DE2050690B2

DE2050690B2 - Blockiergeschuetzte bremsanlage fuer ein fahrzeug

Info

Publication number: DE2050690B2
Application number: DE19702050690
Authority: DE
Inventors: Roland 6900 Heidelberg Blanz
Original assignee: Graubremse Gmbh, 6900 Heidelberg
Priority date: 1970-10-15
Filing date: 1970-10-15
Publication date: 1977-04-07
Also published as: DE2050690A1

Description

Die Erfindung betrifft eine blockiergeschützte Bremsanlage für ein Fahrzeug mit einem vom Fahrer betätigbaren Bremsventil, das über eine Steuerleitung ein Relaisventil steuert, das wiederum Druckmittel einem Radbremszylinder zuführt, mit einem das Drehzahlverhalten eines oder mehrerer Räder überwachenden Meßfühler, der ein elektrisches Signal an eine Auswerteschaltung gibt, die bei übermäßiger Radverzögerung ein elektrisches Signal an das Relaisventil zum Absenken des Bremsdruckes weitergibt.

Stand der Technik

Die Arbeitsweise bekannter Anlagen sei an Hand von Fig. 1 erläutert:

Fig. 1 zeigt ein Diagramm und eine zu diesem Diagramm gehörende Kennlinie 1, die die Radverzögerungs-3 und -beschleunigungssignale 4 eines Meßfühlers 2 wiedergibt. Auf der Abszisse ist die Zeit 5 aufgetragen, während auf der Ordinate mehrere Kurven gezeigt sind, von denen die oberste die Fahrzeuggeschwindigkeit 6, die mittlere die Radgeschwindigkeit 7 und die untere den modulierten Bremsdruck: 8 wiedergibt. Aus dem Diagramm ist ersichtlich, wie zu Beginn einer Bremsung die Radgeschwindigkeit 7 infolge des hohen Bremsdrucks abnimmt. Ohne eine Bremsdruckerniedrigung würde die Radgeschwindigkeit 7 einen Verlauf nehmen, wie er durch die gestrichelte Linie 9 angedeutet ist. Zum Zeitpunkt 10 wird jedoch der am Meßfühler eingestellte Verzögerungsgrenzwert durch die tatsächliche Verzögerung des Rades überschritten, wodurch das Radverzögerungssignal 3 auftaucht, welches die Bremsdruckerniedrigung einleitet. Durch den ίο sich erniedrigenden Bremsdruck wird das Gleichgewicht des an der Bremse bewirkten Bremsmoments zu dem von der Fahrbahn übertragbaren Bremsmoment verschoben, so daß die Radverzögerung abnimmt und schließlich in eine Beschleunigung übergeht. Der Meßfühler 2 registriert diesen Zustand und gibt das Radbeschleunigungssignal 4 ab, mit dessen Beginn die Bremsdruckerniedrigung beendet und eine Bremsdruckerhöhung eingeleitet wird. Der Bremsdruck steigt wieder auf den Wert, der vor der Bremsdruckerniedri- gung in der Anlage vorhanden war. Ist er erreicht, so tritt ein erneutes Radverzögerungssignal 3 auf und ein neuer Regelzyklus beginnt. Dieser läuft in genau der gleichen Weise ab wie der erste Regelzyklus. Es schließen sich eine Vielzahl von Regelzyklus an, bis schließlich der Bremsvorgang unterbrochen wird bzw. beendet ist.

Als nachteilig hat sich insbesondere die hohe Zahl der Regelz.yklen in einem derartigen Bremsablauf bemerkbar gemacht. Jeder Regelzyklus bringt eine doppelte Momentenumkehr mit sich, in deren Folge Stöße und Schwingungen von dem Fahrzeug aufgenommen werden müssen. Besondere Nachteile treten bei schweren Fahrzeugen, insbesondere bei Sattelaufliegern, auf. Findet eine hydraulisch arbeitende Bremsanlage Verwendung, so ist eine große Anzahl von Regelzyklen ebenfalls von Nachteil, weil entsprechende Druckflüssigkeiuteilmengen anfallen, die gespeichert und in das Sys'em zurückgeführt werden müssen.

Zwar ist es bekannt (FR-PS 15 27 901), eine elektrisch wirkende Haltevorrichtung in einer blockiergeschützten Bremsanlage zu verwenden. Dabei steuert die Haltevorrichtung ein Auslaßventil in der Weise, daß nach Beendigung des Verzögerungssignals dieses Signal um einen bestimmten Zeitraum verlängert wird. 4> Dadurch wird der Druck im Radbremszylinder konstant gehalten. Dort ist jedoch kein Relaisventil vorhanden.

