DE2228104C2 - Überwachungseinrichtung eines Antiblockierregelsystems - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Überwachungseinrichtung eines Antiblockierregelsystems nach der Gattung des Patentanspruchs 1.

Aus der DE-OS 19 32 128 ist eine Bremskraftregelung für Kraftfahrzeuge bekannt bei welcher ein der Raddrehzahl proportionales Signal durch einen Generator erzeugt und über einen Frequenz-Spannungsumwandler einem Differenzierer zugeführt wird Dieses Signal wird über eine Schwelle, einen Verstärker einem Leistungstransistor zugeführt Unabhängig davon wird a's weitere Führungsgröße für die Regelung die als Schlupf bezeichnete Drehzahldifferenz benutzt Nach dein Ansprechen der Schwelle gibt der Leistungstransistor den Stromfluß zu einer Wicklung des den Bremsdruck steuernden Magnetventils frei. Weiterhin ist dort eine Sicherheitslogik vorgesehen, die bei einer längeren Ansteuerzeit — d. h. einer Zcn. die ein normales Regelspiel überschreitet — die Anlage abschaltet.

Aus der DE-OS 19 62 322 ist eine Sicherheitsschaltung bei einer für Kraftfahrzeuge bestimmten Bremskraft-Regelanlage bekannt bei welcher die Sicherheitslogik einen Schwellenwertschalter und nach diesem ein Zeitglied enthält das nach Ablauf einer festeingesteilten Zeit die oberhalb der üblichen Signaldauer liegt, den Stromfluß zu dem den Bremsdruck steuernden Magnetventil unterbricht Außerdem ist ein zweites Zeitglied vorgesehen, das eine längere Zeitspanne aufweist und die Anschaltdauer des Magnetventils überwacht.
Schließlich ist aus der DE-AS 19 59159 eine

Schaltanordnung zum Sperren eines falschen Steuersignals bei einem Antiblockierregelsystem bekannt bei welchem die Bildung eines fehlerhaften Signals von vorne herein vermieden wird. Etwa überhöhte, z. B. bei Fahrt über Kopfsteinpflaster entstehende Spannungs- ϊ spitzen können von den anderen Signalen deutlich unterschieden werden. Dazu werden die auftretenden Regelsignale in einem Gatter daraufhin überprüft, ob echte Radverzögerungswerte vorliegen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei emer u> Überwachungseinrichtung der eingangs besrhrisbenen xArt eine Notabschaltung zu erreiche . die nach spätestens 0,5 see die Bremskraft vol¹ ' ■ . erden läßt und den Antiblockierschutz ov- =>oll

nicht nur das Steuergerät zum Bü .;r signale ι >

einschließlich der sie überwach '.<-. Ά- lieder, sondern auch der das Magnetventil ansteuernde Leistung5Sch?Iter überwacht werden. Zur Lösung dieser Aufgabe sind die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Maßnahmen vorgesehen.

Zweckmäßige Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Überwachungseinrichtung ergeben sich abs den Unieransprüchen. Sie werden nachstehend anhand eines m der Zeichnung dargestellten Ausführungsbei- 2^r> Spieles näher beschrieben und erläutert. Es zeigt

F i g. 1 ein Blockschaltbild des Ausführungsbeispiels.

F i g. 2 einen Teil des Schaltplans des Ausführungsbeispiels,

F i g. 3 ein Blockschaltbild einer Abschaltstufe, jo

F i g. 4 den Schaltplan der Abschaltstufe und

F i g. 4a und 4b Schaltpläne vereinfachter Ausführungen der Abschaltstufe.

