DE2037435A1 - Fahrzeug Bremsanlage - Google Patents

Description

Fahrzeug-Bremsanlage

Die Erfindung betrifft eine Fahrzeug-Bremsanlage, und insbesondere eine Fahrzeug-Bremsanlage mit Blockierregelung, wobei erfindungsgemäß eine Impulsdauermodulation benutzt wird.

Bisher arbeiten Blockierregelungen, wie sie in der deutschen Patentanmeldung P 17 55 617.I gezeigt sind, im allgemeinen mit einer Zweipunkt- ("Ein-Aus") Regelung, da das Modulationsventil die

!Druckentlastung und erneute Druckzufuhr in einem im wesentlichen festen Arbeitszyklus vornimmt. Bei derartigen Blocklerreglern wird die Druckentlastung in Abhängigkeit von einem Blockieranzeigesigna L

\ eingeleitet, das auftritt, wenn die ermittelte Verzögerung der blockiergeregelten Fahrzeugräder über einem vorgegebenen Wert liegt, der das Einsetzen eines Rutschzustandes anzeigt. Die Druckentlastung wird bis zum Ende des Blockieranzeigesignals aufrechterhalten, und zu diesem Zeitpunkt wird das Modulationsventil betätigt, wodurch eine erneute Bremsdruckzufuhr erfolgt. Bei derartigen Blocklerreglirn ist das Modulationsventil daher im wesentlichen entweder ein- oder ausgeschaltet. Erfindungsgemäß wird davon.

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ausgegangen, daß sich eine genauere Blockierregelung erzielen läßt, wenn man für eine kontinuierliche Druckregulierung oder -modulation sorgt.

Bei der erfindungsgemaßen Bremsanlage erfolgt die Blockierregelung dadurch, daß der Bremsdruck durch Benutzung einer Impulsdauermodulation geregelt wird; das Modulationsventil wird in durch die Größe des Anzeigesignals vorgegebene Zwischenstellungen verschoben, und es läßt sich eine im wesentlichen proportionale Regelung des Bremsdruckes erzielen, wobei die Bremsdruckhöhe im wesentlichen proportional zur Größe des Blockieranzeigesignals eingeregelt werden kann.

Da sich bei der erfindungsgemäßen Bremsanlage ein Modulationsventil verwenden läßt, das ähnlich aufgebaut ist wie das in der oben erwähnten deutschen Patentanmeldung beschriebene Modulationsventil, wird hiermit auf die deutsche Patentanmeldung P 17 55 617.I bezug genommen.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den ! Ansprüchen und der nachfolgenden, beispielsweisen Beschreibung in■; Verbindung mit den Zeichnungen, in denen auch Einzelheiten eines Modulationsventiles, soweit sie für das Verständnis der Erfindung

unbedingt erforderlich sind, beschrieben und gezeigt sind.Es zeigejm:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Bremsanlage mit Blookierregelung,

Fig.2 ein Schaltbild der in Verbindung mit der in Fig. 1 gezeigten Bremsanlage verwendbaren Steuereinheit -

foaift/fm ~~ '" ' " '

zur Impulsdauermodulation;

Fign. JA.Wellenformen eines ersten betrachteten Modulationszu- und 3B

Standes;

Fign.4A Wellenformen eines zweiten, unterschiedlichen Modulations^-

und 4B ^έ

zustandes; j

Fig. 5 einen vergrößerten Schnitt des Modulationsventils der in Pig* I gezeigten Bremsanlage;

Pig. 6 eine vergrößerte Teildarstellung des in Fig. 5 durch ge- ; strichelte Linien eingeschlossenen Kreisausschnittes 6, \

und .-..I'

Pig. 7 eine vergrößerte Teildarstellung des in Fig. 5 durch gestrichelte Liniex; eingeschlossenen Kreisausschnittes J. :

I Die erfindungsgemäße Blockierregelanlage läßt sich insbesondere bei Kraftfahrzeugen verwenden und wird daher in Verbindungjmit Kraftfahrzeugen beschrieben; jedoch läßt sich die Erfindung auch

i -

bei anderen, mit Rädern versehenen Fahrzeugen, einschließlich Flug>zeugen, verwenden. Bei einem Kraftfahrzeug kann die erfindungsgemäße Anlage in Verbindung mit den Vorderrädern oder den Hinterrädern oder den Vorder- und Hinterrädern verwendet werden. Aus Grün-: den der Einfachheit wird die erfindungsgemäße Anlage im nachfolgen»- den lediglich im Zusammenhang mit Kraftfahrzeug-Hinterrädern besehrieben.

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Gemäß Pig. 1, in der die Blockierregelanlage schematisch in Verbindung mit Kraftfahrzeug-Hinterrädern gezeigt ist,sind die Hinterräder mit Bremstrommeln 10 und Radbremszylindern 12 versehen. Hydraulikleitungen 14 sind mit den Zylindern 12 und mit einer gemeinsamen Bremsdruckleitung 16 verbunden, die über eine Bremsdruckleitung 18 von einem Hauptbremszylinder 20 her mit Druck beaufschlagbar ist. Der Hauptbremszylinder 20 kann von üblicher Bauart sein und über ein Bremspedal 22 betätigt werden. Der vom Hauptbremszylinder 20 erzeugte Bremsmitteldruck wird durch ein Modulationsventil 24 moduliert, das zwischen den Bremsleitungen l8 und 16 eingebaut ist, und infolgedessen kann das Modulationsventil 24 den den Radbremszylindern 12 zugeführten Bremsmitteldruck und somit die Bremsbetatigung regulieren. Die der Bremstrommel 10 zugeordneten Bremsen können von üblicher Bauart sein und werden aus Gründen der Einfachheit nicht näher beschrieben.

