DE2225771A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Bremsen von Radfahrzeugen - Google Patents

Description

PATENTANWALT 8 MDNCHEN, 26.5.1972/S

DR. WILHELM HASSE PGm 4036/Ki

DIPLOMINGENIEUR

Edmond Kiatipoff, 2225771 6, Rue de Siam, Paris (i6e)

VERFAHREN UND VORRICHTUNG ZUM BREMSEN VON RADFAHRZEUGEN

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zum elektronisch gesteuerten Bremsen eines Radfahrzeugs.

Von der Wirksamkeit des Bremsens der Radfahrzeuge, vor allem der Straßenkraftfahrzeuge, hängt die Verkehrssicherheit ab: das Bremsen soll das Fahrzeug auf einer Mindeststrecke zum Halten bringen, aber gleichzeitig das Blockieren der Räder vermeiden, um nicht die Lenkbarkeit des Fahrzeugs zu beeinträchtigen.

Es sind Bremssysteme bekannt, bei denen zur Vermeidung des Blockierens der Räder die Verzögerung eines Rades während des Bremsens gemessen wird, wobei der Bremsvorgang abgebrochen wird, sobald die Verzögerung einen vorherbestimmten Wert überschreitet.

Wenn der Fahrer bei einem solchen System die Bremsung etwa durch Druck auf einen Bremsfußhebel betätigt, werden die Räder gebremst, dann losgelassen, dann wieder neu gebremst, usw., wodurch eine Folge ohne

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weiteres bemerkbarer und manchmal unangenehmer Stöße bewirkt wird.

Abgesehen davon macht das Prinzip des Steuerns der Bremslüftung auf Grund der Verzögerung eines Rades das System wenig wirksam, wenn die Haftbedingungen wenig befriedigend sind, beispielsweise wenn ein Kraftfahrzeug eine nasse Straße befährt.

Das Bremsverfahren nach der Erfindung verfolgt den doppelten Zweck einer maximalen Wirksamkeit, das heißt einerseits, den Stillstand des Fahrzeugs auf einer Mindeststrecke zu gewährleisten, und andererseits das Blockieren irgendeines Rades unbedingt zu vermeiden, und zwar auch bei Vorhandensein schlechter Haftbedingungen, beispielsweise wenn ein Kraftfahrzeug eine nasse und rutschige Straße befährt.

Das erfindungsgemäße Verfahren zum Bremsen eines Fahrzeugs mit mindestens einem Vorderrad und mindestens einem Hinterrad, bei dem die Geschwindigkeit eines Rades und die Geschwindigkeit des Fahrzeugs gemessen, letztere 'gespeichert und zur Steuerung einer nachfolgenden Bremsphase verwendet wird, ist dadurch gekennzeichnet, daß bei einer Bremsphase ein Rad oder die Räder eines ersten Radsatzes gebremst wird bzw. werden, um ihm bzw. ihnen eine erste Geschwindigkeit zu verleihen, die einem ersten Gleitwert entspricht, der in bezug auf die gespeicherte Fahrzeuggeschwindigkeit vorherbestimmt ist, wobei diese Phase solange beibehalten wird, bis die Fahrzeuggeschwindigkeit mit der erstgenannten Geschwindigkeit übereinstimmt, daß das Rad oder die Räder des zweiten Radsatzes gebremst wird bzw. werden, um ihm bzw. ihnen eine zweite Geschwindigkeit zu verleihen, die einem zweiten Gleitwert entspricht, der in bezug auf die gespeicherte, über dem ersten Gleitwert liegende Fahrzeuggeschwindigkeit vorherbestimmt ist, daß am Ende dieser ersten Phase die erstgenannte Geschwindigkeit gespeichert wird und daß eine zweite Bremsphase erfolgt, für die die- erstgenannte Geschwindig-

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keit die RaEe der gespeicherten Fahrzeuggeschwindigkeit bei der ersten Phase spielt, usw.

Eine Vorrichtung zum Bremsen eines Fahrzeugs durch Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens mit einem Fühler zur Bestimmung der Radgeschwindigkeit, sowie Mittel zur Speicherung der Fahrzeuggeschwindigkeit, ist dadurch gekennzeichnet, daß sie Mittel enthält, um das oder die Hinterräder so zu bremsen, daß es bzw. sie im Laufe einer Bremsphase eine Geschwindigkeit annehmen, die einem ersten Bruchteil der gespeicherten Fahrzeuggeschwindigkeit entspricht, bis die Fahrzeuggeschwindigkeit derjenigen des oder der Hinterräder entspricht, daß sie Mittel enthält, um im Laufe der erwähnten Bremsphase und gleichzeitig mit der Bremsung des oder der Hinterräder das oder die Vorderräder so zu bremsen, daß es bzw. sie eine Geschwindigkeit annehmen, die einem zweiten Bruchteil der gespeicherten Fahrzeuggeschwindigkeit entspricht, der kleiner als der erste Bruchteil ist, sowie Mittel, um am Ende der genannten Bremsphase sowohl die Speicherung der Fahrzeuggeschwindigkeit, als auch neue Bremsphasen zu steuern.

Das Rad bzw. der Radsatz, der die langsamere Geschwindigkeitsanweisung erhält, führt daher ständig eine Bremstätigkeit aus. Die Bremsung ist wirksam und das gesamte Verfahren läuft ab, ohne daß die Fahrzeuginsassen Stöße empfinden.

Die folgende beispielartige Beschreibung nimmt Bezug auf die anliegende Zeichnung.

