DE1803706C3 - Steuerschaltung zum Verhindern des Blockierens von Kraftfahrzeugrädern beim Bremsen - Google Patents
Steuerschaltung zum Verhindern des Blockierens von Kraftfahrzeugrädern beim BremsenInfo
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Description
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Die Erfindung bezieht sich auf eine Steuerschaltung zum Verhindern des Blocnierens von Kraftfahrzeugräden:
beim Bremsen, mit einem mit dem Rad verbundenen Generator, der eine der Raddrehzahl
proportionale Spannung abgibt, die in einem elektrisehen Schaltungsteil weiterverarbeitet wird, und beim
Überschreiten einer bestimmten Schwelle einer Drehverzögerung des Rades eine Signalspannung an einen
Ausgang weitergibt, wobei diese Signalspannung auch bei Stillstand des Rades aufrechterhalten wird.
Es sind bereits solche Steuerschaltungen bekannt (USA.-Patentschrift 3 301 608), die ein Ausgangssignal
an eine mit der Bremshydraulik verbundene Solenoideinrichtung abgeben, die dann bei Erregung den
Bremsdruck so lange vermindert, bis die Drehverzögerung des überwachten Rades auf einen vorbestimmten
Wert abgesunken ist. Weiterhin sind noch ähnliche Einrichtungen bekannt (deutsche Auslegeschrift
1 166 012 und USA.-Patentschrift 3 026 148),
bei denen nach dem gleichen Prinzip eine Radwinkelverzogerung ermittelt wird, die bei Überschreiten
eines vorbestimmten Wertes eine Bremskraftminderung automatisch herbeiführt.
Eine solche automatische Verminderung der ' Bremskraft erfolgt jedoch stets nur in Abhängigkeit
von der Radwinkelverzogerung und nicht etwa in Abhängigkeit von den tatsächlichen Straßenverhältnissen
bzw. den durch liLsc herbeigeführten Schlupf
zwischen dem Rad und dem Fahruntergrund, d.h. der Straße. Dies hat zur Folge, daß die Bremskraftsteuerung
bei einer griffigen Straße zu einer verfrühten und bei einer glatten Straße zu einer verspäteten
Aufhebung bzw. Minderung der Bremskraft führen kann. Auf einer griffigen Straße kann nämlich durchaus
eine sehr hohe Radwinkelverzögerung auftreten, ohne daß ein nennenswerter Schlupf zwischen Rad
und Straße vorliegt, während andererseits auf schnee- oder eisglatten Straßen schon eine geringe
Radwinkelverzögerung einen hohen Schlupf herbeiführen kann, der dann dazu führen kann, daß der
Fahrer die Kontrolle über das Fahrzeug verliert.
Außerdem treten bei solchen automatischen Bremskraftreglern nachteiligerweise leicht Schwingungen
auf, die durch das wiederholte Einsetzen und Aussehen der Bremskraftminderung herbeigeführt
werden können. Dadurch wird ein verstärkter Verschleiß verursacht und andererseits der Bremsvorgang
insiahil gemacht. Schließlich sei noch bemerkt, daß eine automatische Bremskraftregelung einen hohen
baulichen Aufwand mit sich bringt.
Es ist weiterhin bekannt (deutsche Auslcgeschrift 1 136 215), die Differenz der Drehzahlen von
mindestens zwei Rädern zu verwenden, um ein die Bremskraft beeinflussendes Signal abzuleiten. Mit
der Ermittlung einer solchen Drehzahldifferenz ist jedoch eine Aussage über den Schlupf zwischen den
Rädern und der Fahrbahn nicht möglich; haben nämlich alle Räder den gleichen Schlupf gegenüber
der Fahrbahn, tritt überhaupt keine Drehzahldifferenz auf, womit auch die Bremskraftverminderung
ausfällt. Damit kann die Gefahr des gleichzeitigen Blockierens der Räder nicht beseitigt werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Steuerschaltung zum Verhindern des Blockierens von
Kraftfahrzeugrädern beim Bremsen zu schaffen, die eine optimale Abbremsung bei geringem baulichen!
