DE2059340C3

DE2059340C3 - Blockierschutz-Steueranlage für Fahrzeuge, insbesondere Kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE2059340C3
Application number: DE2059340A
Authority: DE
Inventors: Edward Gordon Dayton Ohio Gaeke (V.St.A.)
Original assignee: Motors Liquidation Co
Current assignee: Motors Liquidation Co
Priority date: 1969-12-09
Filing date: 1970-11-24
Publication date: 1975-05-28
Also published as: US3632176A; FR2070784A1; GB1281302A; FR2070784B1; CA932053A; DE2059340B2; DE2059340A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Blockierschutz-Steueranlage für Fahrzeuge, insbesondere Kraftfahrzeuge, bei der ein die Raddrehzahl anzeioendes von einem Raddrehzahlabfühler an einem bremsbaren Rad geliefertes Signal und ein die Fahrgeschwindigkeit simulierendes Signal gebildet werden, und beide Signale einer die Signale modulierenden' und vergleichenden Einrichtung zur Bildung eines Steuersignals zugeleitet werden, das einen Bremsdruckmodulator zur Steuerung des Bremsdrucks am Rad beeinflußt.

Eine derartige, als elektronische Anlage ausgebildete Steueranlage ist beispielsweise durch die USA.-Patentschnft 3 260 555 bekannt. Bei Steueranlagen der eingangs erwähnten Art werden jedoch unabhängig von der besonderen Ausbildung, sei es elektronisch, mechanisch oder in anderer Weise, lediglich die Raddrehzahl und die simulierte Fahrgeschwindigkeit als Parameter verwendet. Es ist vorgeschlagen worden (deutsche Offenlegung·,-schrift 1 924 346) den Einfluß der Fahrbahnneigung auf die Steueranlage auszuschalten, wozu diese kardanisch im Fahrzeug aufgehängt ist und beim Bremsen mittels einer Magnetkupplung festgelegt wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Bremsblockierschutz-Steueranlage der eingangs erwähnten Art so auszugestalten, daß ihr Ansprecher, auch auf die vorliegenden Fahrbahnneigungen ausgedehnt wird und damit eine wirksamere Steuerung zum Verhindern des Blockierens des gebremsten Rades erzielt wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß durch einen am Fahrzeug befestigten Fahibah'nneigungsabfühler ein die Neigung der gerade befahrenen Fuhrbahn anzeigendes Signal gebildet wird, das auf das Steuersignal zum Bremsdruckmodulator zusätzlich einwirkt.

Das die Fahrbahnneigung anzeigende Signal wird also verwendet, um Ungenauigkeiten, die beim Abfühlen der Fahrgeschwindigkeit oder der Beschleunigung des Fahrzeugs beim Befahren geneigter Fahrbahnen auftreten, entgegenzuwirken, so daß das das Anlegen der Bremsen bewirkende Steuersignal verfeinert wird. Es ergibt sich hieraus der Vorteil, daß beim Befahren z. B. einer aufwärts geneigten Fahrbahn ein schnelleres Bremsen als bei Befahren einer abwärts geneigten Fahrbahn erzielt werden kann. Die erfindungsgemäße Lösung ist bei mechanisch arbeitenden Steueranlagen wie unter anderem auch bei elektronisch ausgebildeten Steueranlagen anwendbar.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß in der Signale modulierenden. Signale vergleichenden und das Steuersignal bildenden Einrichtung das die Fahrbahnncigung anzeigende Signal das die simulierte Fahrgeschwindigkeit

inzeigende Signal beeinflußt, das sodann mit dem die Raddrehzahl anzeigenden Signal verglichen wird.

Eine derartige Ausbildung ist besonders für eine Steueranlage geeignet, bei der das die Raddrehzahl inzeigende Signal durch einen von dem bremsbaren Rad angetriebenen ersten Trägheitsring und das die simulierte Fahrgeschwindigkeit anzeigende Signal von einem vom ersten Trägheitsring über eine Freilaufkupplung angetriebenen zweiten Trägheitsring geliefert werden. Bei einer derartigen Steuei anlage ist nach einem wtiteren Merkmal der Erfindung vorgesehen, daß das die Fahbahnneigung anzeigende Sienal das Anlegen einer Reibungsbremse für den !weiten Trägheitsring bewirkt.

Bei einer mechanischen Steueranlage, bei der Fliehgewichte bei zunehmender Drehzahl eine Einstellwelle für einen Schaltnocken verstellen, ist eine gedrängt und einfach bauende und trotzdem zuverlässig arbeitende Anordnung möglich, «<enn nach einem weiteren Merkmal der Erfindung die Fliehge- _ao wichte von den beiden Trägheitsringen getragen sind und bei steigender Drehzahl der Trägheitsringe ansteigende Kräfte in einander entgegengesetzter axialer Richtung auf die Einstellwelle ausüben, die in der gemeinsamen Achse der Trägheitsringe drehbar und as axial verschieblich gelagert ist und auf den Schaltnocken einwirkt, der über zugeordnete Schalter die axiale Bewegung der Einstellwelle in Signale zum Beeinflussen des Bremsdruckmodulators umwandelt.