Das Modulationsventil 24 der erfindungsgemäßen Anlage wird in Abhängigkeit von einem elektrischen Signal betätigt, das von einer elektrischen Steuereinheit 26 erzeugt wird. Die Steuereinheit 26 erhält von den an jeder der Bremstrommeln 10 vorgesehenen Drehzahlfühlern 28 Meßwerte.

Die Steuereinheit ermittelt die Größenänderungen der in den Leitern 34 übermittelten Meßwerte und mißt somit das Ausmaß der Verzögerung der den Bremstrommeln 10 zugeordneten Fahrzeugräder und erzeugt ein Ausgangssignal, wenn die Verzögerung der den Bremstrommeln 10 zugeordneten Fahrzeugräder · eine vorgegebene Größe erreicht, die einem an den den Bremstrommeln 10 zugeordneten Fahrzeugrädern vorhandenen oder unmittelbar bevorstehenden Rutschzustand entspricht.

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Das Ausgangssignal wird dem Modulationsyentil 24 über den Leiter
32 zugeführt,. Bei der erfindungsgemäßen Anlage erzeugt die Steuereinheit 26 ein pulsierendes Signal, dessen Impulslänge sich in Abhängigkeit von der Größe des Verzögerungs- oder Blockieranzeige- ' signals ändert; die Modulation des den Bremszylindern 12 zugeführten Bremsmitteldrucks wird durch das Modulationsventil 24 in Ab- ' hängigkeit iron .Längenänderungen des pulsierenden signals vorge- ^; nommen.

Das Modulationsventil 24 enthält ein Unterdruckgehäuse 40, das
durch -eine Membraneinrielitung 42 unterteilt ist. Ein Hydraulikge-. häuse %4 ist an dem Unterdruckgehäuse 40 befestigt und enthält
einen gleitfähig angeordneten Hydraulikkolben 46, der mit der Mem-, branelnriehtung 42 mechanisch gekoppelt ist. Ander einen Seite j

'■ des Hydraulikgehäuses 44 ist ein Betätigungsmagnet 48 angebracht, !

dessen Betätigungskolben sich selbsttätig über eine Atmosphärenluft-Einlaßöffnung legt und dadurch die Zufuhr von unter Atmosphärendruck stehender Luft zu der einen Kammer 50 des Unterdruckge-

unterbricht
häuses 4(# wenn kein Bloekieranzeigesignal vorhanden ist. Mittels :

j des Motor-Saugdrucks wird in dem Unterdruckgehäuse 40 ein Unter- j . druck über die Motor-Unterdruckleitung 52 aufrechterhalten, die j mit der anderen Kammer 54 des Unterdruckgehäuses 40 in Verbindung

.

steht. Eine Leitung 56 und eine normalerweise geöffnete Unterdruck j öffnung verbinden die Kammer 50 mit dem Unterdruck. Wenn die Steue: einheit 26 ein Ausgangssignal erzeugt, das einen Rutschzustand anzeigt, wird der Betätigungsmagnet 48 erregt und der Betätigungskolben wird von dem Atmosphärenluft-Einlaß abgehoben, wodurch der
Atmosphärendruck zur Kammer 50 des Unterdruckgehäuses 40 gelangen

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kann. Gleichzeitig wird die Unterdrucköffnung durch Betätigung desj Betätigungsmagneten 48 verschlossen. Infolge des dadurch entstehenden Druckunterschiedes wird die Membraneinrichtung 42 verstellt, so daß sich der Hydraulikkolben 46 verschieben kann. Bei finer Verschiebung des Kolbens 46 vergrößert sich das im H^draulikgehäuse 44 vorhandene Füllvolumen und gleichzeitig wJLrd ein Büekschlagven-j til 76 geschlossen, das eine weitere Druckzufuhr .des im Hauptbremszylinder erzeugten Drucks zu den gre,ms§n der .blockiergeregelten Fahrzeugräder unterbricht. Der bereits yorhandene BPemszylinderdruck wird dadurch entlastet, daß ihm das vergrößerte Füllvolumen zur Verfügung steht, das durch die Ausfabcbewegung des Hydraulikkolbens 48 in dem Hydraulikgehäuse 44 entsteht. Bei einer Druck- ^ entlastung der Bremszylinder nimmt die Verzögerung des zugeordneten Fahrzeugrades ab; die Steuereinheit 26 betätigt den Betätigung^ magneten 48 (auf die unten beschriebene Weise) derart, daß der Betätigungskolben des Betätigungsmagneten 48 in rascher Folge umge- ί

I schaltet wird, wobei der Atmosphärenlufteinlaß rasoh verschlossen und geöffnet und die zu der Kammer 50 führende yakuumöffnung geöffnet und verschlossen wird. Bei einer derartigen Betriebsweise nehmen der Kolben 46 und die Membraneinriehtung 42 eine Lage ein, die vom Verhältnis der Dauer der Einschiltzeit zur Dauer der Ausschaltzeit abhängt, und somit bestimmt die Lage des Kolbens 46 und der Membraneinrichtung 42 den Bremsdruck. Die Lage des Kolbens 46 und der Membraneinrichtung 42 und somit der Bremsdruck sind durch die Größe der Verzögerung des Fahrzeugrades festgelegt.Wenn der Kolben 46 in seine Ausgangslage zurückkehrt, wird das Rückschlagventil 76 geöffnet, so daß der Hauptbremszylinderdruok über das Ventil 24 unmittelbar zu den Bremszylindern 12 gelangen kann.

