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Antischleuder-Steuersystem für Kraftfahrzeuge Die Erfindung bezieht
sich allgemein auf Antisenleudervorrichtungen und insbesondere auf ein Antischleuder-Steuersystem,
welches so ausgebildet ist, daß die Bremskraft auf das Rad aufgehoben wird, wenn
die Winkelverzögerung einen vorbestimsten) zu bestimmenden Wert überschritten hat,
und daß dann, wenn das Rad aufhört, sich infolge der verzögerten Wirkung der Bremseinrichtung
zu drehen, das anhaltende Aufheben der Bremskraft beibehalten wird, bis sich das
Rad erneut zu drehen beginnt, während gleicnzeitig die Kupplung ausgerückt und in
ihrer ausgekuppelten Lage gehalten wird, bis die Kupplung erneut durch Betätigung
durch den Fahrer eingerückt wird.
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Bisher bestand die Aufgabe des Antischleuder-Steuersystems.darin,
daß während des Einsatzes. der Bremsen an einem Fahrzeug die Fahrzeuggeschwindigkeit
soweit herabgesetzt wurde, daß die Räder niemals aufhören, sich zu drehen. Die meisten
dieser Antischleuder-Steuersysteme Waren so ausgelegt, daß mit Hilfe einer Schwungradeinrichtung
die Winkelverzögerung der Radantriebswelle, die in einer festen Beziehung zu der
Verzögerung m/s2 derUmfangsgeschwindigkeit des Rads steht, ermittelt und dazu verwendet
wird, die an das Rad angelegte Bremskraft über eine hydraulische oder elektromagnetische
Obertragungseinrichtung zu vermindern und dadurch Manövrierunrähigkeit infolge'Blockierens
der Räder bei zu großer Bremskraft oder infolge unregelmässigen Schleuderns des
Kraftfahrzeugkörpers zu verhindern.
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Erfindungsgemäß wird ein Antischleuder-Steuersystem für Kraftfahrzeuge
mit Kupplungsausrückeinrichtung vorgeschlau gen, das gekennzeichnet ist durch eine
Detektorschaltung für die Ermittlungder Winkelverzögerung eines Rades ein durch
das Ausgangssignal der Detektorschaltung betätigbares Schaltelement zur Energierung
eines Bremskraftaufhebeventils, durch eine Radumlaufdetektorschaltung, die bei Drehstop
des Rades infolge Schließen des Schalt elements das Stoppen der Drehung oder des
Umlaufs des Rads ermittelt und das Bremskraftaufhebeventil energiert hält, bis das
Rad sich erneut zu drehen beginnt, durch eine UND-Schaltung für die Durchführung
einer logischen
Operation am Signal aus der Detektorschaltung und
dem vom offenen und Schließen eines Bremsschalters abgeleiteten Signal, durch ein
Schaltelement für das Energieren eines Kupplungsausr.ücksolenoids mit dem Ausgangssignal
aus der UND-Schaltong, durch einen Haltekreis, der beim Schließen des Schaltelements
betätigbar ist, um se3.bst dann die fortgesetzte Energierung des Kupplungsausrückuolenoids
aufrecht zu erhalten, wenn das Ausgangssignal der UND-Schaltung verschwunden ist
und durch ein Schalt element für die sofortige Unterbrechung des Betriebs des Haltekreises.
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Erfindungsgemäß wird in dem Augenblick, in dem der Bremsvorgang eine
Winkelverzögerung des Rads bewirkt, die einen für die Radwinkelverzögerungs-Detektorschaltung
eingesteliten vorbestimmten Wert überschreitet, das Bremskraftauîhe e..il mit dem
Ausgangssignal aus dieser Detektorschaltung betätigt w.~ a, wodurch nicht nur die
Bremskraft auf das Fahrzeug aufgehobena sondern darüber hinaus dann, wenn die Drehung
des Rads infolge verzögerter Wirkung der Bremseinrichtung oder dergleichen gesto,p.
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wird, das Bremskraftaufhebeventil mit dem Ausgangs signal aus der
Radumlauf-Detektorschaltung betätigt wird, um fortgesetztes Aufheben der Bremskraft
auf das Fahrzeug zu bewirken, während der Kupplungsausrücksolenoid mit dem Ausgangssignal
aus Qer UND-Schaltung betätigt wird, um die Kupplung auszurücken, so daß das Rad
sich sofort erneut drehen kann. Dieses System ist deswegen von besonderem Vorteil,
weil das Fahrzeug nicht
schleudern kann, während die Räder infolge
unterbrochenen Betriebs der Maschine sich nicht drehen.