In Fig. 1 ist mit 10 ein Impuls-Drehzahlgeber bezeichnet, der ein Zahnrad 100 mit ferrornagnetischen Zähnen enthält Das Zahnrad 100 wird von dem nicht dargestellten Fahrzeugrad angetrieben. Den ferromagnetischen Zähnen des Zahnrads 100 steht ein joch 101 gegenüber, a.-f das eine Spule 102 gewickelt ist. Wenn sich das Zahnrad 100 dreht dann ändert sich der magnetische Widerstand des aus Joch 101 und Zahnrad ICO bestehenden magnetischen Kreises periodisch; die Spule 102 gibt daher eine Impuls-Wechselspannung ab. deren Frequenz proportional zur Drehzahl des Fahrzeugrades ist

An den Impuls-Drehzahlgeber 10 schließt sich eine Reihenschaltung an. die in dieser Reihenfolge aus einem Frequenz-Gleichspannungs-Umsetzer 11, einem Differenzierer 12, einem ersten Schwellenwertschalter i3 und einem ersten Zeitglied 14 besteht. An den Ausgang des Frequenz-GIeichspanni'ngs-Umsetzers sind weiterhin ein erster Fingang einer Fahrzeuggeschwindigkeits-Nachbildestufe 15 und ein mit + bezeichneter Eingang eines Summiergliedes 19 angeschlossen. Weitere EingSnop Ηργ Fahr7eugge:.ehwindigkeits-Nachbildestufe 15 sind mit den nicht dargestellten Frequenz-Gleichspannungs-Umsetzern der übrigen Fahrzeugräder verbunden.

Der Ausgang der Fahrzeuggeschwindigkeits-Nachbildestufe 15 liegt an einem zweiten, mit — bezeichneten Eingang des Summiergliedes 19. Auch die Regler der übrigen Fahrzeugräder enthalten Summierglieder 18, deren einer Eingang mit dem Ausgang der Fahrzeuggeschwindigkeits-Nachbildestufe 15 verbunden ist An das Summierglied IB schließt sich eine Reihenschaltung aus einem zweiten Schwellwertschalter 20 und einem zweiten Zeitglied 21 an.

Die Ausgänge der beiden Zeitglieder 14,21 liegen an zwei Eingängen eines NOR-Gatters 22, dessen Ausgang 225 mit einem Steuereingang eines Transistorschalters 23 in Verbindung steht Zwischen einer Plusleitung 36 und einer an Masse liegenden Minusleitung 35 liegen in Serie eine Schalterstufe 25, die Kollektor-Emitter-Strekke des Transistorschalters 23 und eine zur Ansteuerung eines nicht dargestellten Drucksteuerventils dienende Magnetwicklung 24. Der Verbindungspunkt zwischen dem Transistorschalter 23 und der Magnetwicklung 24 ist an den Eingang einer Abschaltstufe 26 angeschlossen. Der Ausgang der Abschaltstufe 26 liegt am Steuereingang der Schalterstufe 25.

In F i g. 2 ist der genaue S^ haltplan der Stufen 15,19, 20, 21 und 22 dargestellt Die Fahrzeuggeschwindigkeits-Nachbiidestufe enthält einen Speicherkondensator 150, dessen erster Anschluß mit der Minusleitung 35 verbunden ist Der zweite Anschluß des Speicherkondensators 150 ist an die Kathoden von vier Dioden 151 bis 154 angeschlossen. Die Anoden dieser Dioden buden die Eingänge der Fahrzeuggeschwind'gkeits-Nachbildestufe 15. So ist z. B. die Anode der DLd'· 154 mit dem Ausgang des Frequenz-Gleichspannungs-Umsetzers 11 nach F i g. 1 verbunden. Parallel zum Speicherkondensator 150 liegt eine Konstantstromquelle, die aus der Seriensdialtung eines npn-Transistors 155 und eines Widerstandes 156 besteht Die Basis des Transistors 155 ist über einen Widerstand 157 mit einer stabilisierten Plusleitung 34 sowie über eine Serienschaltung aus einer Diode 158 und einem Widerstand 159 mit der Minusleitung 35 verbunden. An den zweiten Anschluß des Speicherkondensators 150 ist weiterhin ein Ausgangswiderstand 160 angeschlossen.