Aufwand ermöglicht.
Diese Aufgabe ist dadurch gelöst, daß
a) beim Überschreiten des Schwellenwertes einer Schaltung eine bekannte Verzögerungsschaltung
ein-m Schaltkreis eine Signalspannung aufprägt, die eine Relaisspule erregt und eine Alarmvorrichtung
unter Strom setzt, so daß ein Alarmton erklingt;
b) gleichzeitig durch Schließen von Kontakten eine Rückkopplung erfolgt, welche den Schwellenwert
der Schaltung erhöht;
c) sofern die Signalspannung an Klemmen kleiner als der zweite Schwellenwert der Schaltung ist,
die Relaisspule erneut erregt und damit der durch die Alarmvorrichtung fließende Strom
unterbrochen wird;
d) eine Radumlauf-Überwachungsschaltung bei Stillstand des Rades eine Signalspannung an den
Schaltkreis gibt, wodurch die Alarmvorrichtung unter Strom gehalten wird.
Durch die erfindungsgemäße Steuerschaltung wird der Fahrer vom Auftreten einer bestimmten Radwinkelverzögerung
durch ein Alarmsignal unterrichtet, das ihm eine Orientierungshilfe dafür gibt, wie er die
Bremskraft zu bemessen hat. Tritt nämlich das Alarmsignal — beispielsweise ein Tonsignal — auf,
weiß der Fahrer, wie weil — je nach dem Straßenzustand — er die Bremskraft mindern muß bzw. (bei
griffiger Straße) noch erhöhen darf. Dabei tritt das Alarmsignal in zwei Abstufungen auf. Liegt die Rad-
3 4
winkelverzögcrung unter dem zuerst bestimmten klemme 16« verschwindet, wenn das Rad aufhört,
Schwellenwert, tritt das Alarmsignal intermittierend sich zu drehen. Wenn der bewegliche Kontakt 9 und
auf. während es dauernd auftritt, wenn die Radwin- der feststehende Kontakt 11 geschlossen sind und an
kelverzögerung über dem an zweiter Stelle bestimm- der Eingangsklemme 16 b der Radumlauf-Uberwa-
ten Schwellenwert liegt. Dadurch wird dem Fahrer 5 chungsschaltung 16 c-ine Signalspannung entwickelt
die Möglichkeit zu einer feinen Differenzierung gege- wird, so wird an der Ausgangsklemme 16 c dieser
ben. Bei einem vollständigen Blockieren, was bei- Schaltung 16 eine Signalspannung entwickelt. Die in
spielsweise bei besonders glatter Straße mögli- dieser Weise entwickelte Signalspannung wird auf die
cherweise vom Fahrer zumindest nicht gleich be- Eingangsklemme Ta des Schaltkreises7 durch den
merkt wird, wird an der Radumlauf-Überwachungs- io Widerstand 15 aufgeprägt.