Ein einfacher und sehr zuverlässig arbeitender Fahrbahnneigungsabfühler ist dadurch gekennzeichnet, daß er aus zwei miteinander kämmenden Stirnrädern besteht, die um quer zum Fahrzeug liegende Achsen schwenkbar sind, und mit dem einen Stirnrad ein Ausgangsstirnrad kämmt, daß die beiden ersten Stirnräder in einer senkrechten Ebene bewegbare Gewichte tragen, die bei horizontaler Fahrbahn im gleichen Winkel zur Senkrechten geneigt sich von den Achsen schräg nach unten erstrecken, so daß Kräfte infolge der Beschleunigung bzw. der Verzögerung des Fahrzeugs auf beide Gewichte gleich einwirken und das Ausgangsstirnrad keine Schwenkung ausführt, während bei Fahrt über eine geneigte Fahrbahn durch Verlagerung des Gleichgewichtszustandes der Gewichte ein Schwenken des Ausgangsstirnrades eintritt, da«; das die Neigung anzeigende Signal liefert.

Um den Fahrbahnneigungsabfühler von Tauchbewegungen des Fahrzeugkörpers unbeeinflußt zu lassen, ist es zweckmäßig, wenn der Fahrbahnneigungsabfühler an einem ungefederten Fahrzeugteil angeordnet ist, beispielsweise an der Fahrzeugachse sitzt.

In der Zeichnung ist eine schematische Darstellung einer Steueranlage nach der Erfindung zu deren Erläuterung benutzt. Es zeigt

F i g. 1 eine schematische Darstellung einer mechanischen Steueranlage mit zum Teil weggebrochenen und zum Teil geschnittenen Teilen,

F i g. 2 eine Ansicht eines Fahrbahnneigungsabfühlers der Steueranlage nach Fig. 1,

Fig. 3 bis 5 eine Darstellung eines Schaltnocken mit zugeordneten Schaltern in verschiedenen Arbeitsseil linger, bei verschiedenen Steuersignalen,

F i g. 6 ein Schaubild, das die allgemeine Abhängigkeit zwischen dem als Kraft aufgetragenen Steuersignal über der Raddrehzahl bzw. der simulierten Fahrgeschwindigkeit zeigt,

Fig.7 ein Schaubild, das die allgemeine Abhängigkeit zwischen dem Bremsmomentsignai, das als Kraft über dem an der Radbremse entwickelten ßremsmornent aufgetragen ist, zeigt

F i g. 3 ein Schaubild, das die allgemeine Abhängigkeit zwischen der Drehzahl des Trägheitsringes und der Summe der auf einen Fahrgeschwindigkeitssirnuiator-Modulator einwirkenden Kräfte zeigt,

F i g. 9 ein Schaubild, das die allgemeine Abhängigkeit zwischen dem als Kraft aufgetragenen Fahrbahnneigunessignal über der Fahrbahnneigung darstellt,

Fig. 10 ein Schaubild, das die allgemeine Abhängigkeit zwischen den Reibbeiwerten oder dem Bremsmoment über dem Radschlupf in Prozenten für verschiedene Oberflächeneigenschaften aufzeigt,

Fig. Il ein Blockdiagramm, das das Zusammenarbeiten der einzelnen Teile der Steueranlage veranschaulicht, und

F i g. 12 ein Blockdiagramm ähnlich F i g. 11, das das Zusammenarbeiten der einzelnen Teile der Steueranlage gemäß F i g. 1 darstellt.

Die in F i g. 1 dargestellte Steueranlage 10 dient der Steuerung einer Fahrzeugradbremse 12. Als Quelle für den Bremsdruck dient ein Hauptbremszylinder 14, der über einen Bremsdruckmodulator 16 mit dem Radbremszylinder der Bremse 12 verbunden ist. Im Ausführungsbeispiel ist die Bremse 12 eine Hinterradbremse. Sie könnte aber auch eine Vorderradbietnse sein, wie auch eine Kombination von Vorder- und Hinterradbremsen möglich ist. Der Bremsdruckmodulator 16 wird durch elektrisch betätigte Ventile 18 und 20 gesteuert, die ihrerseits von Schaltern 22 bzv 24 betätigt werden. Der Bremsdruckmodulator 16 kann hydraulisch oder pneumatisch ausgebildet sein und dient dazu, den der Bremse 12 zugeleiteten Bremsdruck in Abhängigkeit von der Stellung der Schalter 22 und 24 zu modulieren, wie dies noch im einzelnen beschrieben wird. Der im Ausführungsbeispiel verwendete Bremsdruckmodulator ist im einzelnen bekannt.

