DE1953253A1 - Bremskraftregler fuer Raederfahrzeuge - Google Patents
Bremskraftregler fuer RaederfahrzeugeInfo
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Description
EDUARD LORENZ · BERNHARD SEIDLER · MARGRIT SEIDLER
DIPL. ING. HANS KARL GOSSEL . DR. JUR. LÜDER WITT
8 München 22, Widenmayerstraße Telefon [0811] 297194/297834
Postscheck: München 170280 Bankkonto: Bayerische Vereinsbank München, Konto 842019
Unser Zeichen 17 .864
Tag 22. Oktober 1969
Otto Gösta Kullberg und Olle Nordström Stockholm (Schweden) bzw. Vallentuna (Schweden)
Bremskraftregler für Räderfahrzeuge
In den letzten Jahren sind zahlreiche verschiedenartige Bremskraftregler für Kraftfahrzeuge und andere
Räderfahrzeuge vorgeschlagen worden. Diese bekannten Bremskraftregler sollten die Gefahr herabsetzen, dass
das Fahrzeug bei einer starken Bremsbetätigung seine Lenkbarkeit verliert, weil die Räder blockieren. Die
meisten der bekannten Bremskraftregler steuern die Bremskraft nur in Abhängigkeit von der Verlangsamung der Winkelgeschwindigkeit
der gebremsten Räder des Fahrzeuges. Für eine zuverlässige Funktion dieser bekannten Regler sind
schnell ansprechende Bremssysteme erforderlich, deren Schaffung in der Praxis jedoch sehr schwierig sein kann.
Bekannte Bremskraftregler einer anderen Art steuern die Bremskraft aufgrund eines Vergleiches zwischen der Drehzahl
des gebremsten Rades und der Drehzahl eines sich frei'
drehenden Rades. Bisher wurde angenommen, dass dabei das Bezugsrad vollkommen ungebremst sein muss, oder, wenn eine
Bremsung dieses Rades zulässig ist, die auf dieses Rad wirkende Bremskraft viel kleiner sein muss als die auf die
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anderen Räder wirkenden Bremskräfte. Unter bestimmten
Umständen können beide Forderungen nachteilig sein, weil sie einerseits zu einer gewissen Herabsetzung des
Bremsvermögens und einer entsprechenden Verlängerung
der Bremsstrecke führen und andererseits infolge der fehlenden Bremsung eines Rades die Lenkbarkeit des
Fahrzeuges beeinträchtigen können.
Die Aufgabe der Erfindung besteht in der Schaffung eines Bremskraftreglers, in dem die vorstehend angege-
^ benen Nachteile der bekannten Bremskraftregler beseitigt
sind.
'Die Erfindung schafft für Räderfahrzeuge einen Bremskraftregler,
der an allen zu bremsenden Rädern des Fahrzeuges je einen Geber aufweist, der zum Erzeugen von
elektrischen Signalen eingerichtet ist, die der Drehzahl des betreffenden Rades entsprechen, wobei eine Einrichtung
vorgesehen ist, die dazu dient, diese Signale mit einem Bezugsdrehzahl-Signal zu vergleichen und den Schlupf der
Räder darstellende Signale zu erzeugen, ferner eine von den letztgenannten Signalen gesteuerte Einrichtung zum
Steuern der auf je eines der Räder ausgeübten Bremskräfte | und ein Bezugsdrehzahl-Signalerzeuger, der durch den Auegang
mindestens eines der Geber gesteuert wird und zum Erzeugen des Bezugsdrehzahl-Signals dient.
Der erfindungsgemässe Bremskraftregler ist vor allem dadurch gekennzeichnet, dass der Bezugsdrehzahl-Signalerzeuger
durch eine Einrichtung gesteuert wird, die intermittierend die Drehzahl w eines der Räder misst
und gleichzeitig dessen Verlangsamung r bestimmt, wobei
eine Einrichtung vorgesehen ist, die dazu dient, die
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auf dieses Rad wirkende Bremskraft vorübergehend wegzunehmen
oder herabzusetzen, sodass sich dieses Rad im Messzeitpunkt t mit der Drehzahl eines sich frei
drehenden Rades dreht, und die Einrichtung zum Steuern des Bezugsdrehzahl-Signalgenerators so eingerichtet
ist, dass sie das eine Bezugsdrehzahl w = w -r (t-t )
r η η η
darstellende Bezugsdrehzahl-Signal in aufeinanderfolgenden Schritten verändert.
