DE2112669A1

DE2112669A1 - Blockierschutzvorrichtung

Info

Publication number: DE2112669A1
Application number: DE19712112669
Authority: DE
Inventors: Ernst Dipl-Ing Fischer
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1971-03-16
Filing date: 1971-03-16
Publication date: 1972-10-12
Also published as: GB1383553A; CH531429A; FR2130348A1; FR2130348B1; AT318416B; SE394404B; IT950069B

Description

E. 252
11.3.1971 He/Kb

Anlage zur

Patent- und

Gebrauchsmus Ierhilfsanmeldung

ROBERT BOSCH GMBH, 7 Stuttgart 1

' Blockierschutzvorrichtung

Die Erfindung bezieht sich auf eine Blockierschutzvorrichtung für Straßenkraftfahrzeuge mit einem Bremssystem, in das ein aus Schaltventil und Sensor bestehender Blockierschutz eingesetzt ist, um den Radschlupf so zu steuern, daß maximale Bremskräfte zv/ischen Fahrbahn und Reifen möglich sind, und mit einer Regeleinrichtung zum Beeinflussen des Blockierschutzes bei tatsächlichen und/oder beabsichtigten Abweichungen der Kraftfahrzeug-Längsachse von der Fahrtrichtung.

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Eine derartige Blockierschutzvorrichtung ist bekannt (FR 6 942 527).

Bei dieser bekannten Ausführung wird der Blockierschutz derart von der Lenkung beeinflußt, daß er zeitweise ausgeschaltet wird.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, durch Einhalten bestimmter Grenzen des Radschlupfes bei möglichst großen Bremskräften noch ausreichende Seitenführungskräfte am Rad zu gewährleisten. Es soll eine Vorrichtung geschaffen werden, die eine Optimierung des Radschlupfes und der Seitenführung für jeden Fahrzustand herstellt.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die Regeleinrichtung ein Stellglied umfaßt, das den Radschlupf selbsttätig auf einen Wert vermindert, bei dem bei kaum merklicher Bremsdruckminderung die Seitenführung des Rades wesentlich verbessert ist.

Mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und zwar zeigen:

Fig. 1 ein Fahrzeug in vereinfachter Darstellung mit einer:: abhängig vom Lenkeinschlag verstellbaren Stellglied, Fig. 1a ein Kraftschlußkreis für die Brems- und Seitenkraft, Fig. 2 das Stellglied nach Fig. 1 mit richtungsunabhängigem Stellnocken,

Fig. 3 einen richtungsabhängigen Stellnocken, Fig. 4 ein Fahrzeug in vereinfachter Darstellung mit einem abhängig von Winkel zwischen Fahrzeuglängsachse und Fahrtrichtung verstellbaren Stellglied,

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Fig. 5 das Stellglied nach Fig. 4 mit richtungsunabhängigem Kollektor,

Fig. 6 einen richtungsabhängigen Kollektor, Fig. 7 ein Fahrzeug mit einer Kombination der Stellglieder

nach den Fig. 1 und 4 und
Fig. 8 einen System-Umschalter für die Kombination nach Fig.

7 in Seitenansicht und im Querschnitt.

Ein Straßenkraftfahrzeug 1 hat eine Vorderachse 2 und eine Hinterachse 3- An der Vorderachse 2 sitzt eine Lenkeinrichtung mit einem Lenkrad 5, einem Lenkgetriebe 6, einem Lenkhebel 7 und einer Spurstange 8. Das Kraftfahrzeug hat ferner ein Zweikreis-Bremssystem mit einem pedalbetätigten Zweikreis-Hauptzylinder 9 zum Versorgen eines Vorderachs- und Hinterachs- Bremskreises. Im Vorderachsbremskreis liegen zwei Bremsleitungen 10 und 11, die zu den nicht dargestellten Vorderrad-Bremszylindern führen; ebenso sind nicht gezeigte Hinterrad-Bremszylinder über Bremsleitungen 12 und 13 des Hinterachsbremskreises an den Hauptzylinder 9 angeschlossen.

