DE1655380A1 - Antiblockierregelsystem mit einzeln elektromagnetisch betaetigbaren Einlass- und Auslassventilen - Google Patents

Description

LUFTFAHRT -AUSKÜSTUNGS G.M.B.H

Heidelberg
Grenzhöfer Weg 36

Heidelberg, den 5o.5.196? E/Ft-Ei/Vö, E-Nr. 98

Antiblockierregelsystem mit einzeln elektromagnetisch, betätigbaren Einlaß- und Auslaßventilen

Es ist schon ein Antiblockierregelsystein für Fahrzeuge mit pneumatisch oder hydraulisch betätigbaren Bremsen in verschiedenen Abwandlungen vorgeschlagen worden. Dieses System hat für Jeden geregelten Leitungszweig, an dem ein Radbremszylinder oder mehrere angeschlossen sein können, ein einzeln elektromagnetisch betätigbares Einlaß- und Auslaßventil. Ferner gehört zu dem Antiblockierregelsystem, von dem die vorliegende Erfindung ausgeht, ein auf die Drehverzögerung des Rades ansprechender elektrischer Schaltkontakt, der die Magnetwicklungen beider Ventile gemeinsam einschaltet. Dabei schließt das Einlaßventil und öffnet das Auslaßventil. Endlich gehört ein zweiter elektrischer Schaltkontakt zu diesem System, welcher entweder von einer Langzeit-Haltevorrichtung betätigt wird oder in Abhängigkeit von einer Drehbesehleunigung des Rades. Dieser

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zweite Schaltkontakt wirkt nur,auf das Einlaßventil, d. h. er hält dieses unabhängig von der Stellung des verzögerungsabhängigen Kontaktes geschlossen«

Die Erfindung will dieses System verbessern im Hinblick auf eine genauere Regelung des Bremsdruckes, um einen möglichst reibgünstigen Radschlupf zu erhalten und weiter im Hinblick auf eine Verringerung des ausfließenden Bremsmittels.

Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, daß ein zweiter Verzögerungskontakt vorgesehen ist, der nur das Einlaßventil schaltet und dessen Drehverzögerungs-Ansprechwert " niedriger als derjenige des anderen, auf beide Ventile wirkenden Kontaktes ist.

Nach dem bisherigen System wurden nur dann beide Ventile geschlossen und somit der Bremsdruck beibehalten, wenn eine Druckabsenkung unmittelbar vorherging. Der Druckan-* stieg ging jedesmal unter Bildung einer Druckspitze unmittelbar in den Druckabfall über. Der vorgeschlagene zusätzliche Verzögerungskontakt mit niedrigerem Ansprechwert bewirkt ein Schließen des Einlaßventiles und damit eine Konstanthaltung des Bremsdruckes aus dem Anstieg heraus. Die Druckspitzen werden somit abgeschnitten und das entsprechende Bremsmittelvolumen wird gespart. Dies ™ ist besonders bei hydraulischen Bremssystemen von Bedeutung. Das Volumen eines Hauptdruckzylinders bestimmter Abmessungen reicht nunmehr für eine größere Zahl von Regelzyklen aus.

Die beiden Ventile dürfen sich nicht "überschneiden¹*, d. h«, es dürfen auch nicht kurzzeitig beide Ventile geöffnet sein, da sonst Bremsmittel unter vollem Brück frei aus- ; strömen könnte. Es mußte also bisher sehr streng darauf geachtet werden, daß das Einlaßventil schon geschlossen hatte, wenn das Auslaßventil öffnet. Dazu mußten alle Möglichkeiten,

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die Ansprechzeit des Einlaßventiles zu verkürzen, ausgenutzt werden. Dies gelang auch. Da nun aber der erfindungsgemäße Verzögerungskontakt, der im folgenden mit Vorkontakt bezeichnet werden soll, zeitlich vor dem auf beide Ventile wirkenden, sogenannten Hauptkontakt, anspricht, bleibt zum Schließen des Einlaßventiles in jedem Falle mehr Zeit.