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Die Einzelheiten des Modulatlbnsventils 24 sind in den Pign. 5 und 6 gezeigt. Das Hydraulikgehäuse 44 steht mit einem im wesentlichen becherförmigen Gehäuseabschnitt 116 des Unterdruckgehäuses 40 in '· Verbindung und enthält einen ersten Zylinder 60, der an seinem j

einen Ende mit der vom Hauptbremszylinder 20 kommenden Bremslei- ;

tung 18 verbunden ist. Der Zylinder βθ enthält das Ruckschiagven- ; til 76. Der Zylinder βθ ist mit einem Entlastungszylinder 62 ver- ; bunden, in dem der Hydraulikkolben 46 angeordnet ist. Eine Bohrung' 64 verringerten Durchmessers verbindet die Zylinder 60 und 62 miti einander. Der Entlastungszylinder 62 ist fluchtend mit einer er- : weiterten Bohrung 67 des Kammerabschnittes II6 verbunden. In der

Bohrung 67 ist ein Traglager 66 angeordnet, das teilweise in einen

I erweiterten Abschnitt 6-9 des Zylinders 62 verläuft und den Kolben i 46 gleitfähig abstützt. Der Kolben 46 erstreckt sich mit radialem Spiel in den Entlastungszylinder 62 und ist in das Unterdruckgehäuse 40 einschiebbar. Neben dem Lager 66 ist am Ende des erweiterten Abschnittes des Zylinders 62 eine Hydraulikdichtung 68 angeordnet, die die Außenfläche des Kolbens 46 strömungsmitteldicht
absichert. Am inneren Ende der erweiterten Bohrung 67 ist eine
Vakuumdichtung 71 angeordnet, die einen Unterdruckverlust der Kammer 50 des Unterdruckgehäuses 40 verhindert. Die erweiterte Bohrung

67 ist über eine Öffnung 72 mit der Atmosphäre verbunden, und der Atmosphärendruck unterstützt die Dichtwirkung der Unterdruckdich- : tung 71. . ;

. ■ ■ ■?

Die Bremsdruckleitung steht mit dem erweiterten Abschnitt 69 des j Entlastungszylindars 62 in Verbindung, und somit gelangt das Strömungsmittel aus der Bremsleitung 18 über den Zylinder 60, die Boh-

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rung 64 und den Entlastungszünder 62 zur Bremsleitung 16 und von dort xu den Bremszylindern 12.

Das Rückschlagventil 76 ist in Zylinder 60 und der Bohrung 64 untergebracht und enthält einen Ventilkörper 78, der einen im Zylinder 60 angeordneten, erweiterten Ventilkopf 80 aufweist. Am Ventilkopf 80 greift eine Feder 84 an, die den Ventilkörper 78 in Schließrichtung beaufschlagt. Der Ventilkörper 78 ist mit einem Stößel versehen, der in die Bohrung 64 und teilweise in den Zylinder 60 verläuft. Der Hydraulikkolben 46 wird normalerweise in Anlage an die am Bnde der Bohrung 64 angeordnete Ringschulter 86 gedrückt. An seiner stirnfläche ist der Kolben 46 mit einem radialen Querschlitz 88 versehen, der mit einer Axialbohrung 90, die durch den Ventilkör..sr 78 führt, in Verbindung steht. Die Bohrung 90 steht mit einer Radialöffnung 92 in Verbindung. In deitrrrmalerweise unbetatigten schaltzustand des Modulationsventile 24,bei dem der Kolben 46 an der Schulter 86 anliegt, drückt die Feder 84 den Ventilkörper 78 in Richtung auf den Zylinder 62, wobei der Stößel 82 am~Stirnende des Kolbens 46 anliegt. In dieser Betriebslage befindet sloh die Radialöffnung 92 innerhalb des Zylinders 60 und verbindet somit den Zylinder 60 über die Bohrung 90 und den Radialschlitz 88 mit dem Zylinder 62. In diesen Betriebszustand erfolgt der Bremsvorgang auf übliche Welse, da das Strömungsmittel ungehindert aus der vom Hauptbremszylinder 20 kommenden Bremsleitung 18 über das Moduletionsventil 24 zu der zu den Radbremszylindern 12 führenden Bremsleitung l8 strömen kann. Wenn ein Rutschzustnnd auftritt und dadurch von der Steuereinheit 26 ein Blocklerregelsignal erzeugt wird, wird der Kolben 46 aus dem Entlastun^szy-

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linder 62 ausgeschoben und die Feder 84 verschiebt den Ventilkörper 78 in der gleichen Richtung, wodurch die Radialbohrung 92 in die Bohrung 64 gelangt. Am Ende des Verschiebeweges gelangt eine Ringdichtung 94, die um den Stößel 82 herum am Ventilkopf 8O angeordnet ist, in Anlage an die Schulter 96 des Zylinders 6O, wodurch der Zylinder 60 im wesentlichen gegenüber dem Zylinder 62 abgedichtet und das aus den Hauptbremszylinder 20 kommende Strömungsmittel abgesperrt wird.