Die Steueranlage enthält folgende Hauptbestandteile: einen Fahrbahnneigungsabfühler 26, einen Bremsmomentabfühler 28, einen Fahrgeschwindigkeitssimulator 30, einen Raddrehzahlabfühler 32, einen Fahrgeschwindigkeitssimulator-Modulator 34, eine Einstellwelle 36, einen Schaltnocken 38, einen Kraftausgleichs-Einsteller 40 und einen Schlupfmodulator 42. Einig: dieser Bauteile sind über den Umfand verteilt um die Achse der Einstellwelle 36 angeordnet, wobei der Einfachheit halber in F i g. 1 nur der obere Teil dargestellt ist.

Die Einstellwelle 36 ist drehbar und axial verschieblich in einer Führung 44 gelagert. Sie trägt an ihren beiden Stirnseiten Scheiben 46 und 48. Gegen die in Fig. 1 rechts liegende Scheibe 48 der Einstellwelle 36 stützt sich der innere Laufring eines Dracklagers 50 ab, dessen äußerer Laufring mit einem Druckring 52 versehen ist. Auf der dem Drucklager abgewandten Stirnfläche der Scheibe 48 ist eine Zentrierkugel 54 vorgesehen, die sich an der benachbarten Stirnfläche des Schaltnockens 38 abstützt und über die die auf die Einstellwelle ausgeübten Kräfte auf den Schaltnocken 38 übertragen werden.

In einem Rahmen 56 sind Hauptlager 58 und angeordnet, in denen drehbar der Raddrehzahlabfühler 3Z gelagert ist. Der Raddrehzahlabfühler besteht aus einem ersten Trägheitsring 62, dessen

Außenumfangsfläche als Riemenscheibe für einen Keihiemen 72 ausgebildet ist, so daß der erste Trägheitsring 62 von dem der Bremse 12 zugeordneten Rad angetrieben wird, wie dies durch die unterbrochenen Linien in Fig. 1 angedeutet ist. Der erste Trägheitsring 62 trägt mehrere Fliehgewichte 64, von denen nur eines dargestellt ist. Jedes Fliehgewicht 64 hat kniehebelartige Gestalt, wobei ein Arm 66 gegen den Druckring 52 anliegt. Bewegen sich die Fliehgewichte 64 im wesentlichen radial nach außen, so üben sie über den Arm 66 und das Drucklager 50 eine nach rechts gerichtete Kraft auf die Einstellwelle 36 aus, wodurch ein Signal entsteht, das der Raddrehzahl proportional ist.

Eine als Lagerung ausgebildete Freilaufkupplung 68 an der inneren Umfangsfläche des ersten Trägheitsringss 62 dient der Aufnahme eines zweiten Trägheitsringes 70, in dem radial einwärts die Führung 44 für die Einstellweile 36 angeordnet ist. Dieser zweite Trägheitsring 70 bildet einen Teil des »o Fahrgeschwindigkeitssimulators 30. und trägt Fliehgewichte 74, von denen nur eines dargestellt ist. Die Fliehgewichte 74 sind ähnlich wie die Fliehgewichte 64 ausgebildet, haben also die Form eines Kniehebels, wobei ein Arm 76 gegen die Scheibe 46 am »5 linken Ende der Einstellwelle 36 einwirkt und bei im wesentlichen radialem Auswärtsbewegen der Fliehgewichte 74 eine nach links auf die Einstellwelle 36 wirkende Kraft ausüben.

Die Freilaufkupplung 68 gestattet bei Radverzögerung dem zweiten Trägheitsring 70, den ersten Trägheitsring 62 zu überholen. Ein Drucklager 78 zwischen einem Teil des Trägheitsrings 70 und einem Teil des Trägheitsrings 62 stellt das Reaktionsglied für das erzeugte Signal des Fahrgeschwindigkeits-Simulators dar. Durch die Freilaufwirkung liefert der Fahrgeschwindigkeitssimulator 30 ein Signal in Gestalt einer Kraft, die der simulierten Geschwindig des Fahrzeugs proportional ist und die etwa der tatsächlichen Fahrgeschwindigkeit bei einem Verzögern des Rades entspricht.

Der Fahrgeschwindigkeitssimulator-Modulator 34 enthält eine ringförmige Bremsscheibe 80, die mit dem zweiten Trägheitsring 70 umläuft und mit einem Reibbelag 82 versehen ist, der mit einer ringförmigen Reibplatte 84 zusammenarbeitet. Diese ist axial verschieblich auf Führungszapfen 86 durch ein Stellzeug 88 betätigbar. Das Stellzeug 88 enthält in einem Gehäuse Zylinder 90 und 92 für Kolben 94 bzw. 96. Die Kolben sind mit der Reibplatte 84 so verbunden, daß sie bei Druckzufuhr zu den Zylindern die Reibplatte nach rechts bewegen und eine ansteigende Einrückkrafl in Richtung auf den Reibbelag 82 ausübt, wodurch der zweite Trägheitsring 70 verzögert wird.

