DE2063944A1

DE2063944A1 - Antiblockierregelsystem nach dem Prinzip des Geschwindigkeitsvergleichs

Info

Publication number: DE2063944A1
Application number: DE19702063944
Authority: DE
Inventors: W-D Jonner; W Korasiak; H Leiber; A Rodi
Original assignee: Teldix GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1970-12-28
Filing date: 1970-12-28
Publication date: 1972-07-13
Also published as: DE2063944B2; FR2119976A1; FR2119976B1; IT940513B; GB1371776A; DE2063944C3; SE376202B; JPS5313751B1; US3754797A

Description

TELDIX GmbH

6900 Heidelberg
Grenzhöfer Weg J6

Heidelberg, 18. Dezember 1970 E/Pt-Ei/Ba E-208

Antiblockierregelsystem nach dem Prinzip des Geschwindigkeitsvergleichs

Die Erfindung betrifft ein Antiblockierregelsystem. bei dem eine elektrische, in ihrem zeitlichen Verlauf der Fahrzeuggeschwindigkeit angenäherte obere Bezugsgröße so-zie ein elektrisches Abbild der Drehgeschwindigkeit des gebremsten Rades zur Steuerung des Bremsdruckes verwendet wird. Solche Systeme, die auf einem elektrischen Vergleich der Bezugsgröße mit der Drehgeschwindigkeitsgröße beruhen und den Druck absenken, wenn die Drehgeschwindigkeitsgröße unter die Bezugsgröße sinkt, sind in verschiedenen Ausführungsformen bekannt. Sie werden vielfach als sogenannte Schlupfregler klassifiziert.

Die Unterschiede dieser bekannten Systeme bestehen einmal in der unterschiedlichen Art und Weise, die Drehgeschwindigkeit (umgerechnet auf die Umfangsgeschwindigkeit) des gebremsten Rades und die Fahrzeu^rgeschwindigkeit zu erfassen. Als Drehgesehwindigkeitsseriöoren für das gebremste Rad sind zum Beispiel Tachogeneratoren bekannt oder elektrische Impulsgeber, deren Impulse einen zur Drehgeschwin-

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digkeit umgekehrt proportionalen Impulsabstand haben und üblicherweise mittels Frequenzspannungsumsetzern oder ähnlichen Schaltungen in eine drehgeschwindigkeitsproportionale Gleichspannung umgewandelt werden.

Noch wesentlich differenzierter ist der Stand der Technik bezüglich der Erfassung der Fahrzeuggeschwindigkeit. Die einfachsten Systeme benutzen ein ungebremstes Rad und ' messen dessen Drehgeschwindigkeit, die somit ein exaktes Abbild der Fahrzeuggeschwindigkeit ist. Andere bekannte Systeme messen die Fahrzeugverzögerung und versuchen durch \ Integration dieser Verzögerung ein laufendes Abbilei der Fshrzeuggeschwindigkeit zu erhalten. Andere wieder bilden einen Mittelwert aus den Drehgeschwindigkeiten sämtlicher am Fahrzeug vorhandenen gebremsten Räder oder suchen die momentan größte Drehgeschwindigkeit aus und verwenden diesen Mittelwert oder diese ausgesuchte Geschwindigkeit als die Fahrzeuggeschwindigkeit repräsentierende Bezugügröße. Das wird allerdings in dem Augenblick sinnlos, in dem sämtliche Räder blockieren. .

Es ist endlich auch bekannt, die der Fahrzeuggeschv/indigkeit angenäherte Bezugsgröße aus der Geschwindigkeit eines oder mehrerer gebremster Räder zu gewinnen, indem deren Geschwindigkeit im Augenblick des Auftretens einer,größeren Verzögerung gespeichert wird in einem Speicher, der sich sehr langsam entlädt. Wenn die Drehgeschwindigkeit des betreffenden Rades gegen Ende des Regelzyklus wieder höher ansteigt, als der Speicher momentan angibt, dann wird er wieder aufgeladen. · -*

Eine auf solchen Grundgedanken beruhende Anordnung zur Gewinnung einer die Fahrzeuggeschwindigkeit annähernden Bezugsgröße liegt auch der vorliegenden Erfindung zugrunde.

Es hat sich jedoch gezeigt, daß auch bei den verhältnismäßig vollkommenen Arten der Gewinnung einer der Fahrzeug-

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geschwindigkeit angenäherten Bezugsgröße die Bremsregelung insgesamt unbefriedigend arbeitet,.weil die Regelamplituden der Radgeschwindigkeit zu groß sind, wodurch das Fahrzeug nicht nur unruhig wird und starke Schwingungen an der Radaufhängung auftreten, sondern auch die Bremswegverkürzung und Seitenführung nicht in dem erwünsch ten Umfang erreicht wird. Das liegt einfach daran, daß der sehr schmale Radgeschwindigkeitsbereich, in dem die Radhaftung auf der Fahrbahn am besten ist, sehr schnell durch laufen wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, in dieser Hinsicht eine Verbesserung herbeizuführen, also kleine Regelamplituden der Radgeschwindigkeit zu ermöglichen und die Radgeschwinäigkeit während eines möglichst großen Teiles der Gesamtbremszeit im optimalen Radgeschwindigkeitsbereich zu halten bzw. den Schlupf möglichst lange im optimalen Schlupfbereich zu halten.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch eine erfinderische Weiterbildung des Grundprinzips des Geschwindigkeitsvergleichs durch die im Anspruch 1 gekennzeichneten Merkmale. Es werden demnach zwei Bezugsgrößen vorgesehen, die beide in ihrem zeitlichen Verlauf der Fahrzeuggeschwindigkeit weitgehend angenähert sind, sich in ihrem Betrage aber unterscheiden und beide kleiner als das elektrische Abbild der Fahrzeuggesehwindigkeit sind. Sie können dadurch gebildet sein, daß von der P§_eudo_—Fahrzeuggeschwindigkeit verschieden große, vorbestimmte Differenzgeschwindigkeiten subtrahiert werden oder dadurch, daß die Pseudo-Fahrzeuggeschwindigkeit prozentual reduziert wird. In den später zu beschreibenden, bevorzugten A'usführungsbeispielen beträgt die obere Bezugsgröße 95 % und die untere Bezugsgröße 80 % der ausgewählten und geglätteten Umfangsgeschwindigkeit eines gebremsten Rades, die in diesem Fall gewissermaßen als Double der Falirzeugpeschwindigjkeit pelten kann.