Der Fahrzeugsgeschwindigkeits-Nachbildestufe ist ein Umkehrverstärker 17 nachgeschaltet, der aus Gründen der Vereinfachung in F i g. 1 nicht dargestellt ist. Der Umkehrverstärker 17 enthält eingangsseitig eine Komplementär-Darlingtonschaltung aus einem pnp-Transistor 170 und einem npn-Transistor 171. Die Basis des pnp-Transistors 170 ist an den Ausgan^swiderstand 160 angeschlossen. Der Emitter des pnp- ι ransisiors 170 und der Kollektor des npn-Transistors 171 sind miteinander verbunden und über die Reihenschaltung zweier Widerstände 172, 173 an die stabilisierte Plusleitung 34 angeschlossen. Der Kollektor des pnp-Transistors 170 Hegt an der Basis des npn-Transistors 171, und der Emitter des npn-Transistors 171 liegt an der Minusleitung 35.

An die Komplementär-Darlingtonschaltung 170, 171 schließt sich ein integrierter Operationsverstärker 174 an, dessen Ausgang über einen Widerstand 175 mit der stabilisierten Plusleitun<; 34 sowie über einen Gegenkopplungswiderstand 176 mit dem invertierenden Eirgai g verbunden ist. Der invertierende Eingang des Operationsverstärkers 174 ist weiterhin über einen Eingangswiderstand 177 an den Verbindungspunkt der beiden Widerstände 172,173 angeschlossen, ücnsieüiicn liegt der nichtmve.iierende Eingang des Operationsverstärkers 174 über einen Eingangswiderstand 178 am Abgriff eines aus zwei Widerständen 179, 180 bestehenden Spannungsteilers. Mit dem Ausgang des Operationsverstärkers 174 sind vier Ausgangsleiiungen 181 bis 184 verbunden, die zu den Summiergliedern 19 der Antiblockierregelsysteme der einzelnen Räder führen.

Das Summierglied 19 enthält zwei Addierwiderstände 19!, 192, von denen der eine mit der Anode der Diode 154 und der andere mit der Ausgangsleitung 181 verbunden ist

Der zweite Schwellenwertschalter 20 enthält als aktives Bauelement einen Operationsverstärker 200, dessen Ausgang über einen Widerstand 201 mit der stabilisierten Plusleitung 34 und über einen Mitkopplungswiderstand 202 mit dem nichtinvertierenden Eingang verbunden ist. Der nichtinvertierende Eingang des Operationsverstärkers 200 ist weiterhin über einen Eingangswiderstand 203 an die beiden einseitig miteinander verbundenen Addierwiderstände 191, 192 angeschlossen. Der nichtinvertierende Eingang des Operationsverstärkers 200 liegt über einen Widerstand 204 am Abgriff eines Spannungsteilers, der aus zwei Widerständen 206,207 besteht.

Im zweiten Zeitglied 21 ist a!s aktives Bauelement ein npn-Transistor 210 vorgesehen, dessen Emitter direkt mit der Minusleitung 35 und dessen Kollektor über einen Widerstand 215 mit der stabilisierten Plusleitung 34 verbunden ist. Die Basis des Transistors 210 ist über einen Widerstand 214 an die Minusleitung 35 und über die Reihenschaltung einer Diode 212 und eines Widerstandes 213 an die stabilisierte Plusleitung einer Diode 212 und eines Widerstandes 213 an die stabilisierte Plusleitung 34 angeschlossen. Weiterhin ist der Verbindungspunkt zwischen der Diode 212 und dem Widerstand 213 über einen Verzögerungskondensator 211 an den Ausgang des Operationsverstärkers 200 angeschlossen.

Im NOR-Gatter 22 ist ein npn-Transistor 220 mit einem Kollektorwiderstand 221 vorgesehen. Mit der Basis des Transistors 220 sind zwei Eingangswiderstände 222, 223 verbunden, von denen der erste mit dem Kollektor des Transistors 210 und der zweite mit einer Eingangsklemme 224 verbunden ist Die Eingangsklemme 224 ist an den Ausgang des ersten Zeilgliedes 14 angeschlossen (siehe Fig. 1). Der Kollektor des Transistors 220 bildet gleichzeitig den Ausgang 225 des NOR-Gatters22.