Außerdem ist das Fahrzeug mit einem Blockierschutz ausgerüstet, der in den Bremsleitungen 10,11,12 und 13 angeordnete Schaltventile 14,15,16 und 17 mit eingebauten Druckminderern sowie in die Fahrzeugräder eingebaute Sensoren 18,19,20 und 21 hat. Die Schaltventile 14,15,16 und 17 und die Sensoren 18,19,20 und 21 sind über elektrische Leitungen an ein elektronisches Schaltgerät 22 angeschlossen, das mit Hilfe von eingebauten, im einzelnen nicht dargestellten, elektronischen Schaltgliedern den Blockierschutz steuert. Dabei werden in dem Schaltgerät 22 die von den Sensoren 18,19,20 und 21 stammenden Informationen gesammelt und so verarbeitet, daß die Schaltventile 14,15,16 und 17 den Druck in den

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Bremsleitungen 10,11,12 und 13 immer unmittelbar unter der Blockiergrenze der Fahrzeugräder halten.

Nun ist aber bei einem die größtmögliche Verzögerung des Fahrzeugs 1 bestimmenden Bremsdruck die Seitenführungskraft eines Rades sehr gering, so daß schon eine, z.B. bei einem Lenkeinschlag auftretende, kleine Seitenkraft genügt, das Fahrzeug aus der Bahn zu tragen.

Zur Erläuterung der dabei auftretenden Kräfte soll der in der Fig. 1a dargestellte, bekannte Kraftschlußkreis (vergl. Automobiltechnisches Handbuch von Bussien, 18. Auflage, 2. Band, Seiten 26 und 27) dienen. In der Darstellung bedeuten B die Bremskraft, mit der ein Rad gebremst wird, S die Seitenkraft, R die Kraftschlußgrenze der Resultierenden. Wird diese Grenze z.B. durch Anwachsen von S überschritten, dann fällt die Kraftschlußgrenze plötzlich auf den Gleitwert u .Q ab\ das Rad gleitet seitlich unter der Wirkung von S ab, wobei diese Bewegung lediglich durch die Kraft W„.«Q gebremst wird. Da jetzt keine Komponente in Fahrtrichtung mehr zur Verfügung steht, blockiert auch das gebremste Rad. Eine Führungswirkung des Rades fällt damit fort. B hat dann keine eigene Richtung mehr, sondern ist immer nur der jeweiligen Bewegungsrichtung entgegengesetzt. Venn auch hierdurch der Bremsweg unter der Wirkung von u .Q an sich nicht geändert wird, so besteht jedoch die

S
Gefahr darin, daß etwa quer zur Straße normalerweise kein

Raum in der Größenordnung der Bremswege zur Verfügung stehen.

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Es ist zu erkennen, daß bei einer Vergrößerung der Bremskraft die Seitenkraft immer kleiner wird, bis sie auf dem äußeren Kreis zu Null wird, und daß eine geringfügige Zurücknahme des Bremsdrucks eine wesentliche Verbesserung der Seitenführung des Rades bringt.

In der Ausführung nach der Fig. 1 wird ein Meßwert für eine Seitenkraft am Fahrzeug durch einen über eine elektrische Leitung 23 an das Schaltgerät 22 angeschlossenen Lenkwinkelgeber 24 bzw. 24' gegeben, der entweder stufenlos oder in einer oder mehreren Stufen arbeiten kann. Dieser Meßwert beeinflußt den Sehaltstrom für die Schaltventile 14,15}16, 17 so, daß der Blockierschutz bereits bei einem etwas geringeren Bremsdruck anspricht. Der Schlupf wird also kontinuierlich oder in einer oder mehreren Stufen verringert, Die Seitenführung wird dadurch wesentlich verbessert, und das Fahrzeug kann die eingeleitete Kurvenfahrt sicher ausführen. Die Einzelheiten der Lenkwinkelgeber 24 und 24' sind in den Fig. 2 und 3 dargestellt. Dort ist zu erkennen, daß das Lenkrad im Lenkgetriebe 6 einen Hocken 25 zu drehen vermag, dessen Kamm 26 über einen Stößel -27 einen Potentiometer 28 verstellt. Dieser Potentiometer 28 ist über einen Stecker 29 und eine elektrische Leitung 30 an das Schaltgerät 22 angeschlossen. Er ist das Stellglied der Vorri chtung.