Die auf die Reibplatte 84 wirkende Kraft steigt im Verhältnis der Fahrzeugverzögerung infolge des ausgeübten Bremsmomcmts und entsprechend der Steigung der gerade übcrfahrenen Fahrbahn an. Zum erstgenannten Zwecke ist der Bremsmomenlabfühler 28 mit einem Eingamgsarm 98 verbunden, der über einen zugeordneten Kolben 100 eine hydraulische Flüssigkeit in einem Zylinder 102 unter Druck setzt. Der Zylinder 102 ist mit dem Zylinder 90 in einem geschlossenen Kreis verbunden, so daß in dem Zylinder 90 ein Druckanstieg erfolgt, wenn der Druck im Zylinder 102 erhöht virird. Der Zylinder 102 ist ferner auch mit dem Schlupf modulator 42 in noch zu beschreibender Weise verbunden. Der Fahrbahnncigungsabfühler 26 bewirkt für den zweitgenanntcn Zweck einen Druck in einem zugeordneten Zylinder 104, der mit dem Zylinder 92 in einem geschlossenen Kreis verbunden ist, so daß der Druck im Zylinder 92 in Abhängigkeit von dem im Zylinder 104 erzeugten Druck ist. Ein Kolben 106 des Fahrbahnneigungsabfühlers 26 ist in dem Zylinder 104 durch eine Schwenkbewegung eines Armes 108 um eine Achse 110 verschieblich. Auf der Achse 110 sitzt ein Ausgangsstirnrad 112 des Fahrbahnneigungsabfühlers 26. Dieser weist zwei weitere Stirnräder 114 und 116 auf, die um Achsen 1J8 bzw. 120 schwenkbar miteinander kämmen. Mit dem Stirnrad 116 kämmt das erwähnte Ausgangsstirnrad 112. Das Ausgangsstirnrad 112 leitet demzufolge Schwenkbewegungen der beiden anderen Stirnräder nach außen ab. Die Achsen 110, 118 und 120 der Stirnräder liegen parallel zueinander und erstrecken sich quer zum Fahrzeug, in dem die Steueranlage eingebaut ist. Mit dem Stirnrad 114 ist ein Gewicht 122 und mit dem Stirnrad 116 ein gleiches Gewicht 124 verbunden. Diese Gewichte 122 und 124 schwenken mit den zugeordneten Stirnrädern um die Achsen 118 bzw. 120 in einer senkrechten Ebene, die senkrecht zu den Achsen parallel zur Mittellängsachse des Fahrzeugs liegt. Die Gewichte haben bei horizontaler Fahrbahn gleiche Ausdehnung in der Senkrechten und gleiche Ausdehnung in der Waagerechten, wobei sie von den Achsen ausgehend schräg nach unten geneigt sind. In abgewandelter Weise könnten die Gewichte natürlich auch nach oben geneigt angeordnet sein. Wie die Zeichnung zeigt, sind die Gewichte in der Horizontalen in einander entgegengesetzter Richtung geneigt, das Gewicht 122 ist also im Fahrzeug nach hinten, das Gewicht 124 im Fahrzeug nach vorn gerichtet.

Der Fahrbahnneigungsabfühler 26 ist an der ungefederten Fahrzeugachse befestigt, um Einflüsse der Bewegungen des Fahrzeugkörpers fernzuhalten, insbesondere den Einfluß von Tauchbewegungen beim Beschleunigen und Bremsen. Der Fahrbahnneigungsabfühler 26 liefert ein hydraulisches Signal im Zylinder 92 in Abhängigkeil von der Neigung der gerade befahrenen Fahrbahn, und dieses Signal wird in eine Kraft umgewandelt, die über den Kolben 96 auf die Reibplatte 84 einwirkt. Dieses Signal moduliert das Signal für die simulierte Fahrgeschwindigkeit, i:m den Einfluß der Neigung der Fahrbahn auf die Fahrzeugverzögerung zu kompensieren. Bei einer horizontalen Fahrbahn üben die Gewichte 122 und 124 durch die Schwerkraft gleiche, aber zueinander entgegengesetzte Drehmomente auf ihre zugeordneten Stirnräder 114 und 116 aus, so daß sich ein Gleichgewichtszustand ergibt, in dem am Ausgangsstirnrad 112 keine Bewegung erfolgt, solange sich die Neigung der Fahrbahn nicht ändert. Beschleunigungen oder Verzögerungen des Fahrzeugs stören diese Gleichgewichtslage der Gewichte nicht, da sie gleichen, aber einander entgegegengesetzten Trägheitskräflen infolge der Fahrzeugbeschleunigung oder -verzögerung ausgesetzt sind. Damit bleibt das Ausgangsstirnrad 112 in seiner Stellung, die diesem Gleichgewicht entspricht.

