DE2125347A1

DE2125347A1 - Antiblockiersystem fur Fahrzeug bremsen

Info

Publication number: DE2125347A1
Application number: DE19712125347
Authority: DE
Inventors: Ernest Raymond South Euclid Scibbe Harold Richard Chardon Ohio Koppl (V St A) P
Original assignee: TRW Inc
Current assignee: Northrop Grumman Space and Mission Systems Corp
Priority date: 1970-07-27
Filing date: 1971-05-21
Publication date: 1972-02-03
Also published as: GB1313045A; FR2099613B1; FR2099613A1; US3713704A; CA998719A

Description

Antiblockiersystem für Fahrzeugbremsen.

Die Erfindung "bezieht sich ganz allgemein auf Breinasysteme für Fahrzeuge und insbesondere auf Bremaeinrichtungen mit einem Antihlockiersyatem,

Bei bekannten Einrichtungen dieser Art wurden bereits sahireiche Vorrichtungen in Bremaayatemen verwendet, um einen vorbestimmten Radschlupf aufrecht zu erhalten. Häufig v/erden komplizierte und teuere elektronische Steuersysteme verwendet, vobei die Bremaleistung unter der oteuereinwirkung eines elektronischen Regelaystema moduliert wird. Diese Systerae führen häufig au einer zyklischen Bremsung, Die Abbremeung des Fahrzeuges ist dementsprechend auch zyklisch und dadurch wird der Fahrkomfort herabgesetzt.

G^mäß der Erfindung ist ein Fahrzeugbrerassystem vorgesehen, v/elches auf dem Konzept beruht, daß die JTahrzeugabbremskraft, die an der Grenzfläche zwischen Rad und Straße erzeugt wird, maximal ist, wenn eine endliche oder begrenzte Geschwindigkeitsdifferenz zwischen der Radkontaktfläche und der Straßenoberfläche aufrecht erhalten wird. Ferner wird ein optimaler Reibungskoeffizient zum" Bremsen. innerhalb einea nominalen Radachlupfbereiohes erzielt. Dieser Radechlupf wird normalerweise als das Verhältnis der Geschwindigkeitsdifferenz zur Fahrzeuggeschwind ig keit

ausgedruckt.

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ausgedrückt. Bei diesem Bremskonzept überwacht das System die Raddrehzahl direkt und errechnet' die Fahr zeuggas chv/indigkeit und moduliert den Bremsdruck, um einen spasifischen Wert des Radschlupfes aufrecht zu erhalten. Dieses Konzept ist für eine große Anzahl von Straßenreibimgskoeffizienten geeignet, die normalerweise auftreten« Die verschiedenen Komponenten des Systems "befinden sich bei jeder Bremsung in Bewegung. Die Steuerung der Bremsung erfolgt durch den Fahrer, "bis ein übermäßiger Bremsdruck bewirkt, daß der Radschlupf aus dem Bereich abweicht, der dem optisalen Reibungskoeffizienten zugeordnet ist.

Im weitesten Sinne ist vorgesehen, daß das Systeia ein Raddrehzahlsignal als Fahrzeuggeschwindigkeitasignal speichert. Wenn die Bremse angelegt wird, so wird das Raddrohzahlaignal derart eingestellt oder vergrößert, öaß es um einen Bruchteil größer erscheint, als es tatsächlich ist. Wenn dann durch das Bremsen die tatsächliche Radgeachwindigkeit auf einen festen Bruchteil der gespeicherten JPahrzeuggescbwindigkeit verringert wird, so ist das überhöhte Radsignal gleich dem gespeicherten Signal. Diese Gleichheit bedeutet, daß das Rad nunmehr einen vorbestimmten festen Bruchteil der Fahrzeuggeschwindigkeit hat waä. daß somit ein fester RadschlupfProzentsatz eingestellt ist.

Danach wird ein Abweichen von der Signalgleichheit verwendet, um eine Modulationseinrichtung einzustellen, mit der das Bremsmoment erhöht oder verringert wird, uia diese Signalabweichung auszuschalten, oder auf ein Minimum herabzusetzen. Eine derartige Modulation des Bremsmömentea atellt die Raddrehzahl derart ein, daß eine vorbestimmte Proportionalität zur Fahrzeuggeschwindigkeit aufx-echt · erhalten wird.

Dieses Grundkonzept kann elektronisch interpretiert werden und zwar durch ein Abtasten und Umwandeln der Haddreh-

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zahl, um eine Spannung zu erzeugen, die proportional zur Raddrehzahl ist. Wenn die Bremsen angelegt werden, wird ein Relais erregt, um einen Verstärker abzuschalten und um diesen Verstärker wieder einzuschalten und dadurch wird eine Spannung erzeugt, die der negative Wert der Spannung iat, welche die FahrZeuggeschwindigkeit vor dem Bremsen darstellt und zwar so, wie sie von dem Raddrehzahlfühler erhalten wird.

Während des Brems wird die ]?ahrzeuga"bbremsung durch einen am Chassis montierten linearen Beschleunigungsmesser festgestellt und diese Abbremsung wird als Spannung dargestellt. Dieses Signal wird vom IPunktionsverstärker integriert, um ein Signal zu erzeugen, welches die Fahrzeuggeschwindigkeit darstellt und zwar beginnend mit dem Wert, der vom Raddrehsahlfühler abgeleitet wurde, wenn das Rad vor dem Bremsen frei abrollte. Das Signal wird dann kontinuierlich während des Bremsens durch das Zeitintegral der Abbrcmoung vermindert.

