DE1924346A1

DE1924346A1 - Bremsschlupfregler

Info

Publication number: DE1924346A1
Application number: DE19691924346
Authority: DE
Inventors: Otto Depenheuer
Original assignee: Alfred Teves GmbH
Current assignee: Continental Teves AG and Co oHG
Priority date: 1969-05-13
Filing date: 1969-05-13
Publication date: 1970-11-26

Description

Bremsschlupfregler Die Erfindung bezieht sich auf einen Bremsschlupfregler, insbesondere für Kraftfahrzeuge, in dem die Ausgangssignale der den einzelnen Rädern zugeordneten Geschwindigkeitssensoren mit einem der tatsüchlichen Fahrzeuggeschwindigkeit proportionalen Referenzsignal verglichen werden, um in Abhängigkeit eines boim Vergleich entstehenden Signals den Bremsdruck zu beeinflussen.
bus dem Reibwert-Schlupf-Diagramm (Fig.1) ist zu ersehen, daß der maximale Reibwert µ zwischen Fahrbahn und Reifenaufstandsfläche und damit die beste Bremswirkung auch unter Grenzbedingungen bei einem SchlupfS zwischen 20 und 30 Prozent gegeben ist.
Alle bisher bekannt gewordenen Bremsschlupfregler gehen bei der Wahl der Regelgröße den Umweg über einen' in irgendeiner Weise den Schlupf beeinflußenden Werts meistens die Radverzögerung. Eine optimale Regelung ist in diesen Falle jedoch nur unter ganz bestimmten äußeren Bedingungen möglich, da der Schlupi zwischen Reifen und Fahrbahn vern einer Reihe weiterer Faktoren abhängig ist0 Der Regler muß also so ausgelegt werden, daß er auch unter ungünotigen Bedingungen anspricht, was zu einer unnötigen Verlängerung des Bremswegs unter normalen Fahrbedingungen führt.
Aus der Definitionsgleichung des Schlupfes 5 - VF VN, wobei VF die Translationsgeschwindigkeit des Fahr- VF zeugs und V1L die Rotationsgeschwindigkeit des Rades bedeuten, läl3t sich ersehen, daß zu einer optimalen Bremsregeluns in Abhängigkeit vom Schlupf die Feststellung der Differenz zwischen Translations-und Rotationsgeschwindigkeit nötig ist. Dabei bereitete bisher die Feststellung der Translationsgeschwindigkeit währelud des Brensvorgangs Schwierigkeiten.
Möglich wäre es, die Geschwindigkeitsdifferenz zu messen, indem die der Rotationsgeschwindigkeit proportionalen Spannungen von Generatoren verglichen werden die einerseits von den vier abgebremsten Rädern des Fahrzeugs und andererseits von einem fünften frei umlaufenden, un gebremsten Rad angetrieben werden. Die Ausgangsspannung des Generaterv am ungebremsten Rad entspräche der tatsächlichen Fahrgeschwindigkeit VF . Es ist jedoch offensichtlich, daß ein solches fünftes Rad am Fahrzeug praktisch nicht vorgesehen werden kann, Im Plugzeug- und Raketeabau erfolgt die Geschwindigkeitsmessung durch einen atf einer stabilisierten Plattform angeordneten Beschleunigungs geber, wobei eine Integration der Beschleunigungüber der Zeit erfolgt, Diese Vorrichtungen sind gerade für den Kraftfahrteugbau zu aufwenig und zu teuer, Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, Mittel Zur Messung der Translationsgeschwindigkeit des Fahrzeugs, wie zu deren Vergleich mit der Rotationsgeschwindigkeit des Rades vorzusehen und die Bremskraft in Abhängigkeit dieses Differenzwertes zu beeinflussen, Dio Vorrichtung soll preiswert und raumsparend und besonders zum Einbau in Kraftfahrzeuge geeignet rein, Erfindungsgemäß vird dies dadurch erreicht, daß eine Schwungmasse in eine einem ungebremsten Fahrzeugrad entsprechende Drehbewegung versetzt wird und daß Mittel vorgesehen sind, die nach Einleitung des Breusvorgangs die frei rotierende Schwungmasse in Abhängigkeit von der tatsächlichen Fahrzeuggeschwindigkeit abbremsen, wobei ein Vergleich der Ausgangssignale der Drehgeschwindigkeitssensoren der Fahrzeugräder und der Schwungmasse stattfindet.