Ändert sich die Neigung der Fahrbahn im Sinns eines Ansteigens der Fahrbahn, so erhöht sich das Drehmoment des Gewichts 124, während das Drehmoment des Gewichts 122 geringer wird, wenn das Fahrzeug mit Vorwärtsfahrt die Steigung befährt. Die unausgeglichenen Drehmomente bewirken ein Schwenken der Stirnräder 114 und 116, da^r- über das

Ausgangsslirniad 112 auf die Stange 1OG und damit auf den Kolben 106 übertragen wird. Der hydraulische Druck in den Zylindern 104 und 92 wird hierdurch erhöht. Tritt das Fahrzeug in Vorwärtsfahrt in eine nach abwärts geneigte Fahrbahn über, so erfolgt eine Bewegung im Fahrbahnneigungsabfühler 26 in entgegengesetzter Weise, so daß ein Absenken des Druckes in den Zylindern 1C4 und 92 erfolgt. Der in den Zylindern 92 herrschende und auf die Reibplatte 84 einwirkende Druck ändert sich somit in Abhängigkeit von der Neigung der Fahrbahn. Das die Fahrbahnneigung anzeigende Signal bedingt eine Erhöhung der Bremskraft am Reibbelag 82, wenn eine ansteigende Fahrbahn vorliegt, wodurch das die simulierte Fahrgeschwindigkeit anzeigende Signal die unter diesen, Betriebsbedingungen größere Fahrzeugverzögerung berücksichtigt.

Der Schlupfmodulalor 42 enthält in einem Gehäuse 1.16 eine Kammer 128, die durch eine bewegliche Trennwand 130 abgedichtet ist. Die Kammer ao 128 ist in einem geschlossenen Kreis mit dem hydraulischen Teil des Bremsmomentabfühlers 28 über eine Leitung 132 verbunden. Das das Bremsmoment anzeigende Drucksignal, das in dem Zylinder 102 erzeugt wird, verlagert die Trennwand 130, mit der »5 ein Stößel 134 verbunden ist, desseD äußeres Ende gegen die am linken Ende der Einstellwelle 36 befindliche Scheibe 46 drückt. Der Schlupfmodulator 42 verwendet also das Bremsmomentsignal zum Modulieren der Summe des die Raddrehzahl anzeigen- 3» den Signals und des modulierten, die simulierte Fahrgeschwindigkeit anzeigenden Signals, wenn sie auf die Einstellwelle 36 übertragen werden.

Der Kxaftausglcichseinsteller 40 besteht aus einer Druckfeder 136, die gegen das der Zentrierkugel 54 abgewandte Ende des Schaltaockens 38 einwirkt und deren Kraft durch eine Stellschraube 138 einstellbar ist. Das Einstellen erfolgt so, daß die von der EinstellweUe 36 auf den Schaltnocken 78 ausgeübten Stellkräfte dessen genaue Ausrichtung zu den zügeordneten Schaltern bewirken.

Der Schaltnocken 38 weist zwei Steuerbunde 140 und 142 auf, die durch eine Ringnut 144 mit geneigten Flanken voneinander getrennt sind. Der Schalter 22 hat eine Rolle 146 und der Schalter 24 eine Rolle 148, die mit dem Schaltnocken zusammenarbeiten. In F i g. 3 ist die Schaltstellung gezeigt, die bei Zuleiten des Bremsdruckes eingenommen wird, in der beide Schalter 22 und 24 in der Offenlage sind, wozu ihre Rollen 146 und 148 beide gegen den Steuerbund 140 abgestützt sind.

Wird durch die Steueranlage ein Steuersignal gebildet, durch das die Einstellwelle 36 nach links bewegt wird, um in eine den Bremsdruck entlastende Stellung zu gelangen, so wird durch die Stellung gemaß Fig.4 die Stellung gemäß Fig.5 erreicht. In dieser befindet sich die Rolle 146 im Bereich der Ringnut 144, so daß der Schalter 22 geschlossen ist, während die Rolle 148 am Steuerbund 142 abgestützt ist, wodurch der Schalter 24 in der Offenlage gehalten ist. In diesem Schaltzustand ist das Ventil 18 geöffnet und das Ventil 20 geschlossen, so daß der Bremsdruckmodulator 16 den zur Bremse 12 zugeleiteten Bremsdruck entlastet Wird durch das Steuersignal die Einstellwelle 36 und damit der Schaltnocken 38 nach rechts aus dieser Schaltstellung bewegt, so wird die Stellung nach F i g. 4 erreicht, indem einem schwache Zuteilung von Bremsdruck erfolgt, wozu der Schalter 22 geöffnet und difr Schalter 24 geschlossen wird. Hierdurch teilt der Bremsdruckmodulator 16 einen geringen Bremsdruck zur Bremse 12 zu. Eine weitere Bewegung der Einstellwelle 36 und des Schaitnockens 38 nach rechts bringt die Teile wieder in die Stellung gemäß F i g. 3 zurück, in der normaler Bremsdruck aus dem Hauptbremszylinder 14 der Bremse 12 zugeleitet wird.