Der Kolben 46 ist im Traglager 66 frei gleitfähig angeordnet und wird durch die Membraneinrichtung 42 betätigt, die im Unterdruckgehäuse 40 angeordnet ist. Die Membraneinrichtung 42 enthält eine flexible Membran 112, die an ihrem äußeren Ringwulst 114 dichtend '. zwischen einem Plansch des Kammerabschnittes Ho und einem Plansch eines kappenförmigen Abschnittes II8 festgeklemmt ist. Die Abschnitte 116 und 118 bilden das Unterdruckgehäuse 40. Eine im wesentlichen schalenförmige Druckplatte 120 wirkt mit der Membran 112 zusammen, wobei sich die flexible Membran 112 an die Form der

I Druckplatte 120 anpaßt. Die Membraneinrichtung 42 enthält ferner ' eine mit einem Flansch versehene Kappe 122, deren Flanschabschnitt ι

ί ■ ^;

^! 124 an der einen Seite eines becherförmigen, mutieren Abschnitts

der Druckplatte 120 anliegt und daran durch eine Anschlagplatte j 126 gehaltert ist, welche auf der gegenüberliegenden Seite des , j becherförmigen Abschnitts der Druckplatte 120 an der Kappe 122 befestigt 1st. Die Membraneinrichtung 42 unterteilt das Unterdruckj-

" ι

gehäuse 4θ in die auf der einen Seite gelegene Kammer 50 und die j t auf der gegenüberliegenden Seite gelegene Kammer 54. j

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Eine Schraubenfeder 128 liegt mit ihrem einen Federende an dem kappenförmigen Abschnitt 118 an, wähfcend ihr gegenüberliegendes Ende in einem Federhalter 130 angeordnet ist. Die Feder 128 steht ; unter Vorspannung, so daß sie den Federhalter 130 gegen die Druckplatte 120 drückt und die Druckplatte 120 in ihre innerste Endlage in der Kammer 50 zu bringen sucht. Die Kappe 122 ist mit einer Ausnehmung versehen, in der das vorstehende Ende des Hydraulik- \ kolbens 46 einsitzt. In der Nichtbetätigungslage des Ventils 24 ',

hält die Feder 128 die Druckplatte 120 und somit auch die Membran 112 in ihrer innersten Endlage in der Kammer 50 des Unterdruckge- , häuses 40> in dieser innersten Endlage wird der Hydraulikkolben 46 infolge seines Zusammenwirkens mit der Kappe 122 in Anlage an · der Schulter 86 des Entlastungszylinders 62 gehalten. Die Spannung; der Feder 128 ist so gewählt, daß eine Vorspannung erhalten wird, die ausreicht, die Maximalkraft, die auf den Kolben 46 infolge _;

des im Zylinder 62 vorhandenen, an der Stirnseite des Kolbens 46 ! angreifenden Maximaldrucks einwirkt, zu überwinden.

Die Vakuumleitung 52 steht mit dem Inneren der auf der einen Seite der Membraneinrichtung 42 gelegenen Unterdruckkammer 54 in Verbindung. Bei Betätigung des Moduletionsventils 24 gelangt Atmosphären druck in die Kammer 50 des Unterdruckgehäuses 40. Die Größe der Membraneinrichtung 42 ist so bemessen, daß durch den Luftdruck eine Kraft erzeugt wird« die ausreicht, die Kraft der Feder 128 zu überwinden und die Membraneinriohtung 42 in Richtung der Unterdruckkammer 54 zu verschieben; wenn sich die Ansohlagplatte 126 an den Abeohnitt 134 eines becherförmigen Bauteils 136 anlegt, wird die maximal mögliche Entlastung des den Bremsen zugeführten

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Brerasmitteldrucke erreicht. Erfindungsgemäß wird jedoch die Lage der Membraneinrichtung 42 durch das impulsdauarmodulierte Signal !derart verändert, daß der Bremsmitteldruck auf einer erwünschten

Druckhöbe gehalten wird.

Die Leitung 56 ist mit der Vakuumkammer 54 verbunden und an eine Unterdruck- und Druckeinlaßeinrichtung angeschlossen, die in einem Gehäuseabsohnitt 145 angeordnet ist. Die Leitung 56 steht in Verb lidung mit einer Ausnehmung 144, die im Gehäuse»bschnitt 145 angeordnet 1st, weleher einen Teil des Abschnitts 116 bildet. Zum rückwärtigen Ende hin ist die Ausnehmung 144 mit mehreren abgestuften Senkbohrungen wachsenden Durchmessers versehen. Ein Gehäuse I61 dient zur Halterung des Betätigurigsmagneten 48 und 1st am Gehäuseabachnitt 145 des Abschnittes II6 befestigt, wobei der Betätigungemagnet 48 fluchtend zur Ausnehmung 144 und den Senkbohrungen angeordnet 1st. A_m hinteren Ende ist die Ausnehmung 144 im wesentlichen durch eine ringförmige Dichtscheibe 146 verschlossen, die in einer Oegenbohrung gehaltert ist. Ein ringförmiger Luftfilter 150 ist am radial äußeren Endabschnitt der Dichtscheibe 146 gehaltert. Eine Öffnung 152 zwischen dem Gehäuse 161 des Betätlgungsma^neten 48 und dem Oehäuseabschnitt 145 führt einem Zylinderabschnitt 154 über den Filter I50 Atmosphärenluft zu. Die Dichtscheibe 146 weist eine mittlereföffnung I58 auf; *n einer Kappe ist eine Dichtung I60 angeordnet, die durch eine Schraubenfeder 162 dichtend gegen die mittlere Öffnung I58 angedrückt wird. Wenn sich die Kappe 156 in der in Big. 6 gezeigten Stellung befindet, ^: ist die Ausnehmung 144 gegenüber dem Zylinder I54 und somit zur Atmosphäre hin abgedichtet. In einer Senkbohrung ist ein Dicht-