Das Raddrehzahlsignal und das Pahrzeuggeschwindigkeitosignal werden verändert und addiert, um einen Eingang für .· einen Abweichungsverstärker zu erzeugen· Da das eine Signal eine entgegengesetzte Polarität zum anderen Signal aufweist, entspricht die Addition tatsächlich der Subtraktion der vergrößerten Werte der Pahrzeuggeschwindigkeit und der Raddrehzahl. Der Ausgang des Abgleichverstärkera, der die Abweichung dos tatsächlichen Radachlupfes vom vorbestimmten Schlupf darstellt, wird verwendet, um eine Bremsateuerung einzustellen, welche ihrerseits die Bremsleistung einstellt, um den tatsächlichen Schlupf gleich dem vorbestimmten Radschlupf zu machen.

Bei einer anderen Auoführungaform dea G-rundkonzeptes, bei der eine hydraulische Anordnung verwendet wird, wird die

augenblickliche

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augenblickliche Raddrehzahl bzw. Radgeschwindigkeit derart durch den Radbremszylinderdruck eingestellt, daß diese ein konstanter Bruchteil der Fahrzeuggeschwindigkeit ist. Dies erfolgt in der Weise, daß die Strömung aus einer von den Rädern angetriebenen Pumpe durch zwei in Serie geschaltete Öffnungen hindurchgeführt v/ird, -wobei die erste Öffnung größer ist als die zweite. Vor dem Bremsen v/ird der Druckabfall an der ersten Öffnung mittels eines Kolbens in eine Federbelastung umgewandelt. Während des Brsmsens wird diese gleiche Federbelastung mit dem Druckabfall an einer zweiten kleineren Öffnung verglichen und zwar über einen Steuerschieber. Durch den Steuerschieber wird der Bremsdruck erhöht und dadurch wird die Raddrehzahl und die Pumpendrehzahl vermindert, bis der Druckabfall, der durch die verminderte Strömung durch die kleinere Öffnung erzeugt wird, gleich der Federbelastung ist. Eine Steuerwirkung in einer geschlossenen Schleife stellt die Drehzahl der gebremsten Räder ein, wenn diese das Fahrzeug abbremsen. Die Strömung der Pumpe wird durch jedes von zwei parallelen Schieberelementen hindurohgeführt oder durch beide und ein Drosselschieber wird durch den Druck des Hauptdruckbremazylinders betätigt und ein Steuerschieber spricht auf die augenblickliche Raddrehzahl an. In beiden Fällen wird die aus den Schiebern austretende Strömung zur Pumpe zurückgeführt. Der auf die Raddrehzahl ansprechende Schieber ist normalerweise geschlossen, bis eine Bremswirkung die Raddrehzahl auf einen vorbestimmten !Bruchteil der frei rollenden Drehzahl vermindert hat, d.h. bis der gewünschte Schlupf erreicht ist. Danach wird ein gesteuertes öffnen und Schließen eines derartigen Schiebers verwendet, um den Bremsdruck zu modulieren.

Die Erfindung soll in der folgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die Figuren der Zeichnung erläutert werden. Es zeigen:

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Fig» 1 eine aohematiache Ansicht dea Antiblockierayatema "bei einem Fahrzeug,

F3g. 2 eine achematische Darstellung dea Hydraulikkreises dea Steuersystems, welches bei dem in Fig. 1 darge-' stellten Bremaayatem verwendet -wird und

Fig. 3 ein Schaltbild einer elektroniaohen Analogachaltung dea erfindungagemäßen Steuerayatema.

Obwohl die Erfindung in ihrer Anwendung auf die Hinterräder einea Fahrzeuges beaohrieben wird, aei bemerkt, daß die Erfindung ganz allgemein anwendbar iat und daß die Erfindung bei allen vier Rädern einea typischen Pkw verwendet werden kann. Ee aei auf Fig. 1 bezug genommen. Fig. 1 zeigt den Radantrieb einea typiaohen Kraftfahrzeuges, wie beispielaweiae eines Peraonenkräftfahrzeuges. Die Anlage weist ein Getriebe 10 auf, welches eine Antriebswelle 11 antreibt, die über ein Differential 12 mit den Achsen 13 und 14 der Hinterräder 16 und 18 verbunden iat. Die Räder 16 und 18 weiaen eine Rad-StraOengrenzfläohe mit einer Straßenoberfläohe auf.

Obwohl verschiedene Arten von Bremsen, einschließlich Soheibenbremsen oder andere Abbremaeinrichtungen vorgesehen sein können, ist die Erfindung bei der dargeatellten Auaführungsform in Verbindung mit Bremsen gezeigt, bei der Bremsschuhe 13 verwendet werden, die duroh Stellglieder 19 betätigt werden« Diesen Stellgliedern, die hydraulische Arbeitskolben sind, wird ein unter Druok stehendes hydraulisches Arbeitsmittel über eine leitung Pw zugeführt, die mit einer Steuerung 20 verbunden ist. Ein Bremspedal 21 wird vom Fahrer betätigt und dieses Bremspedal wirkt über ein Gestänge 22 auf einen Hauptbremszylinder 23 ein* Dadurch wir* ein Druok erzeugt, der über eine Leitung J>_mQ zur Steuerung 20 über tragen wird. Ee ist eine Pumpt 30 dargestellt, die von einen Antrieb 31 angetrieben wird, der mit der Antriebewelle

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11 verbunden wird. Der Antrieb erfolgt über einen Treibriemen 32. Die Pumpe 30 wird als Punktion der Drehzahlräder 16 und 17 angetrieben.

Ea sei nunmehr auf Pig. 2 bezug genommen· Die Steuerung ist vereinfacht in Form eines Leitungsschaubildes dargestellt. Die Pumpe 30, die in Fig. 1 dargestellt ist, ist eine hydraulische Druckpumpe, die mit einer Drehzahl angetrieben wird, die proportional zur Raddrehzahl ist, so daß die von der Pumpe geförderte Menge eine direkte Funktion W dieser Drehzahl ist und zwar unabhängig vom Druckpegel.