Aufgabe

Es ist die Aufgabe der Erfindung, den Bremsverlauf optimal zu gestalten, d. h. im Bereich des Optimums des Haftreibungsbeiwerts zu bremsen und trotzdem die Anzahl der Regelzyklen und die damit verbundenen Schwingungen und Stöße möglichst klein bzw. gering zu halten.

Lösung

Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, den Bremsdruck am Ende eines Regelzyklus nicht auf den am Anfang des Regelzyklus vorhandenen Wert anzuheben, sondern die Bremsdruckerhöhung vorzeitig zu beenden. Es kann davon ausgegangen werden, daß sich die Fahrbahnverhältnisse während des Ablaufs eines Regelzyklus, der nur einige wenige Millisekunden in Anspruch nimmt, nicht wesentlich verändert haben. Andererseits aber hat die Anlage bereits bei Beginn des Regelzyklus festgestellt, daß ein derartiger Bremsdruck zu einem Blockieren der Räder führen würde.

Der Erfindungsgedanke läßt sich gleichermaßen auf

hydraulische, pneumatische oder kombiniert ai behende Bremsanlagen anwenden. Die Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gehört.

Vorteilhafte Weiterbildungen

Mit besonderem Vorteil weist die Auswerteschaltung eine Haltevorrichtung zum Konstanthalten des Steuerdrucks für ein bestimmtes, einstellbares und an das Verschv/inden jedes Radverzögerungssignalr angehängtes Zeitintervall auf, welches nur durch ein weiteres Radverzögerungssigna] vorzeitig endet. Hierdurch ist gewährleistet, daß der Steuerdruck am Ende eines Radverzögerungssignals für eine gewisse Zeit abgesenkt bleibt, so daß der Bremsdruck nicht über den entsprechenden Wert ansteigen kann. Der Bremsdruck steigt erst nach Ablauf des Zeitintervalls langsam an. Das Radbeschleunigungssignal ist auf die Haltevorrichtung ohne Einfluß. Es wird ein erneuter Regelzyklus, der mit Stoßen und Schwingungen verbunden wäre, vermieden. Das Rad wird in eine Bewegungsphase, die der Verzögerung des Fahrzeugs entspricht, hineingezwungen. Besonders vorteilhaft ist somit die Verhinderung der Regelstöße bzw. -spitzen, wenn die Anpassung des Steuerdrucks erfolgt ist. Der Druckmittelverbrauch wird wesentlich eingeschränkt, da die weitere Modulation verhindert wird.

Mit dem elektrisch betätigbaren Steuerventil wird eine slufenlose Druckminderung während eines Radverzögerungssignals erreicht. Es ist jedoch auch mögluh. den Steuerdruck stufenweise zu erniedrigen, wobei mehrere Erniedrigungsstufen hintereinander durchlaufen werden, sofern das Radverzögerungssignal nicht verschwindet.

In Weiterbildung der Erfindung muß sichergestellt sein, daß der Steuerdruck nicht völlig abgesenkt wird, weil dann keine Möglichkeit besteht, ein Bremsmoment auszuüben. Normalerweise wird die Druckmodulation nur eine solche Druckerniedrigung in der Steucrlcitung hervorrufen, die den Fahrbahnverhältnissen angepaßt ist, wobei selbst bei schlechtesten Reibwei ten ein Druck in der Steuerleitung vorhanden ist. Es kann jedoch wünschenswert sein, den Steuerdruck nicht derart weit, sondern bis zu einer einstellbaren Grenze abzusenken. Zu diesem Zweck ist das Steuerventil von einer Leitung überbrückt, in der ein Druckbegrenzer vorgesehen ist. Die vom Steuerventil und vom Druckbegrenzer ausgehenden Leitungen sind dabei über ein Zweiwegeventil an die zu dem elektrisch gesteuerten Relaisventil führende Leitung angeschlossen. Somit liegt am Relaisventil der jeweils höhere Druck an.

Figurenbeschreibung

Der Erfindungsgedanke läßt mehrere konstruktive Ausführungen zu. Er ist an Hand der Zeichnungen verdeutlicht, und zwar zeig»

Fig. 2 eine ähnliche Darstellung wie Fig. 1, jedoch unter A.nwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung und

F i g. 3 die Erläuterung des Erfindungsgegenstands an to einer Zweikreisbremsanlage hydraulischer oder pneumatischer Bauart.