Zur Messung der Translationsgeschwindigkeit ist in einem nor Verschmutzung sicheren Gehäuse ein über eine durch das Bremspedal zu lösende Kupplung und eine Welle mit einem Fahrzeugrad verbtlndenes Schwungrad angeordnet; außerdem befindet sich ilL diesem Gehäuse eine bewegliclle Messe, die auf das Schwungrad einwirkt.
Die träge Masse ist z.B. eiu im Gehäuse aufgehängtes, mit einem mit einer am Schwungrad vergesehenen Reibfläche zusammenwirkenden Reibkletz und einem Pendelgewicht versehenes Pendel.
Die Drehgeschwindigkeit der Fahrzeugräder und des Schwungrades werden mittels Drehgeschwindigkeitssensoren vorzugsweise induktiv gemessen. Die Sensoren bestehen im wesentlichen aus einer Induktionsspule, an der die Nockenscheibe des Rades vorbeiläuft.
Die Kupplung zwischen Schwungrad und Antriebswelle ist als Magnet-Kupplung oder als mechanischer Freilauf ausgebildet.
Da die yorrichtung nur Messung der Translationsgeschwindigkeit an einer vor Schmutz geschützten Stelle im Fahrzeug anzubringen ist, führt eine biegsame Welle von der Kupplung zun Antrieb.
Das Pendel ist auf der der Fahrtrichtung abgekehrten Sei des Schwungrades angeordnet am bei einer Verzögerung des Fahrzeugs einen Kontakt zwischen Beibkoltz und Reibfläche des Schwungrades zu erhalten.
Der Gehäuseinnenraum ist an das Motorvakuum angeschlossen, wodurch eine größere Auslaufzeit des Schwungrades nach der Trennung vom Antrieb erreicht wird.
Zur Bestimmung des Schlupfes werden die Ausgangssignale der Sensoren des Schwungrades und.jeweils eines Fahrzeugrades im Regler vergleichen, dessen Ausgangssignal wird einer hydraulischen Logik zur Beeinflussung des Bremdruckes zugeführt, Zum jus-gleich von Neigungen der Fahrbahn kann die gessnte Vorrichtung zur Messung der Translationsgeschwindigkeit kardanisch aufgehängt in und wird dann im Falle einer Bremsbetätigung mittels einer Magnetkupplung festigehalten. damit nur das Pendel ausgelenkt wird.
Die Erfindung ist anhand der anhängenden Skizzen näher erläutert: Fig. 1 zeigt das Reibwert-Schlupf-Diagramm; Fig. 2 zeigt schematisch die Vorrichtung zur Messung der Translationsgeschwindigkeit des Fahrzeugs; Fig. 3 zeigt schematisch detj Regelkreis, in dem die obengenannte Meßvorrichtung zur Anwendung kommt.
Au Fahrzeugrad 1 ist ein an sich bekannter Geschwindigkeitssensor 2 angebracht. Eine mit dem Rad 1 umlaufende Nockenscheibe induziert in einer Magnetspule eine der Geschwindigkeit des Rades proportionale Impulsfolge, Außerdem fübrt vom Rad l eine elastische Welle 4 zu zur Kupplung 5, über die ein in einem Gehäuse 3 angeordnetes Schwungrad 11 zur Rotation angetrieben wird. Im Gehäuse 3 ist eis Pendel 12 aufgehängt, das durch die Trägheit einer an ihm befestigten Masse 13 bei Geschwindigkeitsänderungen des Fahrzeugs aus schlägt und in speziellen Falle einer Verzögerung den ebenfalls an der Pendel schnur 12 angebrachten Reibklotz 14 in Reibkontakt mit den rotieren -den Schwungrad 11 bringt, wodurch dieses, nachdem es bei der Betätigung des bremspedals von seiner Antriebswelle getrennt worden ist, abgebremst wird. Die an den Schwungrad 11 auftretende Reibnngskraft, ist der Translationsverzögerung des Fahrzeugs direkt