In der folgenden Funktionsbeschreibung des Ausführungsbeispiels werden die in der Digital-Technik gebräuchlichen Begriffe L-Signal und 0-Signal verwendet. Ein L-Signal wird abgegeben, wenn wenigstens näherungsweise das Potential der stabilisierten Plusle:- tung 37 vorliegt Umgekehrt liegt ein 0-Signal dann vor. wenn wenigstens näherungsweise auf das Potential der Minusleitung 35 herrscht

Die beiden Schwellenwertschalter 13, 20 sowie die beiden Zeitglieder 14, 21 sind schaltungsmäßig jeweils gleich aufgebaut Der Frequenz-Spannungs-Umsetzer 11 gibt eine Gleichspannung ab, deren Größe proportional zur Drehzahl des Fahrzeugrades ist Er kann im einfachsten Fall als passives Tiefpaßfilter ausgebildet sein. Wenn sich die Radumfangsgeschwindigkeit plötzlich stark vermindern weil das Rad zu blockieren beginnt, dann verschiebt sich die Ausgangsspannung des Differenzierers 12 in negativer Richtung. Bei einer bestimmten Größe der Radverzögerung wird die Schaltschweüe des Schwellenwertschalters 13 unterschritten und dieser gibt an seinem Ausgang ein 0-Signä! ab. Wens das erste ZekgJied J4 sai einem 0-SignaJ angesteuert wird, dann gibt es an seinem Ausgang ein L-Signal ab, das über das NOR-Gatter 22 den Transistorschalter 23 leitend macht Dadurch wird die Magnetwicklung 24 erregt, und der Bremsdruck wird abgesenkt Da nunmehr die Bremskraft allmählich kleiner wird, kann das Fahrzeugrad wieder beschleunigt werden. Der Schwellenwertschalter 13 weist eine Schalihysterese auf: das bedeutet daß der erste Schwellenwertschalter 13 z. B. bei einer Radverzöge-

10

15

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25

30

35

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45

50 rung von \5g ein 0-Signal und anschließend beim Unterschreiten einer Radverzögerung von Q$g ein L-Signal abgibt (dabei ist g die Erdbeschleunigung von IO m/s²).

Bei dem Antiblockierregelsystem nach F i g. 1 wird also der Bremsdruck abgesenkt, sobald das Rad stärker als mit 1,5 g verzögert wird. Die Druckabsenkung wird beendet, wenn die Radverzögerung kleiner als 0,5 g geworden ist.

Das Schaltverhalten des ersten Schwellenwertschalters 13 und des ersten Zeitgiiedes 14 ist gleich wie beim zweiten Schwellenwertschalter 20 und beim zweiten Zeitgiied 21. Es wird weiter unten noch eingehend beschrieben.

Zusätzlich zur beschriebenen Verzögerungsregelung des Bremsdruckes ist beim Ausführungsbeispiel nach F i g. J noch eine Schlupfregelung vorgesehen. Die Schlupfregelung sorgt dafür, daß der Bremsdruck auch beim Ausbleiben eines Verzögerungssignals vom Dtfferenzierer 12 dann abgesenkt wird, wenn die Radumfangsgeschwindigkeit weniger als z. B. 80% der Fahrzeuggeschwindigkeit beträgt Der Schlupfregelkreis enthält die Stufen 15, 19, 20 und 21. Seine Funktionsweise wird in den folgenden Absätzen beschrieben.

