese Verhinderung aufzuheben.

13· Antiblockier-Bremssteuersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennze ichnet, daß die Schalteinrichtung (5) zur Bremsfreigabe eine Vergleichsschaltung (COMP 1) aufweist, die das Beschleunigungssignal mit einem vorher eingestellten Bezugswert der Verlangsamung vergleicht und das Steuersignal zur Bremsfreigabe erzeugt, während der Bezugswert überschritten wird.

14. Antiblockier-Bremssteuersystem nach Anspruch 13» dadurch gekennzeichnet, daß die Schalteinrichtung (5) zur Bremsfreigabe eine automatische Einstelleinrichtung (Q6,Q7,Q8,D5,C5»R21) aufweist, die den Bezugswert in vorherbestimmter Weise entsprechend der Zeit nach dem Betätigen der Vergleichsschaltung (COMP 1) zur Bremsfreigabe zum Erzeugen des Steuersignals für die Bremsfreigabe reduziert.

15. Antiblockier-Bremssteuersystem nach einem der vorher·· gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Speichereinrichtung (9) so ausgelegt ist, daß das von ihr erzeugte Ausgangssignal im Verlauf der Zeit verfällt, bis es auf die Nullhöhe des Beschleunigungssignals absinkt, und daß die Schalteinrichtung (10) zum erneuten Anlegen der Bremse so gestaltet ist, daß sie in Betrieb gesetzt wird und das Steuersignal zum erneuten Anlegen der Bremse erzeugt, wenn das Ausgangssignal die Nullhöhe des Beschieunigungssignals annimmt.

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16. Antiblockier-Bremssteuersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daü ein Fühler (1) vorgesehen ist, der ein Signal proportional zur Winkelgeschwindigkeit des Rades erzeugt, und daß eine zusätzliche Schalteinrichtung (12) zur Bremsfreigabe vorgesehen ist, die das Radgeschwindigkeitssignal vergleicht und ein Steuersignal zur Bremsfreigabe erzeugt, wenn die relativen Werte der beiden Signale um ein vorherbestimmtes, einen übermäßig starken Radschlupf anzeigendes Ausmaß voneinander abweichen.

17· Antiblockier-Bremssteuersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es einen Fühler (1), der ein Signal proportional zur Winkelgeschwindigkeit des Rades erzeugt, sowie eine Niedriggeschwindigkeits-Schalteinrichtung (COMP 4) aufweist, die das Radgeschwindigkeitssignal vergleicht und ein Steuersignal zum Verhindern des Betriebs des Steuersystems,unterhalb der betreffenden Geschwindigkeit erzeugt.

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