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! ring 164 angeordnet, in dessen ringförmigem Kragen I65 die Kappe

157 zumindest teilweise konzentrisch einsitzt. Ein flexibler Venj tilkörper 184 ist auf dem ringförmigen Kragen I65 des Dichtringes i 164 angeordnet und trägt einen ringförmigen Dichtflansch 1.88, der J vom Gehäuse so weit auf Abstand gehalten ist, daß ein erster ströi mungsmittelpfad 174 gebildet wird, und vom hinteren Ende der Dicht-■ scheibe 146 so weit auf Abstand gehalten, daß ein, zweiter Strö-' < mungsmittelpfad I90 gebildet wird. Die Strömungsmittelpfade 174 ' und 190 sind durch einen Spalt 192 miteinander verbunden.

j Durch den Dichtring 164 und den Ventilkörper 184 werden zwei von der Ausnehmung 144 ausgehende Strömungsmittelpfade gebildet. Der Dichtring 164 ist an seinem radial äußeren Rand mit mehreren in I Umfangsrichtung versetzten Schlitzen 172 versehen, die die Ausj nehmung l44 mit dem Strömungsmittelpfad 174 verbinden. Der Strö-

j mungsmittelpfad 174 steht mit mehreren Schlitzbohrungen 176 in j Verbindung, die in die Unterdruckkammer 50 münden. Der zweite, von der Ausnehmung 144 fortführende Strömungsmittelpfad enthält den radial verlaufenden, ringförmigen Strömungsmittelpfad 178 und den axial verlaufenden Strömungsmittelpfad I80, die durch den Spalt zwischen der Kappe I56 und dem Dichtring 164 begrenzt werden. Der Dichtring 164 liegt am äußeren Ende seines ringförmigen Kragens 165 an der benachbarten Fläche der Dichtscheibe 146 an, und der Ventilkörper 184 liegt an seinem axial äußeren Ende in ähnlicher j Weise an der Dichtscheibe 146 an. Die Strömungsmittelpfade 178, ; 180 sind mit dem Strömungsmittelpfad 190 über die.Zwischenräume zwischen den Vorsprüngen 182 und I86 verbunden« Der Strömungs-

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■ mittelpfad 190 steht seinerseits über den Spalt 192 mit den Bohrungen 176 in Verbindung, Die Bohrungen 176 stehen in unmittelbarer Strömungsmittelverbindung zu der Vakuumkammer 50.

j Der Betätigungsmagnet 48 enthält einen verschiebbaren Magnet anker ; 226 und einen damit verbundenen Betätigungskolben 228 und wird beil Erregung seiner Wicklung 230 betätigt, welche an die von der ' Steuereinheit 26 kommende Leitung 32 angeschlossen ist. Bei Erregung des Betätigungsmagneten 48 wird der Magnetanker 226 nach innen in die Ausnehmung 238 des Betätigungsmagneten 48 gezogen, wodurch der Betätigungskolben 228 nach innen verschoben wird. Der Betätigungskolben 228 wirkt mit der Kappe 156 zusammen und verschiebt die Kappe 156 nach innen in die Ausnehmung 144. Wenn sich die Kappe I56 In die Ausnehmung 144 -verschiebt, wird die Dichtung 160 von der Dichtscheibe 146 gelöst und ein Strömungsmittelpfad

geöffnet; gleichzeitig wird die Kappe I56 gegen die Radialfläche der Senkbohrung 165 des Dichtringes 164 gedrückt, woraufhin der radiale Strömungsmittelpfad 178 verschlossen wird. Wenn der Strömungsmittelpfad 178 verschlossen 1st, ist einer der Unterdruck-Verbindungswege von der Kammer 54 zur Kammer 50 gesperrt. Gleichzeitig wird durch den nunmehr zwischen der Dichtung 160 und der Dichtscheibe 146 vorhandenen Spalt ein Strömungsmittelpfad gebildet, und Druckluft kann durch die Zwischenräume zwischen den Vorsprüngen 182 und 186 und über den Strömungsmittelpfad I90 einströmen. Der an dem flexiblen Dichtflansch I88 anliegende Luftdruck bewirkt, daß sieh der Dichtflansch 188 in dichtende Anlage an das äußere Ende der Senkbohrung I59 anlegt, wodurch der Strömungemittelpfad 174 verschlossen und somit der zweite Unterdruok-