Figur 1 ist die schematische Darstellung einer Bremsvorrichtung nach

der Erfindung für eine erste Ausführungsform, Figur 2 und 3 sind sinngemäße schematische Darstellungen weiterer Ausführungsformen,

Figur 4 bis 12 sind Diagramme.

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Bei der nachfolgenden Beschreibung wird die Erfindung so dargestellt, daß sie auf ein vierrädriges Straßenkraftfahrzeug angewendet wird, ohne den Anwendungsumfang dadurch einzuschränken, insbesondere in bezug auf die Anzahl der Fahrzeugräder und/oder die Art des Fahrzeugs.

Bei der in Figur 1 dargestellten Ausführungsform werden die proportional zur Geschwindigkeit eines Hinterrades RAR und eines Vorderrades RAV auftretenden Spannungen durch Fühler 70, 71 festgestellt und über Schaltkreise 72-72' und 73-73', sowie über die Schaltkreise H₁, 11-, 11 , 11 an die Dioden 12,-12. gelegt, und über einen Umschalter 13 mit beweglichem Blatt 13a an einen Operationsverstärker 14, der bei geschlossenem Umschalter 13 das Laden eines Speicherkondensators 15 auf einen Kapazitätswert sicherstellt, der der höchsten Spannung der Schaltkreise 11 entspricht.

Der Schaltkreis 16 des mit einem Widerstand 17 versehenen Kondensators 15 wird über einen zweiten Umschalter 18 an einen Potentiometer 19 gelegt, der mit seinem beweglichen Organ 20 eine Einstellung der an einem Eingang 22 eines an einem Fahrzeughinterrad angebrachten Reglers 23 vorhandenen Spannung ermöglicht.

An den zweiten Eingang 25 des genannten Reglers wird eine von der Geschwindigkeit des Hinterrades abhängige Spannung gelegt, wie sie mit Hilfe des an dem betreffenden Rad angebrachten Fühlers 70 festgestellt wurde, wobei die an die Eingänge 22 und 25 gelegten Spannungen entgegengesetzte Vorzeichen haben.

Die Eingänge 22 und 25 sind mit einem Eingang 26 eines Operationsverstärkers 24 verbunden, dessen anderer Eingang über die Widerstände 27 bzw. 28 an Masse liegt. Eine Übertragungsvorrichtung 29, wie sie bei Regelanlagen üblich ist, beispielsweise eine Vorrichtung zur Phasenvoreilung mit frequenzabhängiger Verstärkung, ist parallel zu

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dem Verstärker 24 geschaltet. 5

Der Ausgang 31 des Reglers 23 steuert durch seinen Anschluß an die Basis 32 eines Transistors 33 den Stromkreislauf innerhalb einer Wicklung 34 einer elektrohydraulischen,elektropneumatischen oder elektromechanischen Vorrichtung DH_f die in den Bremskreis dieses Rades geschaltet ist und über die der Bremsflüssigkeitsdruck angewendet werden kann.

Bei der dargestellten Ausführungsform ist die Bremsdrucksteuervorrichtung DH₁ die eine über einen Schaltkreis 76 an eine elektrische Stromquelle 77 angeschlossene Wicklung 34 enthält, eine hydraulische Schiebervorrichtung T, eine Flüssigkeitsspeiseleitung CA, eine an die Bremse FAR angeschlossene Druckanwendungsleitung CP und eine Behälterrücklaufleitung CB.

Der Ausgang 31 des Reglers 23 ist außerdem über eine Vorrichtung mit Zeitkonstante 35 an einen Eingang 37* eines Schaltkreises GU 36 angeschlossen, dessen anderer Eingang 37 mit einem Kontakt 74 verbunden ist, der an diesem vom ersten Augenblick des Bremsens an, beispielsweise dem Betätigen eines Bremsfußhebels 75, eine Spannung herstellt. Der Ausgang 38 des Schaltkreises OU 36 stellt über einen Zweig 39 die Steuerung des Umschalters 13, und über einen Zweig 41 die Steuerung des Umschalters 18 sicher.

Bei einem Fahrzeug mit zwei Hinterrädern, wie hier in Betracht gezogen, ist das andere Hinterrad mit einem Regler versehen, der sinngemäß zu dem bereits beschriebenen angebracht ist.

Die Ausrüstung eines Vorderrades umfaßt einen Regler 42, dessen erster Eingang 43 mit der Potentiometervorrichtung verbunden ist, wobei die an diesem ersten Eingang vorhandene Spannung über einen Widerstand

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an einen Operationsverstärker 44 gelegt wird. Der zweite Eingang 46 des Reglers 42, an den eine Spannung gelegt wird, die von der Geschwindigkeit des Vorderrades abhängig ist, die ihrerseits von dem an dem betreffenden Vorderrad angebrachten Fühler 71 festgestellt ' wurde, wird über einen Widerstand 47 an den Operationsverstärker 44 gelegt, wobei die Spannungen an den Eingängen 43 und 46 entgegengesetzte Vorzeichen haben.

Parallel zu dem Operationsverstärker 44, von dem ein Eingang an Masse liegt, ist eine zu der Vorrichtung 29 analoge Übertragungsvorrichtung 48. Der Ausgang des Verstärkers 44 wird an die Basis 49 eines Transistors 50 gelegt, dessen Kollektor 51 eine Wicklung 52 einer elektrohydraulischen, elektropneumatischen oder elektromechanischen Vorrichtung umfaßt, beispielsweise ein Elektroventil, das den Druck des Bremskreises des genannten Vorderrades steuert.