In einer bevorzugten Ausfuhrungsform der Erfindung wird
das Bezugsdrehzahl-Signal von der Drehzahl und der Verlangsamung von zwei oder mehreren Rädern abgeleitet, die
abwechselnd als Bezugsrad dienen.
Erfindungsgemäss kann die Veränderung des Beζugsdrehzahl-Signals
entweder in gleichbleibenden Zeitintervallen oder in Zeitintervallen erfolgen, deren Dauer von der Verlangsamung
des Beζugsrades abhängig ist.
Nachstehend wird der Erfindungsgegenstand ausführlicher
an Hand der beigefügten Zeichnung beschrieben, die in einem Blockschema ein Ausführungsbeispiel des erfindungs gemässen
Bremskraftreglers darstellt.
In der Zeichnung sind mit den Bezugszeichen 1,2, 3 und
4 vier Geber beschrieben, die an je einem Rad des Fahrzeuges, beispielsweise eines Kraftfahrzeuges, angeordnet
und geeignet sind. Impulse mit einer Impulsfrequenz zu erzeugen, die der Drehzahl des betreffenden Rades entspricht.
Ein Taktgeber 5 erzeugt ein Ausgangssignal in Form einer Impulsfolge mit konstanter Impulsfrequenz.
Diese Impulsfolge dient als Zeitmasstab. In de» in der Zeichnung dargestellten Äusführungsbeispiel ist angenommen,
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dass die beiden Geber 1 lind 2 an je einem Vorderrad und
die beiden Geber 3 und 4 an je einem Hinterrad des Fahrzeuges angeordnet sind. Die Ausgangssignale der Geber
3 und 4 werden einem Relais 6 zuqeführt, welches abwechselnd das Ausgangssignal des Gebers und das Ausaangssignal des
Gebers 4 an zwei Rechner 7 und 8 abcribt, denen ausserdem das Ausgangssignal des Taktgebers 5 zugeführt wird. Der
Rechner 7 bestimmt kontinuierlich die Momentan-Drehzahl des Rades, dessen Geber 3 oder 4 gerade mit dem Rechner 7
verbunden ist. Der Rechner 8 berechnet die Momentan-Verlangsamung dieses Rades. Wenn die von den Rechner 8 berechnete
Verlangsamung unter einen vorherbestimmten Wert fällt, gibt der Rechner 8 an das Relais 6 ein Steuersignal ab, das die
Verbindung zwischen dem jeweils angeschlossenen Geber 3 oder 4 und den Rechnern 7 und 8 unterbricht. Dasselbe Signal
wird ferner als Steuersignal an ein Relais 9 angelegt, das bei seinem Ansprechen den Ausgang des Rechners 7 an einen
Eingang eines Bezugsdrehzahl-Signalerzeugers 10 anlegt, dem ferner das Ausgangssignal des Taktgebers 5 zugeführt
wird. Der Bezugsdrehzahl-Signalerzeuger 10 wird nachstehend ausführlich beschrieben und erzeugt ein Bezugsdrehzahl-Signal
w entsprechend der Gleichung w = w -r (t-t ). Dabei r r η η η
ist w die von dem Rechner 7 berechnete Momentan-Drehzahl,
η
r die von dem Rechner 10 berechnete Verlangsamung, t die Zeit und t der Zeitpunkt der Messung der Drehzahl w .
In den Druckleitungen, die zu den Bremszylindern der einzelnen Räder des Fahrzeuges führen, das angenommenerweise
ein hydraulisches Bremssystem besitzt, ist je ein Magnetventil 11, 12, 13 oder 14 angeordnet. Diese Ventile werden
von je einem Relais 15, 16, 17 oder 18 gesteuert, das bei seinem Ansprechen das ihm zugeordnete Ventil schliesst,
sodass die Druckmittelbeaufschlagung des zugeordneten Rades unterbrochen und dieses Rad freigegeben wird. Die Relais
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15, 16, 17 und 18 werden durch die Ausgangssignale je eines der Rechner 19, 20, 21 und 22 zum Berechnen des Schlupfes
des zugeordneten Rades und durch die Ausgangssignale je eines der Rechner 23, 24, 25 bzw. 26 zum Berechnen der Beschleunigung
oder Verlangsamung dieses Rades gesteuert. Die Rechner 19, 20, 21 und 22 berechnen den Schlupf des zugeordneten Rades als
den Quotienten zwischen der Differenz zwischen der Bezugsdrehzahl und der Raddrehzahl einerseits und der Bezugsdrehzahl
andererseits. Den Rechnern 19, 20, 21 und 22 werden das Ausgangssignal des zugeordneten Gebers 1, 2, 3 oder 4, das Ausgangssignal
des Taktgebers 5 und das Ausgangssignal des Bezugsdrehzahl-Signalerzeugers 10 zugeführt. Den Rechnern 23, 24,
und 26 werden das Ausgangssignal des Gebers 1, 2, 3 oder 4 für das entsprechende Rad und das Ausgangssignal des Taktimpulsgebers
5 zugeführt. Die Auscrangssignale der Rechner 23, 24, 25 und 26 dienen zur Steuerung der Schwellwerte der Relais
15, 16, 17 und 18, und zwar derart, daß bei hohen Verlangsamungswerten die Relais schon auf niedrige Schlupfwerte ansprechen,
während bei hohen Beschleunigungswerten die Relais selbst auf hohe Schlupfwerte nicht ansprechen.