In dem Diagramm der F i g. 2 sind genau die gleichen Bezugszeichen für gleiche Kurven und Signale wie in Fig. 1 verwandt. Zusätzlich ist hier noch der Steuerdruck 11 eingezeichnet. Es ist ersichtlich, wie beim Auftreten des ersten Radverzögerungssignals 3 sowohl Her modulierte Bremsdrücke als auch der Steuerdruck 11 abgesenkt werden. Die Absenkung des Steuerdrucks 11 erfolgt entweder in Stufen oder wie dargestellt stufenlos. Die Absenkung des Steuerdrucks wird durch das Verschwinden des Verzögerungssignsls beendet. Die Absenkung des Bremsdrucks wird durch den Beginn des Radbeschleunigungssißnals 4 beendet. Der Bremsdruck 8 kann infolge des erniedrigten Steuerdrucks 11 in der zweiten Phase des ersten Regelzykl^ä nur entsprechend weit ansteige:.. Bei dem dargestellten Bremsverlauf liegt der durch den Steuerdruck 11 zu diesem Zeitpunkt bewirkte modulierte Bremsdruck 8 jedoch noch höher, als ei. das auf die Fahrbahn zu übertragende ßremsrnoment erlaubt. Infolgedessen steigt die Radverzögerung an, bis der Meßfühler 2 ein n^ues Radverzögerungssignal 3 aussendet. Es schließt sich hier ein zweiter Rcgelzyklus an. In dessen Verlauf wird der Steuerdruck 11 wiederum erniedrigt. In der zweiten Phase des zweiten Regelzyklus kann der Bremsdruck nur er. isprechend weit ansteigen, jetzt jedoch reicht dieser Bremsdruck nicht aus, am das Blockieren des Rades zu verursachen. Das Rad bzw. die Radgeschwindigkeit 7 wird in den dargestellten Verlauf hineingezwungen. In dieser Phase findet keine Kraftrichtungsumkehr statt. Stöße und Schwingungen werden vermieden.

Am Ende jedes Radverzögeriingssignuls 3 begin t ein von einer Haltevorrichtung bewirktes Zeitintervall 12 zu laufen, welches nur durch das Auftreten eines erneuten Radverzögerungssignals 3 unterbrochen wird. Ein Radbeschleunigungssignal 4 ist auf den Ablauf des Zeitintervalls ohne Einfluß. Bei dem in I- 1 g. 2 dargestellten Bremsvu'lauf wurde das erste Zeitintervall 12, welches mit dem F.nde des ersten Radverzögerungssi gnals 3 begonnen hat durch den Beginn des zweiten Radverzögerungssignals 3 unterbrochen. Mit Ende des zweiten Radverzögerungssignals 3 beginnt das Zeitintervall 12 erneut zu laufen, welches sich diesmal voll auswirken konnte und beispielsweise bis zur Linie 13 dauert. Von diesem Zeitpunkt an steigt der Steuerdruck 11 und damit auch der am Rad verfügbare Bremsdruck langsam wieder an.

F i g. 3 erläutert den Erfindungsgedanken in schematischer Darstellung bei einer pneumatischen Zweikreisbremsanlage. Die Bremskraft wird über einen Bremszylinder 14 mit angebautem Relaisventil 15 der Radbremse zugeführt. Das Relaisventil 15 ist über die Leitung fS mit dem Vorrat des zugehörigen Bremskreises verbunden. Der am Relaisventil 15 angeordnete Dreiwege-Ventilmagnet 17 ist über seinen Einlaß durch eine Leitung 18 an ein Zweiwegeventil 19 und über die Leitung 20 an das magnetisch betätigbare Steuerventil 21 angeschlossf-n. Die Leitung 22 verbindet cas magnetisch betätigbare Steuerventil 21 mit dem diesem Bremskreis zugeordneten Ventil am Zweikreis-Bremsventil 23. Gleichzeitig ist das Steuermagnetventil durch die Leitung 25 mit der Leitung 22 verbunden.

Das in der Steuerleitung 22, 20, 18 vorgesehene magnetisch betätigbare Steuerventil 21 ist von den Leitungen 26 und 27 überbrückt, in die ein Druckbegrenzer 28 eingeschaltet ist. Die Leitung 27 ist am anderen Eingang des Zweiwegeventils 19 angeschlossen.