Bei dem Lenkwinkelgeber 24 ist der Kamm 26 des Nockens 25 symmetrisch. Dadurch betätigt der Stößel 27 den Potentiometer 28 bei Links- oder Rechtseinschlag des Lenkrades 5 in gleicher Weise. Damit ist erreicht, daß die durch die Lenkung bewirkte Beeinflussung des Schaltgerätes 22 unabhängig von der Richtung (links oder rechts) ist.

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Ist es jedoch erwünscht, diese Beeinflussung abhängig von der Richtung zu gestalten, so wird ein Lenkwinkelgeber 24' mit einem Nocken 31 verwendet, der zwei unsymmetrisch ausgebildete Kämme 32 und 33 hat, wie es in der Fig. 3 dargestellt ist. Jedem Kamm 32 und 33 ist eine Anordnung nach Fig. 2 mit den Teilen 27,28,29 und 30 zugeordnet.

Mit einer derartigen Anordnung unterscheidet der Lenkwinkelgeber 24' zwischen Links- oder EechtseiiiBchlag der Lenkung und gibt getrennte Signale für jede Richtung. Die Kämme 32 und 33 sind so ausgebildet, daß der Schlupf eines oder beider Räder der rechten Fahrzeugseite bei Linkseinschlag der Lenkung oder der linken Fahrzeugseite bei Rechtseinschlag vermindert wird. Dabei kommt zu dem Gewinn an Seitenführungskraft noch ein die Lenkung unterstützendes Moment um die Hochachse des Fahrzeugs zustande, wie es in stärkerer Wirkung bei spiel sv/ei se bei Lenkbremsen von Kettenfahrzeugen bekannt ist.

Die Fig. 4 zeigt ein Fahrzeug 34 mit anderen Stellgliedern 35 und 35¹j von denen jeweils eines über eine Leitung 36 an das Schaltgerät 22 angeschlossen ist. Die der Fig. 1 entsprechenden Teile tragen die gleichen Bezugszahlen. Das Stellglied 35 hat, wie in der Fig. 5 zu erkennen ist, einen mit einem Schleifkontakt 37' ausgerüstet:en Pendel 37 als träge Masse. Ebenso hat das in der Fig. 6 dargestellte Stellglied 35'ι das zwei Schleifkontakte 47' aufweist_;einen Pendel 47. Beide Pendel 37 und 47 sind abhängig vom Winkel zwischen der Fahrzeuglängsachse und der Resultierenden der Massenkräfte aus Bremsverzögerung und Seitenbeschleunigung verstellbar. Anstelle eines Pendels kann auch ein Kreisel verwendet

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werden. Dabei muß jedoch eine Arretierung des Kreisels bis zum Beginn der Blockierregelung erfolgen, damit die zu diesem Zeitpunkt bestehende Fahrtrichtung als Bezugsgröße erhalten wird.

Das Stellglied 35 hat, wie die Fig. 5 zeigt, einen symmetrischen Kollektor 38, über den der Schleifkontakt 37* des Pendels 37 bewegbar ist. Bei Winkelabweichungen der Fahrzeuglängsachse von der Resultierenden der Massenkräfte des Fahrzeugs, wie es außer bei einem Lenkeinschlag z.B. auch t bei Schräglauf vorkommen kann, wandelt das Stellglied 35 die erhaltenen Werte in Steuersignale um, die an das Schaltgerät 22 gegeben werden. Das Schaltgerät 22 vermindert über die Schaltventile I4_ti5ii6 und 17.den Radschlupf. Die dadurch ermöglichten, größeren Seitenführungskräfte führen zur Selbststabilisierung und/oder sie geben die Möglichkeit, mit der Lenkung das Fahrzeug zu stabilisieren. Auch diese Vorrichtung ist unabhängig von der Richtung, weil das Pendel" 37 ^>ei Links- oder Rechtsausschlag gleiche Signale liefert.