Die einfachste Ausführungsform der Erfindung besteht darin, aufgrund laufend erzeugter Umschaltsignale einen

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ständigen Wechsel der Bezugsgrößen stattfinden zu lassen, also die Radgeschwindigkeit ständig abwechselnd mit der einen öder anderen Besugsgröße zu vergleichen. Solange die Radgeschwindigkeit kleiner als die Bezugsgröße ist, wird von einem Vergleicher ein Vergleichssignal erzeugt. Dieses betätigt eine Drucksteuervorrichtung nach Art eines Dreiwege-Ventils, welche in Arbeitsstellung den Druck absenkt und in Ruhestellung den Druck anwachsen läßt. Wenn sich somit die Radgeschwindigkeit oberhalb der oberen Bezugsgröße befindet, so wird der Druck ständig angehören. Befindet sich die. Radgeschwindigkei-t; im Zviischenbereich zwischen den beiden Bezugsgrößen, dann erfolgt ein Vergleichssignal nur während des Vergleichs ψ mit der oberen Bezugsgröße, weil die Radgescjiwindigkeit kleiner als die obere Bezugsgröße und größer als die untere Bezugsgröße ist. Bei entsprechender Bemessung des In'puls-Pause-Verhältnisses der Umschal tsignale kann man erreichen, daß in diesem Zwischenbereich der Bremsdruck im Mittel erhalten bleibt. Fällt die Hadgeschwindigkeit dagegen unter die untere Bezugsgröße ab, dann erfolgt dauernde DruckabSenkung, die ein Wiederbeschleunigen des Rades zur Folge haben muß.

Es kann nun natürlich vorkommen, daß in dem Augenblick, in dem die Radgeschwindigkeit unter die obere Bezugsgröße abfällt, - und dies ist der entscheidende Augenblick P zufällig gerade der Vergleich mit der unteren Bezugsgröße stattfindet. Es wäre jedoch wünschenswert, in diesem Augenblick sofort die Druckabsenkung einzuleiten. Aus diesem Grunde besteht eine Verfeinerung erfindungsgemäß darin, daß zunächst die Radgeschwindigkeit'-auf jeden Fall mit der oberen Bezugsgröße verglichen wird und periodische Umschaltsignale erst erzeugt werden, wenn, die-Radgeschwindigkeit kleiner als die obere Bezugsgröße ist. Man stellt also die Umschalteinriehtung im Normalzustand so ein, daß die obere Bezugsgröße am Vergleicher erscheint«, Der Vergleicherausgang wird mit der Umschalteinriehtung über ein

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anzug- und abfallverzögertes Zeibglied verbunden, dessen Ausgangssignal die Umschaltung auf die untere Bezugsgröße bewirkt.

Zur weiteren Verfeinerung des Regelverhaltens wird vorgeschlagen, noch eine dritte Bezugngröße bereitzustellen, die z.B. 97 % der Pseudo-Fahrzeuggeschwindigkeit beträgt und die Umschalteinrichtung so auszubilden, daß auf ein besonderes Signal hin der Vergleich der Radgeschwindigkeit mit dieser Bezugsgröße stattfindet. Insbesondere empfiehlt es sich, auf die dritte Bezugsgröße umzuschalten, solange das Rad in bestimmtem Maße verzögert, d.h., solange ein eigens vorgesehener Verzögerungs-Signalgeber anspricht. Dadurch gelingt es, die Notwendigkeit einer Druckabsenkurig bei Bremsbeginn noch früher zu erfassen.

Neben Drucksteuervorrichtungen mit nur zwei Schaltzuständen wie bei den vorerwähnten Äusführungsformen, sind auch Drucksteuervorrichtungen mit drei Schaltzustanden bekannt, die den Drück absenken, halten und ansteigen lassen können. Obwohl mit diesen naturgemäß bessere Ergebnisse bezüglich der Regelgüte zu erwarten sind, erbringt die Erfindung im Zusammenwirken mit ihnen weitere Vorteile, wobei jedoch erfindungsgemäß der Regelvorgang nicht nur vom Geschwindigkeitsvergleichssignal, sondern daneben auch von Verzögerungs- und Beschleunigungssignälen beherrscht wird.

Diesbezüglich wird vorgeschlagen, daß die Radgeschwindigkeit zunächst mit der unteren Bezugsgröße verglichen wird und vom zweiten Regelzyklus an eine begrenzte Zeit lang periodische Urnschaltsignale erzeugt werden. Diese werden jedoch überlagert durch die in ihrer Wirkung bevorrechtigten Besehleunigungs- und Verzögerungssignale. Das Beschleunigungssignal (hier ist das erste gemeint, von einem zweiten wird noch die Rede sein) hält den Druck konstant. Das Verzögerungssignal senkt den Druck ab. Somit kommt das Vergleichssignal, nachdem es den Regelvorgang eingeleitet hat, vom zweiten Zyklus an nur noch zur Wirkung, wenn die Verzögerungs- und Beschleunigungssignale fehlen. Unter dieser Bedingung und im Zusammenwirken mit einem Impuls-