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Die Erfindung wird im folgenden anhand der schematischen Zeichnungen
näher erläutert: Fig. 1 ist ein Blockdiagramm eines herkömmlichen Antischleuder-Steuersystems
für Kraftfahrzeuge; Fig. 2 ist ein elektrischer Verdrahtungsplan eines herkömmlichen
elektromagnetischen Antischleuder-Steuersystems; Fig. 3 ist ein elektrischer Verdrahtungsplan,
der eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Antischleuder-Steuersystems zeigt.
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Das Blockdiagramm nach Fig. 1 zeigt ein herkömmliches elektromagnetisches
Antischleuder-Steuersystem für Verwendung mit einem pneumatischen Bremssystem oder
einem servoluft-hyuraulischem Bremssystem, während die Fig. 2 den Aufbau des Winkelverzögerungsdetektors
des Systems für die Radantriebswelie und einen diesen Detektor enthaltenden elektrischen
Verdrahtungsplan wiedergibt. Der Winkelverzögerungsdetektor 17 arbeitet in der Weise,
daß bei Auftreten einer Winkelverzögerung an einer an die Radantriebswelle angekuppelten
Welle 18 in einem Schazungraå
19 ein Drehmoment entwickelt wird
und eine relative Drehbewegung zwischen.dem Schwungrad 19 und der Welle 18 erfolgt,
bis eine Rückholfeder 20 überwunden wird. Dies führt zu einer Verschiebung des Schwungrads
19. Da diese Drehbewegung entlang dem Gewinde erfolgt, wird das Schwungrad 19 (in
Richtung des Pfeils A) axial entlang der Welle 18 bewegt. Diese Bewegung wird mit
Hilfe eines Hebels 21 vervielfacht und als Antriebsquelle für das Schließen eines
elektrischen Kontakts 22 benutzt. Das Bezugszeichen 23 ist ein Relais, mit dessen
Hilfe beim Schliessen des elektrischen Kontakts 22 von einer Stromquelle 24 ein
Strom zu einem Solenoidventil 25 fließt. Das Bezugszeichen 26 bezeichnet eine Kontrollampe,
die anzeigt, daß das Solenoidventil 25. Strom führt. Das Solenoidventil 25 ist ein
Dreiwegeventil, so daß es bei Sperrung eine Verbindung zwischen einem Lufttank über
ein Bremsventil zu einer Bremskammer herstellt; leitet das Ventil, sQ sperrt es
die Lufttankseite und verbindet dieBremskammer. mit einer Entlüftungsöffnung. Tritt
bei dem zuvor beschriebenen System die Bremswirkung'ein, so kann durch das Solenoidventil
25 Luft in die Bremskammer strömen, wodurch auf das Rad eine Bremskraft ausgeübt
wird. Erfolgt andererseits eine bestimmte Winkelverzögerung, so bringt diese das
Solenoidventil 25 in Leitzustand, Hierdurch wird der Luftdruck in der Bremskammer
und damit die' Bremskraft verringert. Dadurch wird verhindert, daß die Radantriebswelle
oder Radantriebsachse mit ihrer Drehung aufhört. Da dieses Steuersystem die Bremskraft
auf das Rad nur aufhebt, wenn ein Radwinkelverzögerungssignal
erzeugt
wird, ergeben sich-insofern Nachteile, daß die Bedingungen für wirksames Bremsen
äußerst begrenzt sind und man keine zufriedenstellende Antischleuder-Steuerwirkung
erzielen kann, die unter verschiedenen Umständen gleich bleibt, bei denen der Raibungskoeffizient
zwischen dem Rad und der Straße stark variiert, wie es z.B. im Falle einer Betonfahrbahn
oder einer vereisten oder schneeglatten Straßenoberfläche der Fall ist. Ist z.B.
der Wert, bei dem das Radwinkelverzögerungssignal erzeugt wird,auf eme zeine Betonfahrbahn
mit hohem Reibungskoeffizient geeignete Bremskraft vorbestimmt, so wird das Rad
unvermeidlich auf einer verschneiten und vereisten Oberfläche mit niedrigem Reibungskoeffizient
wegen der verzögerten Wirkung eines die Bremskammer einschliessenden Entlüftungssystems
innerhalb einer senr kurzen Zeitspanne stoppen, auch wenn die Bremskraft auf das
Rad aufgehoben worden ist. Wird bei den herkömmlichen Systemen an dem Rad keine
Winkelverzögerung mehr bewirkt, s'o wird die Bremskraft erneut an das Rad angelegt,
selbst wenn das Rad bereits aufgehört hat, sich zu drehen. Dies birgt die Gefahr
in, sich, daß das Fahrzeug bei blockierten Rädern schleudert, so das das Fahrzeug
einer Notbremsung unterzogen werden muß. Es ist daher keine Zeit, die Kupplung auszurücken
oder zu lösen.Bdindet sich die Kupplung inKuppelstellung, kann ein derartiges Stoppen
der Drehung der Räder zum Stoppen oder Abwürgen der Maschine führen. Soll daher
die Bremskraft auf das Fahrzeug verringert und dieses beschleunigt werden, muß zunächst
die Maschine mit Hilfe anderer Antriebsquellen erneut gestartet werden bevqr
das
Fahrzeug beschleunigt werden kann. Diese Nachteile haben die herkömmlichen Systeme.