Bei dem in Betracht gezogenen Fahrzeug mit zwei Vorder- und zwei Hinterrädern ist das zweite Vorderrad mit einer Reglervorrichtung versehen, die mit der vorstehend beschriebenen völlig gleich ist.

Bei der Ausführungsform nach Figur 2 haben diejenigen Elemente, die zu denen der Ausführungsform gemäß Figur 1 analog sind, die gleichen Bezugszeichen wie diese und um die Zahl 200 erhöht. So weist die Anlage gemäß Figur 2 die Geschwindigkeitsfühler 270 und 271 auf, die an jeweils einem Hinterrad RAR und einem Vorderrad RAV des Fahrzeugs Ve angebracht sind und deren Ausgangssignale geeignet sind, mit den Leitern 272-272' und 273-273' an den Eingang eines Operationsverstärkers gelegt zu werden, dBr mit Zwischenschaltung von Dioden 212 und eines Schalters 213 mit beweglichem Blatt 213a mit den Leitern 272· und 273'

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verbunden ist. Der Festkontakt 219b des Schalters 213 ist mit den Dioden 212_Q und 212„ verbunden, die auf nicht dargestellten und mit den Geschwindigkeitsfühlern eines anderen Vorderrades RAV¹ und eines anderen Hinterrades RAR¹ verbundenen Schaltkreisen zwischengeschaltet sind. Wenn sich das bewegliche Blatt des Schalters 213 in der mit ausgezogenem Strich in Figur 2 dargestellten Stellung befindet, also mit dem Festkontakt 213b zusammenwirkt, dann stellt der Verstärker 214 das Laden eines Speicherkondensators 215 auf einen Kapazitätswert sicher, der der höchsten Spannung in den Schaltkreisen entspricht, zu denen die Dioden 212 gehören. Parallel zu dem Kondensator 215 ist ein Widerstand 21? geschaltet, der durch einen Umschalter 218 mit einem Potentiometer 219 verbunden ist, dessen Spannungsabnehmer mit einem Eingang 243 eines Reglers 242 verbunden ist, der an das Vorderrad RAV angeschlossen ist, und an einen Eingang 222 eines Reglers 223, der an das Hinterrad RAR angeschlossen ist.

Der Regler umfaßt einen Operationsverstärker 244, dessen erster Eingang .284 am gemeinsamen Punkt 285 der Eingänge 243 und 246 des genannten Reglers angeschlossen ist und dessen zweiter Eingang 286 nicht mehr, wie bei der vorherigen Ausführung, an Masse liegt, sondern über die Widerstände 28? und 288 mit einer Bezugsspannung -U verbunden ist. Parallel zu dem Verstärker 224 ist eine Übertragungsvorrichtung 248 geschaltet, wie sie bei Regelanlagen üblich ist, beispielsweise eine Vorrichtung zur Phasenvoreilung mit frequenzabhängiger Verstärkung.

Der Regler 223 hat den gleichen Aufbau wie der Regler 242, mit einem Operationsverstärker 224, dessen erster Eingang 226 mit dem gemeinsamen Punkt der Eingänge 222 und 225 des genannten Reglers verbunden ist und dessen zweiter Eingang 291 über die Widerstände 292 und 293 an dieselbe Bezu gspannung -U wie oben erwähnt angeschlossen ist.

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Bei der Ausführungsform nach Figur 2 werden auch die von den Fühlern 270 und 271 abgegebenen Signale an einen Vergleicher über die Schaltkreise 295 und 296 gelegt, auf denen die vorzugsweise den gleichen Wert aufweisenden Widerstände 297 und 298 zwischengeschaltet sind, wobei der Vergleicher 294 eine Vorrichtung 299, beispielsweise eine Transistorschaltung mit Feldeffekt, steuert, deren Ausgang 299' das Polarisationspotential des Potentiometers 219 festlegt.

Der Ausgang des Reglers 242 steuert über einen Transistor 250 den Kreislauf des von einer Quelle 277 gelieferten Stromes innerhalb der Wicklung 252 einer elektrohydraulischen, elektropneumatischen oder elektromechanischen Vorrichtung DH¹ zur Anwendung des Bremsdruckes auf das Vorderrad RAV; gleichzeitig steuert der Ausgang 231 des Reglers über einen Transistor 233 den Stromkreislauf in der Wicklung 2.34 der Vorrichtung DH zur Anwendung des Bremsdrucks auf das Hinterrad RAR. Der Ausgang 231 des Reglers 223 wird außerdem über eine Vorrichtung mit Zeitkonstante 235 an einen Eingang eines logischen Schaltkreises 236 angeschlossen, dessen anderer Eingang mit einem Kontakt 274 verbunden ist, der geeignet ist, durch Betätigung des Bremspedals 275 gesteuert zu werden, wobei der Ausgang 238 des logischen Schaltkreises 236 einerseits den Schalter 213 über einen Zweig 239 und andererseits den Schalter 218 über einen Zweig 241 steuert.

Zur Veranschaulichung sind' nur die mit einem Hinterrad RAR und einem Vorderrad RAV verbundenen elektrischen Schaltkreise dargestellt. Bei einem Fahrzeug mit zwei Hinterrädern und zwei Vorderrädern ist jedoch ein dem Regler 242 analoger Regler dem Vorderrad RAV zugeordnet, während dem Hinterrad RAR¹ ein dem Regler 223 analoger Regler zugeordnet ist.