Dem Relais 27 werden die Ausgangssignale aller Rechner 23, 24, 25 und 26 zum Berechnen der Beschleunigung und Verlangsamung
zugeführt. Das Relais 27 steuert ein weiteres Relais derart, daß dieses abwechselnd die beiden Magnetventile 13
und 14 für die Hinterräder zum Ansprechen bringt, wenn die Verlangsamung eines Rades des Fahrzeuges einen vorherbestimmten
Wert überschreitet. Das Relais 28 spricht gleichzeitig mit dem Relais 6 an, so daß jenes Hinterrad, dessen Geber 3
oder 4 die Erzeugung des Bezugsdrehzahl-Signals steuert, ungebremst ist. Die Relais 6 und 28 können so eingerichtet sein,
daß sie entweder in gleichbleibenden Zeitintervallen ansprechen, die durch den Taktgeber 5 gesteuert werden, oder in
veränderlichen Zeitabständen. In dem zuletzt angegebenen Fall
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erfolgt das Ansprechen in Abhängigkeit von dem in dem Bezugsdrehzahl-Signalerzeuger
berechneten Verlangsamungswert, so daß die Zeitabstände bei hohen Verlangsamungswerten kurz sind und
umgekehrt. Dem Relais 29 werden das Ausgangssignal des Taktgebers 5 und ein Ausgangssignal eines Relais 30 zugeführt,
das von dem Bezugsdrehzahl-Signalerzeuger 10 gesteuert wird. Das Relais 29 gibt an die Relais 6 und 23 die Steuerimpulse
ab, die diese Relais zum Ansprechen bringen.
Der Bezugsdrehzahl-Signalerzeuger 10 besitzt eine Speichereinrichtung
31 und einen Verlangsamungsrechner 32. Die beiden Teile 31 und 32 werden im Arbeitstakt des Relais 9 von dem
Rechner 7 mit einem Signal gespeist, das die von diesem Rechner berechnete Drehzahl eines Hinterrades darstellt. Der
Signalerzeuger 10 besitzt ferner einen Rechner 33, der das
Bezugsdrehzahl-Signal als die Differenz zwischen dem in der Speichereinrichtung 31 gespeicherten Drehzahlwert einerseits
und dem Produkt aus dem von dem Rechner 32 berechneten Verlangsamungswert und der Zeit andererseits erzeugt. Das Ausgangssignal
des Rechners 33 wird von dem Wert Wj-2^n"1" (t""t n) au^
den neuen Wert w =w +1~r +, (^tn+]) verändert, sobald der
Rechner 32 den mittleren Verlangsamungswert bestimmt hat, der
dem Quotienten zwischen der Drehzahldifferenz w ,,-w und dem
n+l η
Zeitintervall t +1~t entspricht. Wenn die beiden Werte
r und r+, verschieden sind, wird das Ausgangssignal w
des Rechners 33 im Zeitpunkt t +, sprunghaft verändert.
Der Verlangsamungsrechner 32 muß eine Speichereinrichtung besitzen, in welcher der Drehzahlwert w gespeichert werden
kann, bis dieser Rechner den Verlangsamungswert r , = -r r—
u ^ u λ. rn+l~rn
berechnet.hat.
Der Signalerzeuger 10 besitzt ferner ein von dem Rechner 32 gesteuertes Relais 34, das an den Rechner 33 neue Werte für
w , r und t abgibt, sobald der Rechner 32 die Berechnung der Verlangsamung durchgeführt hat.