proportional . An ihrem Außenumfang weist das Schwungrad 11 ebenfalls Nocken suf, die eine der Drehgeschwindigkeit proportionale Iopulsfolgt in eine Magnetspule 15 induzieren. Die induktive Art der Meßwertbestimuung ist in diesem Fall vorzuziehen, da dahei nur geringe Verzögerungskräfte auf das Schwungrad wirken. Da ein Vergleich der Meßwerte an Schwungrad 11 und am Rad 1 stattfinden soll, war es zweckmäßig, den Radsensor 2 in gleicher Weise zu gestalten. Auch eine Meßwertbestimmung auf optisch-elektronischem Wege ist möglich.
Zur Erzielung höherer Auslaufzeiten des Schwungrades 11 (bei länger andauernden Breasvorgängen) wird das Gehäuse 3 am Anschluß 10 an das Motorvakuum Angeschlossen.
Das Pendelgewicht 13 und die Kontaktflächen des Schwungrades und des Reibklotzes 14 sind so zu bemessen bzw. zu bearbeiten, daß die Rotationsgeschwindigkeit der Schwungmasse 11 in jedem Augenblick gleich der Translationsgeschwindigkeit des Fahrzeugs ist. Im Regler 6, der bei Betätigung des Bremspedals mit seiner Energiequelle verbunden wird, werden die Spannungssignale des Sensors nach Fig. 1 weiter verarbeitet und mit dene der Sensoren 2 verglichen, so daß sich eine der Differenz von Fahrzeuggeschwindigkeit und Radgeschwin digkeit, d.h. dem Schlupf, entsprechende Meßgröße ergibt, die als Regelgröße iür den Bremsschlupfregler dient.
Bei Abwandern der Regelgröße aus dem gewählten Toleranzbereich entsteht am Ausgang des Reglers 6 ein Signal, das einer hydraulischen Logikschaltung 7 zugeführt wird, die die Stellgröße, d,h. den vom Hauptzylinder 8 zur Verfügung gestellten hydraulischen Druck und damit den Schlupf im Sinne einer BegeluDt, beeinflußt, s.B. durch Veränderung.des Volumens der hydraulischen Bremsleitung oder durch Betätigen von Ein- und Auslaßyentilen.
Da der Fahrgeschwindigkeitssensor im Fahrzeug an einer Stelle untergebracht werden mut, wo er nicht den starken Verschmutzungen der Strsße ausgesetzt ist, ist das Schwungrad 11 an eine elastische Welle 4 angekuppelt, die zu eine Fahrzeugrad fahrt. Die Kupplung 5 ist in unserem Beispiel eine Magnetkupplung, deren Versorgung bei Betätigung des Bremspedals über den Bremslichtschalter 9 unterbrochen wird.
Selbstverständlich ist auch eine mechanische Kupplung oder vorzugsweise ein Freilauf denkb r.
Der Sensor der Translationageschwindigkeit muß im Fahrzeug nur einmal vorhanden sein, er ist über die Magnetkupplung 5 mit einen der Fahrzeugräder verbunden. Der Sensor 2, der Regler Ó und die hydraulische Logik 7 sind für jedes Rad vorgesehen, dessen Schlupf geregelt werden soll. Die Ausgangsspannung des Translationsgeschwindig keitssensors ist jedem der vorhandenen Regler 6 zuzuführen.
Um die Funktion des Translationsgeschwindigkeitssensors auch bei Steigung bzw. Gefälle der Fahrbahn zu garantieren, kann der gesamte Sensor kardanisch aufgehängt sein, so daß das Pindel nicht aus seiner senkrechten Lage ausgelenkt wird und somit die Bremswirkung des Reibklotzes 14 an dem Schwungrad 11 bei Steigung vermindert und bei Gefälle vergrößert wird Im Augenblick der Bremsung muß dann der Sensor mittels einer Magnetkupplung festgehalten werden, damit bei einer Verzögerung des Fahrzeugs nicht der Sensor als Ganzes, sondern nur das Pendel 12 ausgelenkt wird, Das Problem ließe sich such durch Anbringen eines zweiten Pendels, das die Neigung des Fahrzeugs mißt und das die Reibung am Schwungrad erzeugende Pendel korrektes beeinflußt, lösen.