Die Ansprechzeit eines Magnetventiles wird durch die Induktivität der Magnetwicklung sehr wesentlich mitbeeinflußt· Wenn nun gemäß der Erfindung eine höhere Induktivität zugelassen werden kann, so bedeutet dies, daß unter Beibehaltung der Durchflutung (d. h. Windungszahl mal Stromstärke) die Erregerstromstärke erheblich herabgesetzt werden kann. Damit werden vorteilhafterweise die Schaltkontakte geschont oder Transistor-Schaltverstärker können entfallen, soweit sie bisher erforderlich waren. Auch auf die sog. Kurzzeit-Haltevorrichtung, die bei einem System mit Beschleunigungskontakt schon vorgeschlagen wurde, wirkt sich die kleinere Erregerstromstärke des Einlaßventiles günstig aus.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert.

Fig. 1 zeigt das elektrische Schaltbild eines Antiblockierregelsystems mit Langzeit-Halteeinrichtung,

Fig. 2 zeigt das topographisch gleiche Schaltbild mit einem beschleunigungsabhängigen Kontakt,

Fig. 3 zeigt'ein erweitertes Schaltbild mit Kurzzeit-Haltevorrichtung und

Fig. 4 ist ein Kurvenschaubild zur Erläuterung der Wirkungsweise der Anordnung nach Fig. 3·

Gemäß Fig. 1 ist eine mit + bezeichnete Gleichspannungsquelle über einen Kontakt 1 und die Wicklung E eines Einlaßventiles mit Masse verbunden. Parallel zu dem Kontakt 1

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liegt ein zweiter Kontakt V^. Ein dritter Leitungszug führt über, einen dritten Kontakt T₂ und die Wicklung. A eines Auslaßventiles an Masse. Ferner ist noch eine Diode zwischen den Verbindungspunkten von Kontakt V₂ und Wicklung A sowie den beiden anderen Kontakten und der Wicklung E eingeschaltet. Die Diode ist so gepolt, daß bei geschlossenem Kontakt V₂ beide Wicklungen erregt sind,' d. h. das Einlaßventil geschlossen und das Auslaßventil geöffnet ist (Bremsdruck fällt). Wenn einer der beiden Kontakte 1 oder V₁ geschlossen ist, wird nur die Wicklung E erregt. Dann sind beide Ventile geschlossen (Bremsdruck konstant). Wenn alle drei Kontakte geöffnet sind, ist das Einlaßventil geöffnet und das Auslaßventil geschlossen. Dies ist die Normalstellung. Der wirksame Bremsdruck hängt in diesem Fall von der Bremsbetätigung durch den Fahrer ab.Innerhalb eines geregelten Bremsvorganges, der hier betrachtet werden soll, steigt bei dieser Schalterstellung der Bremsd'ruck an.

Die Schaltbewegungen der Kontakte V^ und V₂ sind auf nicht dargestellte Weise, z. B. mittels federgefesselter Drehmassen, von der Drehverzögerung des Fahrzeugrades abhängig gemacht. Der Drehverzögerungs-Ansprechwert des Vorkontaktes V^ ist niedriger eingestellt als der Ansprechwert des Hauptkontaktes V₂. Die.Werte werden üblicherweise als Radumfangsverzögerungen ausgedrückt und liegen beispielsweise bei 1, 2 und 4 g. Bei einer höheren Drehverzögerung als dem jeweiligen Ansprechwert sind die Kontakte geschlossen. Daraus folgt, daß die Kontakte zeitlich nacheinander ansprechen, wenn ein Rad blockieren will und demzufolge die Drehverzögerung immer mehr ansteigt. Der Kontakt 1 wird von einer nur schematisch angedeuteten Langzeit-Halteeinrichtung betätigt. Diese arbeitet so, daß der Kontakt 1 kurz nach dem Schließen von V₂ ebenfalls schließt und nach einer bestimmten Zeit t. (Langzeit) wieder öffnet. t_ kann von der Temperatur, dem angelegten Bremsdruck oder sonstigen Parametern abhängen, doch nicht vom Bewegungsverhalten des Rades.