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Das von dem Rechner 32 an das Relais 34 abgegebene Steuersignal wird ferner an das Relais 9 abgegeben, so daß dieses
unwirksam wird und in einen Zustand gelangt, in dem es für die nächste übertragung von Information von dem Rechner 7
an den Bezugsdrehzahl-Signalerzeuger 10 bereit ist.
Nachstehend wird die Arbeitsweise der vorstehend beschriebenen Anordnung ausführlicher erläutert.
Es sei angenommen, daß das Bremssystem des Fahrzeuges nicht betätigt ist. Das Relais 6 arbeitet jetzt fortlaufend und
verbindet abwechselnd den Impulsgeber 3 und den Impulsgeber mit den beiden Rechnern7 und 8. Solange die von dem Rechner
berechnete Verlangsariung kleiner ist als der vorherbestimmte
Grenzwert, arbeitet das Relais 3 intermittierend und wird der Bezugsdrehzahl-Signalerzeuger 10 schrittweise verstellt.
In diesem Zustand sind die Relais 15, 16, 17 und 18 unwirksam, weil bei .ungebremstem Fahrzeug keiner der Rechner 19, 20,
und 22 ein Ausgangssignal erzeugen kann. Die Ventile 11, 12, und 14 sind daher offen.
Bei einer Betätigung des Bremssystems des Fahrzeuges nimmt der von dem Rechner 8 berechnete Verlangsamunqswert zu. Solange
sich dieser Wert unter dem vorherbestimmten Grenzwert befindet, spricht das Relais 9 nach wie vor intermittierend an, so daß
es die von dem Rechner 7 berechneten Drehzahlwerte an den Bezugsdrehzahl-Signalerzeuger 10 abgibt und dessen Ausgangssignal
in Abhängigkeit von dem genannten Wert und den Zeitintervallen zwischen der übertragung dieser Werte verändert
wird. Bei jedem Ansprechen des Relais 9 wird das Umschaltrelais
6 durch das von dem Rechner 8 kommende Steuersignal blockiert, so daß der Rechenvorgang in den Rechnern 7 und 8 vorübergehend
unterbrochen wird. Nach einem kurzen Zeitintervall wird das Relais 6 durch ein Signal von dem Relais 29 wieder zum Ansprechen
gebracht, so daß der Geber 3 oder 4 mit den Rechnern
7 und 8 verbunden wird. Wie vorstehend erwähnt wurde, wird das Relais 6 entweder in gleichbleibenden Zeitintervallen
oder in Abhängigkeit von dem in dem Rechner 32 berechneten
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Verlangsaraungswert zum Ansprechen gebracht, und zwar in dem zuletzt angegebenen Fall durch ein Signal, das von dem Relais
30 an das Relais 29 abgegeben wird.
Der Bezugsdrehzahl-Signalerzeuger 10 erzeugt ein schrittweise verändertes Bezugsdrehzahl-Signal, das den verschiedenen
Rechnern 19 - 26 zugeführt wird. Diese Rechner geben an die Relais 15 - 13 Signalp ab, die der Drehzahl und der Verlangsamung
der verschiedenen Räder entsprechen. Je nach der Größe dieser Signale kann eines oder können mehrere dieser Relais
ansprechen, so daß das von dem betreffenden Relais gesteuerte Magnetventil 11, 12, 13 oder 14 geschlossen und der Bremsdruck
von der Bremse des entsprechenden Rades weggenommen wird. Wenn die in einem der Rechner 23 - 26 berechnete Radverlängsamung
den vorherbestimmten Wert überschreitet, spricht das Relais an, so daß das Relais 28 zum Ansprechen gebracht wird. Das
Relais 27 soll so eingestellt sein, daß es das Relais 28 bei einem Verlangsamungsv/ert zum Ansprechen bringt, der ebenso
groß ist oder kleiner als der Wert, bei dem der Rechner 8 das Relais 6 blockiert.