Da bei einem Kraftfahrzeug kein ungebremstes Rad zur Verfügur? steht muß man die Fahrzeuggeschwindigkeit auf elektronischem V/ege ermitteln. Dazu dient die Fahrzeuggeschwindigkeits-Nachbildestufe 15. Dem Speicherkondensator 130 werden über die Dioden 151 bis 154 die Ausgangsspannungen der m den einzelnen Fahrzeugrädern gehörenden Frequenz-Gleichspannungs-Umsetzer zugeführt Dabei wird der Speicherkondensator 150 auf eine Spannung aufgeladen, die proportional zur Umfangsgeschwindigkeit des sich am schnellsten drehenden Rades ist Dies ist der Fall, weil von den Dioden 151 bis 154 nur diejenige leitfähig ist deren Anode auf der höchsten Spannung liegt Bei der Nachbildung der Fahrzeuggeschwindigkeit mit Hilfe eines Speicherkondensators geht man davon aus, daß das sich am schnellsten drehende Rad auf jeden Fall noch nicht blockiert ist

Für den Fall, daß alle Fahrzeugräder gleichzeitig blockiert werden, ist die Konstantstromquelle 155,156 vorgesehen. Wenn alle Räder blockiert sind, sind alle Dioden 151 bis 154 gesperrt Dann wird der Speicherkondensator 150 über den Transistor 155 entladen, und zwar mit einer Stromstärke, die sich mit Hilfe des Spannungsteilers 157, 159 einstellen läßt Durch die Diode 158 wird die Abgriffsspannung des Spannungsteilers 157, 159 in Abhängigkeit von der Umgebungstemperatur so verschoben, daß der Frequenzgang der Basis-Emitler-Diode des Transistors 155 gerade kompensiert wird.

Die Entladestromstärke der Konstaiitstromquelle 155,156 wird vorzugsweise auf einen Wert eingestellt, der eine Fahrzeugverzögerung um 1,0 g nachbildet Diese Fahrzeugverzögerung läßt sich auf trockener Straße im Optimalfall erzielen. Am Speicherkondensator 150 liegt aise immer eine Spannung, die proportional zur Fahrzeuggeschwindigkeit ist Nur im Extremfall, d. h. wenn alle Räder gleichzeitig blockiert sind, kann es auf glatter Straße vorkommen, daß der Speicherkondensator 150 schneller entladen wird als die Fahrzeuggeschwindigkeit tatsächlich abnimmt Dies ist jedoch nicht störend, weil in diesem Fall die Verzögerungsregelung mit dem Differenzierer 12 und dem ersten Schwellenwertschalter 13 sicher anspricht und eine

Bremsdruckabsenkung bewirkt.

Die Spannung am Speicherkondensator 150 wird über den Ausgangswkierstand 160 dem Umkehrverstärker 17 zugeführt. Dort wird sie zunächst von der Komplementär-Darlingtonschalturig 170, 171 ohne Phasenumkehr weiter verstärkt Die Spannungsverstärkung der Parlingtonschaltung soll dabei ungefähr gleich 1,0 sein, während die Leistungsverstärkung wesentlich größer ist. Der Spannungsteiler mit den Widerständen 172,173 dient zur Einstellung des zulässigem Schlupfes. Wenn man einen Schlupf von 20% zwischen Radumfangsgeschwindigkeit jnd !-"ahrzeuggeschwindigkeit zulassen will, dann werden c'ie Widerstände 172, 173 so dimensioniert, daß sich ihre Widersiandswerte wie 80: 20 verhallen.

Der Operationsverstärker 174 kehrt das Ausgangssignal der Darlingtonschaltung 170, 171 um. Er soll ebenfalls etwa die Spannungsverstärkung 1,0 aufweisen. Deshalb müssen die beiden Widerstände 176, 177 die gleichen Widerstandswerte besitzen.

