DE1755578A1 - Antiblockierregler - Google Patents

Description

ALFRED TEVES GKBH Frankfurt (M), 17. Mai 1968

^{P 35}/5⁵/ Pat/M/e

Antiblockierregler

Die Erfindung bezieht eich auf einen Antiblockierregler zur Regelung dee hydraulischen Druckes in Bremskreisen mit einem mit dem Fahrzeugrad umlaufenden Drehwinkelverzögerungsaufnehiier z.B. einem Gleichstromgenerator zur Erzeugung einer der Raddrehzahl proportionalen Spannung, deren Differentiation den Spannungsverlauf analog der Winkelverzögerung ergibt, und einem Stellglied z.B. einem elektromagnetischen Ventil für den hydraulischen Bremskreis.

Es sind elektro-hydraulische Regelsysteme bekannt, bei denen sich an jedem Rad ein Wechselstromgenerator befindet, der eine der Drehzahl proportionale Spannung und eine der Drehverzögerung proportionale Spannungeänderung abgibt, die gleichgerichtet und verstärkt wird. Nach einem Spannungsvergleich in den beiden Hauptregelkreiaen zur Erfassung des Gleitbeginne bzw. Stillstandes des Rades betätigt die bei auftretendem Schlupf resultierende DifferenzBpannung ein magnetgesteuertes Dreiwegeventil.

Nach einem anderen Vorschlag dient der bei einem beut Kumten Schlupf sinkende KraftschiuSbelwert als Regelgröße. Das durch Radlast und Kraftsohlußbeiwert gegebene Moment M. wird gegen das Moment M₂ , gegeben durch den nremsdruck, abgewogen; zur Regelung wird ein Steuerkolben gegen eine Feder verschoben. Die Anlage kann aber nicht vollständig zuverlässig arbeiten, da unter bestimmten Verhältnissen der KraftschluSbeiwert mit zunehmenden Schlupf nicht sinkt.

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In anderen Anlagen schließt ein trägheitsabhängiger Schalter im Falle des Überschreitens des Verzögerungsgrenzwertes einen elektrischen Stromkreis, der ein Elektroventil zur Druckminderung im Bremszylinder betätigt. Diese Einrichtungen sind zum Teil nur Steuerungen und haben den Nachteil» daß sie unter Umständen erst wirksam werden, wenn das Rad bereits blockiert hat.

Bekannt ist auch eine elektrische Bremse, deren Speisekreis bei Gleiten der Räder durch^cRelais unterbrochen und erst wieder geschlossen wird, wenn die Räder wieder die Geschwindigkeit des Fahrzeuges erreicht haben.

Bekannt ist weiterhin ein Antiblockierregler mit je einem einzelnen elektro-magnetisehen Einlaß- und Auslaßventil, die Über entsprechende Kontakte entsprechend einer unteren und oberen Drehverzögerungsschwelle und einer Beschleunigungsschwelle betätigt werden. Nachteilig ist, daß der Signalgeber über ein Reibrad angetrieben wird, das sich bei Betätigung der Bremse erst an die Reibfläche anlegt und folglich zunächst der Beschleunigungskontakt anspricht, die volle Bremswirkung also verzögert wird.

Es ist bekannt, einen elektronischen Antiblockierregler vorzusehen, bei dem ein durch das Rad angetriebener Gleichstromgenerator eine der Radgeschwindigkeit proportionale Spannung abgibt. Bin in Reihe geschalteter Kondensator liefert einen der Verzögerung des Hades proportionalen Strom, der verstärkt wird und ein Magnetventil zur Regelung des Bremsdrucks betätigt.

Zu den einzelnen genannten lachteilen, muß allgemein hinzugefügt werden, daß alle bisherigen brauchbaren Regeleinrichtungen unverhältnismäßig teuer und kompli-

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ziert im Aufbau und damit störanfällig sind. Deshalb sind diese Vorrichtungen bis heute auch nur in Flugzeugen und Schienenfahrzeugen zur Anwendung gekommen.