Claims

Patentansrüche

Bremsschlupfregler, insbesondere für Kraftfahrzeuge, in dem die Ausgangssignale der den einzelnen Rädern zugeordneten Geschwindigkeitssensoren mit einem der tatsächlichen Fahrzeuggeschwindigkeit proportionalen Referenzsignal verglichen werden, un im Abhängigkeit eines beim Vergleich entstehenden Signals den Bremsdruck zu beeinflussen, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß eine Schwungmasse (li) in ine einem ungebremsten Fahrzeugrad (1) entsprechende Drehbewegung versetzt wird und daß Mittel vorgesehen sind, die nach Einleitung des Bremsvorgangs die frei rotierende Schwungmasse (11) in Lbhän$igkeit von der tatsächlichen Fahrzeuggeschwindigkeit abbremsen wobei ein Vergleich der Ausgangssignale der Drehgeschwindigkeitssensoren (2, 15) der Fahrzeugräder (1) und der Schwungmasse (11) stattfindet.
2. Bremsschlupfregler nach Anspruch 1, , dadurch g e k e n n z e i c h -n t , daß in einem Gehäuse (3) ciu über eine durch das Bremspedal zu lösende Kupplung (5) und eine Welle (4) mit einem Fahrzeugrad (1) verbundenes Schwungrad (11) angeordnet ist, auf das cine in diesem Gehäuse (3) angeordnete, bewegliche, träge Masse (12) einwirkt.
3. Bremsschlupfregler nach Anspruch 1 und 2 dadurch g e k e n n -, z e 1 c h n e t, daß die träge Masse (12) ein in Gehäuse (3) aufgehängtes, nit eine. alt einer am Schwungrad (11) vorgesehenen Reibfläche zusammenwirkenden Reibklotz (14) und einem Pendelgevicht (13) versehenes Pendel (12) ist,
4. Bremsschlupfregler nach dels vorangehenden Ansprücnen, dadurch g e k * n n z e i c h n e t, daß ein Sensor (15) zur Messung der Drehgeschwindigkeit des Schwungrades (11) vorgesehen ist.
5. Bremsschlupfregler nach den vorangehenden Ansprüchen, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß an jedem Falirzeugrad ein Sensor (2) zur Messung der Drehgeachwindigkeit vorgesehen ist.
6. Bremsrchlupfregler nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch g e k e fi n 8 e i o h n e t, daß die Sensoren (2, 15) im wesentlichen aus einer Induktionsspule bestellent an der die Nockenscheibe des Rades (1, 11) vorbeiläuft.
7. Bremsschlupfregler nach einem oder merereii der vorangehenden Ansprüche, dadurch g e k-e n n z e i c h n e t, daß die Kupplung (5) qine Magnetkupplung ist, die mit Betätigung des Bremspedals von der versorgung zu trennen ist.
8. Bremsschlupfregler nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß die Kupplung (5) ein mechanischer Freilauf ist.
9. Bremsachlupfregler nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß die Welle (4) zwischen Antrieb und Kupplung (5) biegsam ist.
10. Bremsschlupfregler nach einen oder mehreren 10. Bremsschlupfregler nach einem oder mehreren der vorangehenden der vorangehenden Ansprüche dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß das Pendel (12) auf der der Fahrtrichtung abgekehrten Seite des Schwungrades (11) angeordnet ist.
11. Bremsschlupfregler nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß der Gehäuseinnenraum (3) an den Ansaugkanal des Fahrzeugmotors angeschlossen ist.
12. Bremsschlupfregler nach einem oder mehreren der torangehenden Ansprüche dadurch ge k e n n z e i c h n e t, daß die Ausgangs-Signale des Sensors (15) der Schwungmasse (11) und des Sensors (2) des Fahrzeugrades (1) im Regler (6) verglichen werden und dessen Ausgangssignal einer hydraulischen Logik (7) zur Beeinfluesung des Bremsdrucks zugeführt wird,
13. Bremsschlupfregler nach einem oder mehreren der vorangehenden IN Ansprüche dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß das Gehäuse (3) kardanisch aufgehängt ist und im Falle einer Bremsbetätigung mittels einer Magnetkupplung festzuhalten ist,