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geber wird im Radgesch'windigkeitsbereich über der oberen Bezugsgröße der Druck in Sbuferi angehoben, im Zwischenbereich in Stufen abgesenkt und im unteren Bereich* dauernd abgesenkt." "In Stufen" heißt, daß sicÜ Zeiten gleichbleibend' en Druckes oder langsamer Druckbewegüng mit Zeiten schneller Drückbewegung abwechselnd

Die folgenden Merkmale des erfiriduiigsgemaß'en Systems erscheinen zur Erzielung einer kleinen Regelämplitüde besön-

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ders bedeutungsvoll und zwar einzeln oder in Kombination miteinander. Die Umschalteinrichtung ist im Normalzustand so eingestellt, daß die untere Bezugsgröße am Vergleicher erscheint. Der Verzögerungs- und/oder Beschleunigungssignalgeber bewirkt eine Umschaltung auf die obere Bezugsgröße, wenn die Drehverzögerung und/oder -beschleunigung des gebremsten Rades entsprechende Grenzwerte übersteigt. Ist jedoch kein Beschleunigungs- oder Verzögerungssignal vorhanden, so bewirkt ein Impulsgeber die Bezugsgrößenumschaltung. Dieser Impulsgeber arbeitet jedoch nicht ständig, sondern nur solange er ein Steuersignal erhält. Dieses entsteht mittels einer besonderen Schaltanordnung erst ab dem zweiten Regelzyklus beim Erscheinen des Verzögerungssignals und wird durch ein abfallverzögertes Zeitglied verlängert. Wenn die Drucksteuervorrichtung aus einem normal geschlossenen Auslaßventil und einem normal geöffneten Einlaßventil besteht, so ist das Einlaßventil über logische Schaltglieder derart mit den vorgenannten Signalgebern verbunden, daß es bei Vorhandensein des Verzögerungssignales, des Beschleunigungssignales, des Vergleichssignales und/oder während der Impulspausen des vorgenannten Impulsgebers geschlossen ist. Das Auslaßventil ist derart mit den Signalgebern verbunden, daß es geöffnet ist bei Vorhandensein des Verzögerungssignales ab dem zweiten Regslzyklus und/oder bei Vorhandensein des Vergleichssignales, sofern nicht gleichzeitig das Beschleunigungssignal ansteht.

Wird eine Drucksteuervorrichtung anderer Bauweise, beispielsweise ein Magnetventil mit mehr als zwei Stellungen, als Drucksteuervorrichtung verwendet, so entsprechen die letztgenannten Voraussetzungen für die Betätigung des Auslaßventiles einer Druckabsenkung und die Voraussetzungen für die Betätigung des Einlaßventiles entsprechen einem Konstanthalten des Druckes mit Ausnahme der Fälle, in denen der Druck abgesenkt wird. In der übrigen Zeit und

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bei allen übrigen Signalkombinationen kann der Bremsdruck ansteigen bzw. ist er dem Willen des Fahrers unterworfen. Konstanthalten schließt Ansteigen mit kleiner, deutlich geringerer Druckanstiegsgeschwindigkeit ein.

Auch bei diesem System ist es wie bei vielen anderen von Vorteil, wenn der Beschleunigungssignalgeber so eingerichtet ist, daß er ein zweites Beschleunigungssignal abgibt, wenn die Radbeschleunigung einen zweiten, höheren Grenzwert überschreitet, und daß dieses Signal das Einlaßventil bevorrechtigt öffnet oder ganz allgemein den Bremsdruck bevorrechtigt schnell ansteigen läßt.

Es wurde schon erwähnt, daß das Impuls-Pause-Verhältnis des Impulsgebers, welcher die Umschaltvorrichtung betätigt, in Abhängigkeit von der Zeit verändert werden kann. Dies wird vorzugsweise dadurch erreicht, daß das den Impulsgeber steuernde abfallverzögerte Zeitglied als elektrischer Kondensator ausgebildet ist,-und daß mit fortschreitender Kondensatorentladung die Impulse im Verhältnis zu den Pausen langer werden. Das ist deshalb wichtig, weil bei Abwesenheit der Beschleunigungs- und Verzögerungssignale der Impulsgeber allein den Druckverlauf bestimmt, sofern die Radgeschwindigkeit zwischen den Bezugsgrößen oder über der oberen Bezugsgröße sich befindet. Die stufenförmige Druckbewegung verläuft daher fortschreitend schneller, im einen Fall nach unten und im anderen nach oben.

Drei Ausführungsbeispiele sollen nachfolgend die Erfindung näher erläutern:

Fig. 1 zeigt das Blockschaltbild eines einfachen erfindungsgemäßen Schlupfregeisystems mit ständiger Umschaltung der Bezugsgrößen und mit einem Dreiwege-Ventil als Drucksteuervorrichtung.

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Fig. 2 zeigt ein mit Fig. 1 vergleichbares Schlupfregelsystem, das jedoch insofern wirkungsvoller ist, als beim Absinken der Hadgeschwindigkeit unter die obere Bezugsgrcnze der Druck sofort abgesenkt wird.

Fig. 3 zeigt ein Antiblockierregelsystem nach der Erfindung mit einem Einlaß- und einem Auslaßventil als Drucksteuervorrichtung und mit einem Beschleunigungs- und Verzögerungssensor zusätzlich zum Radgeschwindigkeitssensor. Dieses System gewinnt seine Bezugsgrößen aus der Radgeschwindigkeit selbst und erfüllt als autonomes Regelsystem die hächsten Ansprüche.

Erstes Beispiel mit Wirkungsweise

Das Schlupfregelsystem nach Fig. 1 zeigt einen Radgeschwindigkeitssensor 1, der einen elektrischen Analogiewert der Raddrehgeschwindigkeit oder gleichbedeutend damit die Drehgeschwindigkeit in Form einer elektrischen Größe einem elektrischen Vergleicher 2 zuführt. Es sei hier gleich darauf hingewiesen, daß aus Gründen der Vereinfachung der Darstellung in der folgenden Beschreibung der elektrische Analogiewert öfters mit der Geschwindigkeit einfach gleichgesetzt wird. Auf der anderen Seite sind

geber

zwei Bezugsgrößen/5 und 4- vorhanden. 3 liefert eine obere Bezugsgröße und 4 eine untere Bezugsgröße zu einer Umschalt einrichtung 55 welche in ihrer Normalstellung die obere Bezugsgröße einem Vergleicher 2 zuführt, auf ein bestimmtes Umschaltsignal hin jedoch die untere Bezugsgröße.