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Die Wijrfcüngsvreise ist? kurz folgende: Wenn der Fahrer bremst und die Radverzögerung über die niedrig liegende Ansprechschwelle ansteigt, schließt der Vorkontakt V^,. · Das Einlaßventil schließt. Der Bremsdruck kann nicht weiter ansteigen und wird konstant gehalten. Ist er jedoch zu hoch, so daß das Rad noch höher verzögert wird, dann spricht auch Hauptkontakt V~ an, so daß das Auslaßventil öffnet und der Druck sinkt. Mittlerweile ist auch Kontakt i geschlossen. Da die Drehverzögerung infolge der verminderten Bremswirkung nunmehr wieder abnimmt, öffnet zunächst Y^* V°n hier ab bleibt der Bremsdruck ^

konstant. Dann öffnet V^ und am Ende der vorbestimmten -

Haltezeit auch der Kontakt 1, wonach der Bremsdruck wieder ansteigen kann. Die Diode 2 ware an sich nicht nötig. Sie erhöht aber die Betriebssicherheit des Systems, weil sie auf jeden Fall verhindert,, daß bei einem Prellen, bei falscher Einstellung oder bei völligem Ausfall des Vorkontaktes beide Ventile geöffnet sind.

Die Anordnung nach Fig. 2 unterscheidet sich gegenüber derjenigen nach Fig. 1 dadurch, daß der mit dem Vorkontakt parallel liegende und mit B bezeichnete Kontakt von der Drehbeschleunigung des Rades abhängt. Analog zu den Verzögerungskontakten hat er einen spezifischen Dreh- ^ beschleunigungs-Anspreohwert. Wenn die Drehbeschleunigung des Rades darüber hinaus geht, schließt er. Nach der Absenkung wird der Druck also so lange konstant gehalten, wie sich das Rad beschleunigt. Während der kurzen Zeit von wenigen Millisekunden zwischen dem öffnen des Vor- · kontaktes und dem darauffolgenden Schließen des Beschleunigungskontaktes kann allerdings der Druck ansteigen, was unerwünscht ist.

Aus diesem Grunde ist gemäß Fig. ?. eine Kurzzeit-Halteeinrichtung in Form eines RC-Gliedes für das Einlaßventil vorgesehen* Wie ersichtlich, ist zwischen der Diode 2 und dem Vorkontakt V^ eine weitere Diode 4 gleicher Durch-

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laßrichtung eingeschaltet. Der Verbindungspunkt der beiden Dioden ist über einen Widerstand 5 und einen Kondensator 6 mit Masse verbunden.

Weiter ist gemäß Fig. 3 vorgesehen, daß der Drehverzögerungs-Ansprechwert des hier mit V, bezeichneten Hauptkontaktes gemäß einen früheren Vorschlag nicht fest eingestellt ist, sondern von der Drehgeschwindigkeit des Rades abhängt in der Weise, daß höheren Geschwindigkeiten höhere Ansprechwerte zugeordnet sind. Ferner ist hier vorgesehen, daß von einer hestiwrten Grenzgeschwindigkeit v« ab der Kontakt überhaupt nicht mehr ansprechen kann. Dieses bevorzugte Ausführungsbeispiel soll nachstehend anhand des Kurvenschaubildes näher erläutert werden.

In Fig. 4 ist die während des Bremsvorganges mit der Zeit abnehmende Fahrzeuggeschwindigkeit mit v„ bezeichnet und strichpunktiert dargestellt. Je zwei Kurven der Radumfangsgeschwindigkeit v_R und des Bremsdruckes P sollen betrachtet werden. Die gestrichelten Kurven, also Vp, uni P* stellen den zeitlichen Verlauf für den Fall dar, daß der Vorkontakt V^ fehlt, während die ausgezogenen Kurven der Anordnung nach Fig. 3 entsprechen.

Zunächst der Fall ohne Vorkontakt: Während des anfänglichen Bremsdruckanstieges will das Rad blockieren. Die Radgeschwindigkeit v_R* fällt sehr steil ab. her Verzögerungskontakt V, kann jedoch, obwohl die Verzögerungs-Ansprechschwelle längst überschritten ist, zunächst noch nicht schließen. Erst wenn die Radumfangsgeschwindigkeit die Grenzgeschwindigkeit v„ (strichpunktierte waagerechte Linie) erreicht, schließt V,. Der bis zu diesem Zeitpunkt X,2 ansteigende Bremsdruck fällt nunmehr rasch ab bis zum Zeitpunkt t, der Hauptkontakt V, wieder öffnet. Während der Schließzeit war schon über die Diode 2 und den Widerstand 5 der Kondensator 6 aufgeladen worden. Er entlädt sich nun über die Diode 4- und die Binlaßventilwicklung, so daß das Einlaßventil weiter geschlossen bleibt,

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bis der nunmehr schließende Beschleunigungskontakt B die weitere Erregung dieser Wicklung übernimmt. Der Bremsdruck bleibt konstant, bis bei tg der Beschleunigungskontakt wieder öffnet. Man sieht, daß schon etwa von t^ ab der Druck unnötig weiter erhöht wurde, obwohl sich das Bad doch schon in sehr starker Verzögerung befand. Der Druck mußte daraufhin weit abgesenkt werden, wobei viel Bremsmittel ausfloß.