Aufgabe der Erfindung ist, einen einfachen elckfcrohydraulischen Antiblockierregler «u schaffen, der schon vor dem eigentlichen Blockieren der Räder anspricht und in seiner optimalen Ausführung während der Bremsung auf den Schlupfwert regelt, der dem maximalen Reibwert entspricht.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch gelöst, daß dem Drehverzögerung'sauf nehmer am Eingang des Reglers ein «weites Differenzierglied nachgeschaltet ist, dessen Ausgangsspannung den nachfolgenden elektronischen Schalter zur Bremsdruckminderung ansteuert.

Vorzugsweise fällt der Regler nach beendeter Regelung, d.h. Abbruch des BremsVorganges dabei selbsttätig in seine Ausgangsstellung zurück.

In einer besonderen AusfUhrungsform dienen die Federn in den Räumen,beispielsweise der Stirnflächen, des Steuerschiebers als Druckspeicher.

Ein Druckspeicher verhindert während der Regelvorgänge Bweckaäßigerweise den Druckaufbau durch Fußkraft im Raum« .

Erfindungsgemäß 1st die Anordnung der Rohrleitungen so getroffen, daß die Minderung der Fußkraft zum Druckausgleich ein in die Rohrleitung eingeschaltetes Rückschlagventil öffnet.

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Die Abhängigkeit dee Reibwertβa/4 vom Bremsschlupf a = unter verschiedene

Ti»

ist aus Figur 4 zu ersehen.

a = unter verschiedenen äußeren Bedingungen

Ti»

a - nasse Straße

b - trockene Straße

c - vereiste oder verschneite Straße d - Entwicklungstendenz der Reifenhersteller

In der Definitionsgleichung des Schlupfes bedeuten *f* Drehwinkel eines ohne Schlupf bewegten Rades if Drehwinkel eines mit Schlupf bewegten Rades

Der genaue Verlauf der Kurve ist von äußeren Bedingungen wie Fahrbahnbeschaffenheit, Anfangsgeschwindigkeit usw. abhängig und kann für jeden Fall nur d\irch Versuche ermittelt werden. Ein Schlupf von

BAD OmQtNAL

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bedeutet Blockierung des Rades, also meist geringen Reibwert und Manövrierunfähigkeit des Fahrzeuges.

Sobald das Rad blockleren will, steigt die Vinkelverzögerung des Rades stark an, ihren Verlauf erhält man analog durch den mit dem Rad umlaufenden Drehverzögerungsaufnehmer. Bin nachgeschaltetes Differenzierglied liefert den Spannungsverlauf entsprechend dem Ruck ψ als dritte Ableitung des Drehwinkels ψ Der prinzipielle Verlauf der einzelnen Spannungen ist aus Diagramm 5 zu ersehen.

Im zeitlichen Verlauf liegt das Maximum des Ruckes vor dem der Verzögerungskurve, eignet sich also besonders gut aLs empfindliche Ftthrungsgröße des Heglers; da das Ma±imum Über dem Wendepunkt der Verzögerungskurve liegt, spricht die Regelung vor dem Blockieren des Rades an.

Übersteigt der Ruck einen festzulegenden Grenzwert, so ist die Differenz zwischen Istwert und Grenzwert ein Maß dafür, um wieviel das Moment der Bremse vermindert werden muß, um den geforderten Reibwert «wischen Fahrbahn und ReifenaufStandsfläche aufrechtzuerhalten. (Den maximalen Reibwert ergäbe Ruck gleich 0). Die Führungsgröße steuert dann einen elektronischen Schalter an, der bei der Ruckschwelle in Arbeitsstellung kippt; dessen verstärkte Ausgangsspannung betätigt ein elektromagnetisches Ventil, um den Überdruck aus dem Bremskreis abzulassen oder im entgegengesetzten Pail Druck hinzuzugeben. Die Lösung des Problems durch einen Regelkreis bewirkt eine Sinpendelung der Regelgröfle auf den Sollwert oder ermöglicht auch eine aperiodische Annäherung.