Die Bezugsgrößen sind elektrische Größen, die in ihrem zeitlichen Verlauf der Fahrzeuggeschwindigkeit angenähert sind, ihr also etwa entsprechen. Die Eichung der beiden Bezugsgrößengeber bezüglich der durch sie zum Ausdruck

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gebrächten Geschwindigkeit erfolgt in der gleichen Maßeinheit wie die Eichung des Radgeschwindigkeitssensors 1. Es ist jedoch festzuhalten, daß die Bezugsgrößen beide kleiner als die echte Fahrzeuggeschwindigkeit sind. Die obere Bezugsgröße beträgt etwa 95 °/° ^und die untere etwa 80 % der geglätteten Geschwindigkeit mindestens eines geregelt gebremsten anderen Rades.

Ein Impulsgeber 6 gibt laufend Umschaltimpulse auf die Umschalteinrichtung 5·.Sofern die vom Sensor gelieferte Radgeschwindigkeit kleiner als die von der Umschalteinrichtung zum Vergleicher gelieferte Bezugsgröße ist, gibt der Vergleicher ein Vergleichssignal ab, welches einem Dreiwegeventil 7 zufließt. Die Steuerung erfolgt in der Weise, daß bei Vorhandensein des Vergleichssignals der Bremsdruck absinkt, im anderen Fall jedoch ansteigt. Die Bemessung der Impulse des Impulsgebers 6 im Verhältnis zu den Impulspausen richtet sich nach der mittleren Druckabsenkgeschwindigkeit und Druckanstiegsgeschwindigkeit und hat so zu erfolgen, daß der Bremsdruck im Mittel konstant bleibt.

Es ergibt sich folgende Wirkungsweise der Anordnung nach Fig. 1. Die Umschalteinrichtung 5 schaltet aufgrund de.r von 6 kommenden Impulse ständig hin und her. Solange das Rad, an dem der Sensor 1 angebracht ist, noch ungebremst läuft, liegt seine Geschwindigkeit auf jeden Fall höher, als die beiden Bezugsgrößen. Es entsteht daher kein Vergleichssignal und der Bremsdruck kann mit Beginn des Bremsvorganges ungehindert anwachsen. Je stärker der Druck aber wird, desto stärker verlangsamt sich das Rad und über kurz oder lang wird die Radgeschwindigkeit kleiner sein als die obere Bezugsgröße. Falls die Umschalteinrichtung auf diese umschaltet oder schon umgeschaltet hat, kommt das Vergleichssignal. Das Ventil 7 stellt um und der Druck sinkt ab. Solange die Radgeschwindigkeit noch nicht unter der unteren Bezugsgröße liegt, wird beim

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Umschalten auf die untere Bezugsgröße das Vergleichssignal unterbrochen. In diesem Geschwindigkeitsbereich erfolgt also abwechselnd ein Absinken und Ansteigen des Druckes, der wie erwähnt wegen der Einstellung des Impulsgebers 6 im Mittel etwa konstant bleibt. Erst wenn die Radgeschwindigkeit unter die untere Bezugsgrenze sinkt, wird der Druck dauernd abgesenkt. Beim Wiederansteigen der Radgeschwindigkeit erfolgen die Vorgänge in umgekehrter Reihenfolge.

Zweites Beispiel mit Wirkungsweise

Das Schlupfregelsystem nach Fig. 2 unterscheidet sich von demjenigen nach Fig. 1 nur durch ein anzug- und abfallverzögertes Zeitglied 8, welches anstelle des Impulsgebers 6 die Uraschalbsignale für die Umschalteinrichtung 5 erzeugt. Solche anzug- und abfallverzögerten Zeitglieder gehören zum Stand dar Technik. Sie wirken in der Weise, daß ein Ausgangssig.ial vom Beginn des Eingangssignals an gerechnet nach einer ganz bestimmten Zeit und nur dann erscheint, wenn das Eingangssignal diese ganze Zeit über vorgehalten hat. Vom Ende des Eingangssignals an endet das Ausgangssignal wiederum nach einer bestimmten Zeit. Die beiden Zeiten können untereinander gleich oder auch verschieden sein. Die Uraschalteinrichtung 5 ^muß iⁿ diesem Beispiel normalerweise die in der Figur dargestellte Stellung einnehmen, in der die obere Bezugsgröße dem Vergleicher zugeführt wird. Das Zeitglied 8 ist am Ausgang des Vergleichers angeschlossen und sein Ausgangssignal bildet das Umschaltsignal, welches die Umschalteinrichtung auf die untere Bezugsgröße umstellt, solange es selbst vorhanden ist.

Mit diesem Schlupfregelsystem wird erreicht, daß auf jeden Fall beim Absinken der Radgeschwindigkeit unter die obere Bezugsgröße sofort der Druck abgesenkt wird. Nimmt man

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nun an, daß die Radgeschwindigkeit zunächst im 2wiGehen-Bereich verbleibt, dann erscheint nach einer bestimmten Zeit das Ausgangssignal des Zeitgliedes 8, so daß nunmehr die untere Bezugsgröße dem Vergleicher zugeführt wird und damit augenblicklich das Vergleichssignal endet. Der Druck steigt nunmehr an, bis das Zeitglied 8 abgelaufen ist, wonach wieder auf die obere Bezugsgröße umgeschaltet wird. Es entstehen also" periodische Umschaltirapulse und periodische Druckschwankungen.