In F i g. 1 sind die beiden Eingänge des Summiergliedes 19 mit + bzw. - bezeichnet Diese verschiedene Bewertung der Eingänge wird dadurch erreicht, daß dem ersten Addierwiderstand 191 die Ausgangsspannung des Frequenz-Gleichspannungs-Umsetzers 11 ohne Zwischenschaltung einer Umkehrstufe zugeführt wird, während zwischen dem Speicherkondensator 150 und dem zweiten Addierwiderstand 192 der Umkehrverstärker 17 liegt Am nichtinvertierenden Eingang des Operationsverstärkers 200 liegt daher eine Spannung, die proportional zur Differenz zwischen der um den zulässigen Schlupf verminderten Fahrzeuggeschwindigkeit und der Radumfangsgeschwindigkeit ist Mit dem Spannungsteiler 206,207 wird eine Schwellenspannung eingestellt; sobald die am nichtinvertierenden Eingang des Operationsverstärkers 200 liegende Differenzspannung unter diese Schwellenspannung absinkt, gibt der Operationsverstärker 200 ein 0-Signal ab.

Die Abgriffsspannung des Spannungsteilers 206, 207 kann dabei so eingestellt werden, daß der Operationsverstärker 200 erst dann ein 0-SignaI abgibt wenn die Radumfangsgeschwindigkeit um zum Beispiel 10 km/h unter der um den zulässigen Schlupf verminderten Fahrzeuggeschwindigkeit liegt Man kann also gleichzeitig einen zulässigen Schlupf und eine zulässige Differenzgeschwindigkeit einregeln. Dies ist vor allem bei niedrigen Fahrzeuggeschwindigkeiten zweckmäßig, weil dann die reine Schlupfregelung eine zu geringe Differenzgeschwindigkeit zwischen Rad und Fahrzeug ergäbe.

Zur Beschreibung eines speziellen Regelvorganges, bei dem der Schlupfregelkreis in Tätigkeit tritt, sei nun angenommen, daß die Straßenoberfläche sehr glatt ist und daß der Fahrer deshalb sehr vorsichtig anbremst Weiterhin se« angenommen, daß infolge des sanften Anbremsens wenigstens das hier betrachtete Fahrzeugrad nur so langsam verzögert wird, daß das Ausgangssignal des Differenzierers 12 picht genügt, um den ersten Schwellenwertschalter 13 ansprechen zu lassen und damit den Bremsdruck abzusenken. Gleichzeitig soll jedoch die Radverzögerung wesentlich größer als die Fahrzeugverzögerung sein, also z. B. den Wert 13 g annehmen. Solange die Radumfangsgeschwindigkeit gleich der Fahrzeuggeschwindigkeit ist, liegt am Verbindungspunkt der beiden Addierwiderstände 191, 192 unabhängig von der Größe der Geschwindigkeit immer die gleiche Spannung, weil sich die Ausgangsspannungen des Frequenz-Gleichspannungs-Umsetzers 11 und des Umkehrverstärkers 17 gegensinnig ändern. Wenn jetzt das Fahrzeugrad stärker als das Fahrzeug verzögert wird, dann nimmt die Spannung am Verbindungspunkt der beiden Addierwiderstände 191, 192 ab. Sobald die Differenz der beiden Geschwindigkeiten groß genug ist, wird die Schwellenspannung des Schwellenv/ertschalters 20 unterschritten, und dieser gibt an seinem Ausgang ein 0-Signal ab.
Im stationären Zustand der Schaltung ist der

ίο Transistor 210 im zweiten ZeUglied 21 leitend, da er über den Widerstand 213 und die Diode 212 Basisstrom erhält. Wenn jetzt die Ausgangsspannung des Schwellenwertschalters 20 auf 0-Signal anspringt, dann wird dieser Spannungssprung über den Kondensator 211 auf die Basis des Transistors 210 übertragen. Das 0-Signal sperrt aber den Transistor 210: jetzt kann der Transistor 220 im NOR-Gatter 22 über die Widerstände 215 und 222 einen Basisstrom erhalten, so daß er leitend wird. Das NOR-Gattei 220 gibt damit ein 0-Signal ab, durch welches der Transistorschalter 23 leitend wird. Dies wird weiter unten anhand von F i g. 4 noch näher beschrieben.