schaltung ein Dauenon der Alarmvorrichtung verur- Die in der oben beschriebenen Weise aufgebaute
sacht, so daß der Fahrer auch bei diesem Zustand Steuerschaltung arbeitet in der folgenden Weise:
ein deutliches Warnsigna! erhält. Wird ein Bremspedal betätigt, um eine Bremskraft
Die Erfindung wird an Hand eines Ausführungs- an die Räder anzulegen und dadurch die Geschwin-
bcispieles näher erläutert. j5 digkeit des Fahrzeugs zu verringern, so nimmt die
Der Rotor eines Dreiphasen-Wechselstromgenera- Umfangsgeschwindigkeit der Räder ab. Gegegebenentors
1 ist getrieblich mit einem Rad verbunden, durch falls erreicht die Winkelverzögerung an den Rädern
das er gedreht werden soll und erzeugt proportional einen ersten Wert, der in der Schaltung 4 eingestellt
zur Umlaufgeschwindigkeit des Rads eine Wechsel- ist. Daher wird an der Ausgangsklemme 4 a der
Stromspannung. Das Bezugszeichen 2 bedeutet eine so Schaltung 4 eine Signalspannung entwickelt und mit
Dreiphasen-Vollweggleichrichterschaltung 3 eine einer vorbestimmten Zeitverzögerung infolge der
Glättungsschaltung in der Vollweggleichrichterschal- Verzögerungsschaltung 6 auf die Eingangsklemme
tung 2 und 4 eine Schaltung, die so ausgebildet ist, 7 α des Schaltkreises aufgeprägt. Dies führt dazu, daß
daß sie an ihrer Ausgangsklemme 4 α ein Ausgangs- der Schaltkreis 7 geschlossen und gleichzeitig die mit
signal erzeugt, wenn die Winkelverzögerung des 25 der Ausgangsklemme Tb des Schaltkreises verbunnicht
gezeigten Rads einen darin festgelegten Wert dene Relaisspule 8 erregt wird und den beweglichen
überschreitet. Das Bezugszeichen 5 bezeichnet eine Kontakt 9 und den feststehenden Kontakt II
Schaltung für konstante Spannung, die stets der schließt. Dadurch wird die Alarmvorrichtung 14 erSchaltung
4 für Radwinkelverzögerung eine kon- regt und gibt Alarm. Andererseits werden der bewegstante
Spannung zuführt, selbst wenn die Spannung 30 liehe Kontakt 10 und der feststehende Kontakt 12 zu
einer Batteriestromquelle (nicht gezeigt) schwankt. derselben Zeit geschlossen, wenn der bewegliche
Eine Verzögerungsschaltung 6. deren Eingangs- Kontakt 9 und der feststehende Kontakt 11 geschlosklemme
und deren Ausgangsklemme mit 6 α bzw. 6 b sen werden, so daß der in der Schaltung 4 eingestellte
bezeichnet sind, ist so ausgebildet, daß an der Aus- Wert auf einen zweiten Wert geändert wird, der högangskiemme
6 b in einer vorbestimmten Zeit nach 35 her als der erste Wert liegt. Wenn in diesem Falle die
dem Aufprägen einer Signalspannung auf die Ein- auf dem Rad vorliegende Winkelverzögerung kleiner
gangsklemme 6 α eine Signalspannung entwickelt ais der zweite Einstellwert ist, wird die Relaisspule 8
wird. Das Bezugszeichen 7 bezeichnet einen Schalt- nach Ablauf einer durch die Höhe der Winkelverzökreis,
während Ta und Tb die Eingangsklemme und gerung bestimmten kurzen Zeitspanne erneut erregt,
die Ausgangsklemme dieses Schaltkreises 7 bedeuten. 40 so daß der bewegliche Kontakt 9 und der festste-Das
Bezugszeichen 8 bedeutet eine Relaisspule, die hende Kontakt 11 geöffnet werden. Dementspreerregt
wird, wenn der Schaltkreis 7 auf Aufgeben der chend wird der durch die Alarmvorrichtung 14 flie-Signalspannung
auf deren Eingangsklemme 7 a ge- ßende Strom unterbrochen, so daß die Alarmvorrichschlossen
wird. Die Bezugszeichen 9, 10 bezeichnen tung aufhört, Ton zu geben. In diesem Falle werden
bewegliche Kontakte und die Bezugszeichen 11, 12 45 auch der bewegliche Kontakt 10 und der feststefeststehende