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Eine Anlage nach der Erfindung arbeitet wie folgt:

Bei der Bremsbetätigung, etwa beim Niederdrücken des Bremsfußhebels 275, öffnen sich die bis dahin geschlossenen Umschalter 213 und 218; über die Kapazität 215 und den Potentiometer 219 wird an die Eingänge 243 und 222 der Regler 242 und 223 eine Spannung gelegt. Wenn die Anlage keinen Vergleicher 294 aufweist, wie bei der in Figur T gezeigten
Ausführungsform, oder wenn sie einen solchen VErgleicher aufweist, dann liefert der Schaltkreis 299 ein Signal Null, das heißt, wenn sich die Räder RAV und RAR bei der Bremsbetätigung mit derselben Geschwindigkeit bewegen, die im Augenblick unmittelbar vor dem Bremsen zur besseren Veranschaulichung 100 km/h beträgt, dann ist die an die Eingänge 243 und 222 gelegte Spannung proportional zu dieser Geschwindigkeit, die daraufhin gespeichert wird.

Durch eine geeignete Wahl der entsprechenden Werte der Widerstände und 228, sowie durch eine geeignete Wahl der Spannung -U, läßt der
Regler 229 die Hinterräder eine Geschwindigkeit von beispielsweise 80% des gespeicherten Wertes annehmen, das heißt 80 km/h, so lange, wie die an dem Eingang 225 angelegte Spannung absolut gesehen größer ist als die an dem Eingang 222 vorhandene, unter Berücksichtigung der Widerstände 227, 228. Analog hierzu werden die relativen Werte der Widerstände 245 und 247 an den Eingängen 243 und 246 des Reglers 242 so
gewählt, daß der Regler 242 unter Berücksichtigung des Wertes der
Spannung -U die Vorderräder auf eine Geschwindigkeit bringt, die beispielsweise 70^6 des gespeicherten Geschwindigkeitswertes entspricht, also im vorliegenden Beispiel 70 km/h.

Die vorstehend erwähnten Zahlenwerte gelten nur beispielartig und
nicht einschränkend und wurden für ein gegebenes Fahrzeug gewählt,
damit sich die Funktionspunkte der Räder in der Nähe der Scheitel-

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punkte der Kurven befinden, die die Reibungskoeffizienten u (in Qrdinaten) in Abhängigkeit des Gleitens g (in Abszissen) darstellen, oder den in den Figuren 6 und 4 dargestellten Haftkurven, die sich auf ein Straßenfahrzeug auf trockenem, bzw. auf dasselbe Fahrzeug auf feuchtem Boden beziehen.

Auf den Diagrammen dieser Figuren durchläuft, im Falle eines auf einer trockenen Fahrbahn fahrenden Kraftwagens und bei den oben erwähnten Zahlenwerten, der Funktionspunkt der Hinterräder beim Bremsen die Kurve 300 vom Punkt 0 aus (kein Gleiten im ersten Augenblick des Brerasens) bis zu dem Punkt 302 (Gleiten von 20%, entsprechend 80 km/h bei einer gespeicherten Geschwindigkeit von 100 km/h), dann die gleiche Kurve, aber in umgekehrtem Sinn, wie die Pfeile (Figur 7) angeben, während der Funktionspunkt der Vorderräder die Kurve 301 vom Punkt 0 aus (kein Gleiten im ersten Augenblick des Bremsens) bis zum Punkt 303 (Gleiten von 30$, entsprechend 70 km/h) (Figur 6.) durchläuft, und. beschreibt dann einen Bruchteil dieser Kurve in der Nähe ihres Scheitelpunktes, indem er zwischen dem Gleitwert 10% und 30% hin- und herpendelt wie es die Pfeile angeben. Zur Veranschaulichung wurden die von dem Funktionspunkt der Vorderräder nacheinander beschriebenen Abschnitte der Kurve 301 mit vollem Strich entlang der /U-Achse versetzt gezeichnet, doch ist ersichtlich, daß der Funktionspunkt gerade die Kurve ständig beschreibt.

Auf dem Diagramm von Figur 10, bei dem die Abszissenachse die Zeitachse ist und die Ordinatenachse diejenige der Geschwindigkeiten, stellt die Kurve 304 die Fahrzeuggeschwindigkeit dar, die im Bremsverlauf abnimmt, während die Kurven 305 und 306 die Geschwindigkeiten der Hinter- bzw. Vorderräder angeben.

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In dem Maße, wie sich das Fahrzeug verlangsamt, sinkt die von dem Eingang 225 kommende elektrische Spannung, während sich diejenige zur Darstellung der gespeicherten Geschwindigkeit, nämlich von 100 km/h, nicht wesentlich ändert. Der von der Vorrichtung DH mit der an die elektrische Stromquelle 277 angeschlossenen Wicklung 234 gesteuerte Bremsdruck sinkt und die Hinterräder werden immer weniger gebremst.

Wenn am Ende einer ersten Bremsphase, in deren Verlauf die Geschwindigkeiten, die die Anlage den Vorder- und Hinterrädern auferlegt, im wesentlichen konstant sind (Absätze 308a und 309a), gleicht sich die Fahrzeuggeschwindigkeit derjenigen der Hinterräder an, wie in Punkt 307 des Diagramms gezeigt; diese Geschwindigkeit wird, wie rechts mit strichpunktierter Linie der Ordinate auf 80 km/h scheraatisch angedeutet, über den logischen Schaltkreis 236 gespeichert, der erneut das Schließen der Schalter 213 und 218 steuert. Nun wird eine Spannung mit entgegengesetztem Vorzeichen zu derjenigen der vorherigen Phase an den Eingang 225 des Reglers 223 gelegt, so daß der die Wicklung 234 enthaltende Schaltkreis vollständig erregt wird: der Schieber T verschiebt sich nach rechts, auf der Zeichnung gesehen, und stellt die Verbindung zwischen der mit der Bremse FAR verbundenen Leitung CP und der mit dem Behälter verbundenen Leitung CD her, so daß der Bremsdruck auf die Hinterräder RAR verschwindet: das Fahrzeug bewegt sich mit 80 km/h fort und die Hinterräder bewegen sich mit der Geschwindigkeit, die 80 km/h entspricht, also ohne zu gleiten. Da jedoch die Geschwindigkeit dar Vorderräder 70 km/h und diejenige des Fahrzeugs 80 km/h beträgt, dauert die Bremstätigkeit weiter an.