Die Steuerung weist zwei auf Drehzahl oder Geschwindigkeit ansprechende Ventile oder Schieber auf und eine Trägheitsmasse und eine Einrichtung, mit der diese Steuerung umgangen wird, wenn diese nicht in der Lage ist, einen ausreichenden Bremsdruck aufrecht zu erhalten, um das Fahrzeug zu bremsen. Der Druckausgang zu den Radbremszylindern ist derjenige, der bereits in Fig. 1 mit P gekennzeichnet ist und der Drucketngang ist bei P__ dargestellt« Es handelt

XUw

sich hierbei um den Druck, der von dem vom Fahrer betätigten Hauptbremszylinder abgegeben wird.

Wenn immer das Fahrzeug in Betrieb ist, wird die von der angetriebenen Pumpe 30 geförderte Flüssigkeitsmenge duroh eine erste öffnung 40 an einem Kolbenelement 41 hindurohgeführt. Ee wird auf diese Weise eine Druckdifferenz erzeugt, die auf eine Kolbenfläohe 42 einwirkt.

Nach Art eines Drehzahlmessers bewegt sich der Kolben 41 bei der Betrachtung der Fig. 2 nach rechts und zwar in der gleichen Richtung, in der daa Fahrzeug vorwärts fährt, was durch einen Pfeil 43 angedeutet ist und dadurch wird eine Feder 44 zusammengedrückt, wenn die PumpendrehEahl und die Raddrehzahl zunimmt. Die zusammengedrückte Federlast iat der gespeicherte Äquivalentwert für die freie Abrolldreh-

lahl 109886/1126

zahl des Rades und damit für die Fahrzeuggeschwindigkeit.

Die Steuerung 20 weist eine Anzahl Leitungen 47# 48, 49» 50 und 51 auf und diese werden verwendet, dawit das von der Pumpe geförderte Druckmittel durch eine verengte Öffnung 52 hindurch strömen kann. Daduroh wird ein Druckunterschied an einer Hingfläche 53, 54 eines Schieberelenentes 56 ausgebildet.

Vor dem Bremsen ist der Druckunterschied im Ringbereich 53, 54 ausreichend groß, damit der Schieber 56 gegen seinen Begrenzungsanschlag 57 gedruckt werden kann. Dadurch v/ird ein Strömungskanal 58 geschlossen. Der Schieber nimmt die Kompressionslast der Feder 44 an einem Anaatz 59 auf. Vor dem Bremsen herrscht an der Fläche 42 und in der Umgebung der Öffnung 40 der Druck P der Pumpe.

Über das Ventil 60 sind die Bereiche der Steuerung, die mit 61, 62, 63» 64, 66 und 67 bezeichnet sind, einem mittleren Druck Έλ ausgesetzt.

Die Bereiche, die mit 47, 48, 68, 69 und 70 bezeichnet sind, 3tehen unter der Einwirkung des Druckes P . Dieser Druck herrscht auch an der Auslaßöffnung 71, die zu den Bremszylindern führt.

Zu diesem Zeitpunkt ist der Druck P_w sehr gering und reicht lediglich dazu aus, ein Drosselventil 72 vom Sitz 73 entfernt zu halten, damit eine Rückströmung des von der Pumpe gepumpten Druckmittels zu einem Vorratsbehälter 74 erfolgen kann. Wenn der Drosselschieber 72 die Rückströmung durch eine Öffnung 76 abdrosselt und zwar durch die Einwirkung des Druckmittels aus dem Hauptbetätigung, cylinder.mit dem Druck P_mo auf die Fläche 77, so steigen Sie Drucke P , P₁ und P proportional an.

Der 109886/1126

Der zunehmende Druck P_w wirkt in den Brems zylindern, um ein Ereinsmoment su erzeugen und dadurch wird eine Abbremaung der Feder in Gang gesetzt und ferner wird dadurch die Pumpendrehzahl und die von der "Pumpe geförderte Druckmittelmenge verringert.

Ea ist erforderlich, den Eins te lime chanismus für die Geschwindigkeit zu entkuppeln, nachdem die Bremsung begonnen hat, da die der Geschwindigkeit äquivalente Federzu3ammendrückung mittels der Pumpenströmung "bei frei abrollenden Rädern erzeugt wurde und da die Raddrehzahl nicht mehr zur Messung der Fahrzeuggeschwindigkeit herangezogen werden kann, wenn die Räder zu schlupfen beginnen. Ein Abschnitt mit größerem Durchmesser am Kolbenelement 41 und das Rückschlagventil 60 verriegeln hydraulisch die Federzusammendrückung, wenn die Radabbremsung beginnt. Die Verminderung der von der Pumpe geförderten Druckmittelmenge durch die erate Öffnung 40 hindurch steuert nicht langer direkt die Bewegung des Kolbeneleraentea 41.

Hach einer teilweiaen Verringerung der von der Pumpe geförderten Menge, die einen vorbestimmten Radschlupf darstellt, widersteht der Druckunterschied an der zweiten Öffnung 52, der auf den Ringbereich 53-54 des Schiebers 56 einwirkt, gerade der Federausanimendrückung, Dadurch wird die verriegelte Federbelastung automatisch zum korrekten Befehlssignal für die abgebremste Raddrehzahl mit dem gewünschten Schlupf. Sollte eine fortgesetzte Radabbremsung zu einem Übermäßig großen Radschlupf führen, so vermindert die weitere Verringerung der Pumpenfördermenge den Druckunterschied, der die Federkompressionsbelastung aufnimmt und der Schieber 56 wird bewegt, um die· öffnung zu öffnen, wodurch ein weiterer Anstieg des Druckes V verhindert wird. Dadurch wird auch eine weitere Herabsetzung der augenblicklichen Raddrehzahl verhindert.