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Tatsächlich wird die Raddrehung selbst auf einer verschneiten, vereisten
Oberfläche nicht aufhören, wenn der Wert so vorbestimmt wird, daS das Radwinkelverzögerungssignal
für eine sehr kleine Winkelverzögerung erzeugt wird. Dies zieht jedoch die Schwierigkeit
nach sich, daß für das Stoppen des Fahrzeugs eine ziemlich große Bremsstrecke notwendig
ist, was eine besonders große Schwierigkeit auf einer Betonfahrbahn bedeutet. Dies
bestätigt den Nachteil, daß eine wirkungsvolle Antischleuderwirkung nicht eintreten
kann.
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Es wird nunmehr anhand der Fig. 3 im einzelne die erfindungsgemäße
Ausführungsform beschrieben. Das Bezugsfie-nen 1 bezeichnet einen Dreiphasen-Wechselstromgenerator
mit einem Rotor, der mit einer Geschwindigkeit umlaufen kann, die proportional zur
Umlaufgeschwindigkeit des Rads ist, so daß der Generator eine Wechselspannung erzeugt,
die proportional zur Umlaufgeschwindigkeit des Rads ist. Das Bezugszeichen 2 bezeichnet
eine Zweiweggleichrichterstufe und 3 eine Glättungsstufe, die die Wechselstromkomponente
entfernt, welcne in der durch die Gleichrichterstufe 2 gleichgerichteten Spannung
enthalten ist, so daß eine Gleichspannung erhalten wird. Das t>ezugszeichen 4
bezeichnet eine RadwinkelverzögerurAg-DeteXtorschaltung, die durch die Gleichspannung
betätigbar ist. 5 ist
ein Schaltkreis, der gesperrt wird, wenn durch
die Verzögerungs detektorschaltung 4 die Verzögerung ermittelt wird. Das Bezugszeichen
6 bezeichnet eine Radumlaufdetektorschaltung, die feststellt, ob sie das Rad dreht
oder nicht.,6a ist ein Eingangstransistor, 6b ein Ausgangstransistor und 6c eine
Ausgangsklemme der Schaltung 6. Das Bezugszeichen 7 bezeichnet ein Schaltelement;
7a ist eine Erregersptile, 7b ein durch die elektromagnetisene Anziehung der Erregerspule
bewegter.beweglicher Kontakt und 7c ein dç beweglichen Kontakt 7b gegenüberliegender
stationärer Kontakt. Zwar ist bei der vorliegenden AusfGhrungsform als das Schaltelement
ein Relais verwendet. Dieses Relais kann jedoch durch andere SChaltelemente, z.B.
durch einen Transistor oder dergleichen ersetzt werden. Das Bezugs zeichen 8 ist
eine Diode und 9 ein Bremskraftaufhebe.-.Ventil, welches derart arbeitet, daß es
die Bremskraft auf das -Fahrzeug aufhebt, wenn der bewegliche Kontakt 7b und der
stationäre Kontakt 7c miteinander in Berührung stehen. Das Bezugszeichen 10 ist
ein Bremsschalter, der geschlossen wird, wenn das Fahrzeug gebremst werden soll.
Das Bezugszeichen 11 ist eine UND-Schaltung, die an dem Signal aus der Ausgangsklemme
6c und dem durch das Oeffnen und Schließen des Bremsschalters 10 erhaltenen Signal
eine logische Operation durchführt. Das Bezugszeichen 12 ist ein Schaltelement;
12a ist eine Erregerspule, 12b ein beweglicher Kontakt und 12c ein ds beweglichen
Kontakt 12b des Schaltelements 12 gegenüberliegender stationärer Kontakt. Wenn bei
der vorbeschriebenen Anordnung die UND-Schaltung 11 leitet, wird die Erregerspule
12a
energiert und werden der bewegliche Kontakt 12b und der stationäre Kontakt 12c geschlossen.