Auf Grund des an den Eingang 291 des Verstärkers 224 gelegten Wertes.der konstanten Spannung -U steigt die Differenz der Spannungen, die an die beiden Eingänge des genannten Verstärkers gelegt werden, wenn die Fahr-

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Zeuggeschwindigkeit abnimmt, so daß die erfindungsgemäße Anlage den Hinterrädern eine Geschwindigkeit über den Steuerausgang 231 des Transistors 233 auferlegt, die mit Absatz 308b der Kurve 305 dargestellt ist. Die letztere Geschwindigkeit ist ein kleinerer Bruchteil der gespeicherten Geschwindigkeit, als der Bruchteil der ersten Geschwindigkeit des Absatzes der Hinterräder in bezug auf die zuerst gespeicherte Geschwindigkeit ( Δ Va < Vb). So läßt die Vorrichtung in dem hier berücksichtigten Beispiel die Hinterräder im Verlauf der zweiten Bremsphase eine Geschwindigkeit annehmen, die beispielsweise 73^6 der am Ende der ersten Phase gespeicherten entspricht, das haißt 58,4 km/h. Desgleichen läßt der Regler 242, dessen Verstärker 244 einen Eingang an demselben konstanten Potential -LJ hat, die Vorderräder im Verlauf der zweiten Bremsph,ase eine von dem Absatz 309b in Figur 10 dargestellte Geschwindigkeit annehmen, die im beschriebenen Beispiel beispielsweise 63?6 der am Ende der ersten Phase gespeicherten Geschwindigkeit entspricht, das heißt 50,4 km/h, während die Geschwindigkeit der Vorderräder bei der ersten Bremsphase 70^6 derjenigen betrug, die zuerst gespeichert worden war.

Der Vergleich der Kurven 310, 311 der Figuren 8 und 9, die die Wege der Funktionspunkte der Vorder- bzw. Hinterräder darstellen, während die Fahrzeuggeschwindigkeit die Größenordnung von 10 km/h einnimmt, mit den entsprechenden Kurven 301 und 302, die einer Fahrzeuggeschwindigkeit von beispielsweise 100 km/h entsprechen, veranschaulicht die Funktion der Vorrichtung, die es durch Anwendung einer konstanten Bezugsspannung -U ermöglicht, die volle Bremsung des Fahrzeugs bis zum Stillstand zu gewährleisten und gleichzeitig die Anzahl der aufeinanderfolgenden Bremsphasen und infolgedessen diejenige der Geschwindigkeitsspeicherungen durch die schrittweise Verlängerung dieser Phasen zu regeln.

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Ist die Fahrzeuggeschwindigkeit am Ende der zweiten Bremsphase gleich derjenigen der Hinterräder, wie Punkt 312 des Diagramms von Figur 10 zeigt, dann wird dieser Geschwindigkeitswert, im Beispiel 58,4 km/h, gespeichert, und der Ablauf beginnt von neuem.

Das Diagramm von Figur 11, auf das in den Abszissen die Gleitwerte Vorder- und Hinterräder in bezug auf die gespeicherten Geschwindigkeiten abgetragen wurden und in die Ordinaten die Fahrzeuggeschwindigkeiten in km/h, zeigt auf den Absätzen AB, GD, EF usw. die Gleitwerte, die die Vorrichtung den Hinterrädern auferlagt, und auf den Absätzen GH, IJ, KL die den Vorderrädern auferlegten Gleitwerte.

Wenn die Räder RAV und RAR im Gegensatz zu der eingangs aufgestellten Hypothese, derzufolge sie bei Bremsbeginn die gleiche Geschwindigkeit haben, sich mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten drehen, was beispielsweise dann der Fall ist, wenn die Bremstätigkeit eintritt, während das Fahrzeug eine Kurve durchfährt, dann ist der Ausgang des Vergleichers 294 anders als Null, und der Schaltkreis 299 legt eine Polarisationsspannung an den Potentiometer 219, die nicht gleich Null ist. Hieraus ergibt sich eine Veränderung der Grenzen der Gleitwerte, die die Vorrichtung den Vorder- und Hinterrädern auferlegt, wie dies die Kurven 315 und 316 von Figur 6 in bezug auf ein Vorderrad darstellen, die die Verschiebung des Funktionspunktes eines solchen Rades während des Brerasens zeigen. Die Kurven 315 und 316 wurden zur Veranschaulichung oberhalb der Kurve 301 gezeichnet, obwohl der Funktionspunkt eines Vorderrades in Wirklichkeit die Kurve 301 zwischen Gleitwerten durchläuft, die gegenüber den vorstehend erwähntem und in den illustrierten Beispielen enthaltenen um 5% in Richtung auf die kleinen Gleitwerte bsi Kurve 315 in strichpunktierter Linie und um \Q% in Rich-

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tung auf die großen Gleitwerte bei Kurve 316 in gestrichelter Linie versetzt sind.