Der

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Der Schieber 56 ist wirksam, um den Bremsdruck P derart zu steuern, daß eine von der Pumpe geförderte Druckmittel-Strömung und ein Druckunterschied aufrecht erhalten wird, damit die Pederzusammendrückung aufgenommen v/erden kann. Die partielle Verminderung der augenblicklichen Raddrehzahl zu dem Zeitpunkt, zu dem der Durchlaß 58 geöffnet wird, iat äquivalent zum Verhältnis der StrÖmungaquerschnitte, die in der ersten und in der zweiten Öffnung 40 und 52 ausgebildet werden. Die öffnung 45 dient zur Begrenzung einer Schwingungsbewegung dea Schiebers 56 und erzeugt eine Dämpfung, die für die Stabilität dea Systems erforderlich ist.

Da durch die Radabbremsung die Geschwindigkeit des Fahrzeugea vermindert wird, ist klar, daß, falls das Geachwindigkeitssteueraignal, welches durch die Federkompresaion gegeben wird, unverändert bleibt, die Fahrzeuggeschwindigkeit lediglich auf die der gesteuerten Radgeachwindigkeit vermindert wird. Dies wird dadurch verhindert, daß eine Trägheitsmasse 79 verwendet wird, um die anschließene nach links gerichtete Bewegung dea Kolbenelementes 41 derart zu steuern, daß das Gesohwindigkeitsbefehlssignal mit einer Rate vermindert wird, die proportional zur Fahrzeugabbremsung ist. Die Bewegung der Trägheitsmasse 79 gegen eine Feder 80 öffnet einen 8trömungaquer3chnitt e iner geformten öffnung 81, um den hydraulischen Verriegelungsdruck im Bereioh 66 in den Bereich 62 hinein abzulassen. Dan Kolbenelement 41 kann auf den Druckunterschied ansprechen, der durch Druckeinwirkungen auf die Flächen 42 und 78 erzeugt wird und das Kolbenelement 41 bewegt sich nach linka, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit vermindert wird.

Bei diesem Aufbau integriert der größere Kolben 78 die Strömung durch die geformte öffnung, um die äquivalente Geechwindigkeitaabnahmestufe für die gegenwärtige Geschwin-

digkeitaabbromaungarate

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digkeitsabbremsungsrate zu finden. Auf fliese Waise v/ird die Federtelastung kontinuierlich modifiziert und gibt die tatsächliche Fahrzeuggeschwindigkeit wieder, während axe verwendet wird, um die Raddrehzahl zu steuern.

Da die Pumpe keinen Druck erzeugt, wenn die Räder stillstehen, muß die Bremsateuerung gegebenenfalls auf den Hauptdruckzylinder umgeschaltet werden. Eine Öffnung 32 ist für diesen Zweck vorgesehen und derart angeordnet, daß sie mit der zweiten Öffnung 52 in Verbindung gelangt, wenn sich der Kolben 41 in einer Stellung befindet, die einer geringen Raddrehzahl entspricht. Wenn eine entsprechend geringe Pumpendrehzahl nicht langer den erforderlichen Bremsdruck P erzeugen kann, wird der bei 83 dargestellte Bereich über die Öffnung 82 zum Kanal 4-7 hin entlastet und der Kolben wird mechanisch durch die Verlängerung 86 des Drosselschiebera 72 gegen einen Kolben 87 gedrückt, um den Bremsdruck im Bereich 70, der auf die Radaylinder 19 ubertragsn wird, aufrecht zu erhalten,

Eine praktische Schwierigkeit würde dann auftreten, wenn die beiden Öffnungen 40 und 42 eine feste Größe hätten. Für ein System, welches in einem großen Pahrzeuggeachwindigkeitsbereich wirksam ist, jedoch im Bereich eines minimalen Druckunter achiedea sind diese Öffnungen als Schlitze ungleicher Breite in der Bohrung ausgebildet, die den Kolben 41 aufnimmt und diese Schlitze werden in Längsrichtung durch eine Kol~ benverSchiebung geöffnet. Wenn die Fahrzeuggesclwindigkeit zunimmt, nimmt der Strömungsquerschnitt beider Öffnungen und 52 zu, wobei ein festes Verhältnis der Strömungsquer™ achnitte aufrecht erhalten wird.

Im Grundkonzept überwacht diese Steuerung die Raddrehzahl und bei Beginn der Bremsung merkt aich das System das Raddrehzahlsignal als Fahrzeuggeschwindigkeitssignal.- Während die Bremse angelegt wird, wird daa Raddrehzahlalgnal ver»

109886/1126 ändert,

ändert, so daß es um einen Bruchteil größer erscheint als diese Drehzahl tatsächlich ist. Wenn dann durch das Abbremsen die tataächliche Raddrehsahl auf den Wert einea featen Bruchteils der gespeicherten Fahrzeuggeachwindigkeit vermindert wird, ao wird das erhöhte Radaignal gleich dem gespeicherten Signal. Diese Gleichheit bedeutet, daß dag Rad nun mit einem featen Bruchteil der ITahrzeuggeschwindigkeit läuft und daß damit ein fester oder vorbestimmter Radschlupfpr'ozentaatz eingestellt ist. Danach wird ein Abweichen der Signalgleichheit verwendet, um eine Steuereinrichtung einzustellen, welche das Bremsmoment erhöht oder verringert, um diese Abweichung auszuschalten oder auf ein Minimum herabzusetzen. Eine derartige Modulation des Breinsmoraentes stellt die Haddrehzahl ein, um eine bestimmte Proportionalität zur Pahrzeuggeschwindigkeit aufrecht zu erhalten. Durch die Verwendung der Bewegung der Trägheitsmasse im System wird die Fahrzeuggeschwindigkeit dauernd auf den Wert des neuesten Standes gebracht und zwar während der gesamten Falirzeugabbremsung.