V/enn es erwünscht ist, eine solche Steuerung abhängig von der Richtung auszubilden, muß das Stellglied 35' mit einem Doppelkollektor 39 verwendet werden, wie er in der Fig. 6 dargestellt ist. Dieser Doppelkollektor 39 hat zwei Reihen 40 und 41 von Feldern 42 und 43 unterschiedlicher Länge, und zwar nimmt die Länge des Feldes 42 der oberen Reihe in der Richtung ab, in der die Länge der Felder 43 der unteren Reihe zunimmt. Die Ausbildung der Felder kann aber auch gleichbleibend oder in einer anderen Art als dargestellt verschieden sein. Auch könnten den Feldern 42 und 43 zugeordnete Widerstände 42' gleich oder verschieden sein. Schließlich ist

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auch eine stufenlose Ausbildung möglich. Das Pendel 47 hat zwei Schleifkontakte 47·.

Durch diese Bauart unterscheidet das Stellglied 35' Linksund Rechtsausschlag des Fahrzeugs, und das Schaltgerät 22 kann den Schlupf entsprechend vermindern. Hier ist jedoch vorzugsweise die Zuordnung des oder der zu beeinflussenden Räder zur Ausschlagsrichtung des Stellgliedes 35' umgekehrt wie in den Ausführungen nach den Fig. 1 bis 3 mit den Lenkwinkelgebern 24 und 24*, damit ein das Fahrzeug stabilisierendes, rückdrehendes Moment um die Fahrzeug-Hochachse entsteht; dadurch führt Linksschräglauf zu Schlupfverminderung links.

Anstelle eines Kollektors, der Widerstände zu- und abschaltet, ist es auch möglich, ein System zu wählen, das Kapazitäten oder Induktivitäten verändert.

In der Fig. 7 ist ein Fahrzeug 44 dargestellt, das eine Kombination von dem Stellglied 24' nach Fig. 3 mit den Stellgliedern 35 bzw. 35' nach den Fig. 5 und 6 aufweist. Auch hier tragen die der Fig. 1 entsprechenden Teile die gleichen Bezugszahlen. Für die wahlweise Einschaltung des einen oder des anderen Stellgliedes 24' oder 35 bzw. 35' ist ein System-Umschalter 45 verwendet, wie er in der Fig. 8 dargestellt ist. Der System-Umschalter 45 hat einen Kontaktträger 48, der über eine unter Einwirkung einer Feder 49 stehenden Scheibe 50 mit Reibungsschluß an einen Bund 5Ί der Lenksäule 52 angedrückt wird. Auf diese Weise kann unabhängig vom jeweiligen Lenkeinschlag der Kontaktträger 48 je nach Drehrichtung den einen oder den anderen Kontakt schließen, ohne die Lenkung zu blockieren. Bei indifferentem Verhalten des Fahrers und bei seiner Einwirkung auf die Lenkung in das Fahrzeug stabilisierendem Sinn, d.h. einem Hückdrehen des Fahrzeugs in die Fortbewegungsrichtung, arbeitet bei einer solchen

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Kombination das Stellglied 35 bzw. 35'· Lenkt der Fahrer das Fahrzeug 44 in eine Kurve, so wird das Stellglied 24¹ wirksam.

Es ist auch möglich, in ein Fahrzeug vorn und hinten je einen Querbeschleunigimgsaufnehmer einzubauen. Solche Querbeschleuniger können beispielsweise ein quer zur Fahrtrichtung angeordnetes Rohr haben, in dem eine Masse längsbeweglich ist, die von Federn zentriert wird. Wenn sich die Masse durch seitliche Kräfte aus ihrer Mitte bewegt, wird ein Kontakt geschlossen oder es werden Widerstände zu oder abgeschaltet wie bei den Bauarten nach den vorhergehenden Figuren. Bei einer Ausführung der Querbeschleunigungsaufnehirier ohne Richtung sunt er scheidung wird mit einer solchen Bauart erreicht, daß für jede Achse einzeljabgegriff en wird, ob eine Seitenkraft vorhanden ist. Wenn also der Vorderachs-Querbeschleuniger eine Seitenkraft meldet, wird der Schlupf der Vorderachse reduziert, das gleiche gilt an der Hinterachse. Bei richtungsunterscheidender Ausbildung der Querbeschleunigungsaufnehmer können je nach der Zuordnung der Fahrzeugseiten verschiedene \7irkungen erzielt werden. Wird z.B. angenommen, daß das Fahrzeug Linksschräglauf hat, so schlagen die Querbeschleunigungsaufnehmer nach rechts aus. lot die Zuordnung so, daß dadurch die Räder der rechten Fahrzeugseite mit geringerem Schlupf laufen, so ist mit einem Gewinn an Seitenführungskraft ein nach links drehendes Moment um die Fahrzeug-Hochachse verbunden, das die Richtungsabweichung verstärkt.