Kontakte, die mit diesen beweglichen hende Kontakt 12 geöffnet, so daß der Einstellwert
Kontakten 9 bzw. 10 zusammenarbeiten. Die Anord- in der Schaltung 4 erneut auf den ersten Einstellwert
nung ist derart, daß die zusammenwirkenden Kon- geändert wird. Der oben beschriebene Vorgang wird
takte 9, 11 und 10, 12 durch die Wirkung der elek- so lange wiederholt, bis das Fahrzeug zum Stehen getromagnetisclien
Anziehungskraft der Relaisspule 8 50 bracht ist, wobei die Alarmvorrichtung 14 iniermitbei
Irregen dieser Spule geschlossen werden, wobei tierend den Alarmton abgibt. Wenn im Gegensatz
infolge Schließens des beweglicher Kontakts 10 und hierzu die sich an dem Rad ergebende Winkelverzödes
feststehenden Kontakts 12 der in der Schaltung 4 gerung zu dem Zeitpunkt, an dem der Einstellwert
für Radwinkelverzögerung eingestellte Verzögerungs- der Winkelbeschleunigung von dem ersten F.instellwert
geändert wird. Das Bezugszeichen 13 bezeichnet 55 wert auf den zweiten Einstellwert geändert wird,
eine Klemme, durch die das System an die positive kleiner als der zweite Einstellwert ist, so wird die Si-Elektrode
einer Batteriestromquelle angeschlossen gnalspannung fortlaufend an der Ausgangsklemme
ist, während 14 eine Alarmanlage bezeichnet, die 4 α der Schaltung 4 entwickelt, womit die Alarmvor-Alarm
gibt, wenn der bewegliche Kontakt 9 und der richtung 14 mit der Tonabgabe fortfährt. In diesem
feststehende Kontakt 11 geschlossen werden. Das 60 Fall verringert der Fahrer die auf die Räder ausge-Bezugszeichen
IS bezeichnet einen Widerstand, 16 übte Bremskraft, womit die Winkelverzögerung des
eine Radumlauf-Uberwachungsschallung und 16 a, Fahrzeugs unter den zweiten Einstellwert herabge-16
b und 16 c die Eingangsklemme bzw. Ausgangs- setzt wird. Die Alarmvorrichtung 14 tönt intermittiekleinmc
der Radumlauf-Überwachungsschaltung. rend über die ganze Periode, in der die Winkelvcrzö-Der
Widerstand IS ist zwischen der Ausgangs- 65 gerung des Rads zwischen dem ersten und dem zweiklemme
16 c der Radumlauf-Uberwachungsschaltung ten Einstellwert liegt. Wenn die Drehung der Räder
16 und der Eingangsklemme Ta des Schaltkreises 7 bei einer Winkelverzögerung, die größer als ein eineingesetzt.
Die Signalspannung an der Eingangs- gestellter Wert ist, herabgesetzt wird und anschlie-
Bend die Räder zum Stillstand gekommen sind, werden der bewegliche Kontakt 9 und der feststehende
Kontakt 11 infolge der Winkelverzögerung des Rads während des Bremsvorgangs geschlossen, bevor die
Räder stillstehen und die Alarmvorrichtung 14 erregt wird. Stellen die Räder still, se verschwindet an der
Eingangsklemme 16 a der Radumlauf-Überwachungsschaltung
16 die Signalspannung, so daß an der Ausgangsklemme 16c durch die Eingangssignalspannung
an der Eingangskiemme 16 ft cine Ausgangssignalspannung
induziert wird; diese Ausgangssignalspannung wird auf die Eingangsklemme 7 a des
Schaltkreises 7 über den Widerstand 15 aufgeprägt. Somit werden der bewegliche Kontakt 9 und des fesistehende
Kontakt Il fortlaufend in ihrer geschlossenen Lage gehalten, wobei die Alarmvorrichtung 14
weiterhin tönt. Betätigt der Fahrer das Bremssystem
zur Verringerung der Bremskraft in diesem Fall, so beginnen die Räder, sich erneut zu drehen, wodurch
erneut eine Sigrialspannung an der Eingangsklemme 16 a der Radumiauf-Überwachungsschaltung 16 entwickelt
wird. Sobald sich die Räder wieder drehen, werden der bewegliche Kontakt 9 und der feststehende
Kontakt 11 geöffnet, so daß die Alarmvorrichtung 14 mit der Tonabgabe aufhört.