Ex'st wenn die Radgeschwindigkeit auch unter die untere Bezugsgröße absinkt, endigt der periodische Ablauf und zwar dadurch, daß beim Umschalten auf die untere Bezugsgröße das Vergleichssignal nicht unterbrochen wird. Infolgedessen bleibt jetzt die untere Bezugsgröße dauernd wirksam. Wenn die Radgeschwindigkeit wieder höher ansteigt, wird das Vergleichssignal unterbrochen und der periodische Ablauf setzt wieder ein. Beim Ansteigen über die obere BezugsgrÖße endlich kommt der Umschaltvorgang wieder zur Ruhe und der Druck steigt ständig.

Neben den wirkungsmäßigen Vorteilen besticht an diesem Schlupfregelsystem vor allen Dingen die hohe Betriebssicherheit und Einfachheit, die durch die Verwendung des an- und abfallverzögerten Zeitgliedes 8 gegeben ist. Solche Zeitglieder sind unverwüstlich und dem Fachmann sowohl in einstellbarer Version bekannt, als auch mit beliebigen fest eingestellten Bezugszeiten. Das System ist insbesondere als abhängiges Regelsystem gedacht für'angetriebene Räder von Fahrzeugen, wobei die Bezugsgrößen aus den Radgeschwindigkeiten von autonom geregelten, n±ht angetriebenen Rädern gewonnen werden.

Schaltungsbeschreibung des dritten Beispiels

Fig. 3 zeigt demgegenüber ein Antiblockierregelsystem, das soweit verfeinert ist, daß die Geschwindigkeit des gebremsten Rades selbst, die auch hier vom Radgeschwindig-

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kcitssensor 1 abgegriffen i\drd, zur Bildung der Bezugsgrößen herangezogen werden kann. Insbesondere wenn die Geschwindigkeiten von zwei einzeln geregelten Rädern verwendet werden, von denen die jeweils größere ausgewählt wird, ist mit Hilfe von Glättungs- oder Speieherschaltungen ein sehr gutes Abbild der Fahrzeuggeschwindigkeit zu gewinnen. Daraus entstehen dann die obere und untere Bezugsgröße in den beiden Bezugsgrößengebern 3 und 4·. Dieser Vorgang ist jedoch nicht Gegenstand der vorliegenden Patentanmeldung und daher nicht näher beschrieben. Die bei diesem Beispiel verwendete Umschalteinrichtung 5¹ hat gegenüber den Umschalteinrichtungen der vorhergehenden Figuren eine andere Grundeinstellung. Hier wird nämlich normalerweise die untere Bezugsgröße dem Vergleicher 2 zugeführt. Dieser gibt in schon beschriebener Weise ein Vergleichssignal an seinem Ausgang 3 ab.

Neben dem Radgeschwindigkeitssensor 1 ist ein an sich bekannter Radbeschleunigungs- und Radverzögerungssensor 9 vorgesehen. Dieser vermag dreierlei Signale abzugeben: Ein Verzögerungssignal -b, welches dann erscheint, wenn die Drehverzögerung größer als ein bestimmter Grenzwert ist, ein Beschleunigungssignal +b^,, welches erscheint, sofern die Drehbeschleunigung größer als ein bestimmter Beschleunigungsgrenzwert ist und ein Beschleunigungssignal +bp, welches zusätzlich erscheint, wenn die Drehbeschleunigung größer als ein zweiter, höherer Beschleunigungsgrenzwert ist. Die Bauert des Sensors ^ interessiert für die vorliegende Erfindung nicht. Er kann eine oder mehrere Drehmassen enthalten, die federgefesselt sind und Kontakte betätigen oder er kann auf elektronischer Basis aufgebaut sein und die betreffenden Signale durch Differentiation der geschwindigkeitsabhängigen elektrischen Größe des Sensors Λ und mit Hilfe von Schwellwertverstärkern oder dgl. erzeugen.

Das Verzögerungssignal -b und das Beschleunigungssignal Vb^, von denen zunächst die Rede sein soll, haben eine

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doppelte Aufgabe. Sie bewirken einmal das Umschalten der Umschaltvorrichtung 5¹ auf die obere Bezugsgröße und zum andern beeinflussen sie die Drucksteuervorrichtung, die im vorliegenden Falle aus einem normalerweise geöffneten Einlaßventil 10 und aus einem normalerweise geschlossenen Auslaßventil 11 besteht. Die Erfindung ist jedoch nicht auf die Verwendung dieser Drucksteuervorrichtung beschränkt. Vielmehr ist auch jede andere Drucksteuervorrichtung zu verwenden, die sinngemäß angesteuert wird. Zur Steuerung der Umschaltvorrichtung 5¹ sind die Signale -b und +b^ des Sensors 9 über ein ODER-Glied 12 mit der Uraschaltvorrichtung verbunden. Zur Steuerung des Einlaßventils 10 sind die Signale -b und +b. über ein ODER-Glied 13 und ein NICHT/UND-Glied 1A- geführt und zur Steuerung des Auslaßventils 11 ist das -b - Signal an ein UND-Glied 15 und das +b. - Signal an den negierten Eingang eines NICHT/UND-GIiedes 16 gelegt. Die Ausgänge dieser beiden Glieder führen über ein ODER-Glied 1? zum Auslaßventil.

Der Ausgang 3 des Vergleichers ist über das ODER-Glied 13 mit dem Einlaßventil und über das NICHT/UND-Glied 16 mit dem Auslaßventil verbunden«,

Der zweite Eingang des UND-Gliedes 15 ist über ein abfallverzögertes Zeitglied 19 ebenfalls mit dem Ausgang 3 des Vergleichers verbunden. Die Zeitverzögerung beträgt etwa 400 msec. Vom erstmaligen Auftreten des Vergleichssignales ab wird daher das UND-Glied 15 praktisch dauernd bis zum Ende des Bremsvorganges für das -b - Signal geöffnet sein. Man kann sagen, daß normalerweise mit dem Auftreten des Vergleichssignals der Regelvorgang beginnt. Das UND-Glied 15 läßt also - wie das in der Einleitung und in den Patentansprüchen vereinfachend ausgedrückt ist — ab dem zweiten Regelzyklus das -b - Signal durch.