Mit anderen Worten, während bei der ersten Funktionshypothese der Funktionspunkt der Vorderräder während des Bremsverlaufes die Haftkurve zwischen den Gleitwerten 10 und 30% durchlief, beschreibt der Funktionspunkt eines Vorderrades in der Nähe des Kurvenscheitelpunktes

- vorausgesetzt, daß die Geschwindigkeiten der Vorderräder RAV und Hinterräder RAR bei Bremsbeginn verschieden sind - die Haftkurve in dem zwischen 5 und 25% des Gleitens (Kurve 315) enthaltenen Abschnitt, wenn die Geschwindigkeit des Hinterrades niedriger ist als diejenige des Vorderrades, während der Funktionspunkt der Vorderräder die Haftkurve zwischen den zwischen 20 und 40% des Gleitens (Kurve 316) enthaltenen Gleitwerten beschreibt, wenn die Geschwindigkeit des Vorderrades niedriger ist als diejenige des Hinterrades.

Da der Spannungsabnehmer des Potentiometers 219 gleichzeitig an einem Eingang des Reglers 242 und an einem Eingang des Reglers 223 anliegt, die an Vorder- und Hinterrädern angebracht sind, steuert der Schaltkreis des Vergleichers 294 die Veränderung der Schlupfwertgrenzen gleichzeitig für die Vorder- und für die Hinterräder.

Auf diese Art und Weise läßt sich, in Abhängigkeit der Fahrbedingungen des Fahrzeugs im ersten Bremsaugenblick, vor allem in Abhängigkeit seiner Bahn, die Bremsung an diese Bedingungen anpassen, beispielsweise um zu berücksichtigen, daß eine Bremsung gesteuert wird, während das Fahrzeug eine Kurve durchfährt.

In Figur 3, die sich auf eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung bezieht, ist der Regler 223 so dargestellt, daß er an das Hinterrad RAR des Fahrzeugs angeschlossen ist, und der Regler 320 an ein weiteres Hinterrad RAR¹ des Fahrzeugs Ve. Die Elemente, die

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zu denjenigen der Ausführungsform gemäß Figur 2 analog sind, tragen die gleichen Bezugszeichen wie in dieser Figur, doch sind einige der in Figur 2 gezeigten Vorrichtungsteile zur Veranschaulichung weggelassen.

Bei der Ausführungsfarm gemäß Figur 3 ist zwischen den Regler 223 und den Transistor 233 zur Steuerung der Bremskraft durch die elektropneumatische, elektrohydraulische oder elektromechanische Vorrichtung OH eine Diode 321 geschaltet, die über einen Regelwiderstand 322 an eine Diode 323 angeschlossen ist, die zwischen den Ausgang des Reglers 320 und den Transistor 324 zur Steuerung einer Vorrichtung 325 geschaltet ist; diese ist vorteilhafterweise von der gleichen Art wie die Vorrichtung DH zur Anwendung der Bremskraft auf das Hinterrad RAR¹.

Bei einer solchen Anlage ist das positivste der von den Reglern 223 und 320 abgegebenen Signale, also dasjenige, das einer Verminderung der Bremskraft entspricht, ausschlaggebend für die Steuerung der Transistoren 233 und 324, so daß die Vorrichtung wie folgt arbeitet:

Solange die Haftbedingungen für alle vier Fahrzeugräder gleich sind, arbeitet die Vorrichtung genau so wie bei der vorstehend beschriebenen Ausführungsform, die auf der linken Seite des Diagramms von Figur 12 zwischen den Momenten ο - r und r - s dargestellt ist. Auf diesem, dem in Figur 10 gezeigten analogen Diagramm, stellt die Kurve 340 die Fahrzeuggeschwindigkeit dar, während die Kurven 341 und 342 die Geschwindigkeiten des Hinterrades RAR¹ bzw. des Hinterrades RAR darstellen, während die Kurven 343 und 344 die Geschwindigkeiten der Vorderräder RAV und RAV darstellen.

Ändern sich die Haftbedingungen, beispielsweise durch Verbesserung zwischen den Punkten ^ und t[ gegenüber dem Umstand, daß sie sich zwischen den Punkten £ und r befanden, während sie für alle vier Räder gleichbleiben, dann ergibt sich eine schnellere Bremsung des Fahrzeugs,

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was durch die stärkere Neigung der Kurve 340 auf der Abszissenachse dargestellt wird, die die Fahrzeuggeschwindigkeit darstellt.

Wenn die Haftung der Gesamtheit der Räder ab Punkt ^ nicht mehr dieselbe ist, beispielsweise wenn die Haftung der Räder RAV¹ und RAR¹ beim Auftreffen auf eins Glatteisstelle oder ähnlichem plötzlich absinkt, dann neigen diese Räder zum Blockieren, wie die Abschnitte 345 und 346 der Kurven 341 und 343 zeigen, wobei die Haftbedingungen der Räder RAV und RAR in Figur 6 gezeigt werden, und die Haftbedingungen der Räder RAV¹ und RAR¹ in Figur 4.