Zwar wird bei der vorliegenden Ausführungsform für das'Schaltelement 12 ein Relais
verwendet; es können jedoch. statt dessen andere Schaltelemente, z.B. ein Transistor
benutzt werden. Das Bezugszeicnen 13 ist ein Haltekreis, der die Erregerspule 12a
auch nach dem Herstellen einer Berührung zwischen dem beweglichen Kontakt 12b und
dem stationären Kontakt 12c und dem Verschwin den des Ausgangssignals derUND-Schaltung
11 in ihrem erregten Zustand hält. Das Bezugszeichen 14,ist ein Schaltelement, mit
dem die Haltewirkung des Haltekreises 13 augenblicklich unterbrechbar ist, wobei
für dieses Schaltelement ein normalerweise geschlossener Druckknopfschalter verwendet
wird, Das Bezugszeichen 15 ist ein Kupplungausrücksolenoid, der beim Schießen des
bewe'glichen Kontakts 12b und des stationären Kontakts 12c die Kupplung (nicht gezeigt)
abkuppelt. Das Bezugszeichen 16 ist eine Klemme für den Anschluß an eine positive
Elektrode einer Speicherbatterie (nicht gezeigt), die an dem Fahrzeug vorgesehen
ist.
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Es wird im folgenden die Arbeitsweise des erfindungsgemäßen Systems
beschrieben, wie'es zuvor erläutert wurde, Es sei zunächst angenommen, daß die Drehung
des Rades (nicht gezeigt) durch eine Winkelverzögerung abfällt, die eine vorbestimmte
Winkelverzögerung überschreitet, und daß dann. die Raddrehung aufhört. Diese Abnahme
der Umlaufgeschwindigkeit des Rads ist von einer Abnahme der Ausgangsspannung des
Dreiphasen-Wechselstrom-
Der bewegliche Kontakt 12b und der stationäre
Kontakt 12c werden somit geschlossen, so daß der Kupplungausrücksolenoid 15 energiert
wird, um die Kupplung auszurücken. Dieses Schliessen des beweglichen Kontakts 12b
und des stationären Kontakts 12c bewirkt auch, daß ein Haltekreis 13 die fortgesetzte
Energierung der Erregerspule 12a aufrecht erhält. Selbst wenn somit eine UND-Schaltung
11 in Sperrzustand gebracht wird, bleibt der Kupplungausrücksolenoid 15 energiert.
Auf diese Weise wird in dem Augenblick, in dem die Raddrehung aufhört, sovDhl die
fortgesetzte Aufhebung der Bremskraft auf das Rad als auch die Kupplungsausrückung
bewirkt, wodurch das erneute Starten der Raddrehung erleichtert wird. Sind die Antischleuder-Steuervorgänge
vollendet, kann der Fahrer durch zeitweiliges Ausschalten des Schalt elements 14
die Schaltung zu dem Solenoid 15 sperren, so daß die Kupplung erneut eingerückt
wird.
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generators 1 begleitet, die proportional zur Umlaufgeschwindigkeit
des Rads ist. Darauf fEllt die gleichgerichtete und geglättete Gleichspannung an
der Ausgangsklemme der Glättungsstufe 3 ab. Fällt die Gleichspannung des Glättungskreisestdabei
schneller ab, als der vorbestimmte Wert, wie er durch die Winkelverzögerung-Detektorschaltung
4 ermittelt wird, so erzeugt diese Verzögerungsdetektorschaltung 4 ein Verzögerungssignal,
das seinerseits den Schaltkreis 5 in Sperrzustand bringt, woraufhin die Erregerspule
12a energiert wird. Es werden dann der bewegliche Kontakt 7b und der stationäre
Kontakt 7c geschlossen, so daß durch eine Diode 8 das Brçmskraftaufhebeventil 9
energiert wird. Hört nachfolgend die Raddrehung auf, so ermittelt die Radumlaufdetektorschaltung
6, daß die Raddrehung aufgehört hat; dementsprechend wird an die Ausgangsklemme
6c eine Signalspannung.gegeben. Zu diesem Zeitpunkt hört infolge Stoppens der Raddrehung
die Signalspannung der Verzögerungsdetektorschaltung 4 auf, während die Erregerspule
7a durch die an der Ausgangsklemme 6a der Radumlaufdetektorschaltung 6 entwickelten
Signalspannung erregt wird, wobei diese Erregung fortdauert, bis das Rad sich erneut
zu drehen beginnt. Somit bleiben der bewegliche Kontakt 7b und der stationäre Kontakt
7c geschlossen, durch das Bremskraftaufhebeventil 9 weiterhin die Bremskraft aufhebt.
Zur gleichen Zeit wird durch den Fahrer das Bremspedal niedergedrückt, so daß der
Bremsschalter 10 geschlossen und an der Aùagangsklemme 6a gem&ß Vorbeschreibung
die Signalapannung entwickelt wird. Diese schaltet die UNfl-itung 14 an und' es
wird die Erregerspule 12a erregt.