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Die Erfindung läßt verschiedene Ausftihrungsformen zu. Fig. 1 zeigt ein schematisches Blockbild der Anordnung. Mit Betätigung des Bremspedals (1) wird über den Schalter (9) der Regelkreis eingeschaltet. Ein mit dem Rad umlaufender Gleichstromgenerator (2) gibt eine der Drehzahl proportionale Spannung ab, die in einem Integrierglied (3) geglättet wird.

Zur Messung der Drehverzögerung ist am Eingang des Reglers ein Differenzierglied (6) angeordnet, dem ein »weites Differensierglied (7) nachgeschaltet ist, dessen Ausgangsspannung analog dem Ruck ψ verläuft und als Ftthrungegröfie einen elektronischen Schalter (8) ansteuert. Erreicht der Ruck seinen Grenzwert, kippt der Schalter (Θ) in seine Arbeitsstellung und gibt eine in einem gewissen Bereich der Steuerspannung proportionale Ausgangsspannung ab, die im Verstärker (10) verstärkt wird, um ein elektromagnetisch betätigtes Ventil 4 als Stellglied für den hydraulischen Bremskreis als Regelstrecke zu betätigen. Bei Ansprechen des Ventile wird zunächst die Zufuhr von Bremsmittel in den Bremskreis gesperrt und dann zur Minderung des Druckes Bremsflüssigkeit ins Vorratsgefäfi abgelassen. Sinkt das Steuersignal am Eingang des Schalters (8) unter seinen Grenzwert, kippt der Schalter (8) selbsttätig in seine Ausgangsstellung zurück.

Das Ventil (4) besteht aus einem Tauchspulenmagneten (14), dessen Energie über eine Stange (15) auf den Schieber (11) Übertragen wird, der in einem Zylinder läuft. Gegen den Anschlag (12) wird er durch eine schwache Feder (13) gedrückt, die auf dem Zylinderboden ruht. Bei Betätigung des Bremspedals (1) pflanzt sich der Druck zunächst über Kanal (16) und (19) direkt bis zu den Bremsbacken fort. Der Schieber befindet sioh noch im Gleichgewicht, da über die Kanäle (17) und (20) an beiden Stirnflächen derselbe Öldruck aufgebaut wird.

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Bei Ansprechen der Regelung "bewegt eich der Schaber (11) durch die magnetische Energie der Tauchepule in Richtung A gegen den vorgegebenen Öldruck, "bis sich ein Gleichgewicht zwischen Öldruck: einereeite und Öldruck plus Schubkraft der Spule andererseits einstellt. (Die Kraft der Feder (13) 1st zu vernachlässigen). Während der ersten Regelstufe wird die Verbindung zwischen Kanal (16) und (19) unterbrochen, so daß der Bremsdruck lediglich nicht weiter ansteigen kann. Herrscht immer noch überdruck im Bremskreie, wird in der zweiten Stufe eine Verbindung zwischen Kanal (18) und (19) hergestellt, so daß Bremsflüssigkeit in den Vorratsbehälter zurückfließen kann.

Steigt der Reibwert zwischen Fahrbahn und Reifenaufstandsfläche wieder an, entsteht ein Ruck mit umgekehrtem Vorzeichen* infolgedessen läßt die Kraft der Spule nach. Ein neues Gleichgewicht am Schieber (11) stellt sich ein; der Bremsdruck kann wieder ansteigen.