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pfad gesperrt wird. Pur die Atmosphärenluft wird um den Plansch 188 herum über den Spalt 192 ein in die Bohrungen 176 führender Ströijiungsmittelpfad gebildet. Die unter Atmosphärendruck: stehende Luft gelangt rasch über die Bohrungen 176 in die Kammer 50,wodurch die ' Membran 112 und die Druckplatte 120 nach innen in die Kammer 54 verschoben werden. Wenn das von der Steuereinheit 26 kommende Signal unterbrochen wird, wird der Betätigungsmagnet 48 entregt, so daß der Betätigungskolben 228 in seine in Fig. 6 gezeigte Aus- ■ gangslage zurückkehren kann, wobei die Feder 152 die Kappe 156 von der dichtenden Anlage am Dichtring 164 löst und die Dichtung 160 erneut gegen die Dichtscheibe 146 anlegt, wodurch die Strömungsmittelverbindung zur Atmosphärenluft unterbrochen wird. Gleichzei- ; tig werden die zwei Unterdruck-Strömungsmittelpfade geöffnet, so daß die Feder 128 die Membraneinrichtung 42 in Schließrichtung ; verstellen kann. Hierdurch wird der Steuerkolben 46 erneut in den ! Zylinder 62 in Richtung auf eine Verringerung des FUllvolumens des j Zylinders 62 eingeschoben, wodurch erneut Bremsdruck zu den Bremsen gelangt.

Durch den weiter unten beschriebenen, raschen Wechsel zwischen Betätigung und Nlchtbetätigung des Betätigungsmagneten 48 ist es möglich, die Membraneinrichtung 42 in einer vorgegebenen Zwischenstellung zu halten, in der der Bremsdruck eine erwünschte Höhe hat. Durch Modulation des Verhältnisses der Einsohalt- (Erregungs)-Zeit des Betätigungsmagneten zur Aussohalt- (Entregungs)-Zeit des Betätigungsmagneten können die stellung der Membraneinrichtung und die Höhe des Bremsdruokes in Abhängigkeit von den Bremsanforderungen und -möglichkeiten verändert werden.

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Das impulsdauermodulierte Signal besteht aus einer Rechteck- oder Trapezwelle, bei der das Verhältnis der Länge der positiven, das Ventil betätigenden Halbperioden (EinschaItzeit) zur Länge der das Ventil nicht-betätigenden Nullwert-Halbperioden (Abschaltzeit) proportional zur Größe eines entsprechenden Eingangssignals verändert wird. Für ein lineares Ansprechverhalten ergibt sich die Änderung der Impulsdauer aus folgender Gleichung:

t - X.
(1) M = =KE

wobei M = Modulationsgröße

t, = Länge einer positiven Halbperiode to = Länge einer Nullwert-Halbperiode K = ein Verstarkungskoeffizient E = Eingangssignal

Beispiele impulsdauermodulierter Wellenformen für unterschiedliche

Modulationsgrößen sind in den Pign. JA, JB und 4A, 4b gezeigt.

Wenn man weiterhin berücksichtigt, was geschieht, wenn das vom Betätigungsmagneten gesteuerte Ventil 24 betätigt wird, läßt sich die Modulationsgröße M in Beziehung zu der Bremskraftverringerung (oder dem erneuten Bremskraftaufbau) bringen. Bei Betätigung des Ventils 24 sinkt der Bremsmitteldruck mit einer Geschwindigkeit ab, die von den Zeitkonstanten der Pneumatik- und Hydraulikkreise abhängt. Aus Gründen der Einfachheit sei angenommen, daß der Bremsdruck mit einer festen Geschwindigkeit absinkt, wenn das Ventil 24 betätigt wird, und mit einer gleich großen, festen Geschwindigkeit ansteigt, wenn

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; - 16 -

jdas Ventil in den nicht-betätigten Zustand gebracht wird. Dabei 'liegt die Membraneinrichtung 42 in einer Zwischenstellung, und

diese Zwischenstellung hängt, wie gezeigt wird, von der Modulations i
ι
jgröße M ab.

!Somit ist die tatsächliche Verringerung des Bremsmittel-Leitungs-

!drucks das Produkt aus Druckänderungsgeschwindigkeit und der Einischaltzeit des Ventils, und der Wiederaufbau des Bremsdrucks ist j proportional, dem Produkt aus Druckänderung und Ventil-Ausschalt-Izeit. Es sei darauf hingewiesen, daß unter "Ventilbetätigung" und "Ventil-Nichtbetätigung" die Erregung und Entregung des Betätigungsmagneten 48 und das öffnen und Schließen derjenigen Ventile zu verstehen ist, durch die Luftdruck oder Unterdruck zur Betätigungskammer 50 der Membraneinrichtung 42 gelangt. Algebraisch läßt sich dieser Voting wie folgt ausdrücken.

für die positive Halbperiode

(2) dP, = t,P

1 J. O

für die Nullwert-Halbperiode

(3) dP₂ = t₂P_o

worin dP, = Druckverringerung dP₂ = Druckerhöhung
P = maximale Druckänderungsgeschwindigkeit

durch Einsetzen (2) und (3) in (1) ergibt sich

dP. - dP
₍₄₎ μ . -_1_ 2_ _{m m}

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Bei Verwendung einer festen Grundfrequenz für das impulsdauermodulierte Signal läßt sich (4) in eine Form bringen, aus der sich die gesamte Druckänderung je Periode der Grundfrequenz ergibt.