Bei leitendem Transistorschalter 23 wird der Bremsdruck abgesenkt Diese Druckabsenkung führt in der Regel zu einer Verminderung des Schlupfes, so daß schon nach kurzer Zeit der zweite Schwellenwertschalter 20 wieder eir ' Signal abgibt Demzufolge wird auch der Transistor -10 im zweiten Zeitglied 21 wieder leitend, und die Druckabsenkung wird beendet Die ganze Druckabsenkungsphase dauert im Normaifall etwa 50 bis 200 Millisekunden.

Es kann nun vorkommen, daß irgendwo in der Schaltungsanordnung ein Fehler auftritt und daß dieser Fehler zu einem 0-Signa! am Ausgang des zweiten Schweilenwertschalters 20 führt Zum Beispiel kann der Ausfall des Impuls-Drehzahlgebers 10 oder des Frequenz-Gleichspannungs-Umsetzers 11 der Grund dafür seia Infolge eines solchen Fehlers würde der Bremsdruck vollständig abgebaut und die Druckabsenkungsphase würde nie beendet wenn nicht das zweite Zeitglied 21 vorgesehen wäre. Falls nämlich das 0-Signa! am Ausgang des zweiten Schwellenwertschalters 20 für längere Zeit andauert wird der Kondensator 211 über den Widerstand 213 allmählich wieder so weit aufgeladen, daß der Transistor 210 leitend wird. Beim Ausführungsbeispiel ist der Widerstand 213 so groß gewählt daß die Verzögerungszeit des zweiten Zeitgliedes 21 etwa 400 Millisekunden beträgt

Bei einem normalen Regelzyklus kehrt das Ausgangssignal des zweiten Schwellenwertschalters 20 schon vorher auf L zurück. Wenn dagegen die Rückstellung des zweiten Schwellenwertschalters 20 ausbleibt dann wird die Druckabsenkung auf jeden Fall nach Ablauf von 400 Millisekunden beendet

Beim ersten Zeitglied 14 sind Aufbau und Funktionsweise gleich. Auch eine infolge der Verzögerungsregelung eingeleitete Druckabsenkung wird auf jeden Fall nach 400 Millisekunden abgebrochen, wenn kein Rückstellsignal eintrifft Es wäre an sich auch möglich, an Stelle der beiden Zeitglieder 14, 21 nur ein Zeitgfied vorzusehen das von den beiden Schwellenwertschaltern 13, 20 über ein ODER-Gatter angesteuert wird. Aus Gründen der größeren Sicherheit ist es jedoch zweckmäßig, zwei getrennte Zeitglieder für die beiden Regelkreise vorzusehen; dadurch lassen sich auch verschiedene Verzögerungszeiten für die beiden Regelkreise einstellen, falis dies erforderlich ist
Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 ist oben

beschrieben bis auf die Abschaltstufe 26. In F i g. 3 ist ein vereinfachtes Blockschaltbild der Abschaltstufe 26 dargestellt.

. Der Verbindungspunkt zwischen dem Transistorschalter 23 und der Magnetwicklung 24 ist an den Eingang einer Umkehrstufe 27 angeschlossen. Der Umkehrstufe 27 ist ein drittes Zeitglied 28 nachgeschaltet Die Ausgänge der Umkehrstufe 27 und des dritten Zeitgliedes 28 sind mit zwei Eingängen eines zweiten NOR-Gatters 29 verbunden, das mit seinem Ausgang eine Relaiswicklung 251 ansteuert. Die Relaiswicklung 251 betätigt — wie es mit einer strichpunktierten Linie 33 angedeutet ist - einen Schalter 252, der zwischen der Plusleitung 36 und dem Kollektoranschluß des Transistorschalters 23 liegt Die Reiaiswicklung 251 und der Schalter 252 bilden zusammen die Schalterstufe 25. In F i g. 4 ist der Schaitplan der in F i g. 3 dargestellten Stufen aufgezeichnet Zusätzlich ist in F i g. 4 noch eine Relais-Einschaltstufe 30 dargestellt Der Transistorschalter 23 enthält eingangsseitig einen npn-Transistor 230 mit einem Kollektorwiderstand 233, der an einen feststehenden Kontakt 254 des Schalters 252 angeschlossen ist. Die Basis des Transistors 230 ist über einen Widerstand 232 mit der Minusleitung 35 und über einen Eingangswiderstand 231 mit der Ausgangsklemme 225 des ersten NOR-Gatters 22 verbunden.