Bei der oben beschriebenen Arbeitsweise ist die Dauer der Tonabgabe der Alarmvoirichtung 14 im
wesentlichen proportional zur Höhe der in dem Rad erzeugten Winkelverzögerung. Dies ist aus folgendem
Grunde gewählt. Der bewegliche Kontakt 10 und der feststehende Kontakt 12 werden geschlossen, um den
ersten Einsteilwert in einer vorbestimmten Zeitspanne nach Überschreiten des ersten Einsteilwerts
durch die Winkelverzögerung des Rads auf den zweiten Einstellwer» zu ändern; i" in diesem Fall die in
dem Rad erzeugt·" Winkeiverzögerung etwas kleiner
als der zweite Einstellwert, se v"rschwindet die Signalspannung
an der Ausgangsklemme 4 a der Schaltung 4 nicht plötzlich, sondern bleibt für eine kurze
Weile vorhanden, selbst nachdem der erste Einstellwert auf den zweiten Einstellwert geändert worder
ist. Wenn andererseits die Winkelverzögerung des Rads nach der Änderung des ersten Einstellwerts auf
den zweiten Einstellwert etwas größer wird als dct erste Einstellwert, verschwindet die Signalspannung
an der Ausgangsklemme 4 α sofort. Es wird daher
ίο geschätzt, daß die Dauer der an der Ausgangsklemme
4fl entwickelten Signalspannung in Übereinstimmung mit der Intensität des Signals variiert, das
charakteristisch für die Winkelverzögerung ist, die am Rad erzeugt wird, wenn der erste Einstellwert auf
den zweiten Einstellwert geändert worden ist.
Im folgenden wird die Steuerschaltung an Hand eines praktischen Beispiels erläutert. In der Radwinkelverzögerung-Deteklorschaltung
wurden als der erste und der zweite Einstellwcrt Radwinkelverzögcrungswerte von 0,5 g (20 rad/sz) und 1,5 g (60 rad/s2)
eingestellt, und es wurde das System so angeordnet, daß die Alarmvorrichtung 14 erregt und gleichzeitig
der erste Einstellwert auf den zweiten Einstellwert geändert wurde, und zwar 100 m see (0,1 Sekunde)
nachdem die Radwinkelverzögerung den ersten Einstellwert erreicht hat; außerdem wurde der Punkt der
Ermittlung des Beginns der Raddrehung auf 0,5 m/s eingestellt. Bei Einbau des in der oben beschriebenen
Weise ausgebildeten Steuerschaltung in ein Fahrzeug war es dem Fahrer möglich» das Fahrzeug auf einer
schneebedeckten Straßenoberfläche und einer eisüberzogenen Oberfläche auf einer günstigen
Bremsstrecke ohne Rutschen oder Schleudern anzuhalten, indem er lediglich Bremskraft an die Räder
anlegte, die etwas kleiner als die minimale Bremskraft ist, um die Alarmvorrichtung zu intermittierender
Tonabgabe zu veranlassen.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (1)
- Patentanspruch:Steuerschaltung zum Verhindern des Blockierens von Kraftfahrzeugrädern beim Bremsen, mit einem mit dem Rad verbundenen Generator, der eine der Raddrehzahl proportionale Spannung abgibt, die in einem elektrischen Schal tungstefl weiterverarbeitet wird, und beim Überschreiten einer bestimmten Schwelle einer Drehverzögerung des Rades eine Signalspannung an einem Ausgang weitergibt, wobei diese Sienalspannung auch bei Stillstand des Rades aufrechterhalten wird, dadurch Rekennzeichnet, daßa) beim Überschreiten des Schwellenwertes einer Schaltung (4) eine bekannte Verzögerungsschaltuna (6) einen Schaltkreis (7) eine Signalspannung aufprägt, die eine Relaisspule (8) erregt und eine Alarmvorrichtung (14) unter Strom setzt, so daß ein Alarmton erklingt;b) gleichzeitig durch Schließen von Kontakten (10, 12) eine Rückkopplung erfolgt, welche den Schwellenwert der Schaltung (4) erhöht;c) sofern die Signalspannung an Klemmen (6 b) kleiner als der zweite Schwellenwert der Schaltung (4) ist, die Relaisspule (8) erneut erregt und damit der durch die Alarmvorrichtung (14) fließende Strom unterbrochen wird;d) eine Radumlauf-Überwachungsschaltung (16) bei Stillstand des Rades eine Signalspannung an den Schaltkreis (7) gibt, wodurch die Alarmvorrichtung (14) unter Strom gehalten wird.
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