(5) dP dP = ^Po KE ^{worin f} _o ^die Grundfrequenz der Impuls-

ο
dauermodulation

Die Beziehung zwischen f und der Impulsperiode läßt sich natürlich wie folgt ausdrücken:

(6) T_n =

Da P und f Konstanten sind, ergibt sich, daß eine konstante Druckänderung je Periode einer mit einer konstanten Geschwindigkeit erfolgenden Druckänderung in proportionaler Abhängigkeit von der Größe des Eingangssignals entspricht.
(7) P = P₀KE

wobei sich aus (7) in Verbindung (1) die Modulationsgröße wie fclgt ergibt:

(B) _P_ - M = KE

Somit ist ers-ichtllch, daß eine lineare Proportionalitätsregelung der Größe der Bremsdruckänderung trotz Verwendung einer ZweipunktfEin-Aus")Ventilsteuerung erhalten wird. Die Grundfrequenz der Impulsdauermodulation kann ausreichend groß gewählt werden, so daß die Impulawirkung nicht wahrnehmbar ist (beispielsweise 50 bis 100 Hertz).

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j In Fig. 2 ist ein Schaltbild der Steuereinheit 26, die das impuls-

j dauermodulierte Signal erzeugt, gezeigt. Die Fahrzeugradfühler 28 i erzeugen Ausgangssignsle x, deren Frequenz der Drehzahl des zugehö-

rigen Fahrzeugrades 10 proportional ist. Diese Signale χ werden •der Steuereinheit 26 und den Gleichstromkonvertern JOO über Leiter 34 zugeführt. Jeder Konverter 300 erzeugt ein Gleichstrom-Ausgangssignal y, dessen Größe im wesentlichen proportional der Frequenz f; des Raddrehzahl-Signals χ ist» Diese Signale j werden über einen Leiter 304 der Additionsstufe 302 zugeführt und dort addiert* so daß ein kombiniertes Raddrehzahl-Signal g entsteht, das über einen Leiter 308 der Differenzierstufe 306 zugeführt wird« In der Differenzierstufe 306 wird das Drehzahlsignal S differenziert und ergibt ein Verzögerungssignal, 2, dessen Größe die Verzögerung der Fahrzeugräder angibt. Es ist b&annt, daß ein Rutschzustand an den Fahrzeugrädern eiraetzt oder unmittelbar bevorsteht, wenn die Verzögerung, d.h. die Größe von 3 , einen vorgebbaren Wert erreicht, und daß dann der den Bremsen zugeführte Bremsmitteldruck aufgehoben werden muß. Das Signal Z wird über einen Leiter 310 der Schwellenschaltung 308 zugeführt. Die Schwellenschaltung 308 spricht auf die Größe des Verzögerungssignals Z an und, falls dieses Signal eine Größe erreicht, die das Einsetzen eines Rutschzustandes anzeigt, erzeugt ein erstes Ausgangssignal E, dessen ! Größe den Betrag angibt, um den das Signal Z den gewählten Schwel-; lenwert überschreitet. Gleichzeitig erzeugt der Schwellenkreis ^! 308 ein zweites, gleiches Ausgangssignal E, das über einen Leiter 314 zu dem Dreieckwellen-Generator 312 geführt wird. Beim Auftreten des Signals E wird der Generator 312 eingeschaltet und erzeugt eins Folge von Dreieekwellen do'Die Dreiecteellen d haben.

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ORIGiNALlNSPECTED

eine konstante Frequenz und Amplitude. Das Signal d wird über den Leiter 318 einer Additionsstufe 316 zugeführt und auf das Gleichstromsignal E addiert, das Über den Leiter 320 zugeführt wird.Daraus ergibt sich ein Ausgangssignal e, das im Leiter 522 am Ausgang der Additionsstufe 316 ansteht. Das Signal e wird der Ventilsteuerstufe 324 zugeführt. Die Steuerstufe 324 ist eine einfache Ein-Aus-Stufe, die im eingeschalteten Zustand ein Signal f konstanter Amplitude erzeugt, das demBetätigungsmagneten 48 über den Leiter 32 zugeführt wird. Wie bereits erwähnt, ist die Modulationsgröße M des Bremsdruckes unmittelbar proportional der Differenz zwischen der "Ein"-Zeit des Signals f und "Aus"-Zeit des Signals f, d.h. tj-to, wobei diese Größe ihrerseits unmittelbar von der Amplitude des Signals E abhängt.

In den Fign. 3A und 3B ist das Impulssignal f zu dem Kombinationssignal e in Beziehung gesetzt. Aus Einfachheitsgründen sei angenommen, daß die Ventilsteuerstufe 324 jedesmal eingeschaltet ist, : wenn das Signal e positiv ist, und ausgeschaltet ist, wenn das ^: Signal e negativ ist. Wenn somit das Signal E eine betrachtete Größe hat (Fig. 3B), ist die Modulationsgröße M etwa 50$, wodurch die Membraneinrichtung 42 etwa in die Mitte zwischen ihren Endstellungen gebracht wird. Aus den Fign. 4A und 4,B ist ersichtlidi, daß ein größerer Wert von E zu einer Erhöhung der Modulationsgröße M führt. Die Erhöhung der Modulationsgröße bewirkt natürlich eine größere Druckentlastung.