Das in Fig. 1 gezeigte Ventil hat den großen Nacnteil, daß der Regelvorgang abhängig wird von der Fußkraft, die der Regelung entgegenwirkt. Um dies auszuschalten, kann das Ventil in Fig. 2 zur Anwendung kommen·

In Ruhestellung ist der Schieber druckausgeglichen über die Kanäle 26, 27a, 27b, 27c, 29 und 30. Be. Betätigung des Bremspedals (1) ist eine normale Bremsung über die Kaaäle 26, 27a, 27b, und 29 möglich. Bei Ansprechen der Regelung, d.h. Schließen der Kanäle 26 und 27b kann aus dem Raum oc über den Kanal 27c öl in ein elastieches Glied Jjf (Speicher oder Schlauchleitung) fließen, andererseits aber durc^i die Fußkraft nicht über denselben Weg höherer Druck im Raum o< (Bremse) aufgebaut werden. In der zweiten Stufe der Regelung kann analog zur vorbeschriebenen Lösung

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Bremsflüssigkeit über die Kanäle 29 und 28 zurückfLießen.

Das Rückschlagventil /3 öffnet, wenn der Bremsdruck vom Pedal unter dem Druck in der Leitung 29 sinkt.

Um den Hachteil dea äußeren elastischen Gliedes auszuschalten, muß das in Fig. 3 dargestellte Ventil angewendet werden. Der Regelvorgang wird von der Fußkraftsteigerung unabhängig gemacht, indem Sie Schieber-Zwischenräume 41 und 42 Federn gebracht werden, die als Druckspeicher wirken. In Ruhestellung und bei normaler Bremsung über die Kanäle 36, 36a, 36b, und werden die Federn in den Räumen 41, 42 zusammengedrückt, da diese nicht druckausgeglichen sind, der Druckausgleich an den anderen Schieberflächen erfolgt über die Kanäle 36, 3öc und 36a, 36, 39, 40. Der gesamte Schieber des Ventile liegt durch die Feder 33 am Anschlag 32. Bei Beginn der Regelung wird zunächst der Zufluß von Bremsflüssigkeit über Kanal 36 abgeschnitten. In der zweiten Stufe der Regelung öffnet der Kanal 37b und aus dem Bremekreia kann Bremsflüssigkeit über die Kanäle 39, 37b und 37a oder 37c in die Räume 42, 41 fließen, wobei die Federn entlastet werden. Das Rückschlagventil

/3 öffnet wiederum, wenn der Bremsdruck von Pedal unter den Druck in der Leitung 39 sinkt.

-»B—

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Claims (5)

ALFRED TSVES OMBH A Frankfurt (M), 17. Mal 1968 J P 3535 Pat/M/e Patentansprüche

1. Antiblockierregier zur Regelung des hydraulischen Druckes in Bremskreisen mit einem mit den fahrzeugrad umlaufenden Drehbeschleunigungsmesser z.B. einem Gleichstromgenerator zur Erzeugung einer der Raddrehzahl proportionalen Spannung, deren Differentiation den Spannungsverlauf analog der Winkerverzögerung ergibt und einem Stellglied z.B. einem elektromagnetischen Ventil für den hydraulischen Bremskreis, gekennzeichnet dadurch, daß dem Drehbeechleunigungsmesser am Eingang des Reglers ein Differenzierglied (7) nachgeschaltet ist, dessen Ausgangespannung die nachfolgende elektronische Logik zur Bremsdruckminderung ansteuert.

2. Antiblocki erregier nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß der Regler nach beendeter Regelung, d.h. Abbruch des BremsVorganges selbsttätig in seine Ausgangsstellung zurückfällt.

3. Antiblockierregler nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, daß ein Druckspeicher tf während des RegelVorganges Druckaufbau durch Fudkraft im Raum oC (Bremse) verhindert.

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4. Antiblockierregler nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, dafi in einer speziellen Ausführung des Ventiles die federn in den Räumen 41, 42 als Druckspeicher dienen.

5. Antiblockierregler nach den vorangehenden Ansprüchen, gekennzeichnet dadurch, dafi das Rückschlagventil ft bei Minderung der FußkraXt Öffnet.

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