Der Dreiwege Ventilmagnet 17 und erfindungsgemäß auch das Steuermagnetventil 24 sind über elektrische Leitungen 29 und 30 mit der Auswerteschaltung 31, die über die elektrische Leitung 32 die Signale vom Meßfühler 2 erhält, verbunden. Die Auswerteschaltung 31 weist eine Haltevorrichtung 33 zum Konstanthalten des Steuerdrucks auf. Die Halteeinrichtung

kann selbstverständlich auch an anderer Stelle angeordnet sein. Die Inbetriebnahme des elektrischen Teils der Anlage erfolgt durch Schließen des Stromkreises durch den Bremslichtschalter 34 oder in sonstiger Weise.

Wirkungsweise

Durch Betätigen des Bremsventils 23 gelangt Strömungsmittel, beispielsweise Druckluft, über die Leitung 22, das elektrisch betätigbare Steuerventil 21, Leitung 20, Zweiwegeventil 19, Leitung 18, den geöffneten Einlaß des stromlosen Dreiwcge-Ventilmagneten 17 zum Relaisventil 15, wodurch von diesem proportional zum eingesteuerten Druckimpuls Strömungsmittel aus dem Vorrat über die Leitung 16 zum Bremszylinder 14 eingesteuert wird. Gleichzeitig rs gelangt Strömungsmittel über die Leitung 26, den Druckbegrenzer 28 und die Leitung 27 zum Zweiwegeventil 19, welches jedoch diesen Durchgang sperrt, sofern der Druck in der Leitung 20 höher ist als in der Leitung 27. Das Zweiwegeventil 19 verbindet jeweils »o den höheren Druck mit der Leitung 18.

Hat die vom eingestcuerten Bremsdruck 8 erzeugte Bremskraft die zwischen F~:fen und Fahrbahn auf Grund des vorhandenen Kraftschlusses übertragbare Bremskrafl überschritten und nimmt die Winkelverzögcrung eines Rades so stark zu, daß die Ansprechschwelle des Meßfühlers 2 überschritten wird, so gibt der Meßfühler 2 ein Radverzögerungssignal 3 über die Leitung 32 an die Auswerteschaltung 31, die das Rcdverzögerungssignal 3 verarbeitet, und über die Leitung 29 dem Dreiwege-Ventilmagnet 17 zuführt. Der Dreiwege-Ventilmagnet 17 wird erregt, schließt den Durchgang von Leitung 18 zum Relaisventil 15 und bewirkt gleichzeitig eine von der Zeitspanne Beginn Radverzögerungssignal 3 bis Beginn Radbeschleunigungssignal 4 abhängige Druckreduzierung im Bremszylinder 14 über das Relaisventil 15.

Erfährt das Rad durch die so reduzierte Bremskraft eine Wiederbeschleunigung, so gibt der Meßfühler 2 ein entsprechendes Radbeschleunigungssignal 4 an die Vcrstärkercinrichtung 31, wodurch der Dreiwege-Ventilmagnet 17 stromlos, der Durchgang von Leitung 18 zum Relaisventil J5 wiederhergestellt und der Bremszylindei 14 erneut belüftet wird. Dieser Vorgang entspricht der üblichen Druckmodulation einer Blökkier-Regelung.

Erfindungsgemäß erfolgt mit dem ersten Radverzögerungssignal 3 zum Dreiwege-Magnetventil 17 gleichzeitig ein Erregen des Steuermagnetventils 24 durch die Auswerteschaltung 31 entsprechend einem in dieser vorgegebenen Wert, wodurch das Steuerventil 21 den über die Leitung 22 eingesteuerten Druck auf einen bestimmten Wert in der, Leitungen 20 und 18 erniedrigt und beibehält.

Die dem Steuermagnetventil 24 von der Auswerteschaltung 31 über die Leitung 30 zugefOhrte elektrische Spannung wird über eine genau definierte und gegebenenfalls einstellbare Zeit konstant gehalten. Hierzu dient die Haltevorrichtung 33, die in an sich bekannter Weise aus einer Zusammenschaltung von /?C-Gliedern aufgebaut ist. Am Ende des somit bestimmten Zeitintervalls 12 wird die Spannung abgebaut, so daß der in der Leitung 18 ausgesteuerte Druck gleich dem in der Leitung 22 wird. Die Druckanhebung erfolgt langsam.

Tritt dagegen innerhalb des vorgegebenen Zeitintervalls 12 erneut ein Radverzögerungssignal 3 auf, so wird die von der Auswerteschaltung 31 über die Leitung 30 am Steuermagnetventil 24 anstehende elektrische Spannung erhöht und der vom Steuerventil 21 in die Leitung 20 ausgesteuerte Druck erneut reduziert, bis keine Radverzögerungssignale 3 mehr auftreten, was immer dann der Fall ist, wenn eingeleitete und übertragbare Bremskraft zwischen Reifen und Fahrbahn im Gleichgewicht sind.