Bei anderer Zuordnung, d.h. wenn die Räder der linken Seite geringeren Schlupf erhalten, ist der Gewinn an Seitenführungskraft wegen der kleineren dynamischen Radlasten geringer, es

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stellt sich aber ein rü clt drehendes und stabilisierendes Moment um die Hochachse des Fahrzeugs ein. Soll weder der einen noch der anderen Bauart der Vorzug gegeben werden., so wird mit dem System-Umschalter 4-5 nach der Fig. 8 eine Umschaltung der Zuordnung an den beiden Achsen 2 und 3 vorgenommen, ähnlich wie bei der Ausführung nach Fig. 7·

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Claims

Robert Bosch GmbH . R. 252 He/Kb Stuttgart Ansprüche

1.'Blockiersehutzvorrichtung für Straßenkraftfahrzeuge mit einem Bremssystem, in das ein aus Schaltventil und Sensor bestehender Bloekierschxitz eingesetzt ist, um den Radschlupf so zu steuern, daß maximale Bremskräfte zwischen Fahrbahn und Reifen möglich sind, und mit einer Regeleinrichtung zum Beeinflussen des Blockierschutzes bei
tatsächlichen und/oder beabsichtigten Abweichungen der Kraftfahrzeug-Längsachse von der Fahrtrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß die Regeleinrichtung ein Stellglied (24,24*;35,35') umfaßt, das den Radschlupf selbsttätig auf einen Wert vermindert, bei dem bei kaum merklicher Bremsdruckiainderung die Seitenführung des Rades wesentlich verbessert ist.

2. Blockierschutzvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Stellglied (24,24*) ein abhängig vom Fahrzuständ verstellbarer Potentiometer ist.

3. Blockierschutzvorrichtung nach Anspruch Λ oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Stellglied (24,24') stufenlos
verstellbar ist.

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4-, Bl ο elder schutzvorrichtung nach Anspruch Λ oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Stellglied (24·,24-') in mindestens einer Stufe verstellbar ist.

5· Bio cki er schutz vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4-, dadurch gekennzeichnet, daß das Stellglied (24-, 24-') abhängig vom Lenkeinschlag verstellbar ist.

6. Blockierschutzvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5i dadurch gekennzeichnet, daß das Stellglied (35₅ 35^s) ein vom Winkel zwischen Fahrzeuglängsachse und der jeweiligen Stellgliedlage verstellbare Trägheitseinrichtung ist.

7· Blοckierschutzvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Stellglied (24-^;, 35»35') aus einer Kombination von lenkeinschl ag abhängig em Potentiometer C24-') und einer zwischen Fahrzeuglängsachse und Massenkraft-Resultierender verstellbaren Trägheit seinrichtung (35*35') besteht, und daß ein vorzugsweise von der jeweiligen Bewegungsrichtung des Lenkrades (5) betätigter System-Umschalter (45) das eine (24') oder das andere Stellglied (35s35') einschaltet»

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8. Blockierschutzvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7i dadurch gekennzeichnet, daß das Stellglied (24, 35) unabhängig you der Richtung ist.

9. Blockierschutzvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis J 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Stellglied (24',35') abhängig von der Richtung ist und die Bremskraft auf der Kurveninnenseite verstärkt und auf der Kurvenaußenseite vermindert oder umgekehrt.