Um die Tendenz des Hinterrades RAR¹ zum Blockieren auszuschalten, sinkt der durch die Vorrichtung 325 ausgeübte Bremsdruck - dessen Ansprechkurve in Figur 5 gezeigt wird, auf der die Bremsdrücke in die Ordinaten und die von dem Transistor 324 gelieferte Steuerspannung in die Abszissen eingetragen wurde - um den durch den Punkt M dargestellten Wert auf den N dargestellten Wert. Das von dem Regler 320 gelieferte Signal, das ausschlaggebend wird, ist einerseits erneut ein vorherbestimmter Bruchteil der am Ende der vorherigen Phase gespeicherten Geschwindigkeit, die mit der strichpunktierten Linie 347 von Figur 12 dargestellt wird und von der Vorrichtung dem Hinterrad RAR* auferlegt wird, während der Transistor 233 über den Widerstand 322 ebenfalls von dem Signal gesteuert wird, das der Regler 320 liefert, um die Vorrichtung DH auf der gleichen Ansprechkurve zu betätigen wie derjenigen der Vorrichtung 325, und um auf das Hinterrad RAR den gleichen Bremsdruck wirken zu lassen wie der auf das andere Hinterrad wirkende, damit verhindert wird, daß auf das Fahrzeug ein Drehmoment ausgeübt wird, das das Bestreben hätte, das Fahrzeug aus seiner Bahn zu lenken. Das Fahrzeug wird demnach entsprechend den schlechtesten Haftbedingungen gebremst, die seine Räder antreffen, das heißt die Räder

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RAV und RAR¹, so daß seine Bremsung weniger schnell erfolgt als vorher, was durch die schwächere Neigung der Kurve 340 auf der Abszissenachse ab Punkt u dargestellt wird.

Ist die Fahrzeuggeschwindigkeit am Ende der soeben beschriebenen Bremsphase wieder gleich derjenigen der Hinterräder, was durch Punkt 348 des Diagramms von Figur 12 angegeben wird, dann wird diese neue Geschwindigkeit gespeichert und der Ablauf beginnt von neuem.

Der Regelwiderstand 322 ermöglicht den Ausgleich der an die Basen der Transistoren 233 und 324 gelegten Spannungen und demzufolge der über die Vorrichtungen DH und 325 angewendeten Bremsdrücke. Auf diese Weise kann die Veränderung des Wertes des Widerstands 322 an einen Außensteuerfaktor angeschlossen werden, wie etwa die Stellung des Fahrzeuglenkrads, oder dessen Fahrlage, oder jedes andere geeignete Mittel zur Feststellung der Fahrzeugbedingungen, um ein unterschiedliches Abbremsen der Räder nicht nur in Abhängigkeit von den Haftbedingungen, sondern auch von der Fahrzeugbahn und/oder dem Fahrverhalten des Fahrzeugs zu steuern.

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Claims (18)

1. PATENTANWAIT «MÜNCHEN, 26.5.1972/S

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   DIPLOMINGENIEUR

   Patentansprüche 1./ Verfahren zum Bremsen eines Fahrzeugs mit mindestens einem Vorder

   rad und mindestens einem Hinterrad, wobei die Geschwindigkeit eines Rades und die Geschwindigkeit des Fahrzeugs festgestellt wird, letztere gespeichert und für die Steuerung einer nachfolgenden Bremsphase verwendet wird, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer Bremsphase ein Rad oder die Räder eines ersten Radsatzes gebremst wird bzw. werden, um ihm bzw. ihnen eine erste Geschwindigkeit zu verleihen, die einem ersten Gleitwert entspricht, der in bezug auf die gespeicherte Fahrzeuggeschwindigkeit vorherbestimmt ist, wobei diese Phase solange beibehalten wird, bis die Fahrzeuggeschwindigkeit mit der erstgenannten Geschwindigkeit übereinstimmt, daß das Rad oder die Räder des zweiten Radsatzes gebremst wird bzw. werden, um ihm bzw. ihnen eine zweite Geschwindigkeit zu verleihen, die einem zweiten Gleitwert entspricht, der in bezug auf die gespeicherte, über dem ersten Gleitwert liegende Fahrzeuggeschwindigkeit vorherbestimmt ist, daß am Ende dieser ersten Phase die erstegenannte Geschwindigkeit gespeichert wird und daß eine zweite Bremsphase erfolgt, für die die erstgenannte Geschwindigkeit die Rolle der gespeicherten Fahrzeuggeschwindigkeit bei der ersten Phase spielt, usw.

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   Λ·*
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste und zweite Gleitwert in bezug auf die gespeicherte Fahrzeuggeschwindigkeit von dem Vergleich der Geschwindigkeit mindestens eines Vorderrads und mindestens eines Hinterrads aus bestimmt werden.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf die Fahrzeugräder Bremskräfte angewendet werden, die in Abhängigkeit der Haftbedingungen der Räder und gegebenenfalls in Abhängigkeit der Fahrzeugbahn und des Fahrvernaltens des Fahrzeugs bestimmt werden.
4. 4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ungeachtet der Haftbedingungen der Räder auf die Gesamtheit der Räder völlig gleiche Bremskräfte angewendet werden.
5. 5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleitwerte in bezug auf die gespeicherte Fahrzeuggeschwindigkeit im Laufe der verschiedenen Bremsphasen für das oder die Räder .des ersten Radsatzes und auch für das ader die Räder des zweiten Radsatzes zunehmen.
6. 6. Vorrichtung zum Bremsen eines FaHrzeugs mit mindestens einem Vorderrad und mindestens einem Hinterrad, mit Fühlern zur Bestimmung der Geschwindigkeit der Räder, sowie mit Mitteln zur Speicherung der Fahrzeuggeschwindigkext, dadurch gekennzeichnet, daß sie Mittel aufweist, die die Mittel zur Speicherung der Fahrzeuggeschwindigkeit zu Beginn eines Bremsvorgangs wirksam machen, Mittel um das oder die Hinterräder so zu bremsen, daß es bzw. sie im Laufe einer ersten Bremsphase eine Winkelgeschwindigkeit annehmen, die einem ersten Bruchteil der gespeicherten Geschwindigkeit entspricht, bis die Fahrzeuggeschwindigkeit mit diesem ersten Bruchteil übereinstimmt, daß sie Mittel aufweist, um im Laufe dieser ersten Phase das oder die Vorder-