Somit wird der Bremsdruck in der erfindungsgemäßen Anlage kontinuierlich moduliert und dem Schwellenwert der Verzögerung ange- i

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jnähert. Indem der Bremsdruck auf oder nahe dem gewählten Schwellenwert gehalten wird, ergibt sich eine wirksamere Bremsung. Die er-

ίfindungsgemäße Anlage wurde zwar nur in Verbindung mit einem fest vorgegebenen Schwellenwert der Verzögerung beschrieben, Jedoch kann jdieser Schwellenwert auch in Abhängigkeit vom Straßenzustand geänjdert werden, so daß sich eine noch wirksamere Bremsung ergibt,Ferner sei beachtet, daß die Modulationssteuerung mittels eines einfachen, zweipunktgeregelten (Ein-Aus) Modulationsvent!Is vorgenommen :wird.

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Claims (1)

1. Pa tentansprüche

   ¹I. Fahrzeug-Bremsanlage zur steuerung des den strömungsmittelbetätigten Bremsen mindestens eines Fahrzeugrades zugeführten Bremsinitteldrucks, gekennzeichnet durch einen Signalgeber (3OO, 302,306,308,312), der beim Auftreten eines am Fahrzeugrad einsetzenden Rutschzustandes ein Ausgangssignal (E) erzeugt, dessen Größe von der Stärke des Rutschzustandes abhängt, eine Steuereinrichtung (312,316), die ein aus einer Impulsreihe bestehendes Steuersignal (f) erzeugt, wobei die Impulslänge von der Größe des Ausgangssignals (E) abhängt, und ein mit den Bremsen (12) verbundenes Modulationsventil (24), das die Höhe des den Bremsen zugeführten Bremsdrucks in Abhängigkeit von Impulslängenänderungen reguliert.

   2. Bremsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Impulse eine vorgebbare Impulsdauer haben und das Modulationsventil (24) die Höhe des Bremsdrucks in Abhängigkeit von Änderungen des Verhältnisses der Impulslänge zur vorgebbaren Impuls-t dauer reguliert.

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   · Bremsanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Modulationsventil (24) ein Betätigungsventil (48,146,156, Ι6θ,1β4,ΐ84) enthält, das in einer ersten Betriebsstellung eine Bremsdruckentlastung und in einer zweiten Betriebsstellung eine erneute Bremsdruckbeaufschlagung der Bremsen auslöst und beim Ausbleiben der Impulse in die eine und beim Auftreten der Impulsein die andere Betriebsstellung verschiebbar ist.

   4. Bremsanlage nach Anspruch >, dadurch gekennzeichnet, daß das Modulationsventil (24) pneumatisch betätigt ist und daß das Betätigungsventil ein Schaltventil (146,156,160,164,184) enthält, das zwischen der einen und anderen Betriebsstellung des Betätigungsventils von einer pneumatischen Hochdruck- auf eine pneuma+ tischeNLederdruckquelle umschaltbar ist.

   5. Bremsanlage nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Modulationsventil (24) ein Steuerventil (40,41,44,46) mit , einem Steuerkolben (46) enthält, der zwischen einer Bremsdruckentlastungs- und einer Bremsdruckzufuhrstellung verschiebbar und zwecks Einregulierung der Bremsdruckhöhe auf unterschiedli-; ehe, vorgebbare Zwischenstellungen in Abhängigkeit von dem Ver-j hältnis der Betätigungsdauer des Betätigungsventils (48,146, 156,l6O,l64,l84) in der ersten Betriebsstellung zur Betätigungen dauer des Betätigungsventils in der zweiten Betriebsstellung einstellbar ist.

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   6. Bremsanlage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerventil (40,42,44,46) eine Membraneinrichtung (42) enthält, die zur Lageeinstellung des Steuerkolbens (46) mit diesem verbunden und in Abhängigkeit von dem durch das Betätigungsventil (48,146,156,160,164,184) eingeschalteten Luftdruck pneumatisch betätigt ist.

   7· Bremsanlage nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremsen (12) hydraulisch betätigt sind und der Steuerkolben (46) in der hydraulischen Bremsmittelzufuhrleitung (I6,l8) J der Bremsen angeordnet ist.

   8. Bremsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Signalgeber (300,302,306,308,312) einen Signajgenerator (312) enthält, der eine im wesentlichen dreieckförmige Welle (d) erzeugt, die mit dem Ausgangssignal (E) zu einem Kombinationssignal (e) zusammengesetzt wird, wobei das Mo-* dulationsventil (24) den Bremsdruck in Abhängigkeit von Amplitudenänderungen des Kombinationssignals (β) reguliert. ^:

   9. Bremsanlage nach Anspruch 8, cjaduroh gekennzeichnet, daß die \ Dreieckwellen (d) eine im wesentlichen konstante Amplitude haberi und die Amplitudenänderungen des Kombinationssignals (e) durch ! Amplitudenänderungen des Ausgangssignals (E) bewirkt werden. !

   0. Bremsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge-4 kennzeichnet, daß das Modulationsventil (24) ein zwischen einer

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   Hochdruck- und einer Niederdruckquelle umschaltbares Schaltventil (146,156,l60,164,184) enthält.

   11.Bremsanlage nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Hochdruck- und Niederdruckquellen Luftdruckquellen sind.

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