Erfindungsgemäß spricht jedoch schon bei t^ der Vorkontakt an· Hierauf beziehen sich die ausgezogenen Kurven. Der Druck wird konstant gehalten und die gestrichelt gezeichnete dreieckförmige Druckspitze abgeschnitten. Die Radgeschwindigkeit sinkt zwar auch hier weiterhin ab, jedoch nicht so schnell, wie im vorhergehenden Fall. Die Geschwindigkeitsgrenze wird erst bei t^ erreicht, wo nunmehr der Hauptkontakt V, schließt und der Druck fällt. Die Druckstufe ist jedocri wesentlich kleiner und wenn bei t(- der Hauptkontakt wieder öffnet, ist das Druckniveau besser eingeregelt als vorher, wan man daran sieht, daß die Radgeschwindigkeit langsamer ansteigt und damit länger in dem reibgünstigen Bereich verweilt. Auch der ganze Regelzykius, der bei t,, endet, ist infolge des Vorkontaktes länger geworden, so daß bei einem Bremsvorgang wunschgemäß weniger Regelzyklen zu erwarten sind.

Der Ausdruck "Kontakt" ist im weitesten Jinhe, also auc.-i als elektronische Schaltstrecke zu verstehen, die in Abhängigkeit ^ vom Drehbewegungszustand des Rades durc:.-schaltet. Es wird daher im Rahmen dieser Anmeldung auc:. für Jedes elektronische und möglicherweise digital arbeitende Antiblockierregelsystem .Schutz begehrt, bfi dem im Prinzip, also von systembedingten Verzugszeiter, abgesehen, die Ventil schaltvorgänge wie erlüutert vom Drehbewegungszustand des Raden gesteuert sind.

- 1 ateritansprüci.e -

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Claims (2)

1. Heidelberg, den 3ο«3.1967 E/Pt-Ei/Lu, E-Nr. 98

   Patentansprüche

   '-,'■■Ά· Antiblöckierregelsystem mit je einem einzeln elektromagnetisch betätigbaren Einlaß- und Auslaßventil, gekennzeichnet durch eine untere und eine obere Drehver-Ziögerungsschwelle und eine Beschleunigungsschwelle

   ™ und folgenden Arbeitszyklus:

   Beim Ü b e r schreiten der unteren Drehverzögerungsschwelle schließt das Einlaßventil (das Auslaßventil ist schon geschlossen);

   beim über scnreiten der oberen Drehverzögerungsschwelle öffnet das Auslaßventil; beim U η t e r schreiten der oberen ürenverzögerungsschwelle schließt das Auslaßventil ; das Einlaßventil öffnet entweder, wenn vom Unterschreiten der unteren Drehverzögerungsschwelle ab eine bestimmte Zeit vergangen ist, ohne daß die Besciileunigungsschwelle überscnritten wurde,

   ^ oder wenn die Beschieunigung^sohweile nacn anfänglicher Über sciireitung unter schritten wird.
2. 2. Äntibloekierregelsystem mit je einem einzeln elektromagnetiscü betätigbaren Einiaß- und Auslaßventil -und. einem auf die Drenverzogerung des Rades ansprechenden Kontakt, der beide Magnetw-icklungen gemeins.am einschaltet, wobei das Einlaßventil sei. lie Et und das Auslaßventil öffnet, dadurch gekennzeichnet, daß ein zweiter VerzÖgerungskontakt (V.) vorgeseuen ist, der nur das Einlaßventil schaltet und dessen Drehverzögerungs-Änsprec^— wert niedriger, als derjenige des anderen, auf beide

   ■ Ventile wirkenden Kontaktes (V,, V^) ist.