Zusammenfassend kann bemerkt werden, daß der Drosselschieber als Pumpenbypass um den normalerweise geschlossenen Steuerschieber herum verwendet wird, ehe der Druck im Hauptdruckzylinder 23 ansteigt. Dadurch wird verhindert, daß bei einem freien Lauf der Räder der 3remsdruck nicht ansteigen kann. Bei einer normalen Bremsung mit geringem Schlupf drosselt der Drosselschieber 52 die Rückströmung zur Pumpe gemäß dem Druok im Hauptbremsdruckzylinder derart, daß der Pumpendruck und der Radbremszylinderdruck im wesentlichen gleich dem Druck im Hauptbremsdruckzylinder sind.

Wenn ein derartiger Druck zu einem übermäßigen Radschlupf führt, so beginnen die auf die Raddrehzahl ansprechenden Schieber zu arbeiten. Sollte der Druck im Hauptbremsdruokzylinder weiter ansteigen und zwar durch die Einwirkung des Fahrera, ao achließt der Drosselschieber die Bypass-

öffnung 109886/1126 ·

öffnung 76 vollständig und die Bremssteuerung wird von dein auf die Raddrehzahl ansprechenden Schieber übernommen.

Um ein konstantes Verhältnis von Raddrehzahl zur Fahrzeuggeschwindigkeit bei abnehmender Fahrzeuggeschwindigkeit aufrecht zu erhalten, wird die Federbelaotung entsprechend der Fahrzeugabbremsung verringert. Dies erfolgt dadurch, daß der hydraulisch verriegelte Kolben 41 entlastet wird und zwar der Kolben 41» der zuerst die Federbelastung der Feder 44 aufrecht erhalten hat. Die Entlastung erfolgt über . die Öffnung 81, deren Strömungsquerschnitt durch die Träg-r P heitsmaase 79 eingestellt wird, die gegen die Feder 80 einwirkt. Auf diese Weise wird die augenblickliche Fahrzeuggeschwindigkeit während des Bremssna durch die Integration der linearen Fahrzeugabbremsuns über die Zeit hinweg ermittelt. Dem System anhaftende Nichtlinearitäten werden durch die variable Form der Öffnung 81 ausgeschaltet.

Der Druck der Steuerschaltung wird auf dio Radzylinder über den Kolben 87 übertragen, der einen Hydraulikkreis vom anderen trennt. Um einen Ausfall dor Bremsung bei einem Ausfall der Steuerschaltung zu verhindern, kann bei einer Betätigung durch den Fahrer der Drosselschieber 72 derart fc betätigt v/erden, daß dieser mechanisch auf den Kolben 87 einwirkt, um in den Radbremozylindern· 19 einen Druok z\i erzeugen.

Ea sei bemerkt, daß die Druckflächen am Drosselschieber 72 und am Kolben 87 derart bemessen sein können, daß eine gewünschte mechanische Übersetzung erfolgt und dadurch wird der Druck in den Bremszylindern hydraulisch veratärkt. Es ist auch möglich, daß diese relativen Flächen derart bemessen sind, daß der Druck in den Radbremszylindern vermindert wird, beispielsweise in dem Fall, in dem ea erwünscht iat, daß der Druck, der einem Radzylinderaatz zu-

geführt 109886/1126

geführt wird, ein anderer iat ala der, der ein»ora anderen Radzylind ersatz zugeführt -wird.

Das G-rundsystem kann auch durch eine elektronische Analogschaltung der hydraulischen Einrichtung verwirklicht werden, die in den Pig. 1 und 2 dargestellt iat.

Ea sei nunmehr-auf Mg, 3 "bezug genommen. Ea sei "bemerkt, daß die Raddrehzahl durch einen ]?ühler~ und Wandlerkreia angefühlt und umgewandelt wird, um eine Spannung "bei A zu erzeugen, die proportional zur Raddrehzahl iat. Wenn die Bremse nicht angelegt iat, so werden durch daa abgefallende Relais (gestrichelte linie) R^ und R* ala Signalwiderstand und Rückkopplungawiderstand mit dem Punktionsveratärker 100 derart verbunden, daß durch diese Schaltung der Kondensator O^ auf den negativen Wert der Spannung bei A aufgeladen wird.

Wenn die Bremsen angelegt werden, so wird das Relais erregt um den Funktionaverstärker vom Raddrehzahlsignal zu trennen, wobei der Funktionaveratärker 100 mit dem Kondensator O₁ und mit dem Widerstand R^ ala Integrationsschaltung verbunden wird. Die Spannung, die vorher im Kondensator O^ gespeichert wurde, wirkt ala Eingangssignal für die Integrationsschaltung. Diese Spannung stellt den. negativen Wert der Spannung dar, die die Fahrzeuggesohwindigkeit vor der Bremsung repräsentiert und die vom Raddrehzahlfühler abgenommen wurde.

Während des Bremsene wird die Pahrzeugabbremsung (nicht die Radabbremsung) durch einen am Chassis des Fahrzeuges montierten linearen Beschleunigungsmesser featgeateilt und dessen Meßwert tritt als Spannung bei B auf. Dieses Signal wird über den Punktionsverstärker 100 integriert, um bei 0 ein Signal zu erzeugen, welches die Fanrzeuggeachwindigkeit daratellt und zwar beginnend bei dem Wert, der vom Drehzahlfühler abgeleitet wurde, wenn die Räder vor den Bremsen frei rollten. Das Signal bei C wird dann duroh daa Bremsen

und 109886/1126 —

und zv/ar durch, daa Zeitintegral der Abbremsung kontinuierlich vermindert.