Die Kurvenbilder der Fig.6 bis 10 zeigen die allgemeinen Verhältnisse zwischen den Signalen und den sie erzeugenden Parametern auf. In Fig.6 sind über der Drehzahl die erzeugten Signale als Kraft aufgetragen, wobei die Kurve ISt das von dem Raddrehzahlabfühler 32 erzeugte und die Kurve 152 das von dem Fahrgeschwindigkeitssimulator 30 erzeugte Signal darstellen. Die Kurve 154 in F i g. 7 stellt das von dem Brcmsmomentabfühler 28 gelieferte Signal als Kraft dar. Die Kurve 156 in Fi g. 8 zeigt den Verlauf der Trägheitsringverzögerung über dem als Kraft aufgetragenen Signal, das durch den Fahrgeschwindigkeitssimulator-Modulator 34 geliefert wird. Die Kurve 158 in Fig.9 zeigt das vom Fahrbahnneigungsabfühler 26 gelieferte Signal ds Kraft über der Neigung der Fahrbahn in einem Bereich von 27° Abwärtsneigung bis 27° Aufwärtsneigung. Die Kurven 160, 162, 164 und 166 in Fig. 10 veranschaulichen das erforderliche Bremsmoment über dem Radschlupf in Prozent bei verschiedenen Oberflächenbeschaffenheiten der Fahrbahn, nämlich einer trockenen Betonfahrbahn, einer nassen Fahrbahn, einer schneebedeckten Fahrbahn und einer vereisten Fahrbahn.

Nachstehend wird die Arbeitsweise der Steueranlage beschrieben. Bei normalen Betriebsbedingungen der Bremsanlage befindet sich der Schaltnocke α 38 in der Stellung gemäß F i g: 3, so daß die Fahrzeugbremsen von der Steueranlage unbeeinflußt sind. Wird das Fahrzeug auf einer Fahrbahn mit gleichmäßiger Geschwindigkeit gefahren, so laufen die beiden Trägheitsringe 70 und 62 mit gleicher Drehzahl um. Der Trägheitsring 62 treibt hierbei den Trägheitsring 70 über die Freilaufkupplung 68 an. Die von beiden Abfühlem erzeugten Signale sind gleich, und da sie auf die Einstellwelle 36 in einander entgegengesetzter Richtung einwirken, bleibt diese unbeeinflußt. Die entlastete Einstellwelle 36 und damit der Schaltnocken 38 werden durch die Druckfeder 136 in der in F i g. 3 dargestellten Stellung gehalten, in der die Bremsen angelegt werden können. Werden die Fahrzeugbremsen angelegt, so verzögert sich das mit dem Raddrehzahlabfühler 32 über den Riemen 72 verbundene Fahrzeugrad und bedingt damit eine Verzögerung des Trägheitsringes 62 und seiner Fliehgewichte 64. Die Freilaufkupplung 68 gestattet dagegen dem Trägheitsring 70, den Trägheitsring 62 infolge seiner Trägheit zu überholen. Damit ändert sich das Kräftegleichgewicht an der Einstellwelle 3< entsprechend der Differenz der beiden Drehzahlen der beiden Abfühler, wodurch die Einstellwelle 34 nach links bewegt wird. Zusätzlich liefert der Bremsmomentabfübler 28 ein Signal, das über den Kolbet 94 und den Fahrgeschwindigkeitssimulator-Modulator 34 ein Verzögern des zweiten Trägheitsringes 7( abhängig vom Bremsmoment bewirkt, so daß eint weitere Änderung der Kräfteverteilung erfolgt.

Ein Vergleich dieser Signale führt zu einem Steuer signal, das als Kraft von der Einstellwelle 36 auf dei Schaltnocken 3* übertragen wird, der sich durch dii