Über ein weiteres abfallverzögertes Zeitglied 19» das ebenfalls auf etwa 400 msec eingestellt ist, wird vom Ausgang des UND-Gliedes 15 ein Impulsgeber 20 gesteuert, der

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strichpunktiert umrahmt dargestellt ist. Er enthält ein NICHT/UND-Glied 21 und ein anzug- und abfallverzögertes Zeitglied 22, Das Steuersignal vom Zeitglied 19 geht auf den normalen Eingang des NICHT/UND-Gliedes 21. Dessen Ausgang bildet den einen Ausgang des Impulsgebers 20. Er ist extern über das ODER-Glied 12 mit der Umschalteinrichtung 5 verbunden und intern mit dem Zeitglied 22. Dessen Ausgang wiederum geht auf den negierten Eingang des NICHT/ UND-Gliedes 21 und bildet gleichzeitig den zweiten Ausgang des Impulsgebers 20. Er steuert über den vierten Eingang des ODER-Gliedes 13 ebenfalls das Einlaßventil.

Am negierte.i Eingang des NICHT/UND-Gliedes 14- ist der dritte Ausgang des Sensors 9 angeschlossen, der das zweite Beschleunigungssignal +b~ führt.

Es sei endlich noch erwähnt, daß das abfallverzögerte Zeitglied 19 mit dem anzug- und abfallverzögerten Zeitglied 22 durch eine gestrichelt angedeutete Verbindung so verbunden ist, daß die abgegebenen Impulse im Laufe der Zeit bezüglich der Impulspausen immer länger werden«

Einleitung der Regelung - über Vergleichssignal 80 %

Im ungebremsten Zustand ist das Einlaßventil geöffnet und das Auslaßventil geschlossen, so daß der Bremsdruck ungehindert ansteigen kann. Es sei nun zunächst der zwar seltene, für rein verzögerungsabhängige Regelsysteme aber kritische Fall betrachtet, daß die Radgeschwindigkeit so langsam absinkt, daß kein Verzögerungssignal entsteht. Die Regelung wird hierbei eingeleitet durch das Vergleichssignal, wenn die Radgeschwindigkei£ die untere Bezugsgröße unterschreitet, also bei 80 % der/Fahrzeuggeschwindigkeit. Das Einlaßventil schließt und das Auslaßventil öffnet.

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- über -"b und Vergleichssignal 95 %

Sind im anderen Fall die Straßenverhältnisse so, daß eine Radverzögerung auftritt, die das Versögerungssignal -b verursacht, so wird zunächst das Einlaßventil geschlossen, der Druck also konstant gehalten und gleichzeitig auf die obere Bezugsgröße umgeschaltet. Das UND-Glied 15 sperrt jedoch das -b - Signal ab. Das System tritt damit in Bereitschaftsstellung, d.h., es wartet ab, ob die" Verzögerung so groß ist bzw. so lange vorhält, daß die Radgeschwindigkeit auf 95 °/° der Pseudo-Fahrzeuggeschwindigkeit abfällt. Ist dies nicht der Fall, so handelte es sich nur um ein kurzzeitiges Störsignal, das möglicherweise nicht durch die Betätigung der Bremsen, sondern durch ein Schlagloch in der Straße oder dgl. verursacht worden ist. Das System nimmt davon weiter keine Kenntnis, sondern der Druck steigt weiter an und die Umschalteinrichtung schaltet auf die untere Bezugsgröße zurück. , . '

Wird andererseits bei Vorhandensein des -b - Signales die obere Bezugsgröße von der Radgeschwindigkeit unterschritten, so erscheint das Vergleichssignal, so daß über NICHT/ UND-Glied 16 und ODER-Glied 17 das Auslaßventil geöffnet und der Druck abgesenkt wird.

Als weitere Folge wird das Zeitglierl 18 angestoßen. Damit gelangt das -b - Signal über das UND-Glied I5 auf das Zeitglied 19 und stößt dieses ebenfalls an, so daß nunmehr der Impulsgeber 20 arbeitet.

Impulsgeber 20

Die Impulse des zweiten Ausgangssignales stimmen zeitlich mit den Impulspausen des ersten Ausgangssignales überein. Das erklärt sich so: Wen das Signal des Zeitgliedes 19 auf den Eingang des NIOHT/UNP-Gliedes 21 Vommt, erscheint es sogleich auch an dessen Ausgang zugleich als erstes Aus-

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gangssignal des Impulsgebers 20 und gelangt zurück auf den Eingang des Zeitgliedes 22. Dessen Änzugszeit ist auf etwa 10 bis 80 msec eingestellt. Wenn diese Zeit abgelaufen ist, erscheint das. Ausgangssignal des Zeitgliedes Es gehe auf den negierten Eingang des NICHT/UND-Gliedes und bildet zugleich das zweite Ausgangssignal des Impulsgebers 20, Mit seinem Erscheinen endigt das erste Ausgangssignal, weil IflCHT/UND-Glied 21 sperrt. Das zweite Ausgangssignal dauert bis zum Ende der Abfallzeit des Zeitgliedes 22, die in der Größenordnung von 10 bis SO msec liegt. Dann erscheint wieder das erste Ausgangssignal und so fort bis letzten Endes das Zeitglied 19 abgelaufen ist, was jedoch infolge des häufigen Neuanstoßes durch das --b - Signal im normal verlaufenden Hegelvorgang nicht vorkommt.