Die von der Auswerteschaltung 31 über die Leitung 30 zum Sleuermagnetventil 24 übertragene elektrische Spannung wird entweder vom Beginn eines jeden Radverzögerungssignals 3 an um z. B. zwei Volt erhöht, bis die dem Steuermagnetventil 24 maximal mögliche elektrische Spannung zugeführt ist, die Spannungszuführung also in Stufen und damit die Druckreduzicrung in den Leitungen 20 und 18 ebenfalls in Stufen erfolgt. Mil besonderem Vorteil kann jedoch auch ein stufenloser, jedoch konstanter Spannungsanstieg in der elektrischen Leitung 30, beginnend mit dem Beginn des ersten Radverzögerungssignals 3. beendet durch den Beginn des ersten Radbeschleunigungssignals 4 und weiteransteigend mit dem Beginn eines jeden nachfolgenden Radverzögerungssignals 3 und beendet bzw. abgestoppt mit Beginn eines jeden nachfolgenden Radbcschleunigungssignals4, bis zum Erreichen der maximal zulässigen Spannung erzeugt werden. Dabei sind Mittel vorgesehen, die beim Ausbleiben eines Radbeschleunigungssignals 4 nach einer bestimmten Zeit, z.B. 130 Millisekunden, den kontinuierlichen Spannungsanstieg in der Leitung 30 abstoppen und nach einem weiteren Zeitintervall 12, sofern kein weiteres Radverzögerungssignal 3 auftritt, die Spannung in der Leitung 30 abbauen, so daß der in den Leitungen 20 und

18 vom Steuerventil 21 ausgesteuerte Druck gleich dem in der Leitung 22 wird. Der zuletzt beschriebene stufenlose Spannungsanstieg ermöglicht eine von der unterschiedlichen Signallänge abhängige Druckangleichung in der Leitung 18.

Um zu verhindern, daß bei Bremsungen auf Fahrbahnen mit niedrigem Kraftschluß zwischen Reifen und Fahrbahn und einer großen Zahl von Radverzögerungssignalen 3 ein Mindestdruck in der Leitung 18 unterschritten wird, wird über die Leitung 26, den Druckbegrenzer 28 und die Leitung 27 ein Mindestdruck von z. B. 1,5 kp/cm² bzw. der unter diesem Wert in Leitung 22 vorhandene Druck über das Zweiwegeventil

19 in die Leitung 18 eingesteuert.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

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Claims

Patentansprüche:

1. Blockiergeschützte Bremsanlage für ein Fahrzeug mit einem vom Fahrer betätigbaren Bremsventil, das über eine Steuerleitung ein Relaisventil steuert, das wiederum Druckmittel einem Radbremszylinder zuführt, mit einem das Drehzahlverhalten eines oder mehrerer Räder überwachenden Meßfühler, der ein elektrisches Signal an eine Auswerteschaltung gibt, die bei übermäßiger Radverzögerung ein elektrisches Signal an das Relaisventil zum Absenken des Bremsdruckes weitergibt, dadurch gekennzeichnet, daß in die Steuerleitung (22,20,18) ein von der Auswerteschaltung (31) über eine elektrische Leitung (30) betätigbares Steuerventil (21) eingeschaltet ist, das die Druckübersetzung in Teilen der Steuerleitung (22, 20) vor und hinter dem Steuerventil (21) in Abhängigkeit von Signalen des Meßfühlers (2) ändert.

2. Bremsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswerteschaltung (31) eine Haltevorrichtung (33) zum Konstanthalten des Steuerdrucks für ein bestimmtes, einstellbares und an das Verschwinden jedes Radverzögerungssignals (3) angehängtes Zeitintervall (12) aufweist, welches nur durch ein weiteres Radverzögerungssignal (3) vorzeitig endet.

3. Bremsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das elektrisch betätigbare Steuerventil (21) zur stufenlosen Druckminderung wahrend eines Radverzögerungssignals (3) ausgebildet ist.

4. Bremsanlage nach Anspruch !,dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerventil (21) von einer Leitung (26, 27) überbrückt ist, in der ein Druckbegrenzer (28) vorgesehen ist, und die am Steuervenr.il (21) und Druckbegrenzer (28) angeschlossenen Leitungen (20, 27) über ein Zweiwegeventil (19) an die zum elektrisch gesteuerten Relaisventil (17, 15) führende Leitung (18) angeschlossen sind.