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   räder so zu bremsen, daß sin eine= Winkelgeschwindigkeit annehmen, die einem zweiten Bruchteil entspricht, der kleiner ist als der erste Bruchteil der gespeicherten Fahrzeuggeschwindigkeit, sowie Mittel, um am Ende der ersten Bremsphase die Mittel zur Speicherung der Fahrzeuggeschwindigkeit wieder wirksam zu machen, wobei diese Fahrzeuggeschwindigkeit in bezug auf die Geschwindigkeiten der Vorder- und Hinterräder im Laufe einer zweiten Bremsphase die gleiche Rolle spielt wie die zu Beginn der ersten Phase gespeicherte Geschwindigkeit.
7. 7. Vorrichtung nach Anspruch 6, bei der an jedes der Fahrzeugräder elektrohydraulische, elektropneumatisch^ oder elektromechanische Bremsvorrichtungen angeschlossen sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zum Bremsen des oder der Hinterräder einen ersten Steuerregler der an das oder die Hinterräder angeschlossenen Vorrichtung aufweisen und daß die Mittel zum Bremsen des oder der Vorderräder einen zweiten Steuerregler der an das oder die Vorderräder angeschlossenen Vorrichtung aufweisen.
8. Θ. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Speicherung einerseits bei der ersten Bremsbetätigung wirksam gemacht werden, beispielsweise durch das Eindrücken eines Bremsfußhebels, und andererseits durch logische Mittel, die an die Bremsraittel des oder der Hinterräder angeschlossen sind, mit denen sie durch ein Mittel mit Zeitkonstante verbunden sind, um im Laufe einer Bremsperiode die Werte der Fahrzeuggeschwindigkeit nacheinander zu speichern, wenn die letztere mit der Geschwindigkeit der Hinterräder übereinstimmt.
9. 9. Vorrichtung nach den Ansprüchen 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Regler an einem ihrer Eingänge den Wert der gespeicherten Geschwindigkeit sowohl zu Beginn des Bremsens als auch dann erhalten, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit mit der Geschwindigkeit der Hinter-

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   räder übereinstimmt, und an einem anderen ihrar Eingänge den Geschwindigkeitswert des Rades oder Radsatzes, an das oder den sie angeschlossen sind, wobei ihre Ausgangssignale die Bremsvorrichtungen steuern, mit denen sie verbunden sind, um die erwünschten Radgeschwindxgkeiten zu erhalten.
10. 10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Regler so eingestellt sind, daß die dem oder den Hinterrädern auferlegte Geschwindigkeit im wesentlichen dem Maximum der Haftkurve in Abhängigkeit des Gleitens entspricht, und daß die Geschwindigkeit des oder der Vorderräder im wesentlichen dem Maximum dieser Kurve zuzüglich 10% entspricht.
11. 11. Vorrichtung nach Anspruch ?, dadurch gekennzeichnet, daß zu jedem Regler ein als Vergleicher geschalteter Operationsverstärker gehört, an den eine Übertragungsvorrichtung als Reglerausgleich parallel geschaltet ist.
12. 12. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Speicherungsmittel einen Kondensator enthalten, der von einem Operationsverstärker auf einen Kapazitätswert aufgeladen wird, der dem Wert der höchsten Spannung entspricht, die von den an die Fahrzeugräder angeschlossenen Fühlern geliefert wird.
13. 13. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß sie Mittel zum Vergleichen der Geschwindigkeit van mindestens einem Vorderrad und mindestens einem Hinterrad enthält, deren Ausgang, wenn er anders als Null ist, zur Bestimmung der Gleitwerte dient, die die Vorrichtung den Rädern auferlegt.

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14. 14. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß sie Mittel enthält, um bestimmte Bremskräfte in Abhängigkeit der Haftbedingungen der Räder und gegebenenfalls in Abhängigkeit der Bahn und des Fahrverhaltens des Fahrzeugs anzuwenden.
15. 15. Vorrichtung nach den Ansprüchen 7 und 14, dadurch gekennzeichnet, daß an den Ausgängen der Radregler Mittel zu«i einseitig gerichteten Stromkreislauf angeordnet sind, die durch einen Regelwiderstand miteinander verbunden sind.
16. 16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Regelwiderstand von einem mit dem Fahrzeug verbundenen Faktor gesteuert wird, wie dessen Fahrverhalten und/oder dessen Fahrlage und/ oder dessen Bahn, die von einem oder mehreren geeigneten Fühlern und/oder von der Stellung seines Lenkrads oder Ähnlichem bestimmt wird.
17. 17. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß sie Mittel enthält, um im Laufe des Bremsens und in Abhängigkeit der Geschwindigkeit des gebremsten Fahrzeugs die Gleitwerte in bezug auf eine gespeicherte Fahrzeuggeschwindigkeit abzuändern, wobei diese Gleitwerte von der Fahrzeuggeschwindigkeit den Fahrzeugrädern auferlegt werden.
18. 18. Vorrichtung nach den Ansprüchen 11 und 17, dadurch gekennzeichnet, daß einer der Eingänge des Vergleichers eine konstante Bezugsspannung ist.

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