Das geschilderte Arbeiten des Impulgsgebers 20 bewirkt abwechselnd das Umschalten auf die obere Bezugsgröße während des ersten Ausgangssignals (in der allgemeineren Ausdrucksweise: Impulse) und das Schließen des Einlaßventils während des zweiten Ausgangssignals (allgemein: Impulspausen).

Vorgänge ohne -b oder +b - im Zwischenbereich

Solange jedoch das -b - Signal noch ansteht, ist ohnehin die obere Bezugsgröße maßgebend, so daß das Arbeiten des Impulsgebers diesbezüglich keinen Einfluß hat. Endet nun das -b - Signal, so wird auf die untere Bezugsgröße zurückgeschaltet, wobei e3 nun darauf ankommt, ob die Radgeschwindigkeit noch im Zwischenbereich ist oder auch die untere Bezugsgröße schon unterschritten hat.

Befindet sich die Radgeschwindigkeit noch im Zwischenbereich, so endeb mit dem Umschalten das Vergl eich«signal.* Damit endet auch die Druckabsenkung. Da jedoch der Impulsgeber 20 arbeitet, wird abwechselnd entweder über dessen

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zweiten Ausgang das Einlaßventil 10 verschlossen und der Druck konstant gehalten, oder über den ersten Ausgang auf die obere Bezugsgröße umgeschaltet und mittels des Vergleichssignales der Druck gesenkt. Der Impulsgeber bewirkt somit in dieser Situation einen stufenförmigen Druckabbau,

- im unteren .bereich

Ist bei der Beendigung des -b - Signales und bei dem damit einhergehenden Zurückschalten auf die untere Bezugsgröße die Radgeschwindigkeit unter der unteren Bezugsgröße, so bleibt das Vergleichssignal weiter bestehen und der Druck sinkt weiter ab, bis das Beschleunxgungssignal +b« erscheint. Dies bewirkt zunächst einmal ein Umschalten auf die obere Bezugsgröße. Weiter beendet es mit Hilfe des NICHT/UND-Gliedes 14 die DruckabSenkung und hält über · ODER-Glied 13 das Einlaßventil geschlossen und den Druck konstant.

Es folgt nun die Wiederbeschleunigungsphase. Grundsätzlich bleibt der Druck konstant bis zum Ende des Beschleunigungssignales +b^|. Wird die Wiederbeschleunigung jedoch besonders groß, so kann ein- oder mehrmals das zweite Beschleunigungssignal +bp erscheinen, welches über das NIGHT/UND-GIied 14 den bestehenden Signalfluß sperrt, und das Einlaßventil jeweils öffnet, so daß der Druck*~ansteigen kann.

Es kommt jedoch auch vor, daß die Wiederbeschleunigung außerordentlich langsam vor sich geht, so daß das Beschleunigungssignal +b^ abfällt. Dadurch wird wieder auf die untere Bezugsgröße umgeschaltet. Solange die Hadgeschwindigkeit noch unterhalb der unteren Bezugsgröße sich bewegt, steht das Vergleichssignal an und der Druck sinkt. Kommt die Radgeschwindigkeit jedoch in den Zwischenbereich, so beherrscht wieder der Impulsgeber 20 das Geschehen und baut den Druck treppenförmig ab.

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- im oberen Bereich

Wächst die Radgeschwindigkeit trotzdem "über die obere Bezugsgröße hinaus, so kehrt sich der Einfluß des Impulsgebers 20, sofern er noch, arbeitet, ins Gegenteil um: Das erste Ausgangssignal vermag trotz Umschaltung auf die obere Bezugsgröße kein Vergleichssignal mehr hervorzurufen. Daher steigt während seines Auftretens der Druck an. Insgesamt gesehen ergibt sich also ein treppenförmiger Druckaufbau. Nach Ablauf des Zeitgliedes 19 folgt dann der ununterbrochene Druckaufbau, wenn nicht inzwischen schon ein neuer Zyklus begonnen hat.

Variable Zeitglieder

Die Einstellung der Zeitglieder kann von beliebigen Betriebsparametern abhängig sein. Die Verbindung 23 in Fig. 3 deutet an, daß während der Zeit, in der das Zeitglied 19 ein Ausgangssignal abgibt, die Anzugszeit des Zeitgliedes 22 von 7 auf 20 msec verlängert und die Abfallzeit von ^O auf lOjnsec verkürzt wird. Zusätzlich kann noch - was nicht angedeutet ist - die Anzugszeit des Zeitgliedes 22 vom Vergleichssignal beeinflußt sein. So hat es sich als vorteilhaft erwiesen, bei einem praktisch ausgerührten System den vorgenannten Änderungsbereich von 20 bis 7 msec unter Belassung der genannten Abhängigkeit auf 80 bis 7 msec zu erweitern* wenn das Vergleiehssignal ansteht.

Dieses Antiblockierregelsystem weist einen bisher nie gekannten Grad von Adaptivität an verschiedene und vor allem schnell wechselnde Fahrbahnoberflächen auf. Diese Adaptivität ist letzten Endes ursächlich für die außerordentlich geringen Regelamplituden und damit die hohe Segelgüte.

- Patentansprüche -

2-0-9 8 2 a/0 20 4

Claims

«Ο Patentansprüche

1. Antiblockierregelsyatem bei dem eine elektrische, in ihrem zeitlichen Verlauf der Fahrzeuggeschwindigkeit angenäherte obere Bezugsgroße sowie ein elektrisches Abbild der Drehgeschwindigkeit des gebremsten Rades zur Steuerung des Bremsdruckes verwendet wird, dadurch gekennzeichnet, daß eine in ihrem zeitlichen Verlauf der oberen Bezugsgröße entsprechende, dem Betrage nach jedoch kleinere untere Bezugsgröße gebildet wird und daß aufgrund bestimmter Umschaltsignale die Radgeschwindigkeit abwechselnd mit der oberen oder unteren Bezugsgroße verglichen und eine Drucksteuervorrichtung dann betätigt \^ird, wenn die Radgeschwindigkeit kleiner als die betreffende Bezugsgröße ist,

2. Antiblockierregelsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß aufgrund laufend erzeugter Umschaltsignale ein ständiger Wechsel der Bezugsgrößen stattfindet, .

3. Antiblockierregelsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst die Radgeschwindigkeit mit' der oberen Bezugsgröße verglichen wird und periodische Umschaltsignale erzeugt werden, wenn die Radgeschwindigkeit kleiner als die obere Bezugsgröße ist.

4. Antiblockierregelsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst die Radgeschwindigkeit mit der unteren Bezugsgröße verglichen wird und vom zweiten Regelzyklus · .an eine begrenzte Zeit lang periodische Umschaltsignale erzeugt werden.

5. Antiblockierregelsystera nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Impuls-Pause-Verhältnis des Umschaltsignales zeitabhängig verändert wird.

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6. Anfciblockierregelsystem nach Anspruch 4-, dadurch gekennzeichnet, daß als Umsehaltsignale auch Verzögerungnsignale und/oder Beschleunigungssignale verwendet v/erden und gegebenenfalls mib einer dritten Bezugsgröße verglichen wird.

7. Antiblockierregelsystem mit folgenden Merkmalen:

a) Einrichtung (3) zur Erzeugung einer in ihrem zeitlichen Verlauf der Fahrzeuggeschwindigkeit angenäherten elektrischen Bezugsgröße.

b) Sensoreinrichtung (1) zur Umwandlung der Drehgeschwindigkeit des gebremsten Rades in eine elektrische Geschwindigkeitsgröße.

c) Vergleicher (2), der an seinem Ausgang ein Vergleichssignal abgibt, wenn die elektrische Geschwindigkeitsgröße kleiner als die Bezugsgröße ist.

d) Drucksteuervorrichtung (7, 10, 11), welche mit dem Vergleicher verbunden ist und bei einem Vergleichssignal und/oder unter weiteren Bedingungen, den Bremsdruck absenkt.

gekennzeichnet durch

e) Eino Einrichtung (4) zur Erzeugung einer unteren Bezugsgröße, die einen Anteil der (oberen) Bezugsgröße darstellt, ihr im zeitlichen Verlauf aber entspricht.

f) Eine Umschalteinrichtung (5» 5')i welche aufgrund bestimmter Umschaltsignale eine der beiden Bezugsgrößen dem Vergleicher zuführt.

8. Antiblockierregelsystem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein erster Impulsgeber (6) vorgesehen i3t, der ständig periodische oder nach bestimmten Betriebsparametern in ihrem Impuls-Pause-Verhältnis veränderliche Uraschaltsignale erzeugt.

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9· Antiblockierregelsystem nach Anspruch 7, dadurch ge- · kennzeichnet, daß die Umschalteinrichtung (5) im Normalzustand so eingestellt ist, daß die obere Bezugsgröße am Vergleicher erscheint und der Vergleicherausgang mit der Umschalteinrichtung über ein anzug- und abfallverzögertes erstes .Zeitglied (8) verbunden ist, dessen Ausgangssignal die Umschaltung auf die untere Bezugsgröße bewirkt.

10. Antiblockierregelsysfcem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Umschalteinrichtung (5¹) im \ Normalzustand so eingestellt ist, daß die untere Bezugsgröße am Vergleicher erscheint und daß.die Um-.schalteinrichtung mit einem Verzögerung^-und/oder Beschleunigungssignalgeber (9) verbunden ist, der die Umschaltung auf die obere Bezugsgröße bewirkt, wenn die Drehverzögerung und/oder -beschleunigung des gebremsten Rades entsprechende Grenzwerte übersteigt.

11". Antiblookierregelsystem nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Verzögerungssignalgeber über ein zweites Zeitglied (19) und einen zweiten Impulsgeber (20) mit der Umschalteinrichtung verbunden ist, so daß der zweite Impulsgeber ab dem zweiten Hegelzyklus P jeweils von dem Verzögerungssignal (-b) ab eine bestimmte Zeit lang periodisch die Umschalteinrichtung betätigt.

12. Antiblockierregelsystem nach Anspruch 11 mit einem normal geschlossenen Auslaßventil (11) und einem normal geöffneten Einlaßventil (10) als Drucksteuervorrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß das Einlaßventil über logische Schaltglieder derart mit den vorgenannten Signalgebern verbunden ist, daß es bei Vorhandensein des Verzögerung33ignale3 (-b), dco Bccchlcunigungsaignales (+b,.), des Vergleichsaignales und/oder während der Impulspausen des zweiten Impulagebera (20) geschlossen ist.

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13. Antiblockierregelsystem nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Auslaßventil (11) derart an die vorgenannten Signalgeber angeschlossen ist, daß es geöffnet ist bei Vorhandensein des Verzögerungssignales (-b) ab dem zweiten Regelzyklus und/oder bei Vorhandensein des Vergleichssignales, sofern nicht gleichzeitig das Beschleunigungssignal (+b^) ansteht.

14-, Antiblockierregelsystem nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Beschleunigungssignalgeber (9) ein zweites Beschleunigungssignal (+b~) abgibt, wenn die Radbeschleunigung einen zweiten, höheren Grenzwert überschreitet und daß dieses Signal das Einlaßventil bevorrechtigt öffnet.

15. Antiblockierregelsystem nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Zeitglied (19) als elektrischer Kondensator ausgebildet und mit dem zweiten Impulsgeber (20) derart verbunden (23) ist, daß die Einschaltzeiten der oberen Bezugsgröße mit fortschrei tender Entladung des Kondensators im Verhältnis zu den Einschaltzeiten der unteren Bezugsgröße immer länger werden.

Heidelberg, 18. Dezember 1970
E/Pt-Ei/Ba E-208

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