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ίο

Kraft der Feder 136 nach links bewegt. Wenn der Radschlupf oder die Drehzahldifferenz zwischen der Raddrehzahl und der Fahrgeschwindigkeit genügend groß wird, gelangt der Schaltnocken 38 in die Lage gemäß Fig.4, in der ein geringer Bremsdruck vom Bremsdruckmodulator zugeteilt wird. Dieser Bremsdruck gestattet eine allmähliche Zunahme der Bremswirkung, wodurch auch eine Erhöhung des entwickelten Bremsmoments und damit eine Erhöhung des vom Bremsmomentabfühler 28 gelieferten Signals eintritt. Dieses erhöhte Signal wirkt auf den Fahrgeschwindigkeitssimulator 30 über den Modulator 34 ein und verringert das von dem Raddrehzahlabfühler 32 abgefühlte Signal. Dies Spiel setzt sich fort, bis das Rad-zur-Fahrbahn-Drehmoment nicht mehr erhöht werden kann. Dies tritt an den oberen Punkten der Kurven gemäß Fig. IU ein. Über diesen Punkt hinaus wird das Fahrzeugrad eine starke Verzögerung erhalten, woh?i das Bremsmoment abnimmt. Das Kräftespiel an der Einstellwelle 36 bewirkt eine weitere Linksbewegung, so daß der Schaltnocken 38 in die Stellung gemäß F i g. 5 kommt, in der ein Entlasten des Bremsdruckes bewirkt wird. Hierdurch sinkt das Bremsmoment weiter und gestattet nunmehr dem Fahrzeugrad ein Beschleunigen. Wenn sich das Fahrzeugrad genügend beschleunigt hat, um ein genügend großes Signal des Raddrehzahlabfühlers 32 zu liefern, so wird das Steuersignal erneut geändert, so daß sich die Einstellwelle 36 und der Schaltnocken 38 nach rechts bewegt und entweder in die Stellung nach F i g. 4 oder in die nach F i g. 5 gelangt, also die Zuteilung eines geringen Bremsdruckes bzw. des vollen Bremsdruckes bewirkt, je nachdem, wie groß das zugeleitete Signal ist, das von der Größe der Drehzahlunterschiede abhängig ist. Die Steuerung der Verzögerung des zweiten Trägheitsringes 70, der zur Bildung des Signals der simulierten Fahrgeschwindigkeit benutzi wird, erfolgt durch die Kraft, die vom ίο Modulator 34 ausgeübt wird. Zusätzlich zu dem Bremsmomentsignal liefert der Fahrbahnneigungsabfühler 26 ein weiteres Signal über den Kolben 96, das auf die Bremsplatte 84 einwirkt. Durch die vereinigte Wirkung des Bremsmomentsignals und des Fahrbahnneigungssignals wird der die Fahrgeschwindigkeit simulierende zweite Trägheilsring 70 so verzögert, daß er eine gute Annäherung an die tatsächliche Fahrgeschwindigkeit liefert. Ferner wiikf der Schlupfmodulalor 42 in Abhängigkeit von Änderungen des Bremsmoments, um die Summe der Signale des Raddrrhzahlabfühlers 32 und des Fahrgeschwindigkeitssimulators 30, das durch den Fahrgeschwindigkeitssimulator-Modulator 34 beeinflußt ist, zu modulieren, um ein noch genaueres Steuersignal zu erhalten. Die nachstehende Zusammenstellung erleichtert den Vergleich der Bedingungen der einzelnen Teile der Steueranlage unter den verschiedenen Betriebsbedingungen.

	Hauptbrems	Bremsen normal I	Hauptbremszylinder beaufschlagt	Bremsen j	Bremsen
Bauteil oder Signal	zylinder	angelegt \|	Bremsen angelegt	gelüftet j	gelüftet
		verzögert	mit Radschlupf	jeschleunigt	verzöge rl
Raddrehzahl (S₁)	steliger Zustand	verzögert	verzögert	sich verzögernd	verzögert
Fahr	steliger	S₁ = S₂	verzögert	*s,<s₂*	S₁ < S₂
geschwindigkeit (S₂)	Zustand S₁ -S„		S₁<S_i
Fahrpeschwindigkeils-	1 2
Kraftsignal (F₂)		F_t>F„		F₁KF_n	F₁KF*
Raddrehzahl-			F₁KF₂
Kraftsignal (F.)		ansteigend		fallend	fallend
Raöbremsmoment-	0		stetig bis fallend
Krafisignal (F₃)		+
Steuersignal = Summe	+		0
*(F₁-F₂+F₃)*		Null oder		fallend	fallend
Bremsmoment am Träg	Null	steigend	sehr langsam
heitsring 70 des Fahr			steigend
geschwindigkeits-
Simulators		schnell		schnell	schnell
Ansprech	schnell		allmählich
geschwindigkeit		rechte Lage		linke Lage	linke Lage
Stellung des Schalt nockens 38	rechte Lage	offen	Mittellage	offen	offen
Schalter 24	offen	offen	geschlossen	geschlossen	geschlossen
Schalter 22	offen	offen

(Fortsetzung)

	Hauptbrems	Bremsen normal	Hauptbremszylinder beaufschlagt	Bremsen	Bremsen
Bauteil oder Signal	zylinder	angelegt	Bremsen angelegt	gelüftet	gelüftet
	entlastet	zum Haupt	mit RaUschlupf	vom Hauptbrems	vom Hauptbrems
Hydraulischer Teil des	zum Haupt	bremszylinder	vom Hauptbrems	zylinder abge	zylinder abge
Bremsdruck	brems	offer oder	zylinder abge	sperrt und ab	sperrt und ab
modulators 16	zylinder	ansteigender	sperrt und	nehmender Druck	nehmender Dme]
	offen	Druck	steigender Druck	oder	oder
			oder	Bewegung in	Bewegung in
			in Bewegung zur	Richtung auf	Richtung auf
			Wiederverbin	Schließen der	Schließen der
			dung mit dem	Ventile	Ventile
			Hauptbrems
		zunehmend	zylinder	abnehmend	abnehmend
Bremsdruck am Rad	keiner		allmählich
		zunehmend	zunehmend	abnehmend	abnehmend
Bremsmoment	keins		allmählich
		zunehmend

F i g. 11 ist ein Blockdiagramm der wesentlichen Teile der Steueranlage und veranschaulicht das Zusammenspiel dieser Teile bei Verwendung eines Raddrehzahlsignals, während F i g. 12 ein spezifizierteres Blockdiagramm der Hauptbestandteile der Steueranlage gemäß der Fig. 1 darstellt, wobei eine Signale modulierende, Signale vergleichende und das Steuersignal bildende Einrichtung aus zwei Teilen besteht, nämlich dem Fahrgeschwindigkeitssimulator-Modulator 34 und dem aus der Einstellwelle 36 und dem Schaltnocken 38 gebildeten Teil.