Diö Signale bei A und C v/erden durch die Widerstände R₁ und Rp maßstäblich verändert und addiert, um eine Eingangaspannung für den Abweichungsverstärker zu erzeugen. Ea aei bemerkt, daß die Spannung bei 0 von entgegengesetzter Polarität zur Spannung bei A iat und daß diese Addition tatsächlich einer Subtraktion der maßatäblich veränderten Werte der l^ahrZeuggeschwindigkeit und der Raddrehzahl iat. Die Vierte von R- und Rg sind derart gewählt, daß ein Abv/eichungsaignal mit dem Viert HuII erzeugt wird, wenn die gemessene Raddrehzahl geringer ist als die berechnete IPahrzeuggeschwindigkeit und zwar um einen speziellen Bruchteil, der als der vorbestimrate Schlupf bekannt ist.

Der Ausgang des Abweichungsverstärker 101, der die Abweichung dea tatsächlichen Radschlupfea vom gewünschten Schlupf darstellt, wird verwendet, um die Brems steuerung 102 zu betätigen, welche die Bremsleistung einstellt, um den tatsächlichen Schlupf gleich dem vorbestimmten Radschlupf zu machen. Es wurden zwei Ausführungsbeispiele des Bremskonzeptea ^ beschrieben, wobei diesea Konzept ein System umfaßt, welches die Raddrehzahl direkt überwacht und welches die Fahrzeuggeschwindigkeit berechnet, wobei mit diesem System die Bremsdrücke verändert werden, um einen speziellen Wert des Radschlupfea aufrecht zu erhalten.

Patentansprüche

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Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zur Abbremsung einea Fahrzeuge^, "bei welchem durch die Integration der Bewegung einer Trägheitsmasse im System die Fahrzeuggeschwindigkeit während der Abbremsung dauernd auf den neuesten Viert gebracht wird, dadurch gekennzeichnet, daß (a) die Raddrehzahl überwacht wird, wenn immer die Räder des Fahrzeuges sich drehen, (Id) "bei Beginn der Abbremsung ein Signalwert gespeichert wird?, der eine Funktion der Raddrehzahl ist, so daß dieses Signal ein Fahrzeuggeschwindigkeitssignal ist, (c) während des Abbremsens das Signal maßstäblich derart verändert wird, daß es um einen Bruchteil größer erscheint, als es tatsächlich ist, (d) daß, wenn durch da3 Abbremsen die tatsächliche Raddrehzahl auf einen vorbestimmten Bruchteil der gespeicherten Raddrehzahl abgesunken ist, das maßstäblich veränderte Raddrehzahlsignal das gespeicherte Signal ausgleicht, so daß der Wert der Raddrehzahl einem festen Bruchteil der Fahr zeugge scliwindigke it entspricht, was einem festen RadschlupfProzentsatz entspricht, (e) eine Modulationsvorrichtung als Funktion der der Abweichung des Signalabgleiehes eingestellt wird, um das Bremsiiioment zu erhöhen oder zu verringern, um diese Abweichung zu vermindern, wodurch die Raddrehzahl eingestellt wird, un eine feste Proportionalität zur Fahrzeuggeschwindigkeit aufrecht zu erhalten.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Stufe (a) eine Spannung (A) erzeugt wird, die proportional zur Raddrehzahl ist, daß in der Stufe (b) aus dieser Spannung eine negative Spannung gebildet wird, die die Fahrzeuggeschwindigkeit darstellt, daß in der Stufe (c) die Fahrzeugabbremsung abgefühlt und als Spannungssignal (B) dargestellt wird, welche integriert wird, um ein Signal (C) zu erzeugen, welches die Fahrzeuggeschwindigkeit darstellt, daß in der Stufe (d) das Signal (C) durch die Bremsung durch das Zeitintegral der Abbremsung

vermindert 109886/1126

vermindert wird, daß in der Stufe (e) der Ausgang eines Abweichungaverstärkers verwendet wird, um eine Brerassteuerung zu steuern.

3* Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Stufe (a) ein Druckmittel durch einen Druckmittelkreis in Form eines Stromes als Punktion der Fahrζeuggeschv/indigkeit hindurchgetrieben wird, daß in der Stufe (b) ein Druckmittelabfall an einer Stelle in diesem Druckmittelkreis in eine Federbelaatung umgewandelt wird, daß in der Stufe (c) die Federbelastung mit einem Druckabfall an einer zweiten Stelle im Kreis durch eine Schieberwirkung verglichen wird, daß in der Stufe (d) kontinuierlich das gespeicherte Signal vermindert wird, damit diese der verminderten Fahrz eugge s chw iiidigkei t entspricht und zwar durch das Zeitintegral der Fahrzeugabbremaung, wodurch diese Verminderung in der Weise geschieht, daß die Federbelastung gemäß der Fahrzeugabbremsung vermindert wird und daß in der Stufe (e) die Bremskraft als Funktion der hydraulischen Kraft eingestellt wird.