Außer dem an das Relais 6 abgegebenen Steuersignal gibt das Relais 29 ein weiteres Steuersignal ab, und zwar an das Relais 28,
Wenn dieses gleichzeitig von dem Relais 27 gespeist wird, erzeugt es ein Steuersignal für das Ventil 13 oder 14, so daß
die Bremsung jenes Hinterrades aufgehoben wird, das die Berechnung der Drehzahl und Verlangsamung durch die Rechner 7
und 8 steuert. Solange der von dem Rechner 8 berechnete Verlangsamung
swert niedriger ist als der vorherbestimmte Wert, wird der vorstehend beschriebene Vorgang periodisch wiederholt
und das Ausgangssignal des Bezugsdrehzahl-Signalerzeugers .10 schrittweise auf neue Werte gebracht. Das Steuersignal, das
der Rechner 8 an das Relais 6 abgibt, um dieses zu blockieren, wird auch an das Relais 28 abgegeben, so daß das Steuersignal
für das Ventil 13 bzw. 14 unterbrochen wird. Diese Maßnahme soll verhindern, daß die Bremsung jedes der beiden abwechselnd
als Bezugsrad dienenden Hinterräder in den Zeitintervallen
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aufgehoben wird, in denen von diesem Hinterrad kein Bezugssignal abgeleitet wird. Das Relais 27 verhindert die Aufhebung
der Bremsung der Hinterräder bei einer nur leichten Betätigung des Bremspedals, so daß beim normalen Bremsen eine pulsierende
Verlangsamung vermieden werden kann.
Da das Relais 9 nur ansprechen kann, wenn der von dem Rechner 8 berechnete Verlangsamungswert unter einem vorherbestimmten Wert
liegt, besteht keine Gefahr, daß der Bezugsdrehzahl-Signalerzeuger 10 mit Drehzahlwerten gespeist wird, die von dem
Rechner 7 während schneller Veränderungen der Drehzahl eines der beiden Bezugsräder berechnet worden sind.
Natürlich ist die Erfindung nicht auf das vorstehend beschriebene Ausführungsbeispiel eingeschränkt, sondern kann dieses
auf verschiedene Weise abgeändert werden. Beispielsweise kann man einige Einrichtungen der Anordnung zu größeren, integrierten
Einrichtungen zusammenfassen oder durch Einrichtungen ersetzen, die eine andere Punktion und eine andere Schaltung
haben. Insbesondere sind die vorstehend als Relais bezeichneten Einrichtungen vorzugsweise keine elektromagnetischen Relais,
sondern elektronische Schaltkreise mit entsprechender Funktion. Ferner braucht durch die Betätigung der Magnetventile die Bremskraft
von den verschiedenen Rädern nicht vollkommen weggenommen zu werden, da es in manchen Fällen genügt, wenn diese
Ventile so eingerichtet sind, daß sie die auf die entsprechenden Räder ausgeübte Bremskraft um ein bestimmtes Maß verringern.
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Claims (1)
- io■PatentansprücheMl. !Bremskraftregler rur Rädert'ahrzeuge, mit Gebern, die aJSL>ge einem von allen zu bremsenden Hadern des Fahrzeuges angeordnet und zum Erzeugen von elektrischen Signalen eingerichtet sind, die der Drehzahl der betreffenden Räder entsprechen, ferner mit einer Einrichtung, die dazu dient, diese Signale mit einem Bezugsdrehzahl-Signal zu vergleichen.und den Schlupf der Räder darstellende Signale zu erzeugen, einer von den letztgenannten üignalen gesteuerten Einrichtung zum Steuern der auf Je eines der Räder ausgeübten Bremskräfte und einem Bezugsdrehzahl-dignalerzeuger, der durch den Ausgang mindestens eines der Geber gesteuert wird und zum Erzeugen des Bezugsdrehzanlüignals dient, dadurch gekennzeichnet, daß der .Bezugsdrehzahl-bignalerzeuger durcn eine Einrichtung gesteuert wird, die intermittierend, die Drehzahl w eines der Räder milit und gleichzeitig dessen Verlangsamung r bestimmt, eine Einrichtung vorgesehen ist, die dazu dient, die auf dieses Rad ausgeübte Bremskraft vorübergehend wegzunenmen oder herabzusetzen, so daß sich dieses Rad im Meßzeitpunkt t mit der Drehzahl eines sich frei drehenden Rades dreht, und die Einrichtung zum Steuern des Bezugsdrehzahl-Signalgebers so eingerichtet ist, daß sie das eine Bezugsdrehzahl w -r ^t-t ) darstellende Bezugsdrehzahl-üignal schrittweise verändert.2. Bremskraftregler nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zum Ableiten des Bezugsdrehzahisignals von der Drehzahl und Verlangsamung von zwei oder mehreren Rädern, die abwechselnd als Bezugsrad dienen.009823/12375. BremsJsraftregler nach Anspruch l, dadurch geJcenn zeichnet, dab das Bezugsdrehzahl-üignal in gleichbleiben den Zeitintervallen verändert wird.A-. Bremslcrartregler nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß das Bezugsdrehzahl-Signal in Zeitintervallen verändert wird, deren Dauer von der Verlangsamung des Bezugsrades abhängig ist.009823/123 7Leerseite
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