Wenn auch das Ausfiihrungsbeispiel mechanisch-

hydraulisch aufgebaut ist, zeigen die Hinweise in den *5 Blockdiagrammen dem Fachmann, daß im Rahmen der Erfindung die einzelnen Teile der Steueranlage von anderer Art sein können, beispielsweise elektrisch, pneumatisch, hydraulisch sowie auch Kombinationen dieser Arten.

Wenn im Zusammenhang mit dem Ausführungsbeispiel auf das Abfühlen der Drehzahl des abgebremsten Rades abgestellt ist, so können hierfür auch Beschleunigungen und Verzögerungen des gebremsten Rades abgefühlt und daraus gewonnene Signale verwendet werden.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Blockierschutz-Steueranlage für Fahrzeuge, insbesondere Kraftfahrzeuge, bei der ein die Raudrehzahl anzeigendes, von einem Raddrehzahlabfühler an einem bremsbaren Rad geliefertes Signal und ein die Fahrgeschwindigkeit simulierendes Signal gebildet werden, und beide Signale einer die Signale modulierenden und vergleichenden Einrichtung zur Bildung eines Steuersignals zugeleitet werden, das einen Bremsdruckmodulator zur Steuerung des Bremsdruckes am Rad beeinflußt, dadurch gekennzeichnet, daß durch einen am Fahrzeug befestigten Fahrbahnneigungsabfühler (26) ein die Neigung der gerade befahrenen Fahrbahn anzeigendes Signal gebildet wird, das auf das Steuersignal zum Bremsdruckmodulator (16) zusätzlich einwirkt.

2. Steueranlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Signale modulierenden, Signale vergleichenden und das Steuersignal bildenden Einrichtung (34, 36, 38) das die Fahrbahnneigung anzeigende Signal (26) das die simulierte Fahrgeschwindigkeit anzeigende Signa! (30) beeinflußt, das sodann mit dem die Raddrehzahl anzeigenden Signal (32) verglichen wird.

3. Steueranlage nach Anspruch 2, bei der das die Raddrehzahl anzeigende Signal durch einen von dem bremsbaren Rad angetriebenen ersten Trägheitsring und das die simulierte Fahrgeschwindigkeit anzeigende Signal von einem vom ersten Trägheitsring über eine Freilaufkupplung angetriebenen zweiten Trägheitsring geliefert werden, dadurch gekennzeichnet, daß da·* die Fahrbahnneigung anzeigende Signal (26) das Anlegen einer Reibungsbremse (82, 84) für den zweiten Trägheitsring (70) bewirkt.

4. Steueranlage nach Anspruch 1 bis 3, bei der Fliehgewichte bei zunehmender Drehzahl eine Einstellwelle für einen Schaltnocken verstellen, dadurch gekennzeichnet, daß die Fliehgewichte (64 bzw. 74) von den beiden Trägheitsringen (62. 70) getragen sind, und bei steigender Drehzahl der Trägheitsringe ansteigende Kräfte in einander entgegengesetzter axialer Richtung auf die Einstellwelle (36) ausüben, die in der gemeinsamen Achse der Trägheitsringe drehbar und axial verschieblich gelagert ist und auf den Schaltnocken (38) einwirkt, der über zugeordnete Schalter (22 und 24) die axiale Bewegung der Einstellwelle in Signale zum Beeinflussen des Bremsdruckmodulators (16) umwandelt.

5. Steueranlage nach Anspruch 1 bis 4. dadurch gekennzeichnet, daß der Fahrbahnneigungsabfühler (26) aus zwei miteinander kämmenden Stirnrädern (114, 116) besteht, die um quer zum Fahrzeug liegende Achsen (118 bzw. 120) schwenkbar sind, und mit dem einen Stirnrad ein Ausgangsstirnrad (112) kämmt, daß die beiden ersten Stirnräder in einer senkrechten Ebene bewegbare Gewichte (122 bzw. 124) tragen, die bei horizontaler Fahrbahn im gleichen Winkel zur Senkrechten geneigt, sich von den Achsen schräg nach unten erstrecken, so daß Kräfte infolge der Beschleunigung bzw. Verzögerung des Fahrzeugs auf beide Gewichte gleich einwirken und das Ausgangsstirnrad keine Schwenkung ausführt, während bei Fahrt über eine geneigte Fahrbahn durch Verlagerung des Gleichgewichtszustandes der Gewichte ein Schwenken des Ausgangsstirnrades eintritt, das das die Neigung anzeigende Signal liefert.

6. Steueranlage nach Anspruch 1 bis 5, dudurch gekennzeichnet, daß der Fahrbahnneigungsfühler (26) an einem ungefederten Fahrzeugteil angeordnet ist.