4. Schaltung, gekennzeichnet durch einen Raddrehzahlfühler und Signalumwandlungskreis, mit dem eine Spannung (A) er- * zeugt wird, der proportional zur Raddrehzahl ist, einen Schalter mit dem Signal- und Rückkopplungswideratände mit einem Funktionsverstärker verbunden werden, so daß durch diese Schaltung ein Schaltkreis gebildet wird, mit dem eine Spannung umgekehrt wird, wobei mittels dioses Schaltkreises ein Kondensator auf den negativen Wert der Spannung (A) aufgeladen wird, wobei dieser Schalter bei Anlegung der Bremse betätigt wird, um den Funktionsschalter vom Raddrehzahlsignal abzuschalten und um den Funktionsschalter mit dem Kondensator und mit einem Widerstand als Integrationsschaltung zu verbinden, wodurch die Spannung, die vorher im Kondensator gespeichert wurde, zur Eingangsspannung der Integrationaschaltung wird, einen am Chassis

montierten 109886/1126

montierten linearen Beschleunigungsmesser, der die Fahrzeuga"b"bremsung feststellt und diese ala Spannung (B) widergibt, wobei der Funktionsverstärker die Spannung (B) integriert, um ein Signal (C) zu erzeugen, welches die Fahrzeuggeschwindigkeit darstellt und deaaen Polarität entgegengesetzt zu der der Spannung (A) ist, einen v/eiteren SchaltungsabsGhnitt, der Y/iderstände aufv;eiat, mit denen die Signale (A) und (Q) maßstäblich verändert und addiert werden, um ein Eingangssignal für einen Abweichungsverstärker auszubilden, wobei diese Y/iderstände derart ausgewählt sind, daß ein Abweichungssignal vom Werte Hull erzeugt wird, wenn die gemessene Raddrehzahl um einen speziellen Bruchteil geringer ist als die berechnete Fahrzeuggeschwindigkeit, wobei dieser Bruchteil ala Radschlupf bezeichnet wird, eine Bremssteuerung, die vom Ausgang des Abweichungsveratärker geregelt wird, um die Bremsleistung derart einzustellen, daß der tatsächliche Schlupf gleich dem gewünschten Radachlupf ist.

Bremasteuersystem, gekennzeichnet durch eine Überwachungseinrichtung der Fahrzeuggeschwindigkeit, die einen Speicher aufweist, der ein Raddrehzahlaignal als Fahrzeuggeschwindigkeitsaignal speichert, eine Einrichtung zur maßstäblichen Veränderung des Raddrehzahlaignala derart, daß dieses um einen Bruchteil größer erscheint als ea tatsächlich ist, während die Bremae angelegt ist, so daß die BreM-öe die tatsächliche Raddrehzahl verringert, wobei dieses maßstäblich veränderte Radsignal das gespeicherte Signal abgleicht und wobei das Rad mit einem festen Radschlupfprozentsatz läuft, Einrichtungen, mit denen kontinuierlich das gespeicherte Fahrzeuggeschwindigkeitaaignal während der Abbremaung auf den neuesten Stand gebracht wird* eine Modulationsvorrichtung, die auf eine Abweichung dee Signalabgleiches anspricht, um das Bremsmoment zu erhöhen oder zu verringern, damit diese Abweichung ausgeschaltet oder auf ein. Minimum verringert wird,

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Fahrzeugbreinaayatem, gekennzeichnet durch einen hydrauliachen Kreia, eine radangetriebene Pumpe in dieaem Kreia, die ein Druckmittel in Form einea Stromea durch dieaen Kreia hindurch fördert und zwar ala Funktion der Raddrehzahl, erste und zweite Öffnungen in dieaem Kreia, die in Serie angeordnet aind und durch die hindurch die Strömung von der Pumpe geleitet wird, wobei die erate Öffnung größer iat ala die zweite Öffnung, einen Kolben, der Antriebaoberflachen aufweiat, die auf den Druckabfall an der eraten Öffnung anaprechen, eine Feder, die mit dieaem Kolben in Eingriff ateht, aο daß der Druckabfall an der eraten Öffnung in eine Federlaat umgewandelt wird, einen Steuerachieber in dieaem Kreia atromab von der zweiten Öffnung, mit dem der Druckabfall an der zweiten kleineren Öffnung mit der Federlaat verglichen wird, eine Bremabetätigungaeinrichtung in dieaeia Kreia, mit der die Raddrehzahl verringert wird, wobei der Steuerachieber den Bremadruck erhöht und die Raddrehzahl und die Pumpendrehzahl verringert, bia der Druckabfall durch die Strömung durch die kleinere Öffnung gleich der Federlast iat, ao daß eine geachloaaene Steuerachleife die Drehzahl der gebrem-3ten Räder regelt, wenn daa Bahrzeug abgebremat wird.

Eydrauliachea Fahrzeugbremaateuerayatem, gekennzeichnet durch einen Hydraulikkreia, eine von den Rädern angetrie-. bene Pumpe in dieaem Kreia, mit der ein Druckmittel in Form einea Stromea durch den Kreie' hindurch gefördert wird, erate und zweite in Serie geachaltete Öffnungen, eine Feder und einen Kolben, der mit der Feder in Eingriff ateht und der eine Antriebeoberfläche aufweiat, die auf den Druckabfall an der eraten Öffnung anspricht, ao daß vor dem Abbremaen der Druckabfall an der eraten Öffnung in eine Federbelaatung umgewandelt wird, zwei parallele Schieberlemente in dem Kreia, die einen Droaaelachieber aufweisen, der von dem Druck des Hauptbremadruckzylindera betätigt wird und einen Steueraohieber, der auf die äugen-

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blickliche Raddrehzahl anspricht, wobei die Austrittsströme beider Schieber zur Pumpe zurückgeführt werden und wobei der Steuerschiebor normalerweise geschlossen iat, bis die Bremswirkung die Räder auf einen vorbestimmten Bruchteil der Drehzahl beim freien Rollen eingestellt hat, d.h. bis ein Radschlupf aufgetreten ist und wobei dieser Steuerschieber danach geöffnet wird, um eine Bremsdruckmodulation durchzuführen und wobei der Drosselschieber als Pumpenströraungsbypass um den normalerweise geschlossenen Steuerschieber herum wirksam ist, ehe der Druck im Hauptbremsdruckzylinder ansteigt und wobei eine Entlastungsvorrichtung zwischen den Kolben vorgeaehen iat, um die Federbelastung entsprechend der Fahrzeugabbremsung zu verringern und zwar dadurch, daß ein konstantes Yerhältnis von Raddrehzahl zu Fahrseuggeschwindigkeit aufrecht erhalten wird, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit abnimmt· ,

8. Hydraulisches Fahrzeugbremssteuersystem nach Anspruch 7» '. dadurch gekennzeichnet, daß die Entlastungseinrichtung | eine Öffnung aufweist, deren Strömungsquerschnitt duroh j eine Trägheitsmasse eingestellt wird, die gegen eine zweite Feder bei einer Abbremsung des Fahrzeuges einwirkt, wodurch augenblicklich die Fahrzeuggeschwindigkeit während des Bremaens dadurch berechnet wird, daß die lineare Fahrzeugabbremsung über die Zeit integriert wird.

9· Hydraulisches Fahrzeugbremssteuersystem nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch einen Pufferkolben, der wirksam ist, um den Druck im Hydraulikkreis zu steuern und um diesen Druck auf die Radbremszylinder des Bremssystema zu übertragen, wobei dieser Pufferkolben axial fluchtend mit dem Drosselschieber angeordnet ist, so daß durch eine weitere vom Fahrer durchgeführte Bewegung des Drosseischiebera dieser mechanisch den Pufferkolben verschieben kann, um

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einen Druck in den Radbremszylindern zu erzeugen.

10. Hydraulisches Fahrzeugbremsateuersystem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Drosselschieber die Pumpenrüekatrömung entsprechend dem Druck im Hauptbremsdruokzylinder bei einer Bremsung mit normalerweise geringem Schlupf derart drosselt, daß der Pumpen- und der Bremszylinderdruck im wesentlichen gleich dem Druck im Hauptbremszylinder ist, so daß ein gewisses Verhältnis eingestellt ist, wobei der Drosselschieber -wirksam ist, um die Bypassöffnung vollständig zu schließen, wenn der Druck im Hauptbremsdruckzylinder durch den Fahrer erhöht wird, so daß die Bremssteuerung dann von dem auf die Raddrehzahl ansprechenden Steuerschieber übernommen wird.

11. Verfahren zum Abbremsen eines Fahrzeuges, bei welchem durch die Integration der Bewegung einer Trägheitsmasse im System die Fahrzeuggeschwindigkeit dauernd v/ährend der Abbremsung auf den neuesten Wert gebracht wird, dadurch gekennzeichnet, daß (a) die Raddrehzahl abgefühlt wird, wenn imner die Räder des Fahrzeuges sich drehen, (b) bei Beginn der Bremsung ein Signal gespeichert wird, welches eine Funktion der Raddrehzahl ist, und welches somit ein Fahrzexiggeschv/indigkeitssignal darstellt, (c) während des Bremsens das Raddrehzahlsignal maßstäblich so verändert wird/, daß es um einen Bruchteil größer erscheint, als es tatsächlich ist, (d) wenn durch die Bremsanlegung die tatsächliche Raddrehzahl auf einen festen Bruchteil der gespeicherten Raddrehzahl vermindert ist, das maßstäblich veränderte Raddrehzahlsignal das gespeicherte Signal abgleicht, so daß sich das Rad mit einem festen Bruchteil der Fahrzeuggeschwindigkeit dreht, v/as einem festen Radschlupfprozentsatz entspricht, (e) das gespeicherte Signal kontinuierlich vermindert wird, damit dieses der verminderten Fahrzeuggeschwindigkeit entspricht, und zwar dadurch^

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durch, daß daa Zeitintegral der Fahrzeugabbremsung gebildet wird, (f) eine Modulationseinrichtung als Funktion einer Ab-weiGhung dea Signalabgleichs eingeatellt wird, UIu das Breiiiamoment au erhöhen oder zu verringern, um dieae Abweichung auf ein Minimum herabzuaetzen und um . die Baddrehzahl derart einzustellen, daß eine vorgegebene Proportionalität aur Fahrzeuggeschv/indigkeit aufrecht erhalten wird.

12« Verfahren nach Anapruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß in der Stufe (a) ein elektrisches Signal (A) erzeugt wird, v/elchea der Raddrehzahl entspricht, daß in der Stufe (b) das elektrische Signal (A), welches die Fahrzeuggeschwindigkeit darstellt, geapeichert wird, daß in der Stufe (c) die Fahrzeugabbremsung· abgefühlt wird undals ein elektrisches Signal (B) angegeben wird, welches integriert wird, um ein Signal (G) zu bilden, welchea die Fahrzeuggeschwindigkeit daratellt, daß in der Stufe (d) daa Signal (0) während des Bremsens duroh die Zsitintegration der Abbremsung kontinuierlich vermindert wird, daß in der Stufe (f) der Ausgang eines Abweichungskomparators verwendet wird, um eine Bremssteuerung zu regeln«

13. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß in der Stufe (a) ein Druckmittel durch einen Druckmittelkreis in Form eines Stromes als Funktion der Fahrzeuggeschwindigkeit hindurchgeführt wird, daß in der Stufe (b) · ein Druckabfall an einer Stelle in dem Kreis in eine Federbblastung umgewandelt wird, daß in der Stufe (c) die Federbelastung mit einem Druckabfall an einer zweiten Stelle in dem Krei3 durch einen Schieber verglichen wird, daß in der Stufe (e) die Federbelaatung entsprechend der Fahrzeugabbremsmng vermindert wird und daß in der Stufe (f) eine Bremskraft als Funktion der hydraulischen Kraft aufgebracht wird.

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