Vom Kollektor des Transistors 230 führt ein Widerstand 234 zum Eingang einer Darlingtonschaltung 235, die zwei npn-Transistoren in einem Gehäuse vereinigt. Der Kollektoranschluß der Darlingtonschaltung 235 ist über einen Widerstand 236 mit dem feststehenden Kontakt 254 verbunden. Die Emitterelektroden der beiden Transistoren der Darlingtonschaltung sind über einen Widerstand 237 miteinander verbunden. Die Magnetwicklung 24 ist einerseits mit der Minusleitung 35 und andererseits mit dem Emitteranschluß des Ausgangstransistors der Darlingtonschaltung 235 verbunden. Parallel zu<- Magnetwicklung 24 üegt eine Freilaufdiode 238.

Der bewegliche Kontakt des Schalters 252 ist direkt an die Plusleitung 36 angeschlossen. Der Schalter 252 ist als Umschalter ausgebildet und weist noch einen zweiten feststehenden Kontakt auf; zwischen diesem Kontakt und der Minusleitung 35 liegt eine Warnlampe 32.

Als aktives Bauelement der Umkehrstufe 27 ist ein npn-Transistor 270 vorgesehen, dessen Kollektor über einen Widerstand 273 mit der stabilisierten Plusleitung 34 in Verbindung steht. Die Basis des Transistors 270 ist über einen Widerstand 271 an den Verbindungspunkt zwischen der Darlingtonschaltung 235 und der Magnetwicklung 24 angeschlossen. Weiterhin liegt zwischen der Basis des Transistors 270 und der Minusleitung ein Widerstand 272.

Das dritte Zeitglied 28 ist genau gleich aufgebaut wie das zweite Zeitglied 21 nach Fi g. 2. Es sind lediglich die Bezugszahlen der einzelnen Bauelemente gegenüber dem zweiten Zeitglied 21 um 70 erhöht Eine genaue Figürenbcschreibung des dritten ZsUgKedss 28 erübrigt sich deshalb.

Das zweite NOR-Gatter 29 enthält einen Transistor 290, der mit seinem Emitter direkt und mit seiner Basis über einen Widerstand 291 an die Minusleitung angeschlossen ist Die Basis des Transistors 290 ist weiterhin über eine Diode 292 mit dem Kollektor des Transistors 280 und über die Reihenschaltung einer Diode 293 und eines Widerstandes 294 mit dem Kollektor des Transistors 270 verbunden. Zwischen der Plusleitung 36 und dem Kollektor des Transistors 290 liegt eine Reihenschaltung aus der Relaiswicklung 251 und einem Arbeitskontakt 253. Parallel zur Relaiswicklung 251 liegt eine Freilaufdiode 254. Die Relais-Einschaltstufe30 enthält einen npn-Transistor 300, der mit seinem Kollektor über eine Diode 301 an den Verbindungspunkt zwischen der Relaiswicklung 251 und dem Achskontakt 253 angeschlossen ist Die Basis des Transistors 300 ist über die Reihenschaltung ίο eines Kondensators 302 und eines Widerstandes 303 an die stabilisierte Plusleitung 34 sowie über einen Widerstand 304 an die Minusleitung 35 angeschlossen. Wie es schon oben erwähnt wurde, ist der Transistorschalter 23 gesperrt, wenn an seinem Eingang ein L-Signal liegt. Dann erhält nämlich der Transistor 230 über den Eingangswiderstand 231 Basisstrom und ist leitend; sein Kollektor liegt dam.* nahezu auf Minuspotential, und die Darlingtonschaltung 235 kann keinen Basisstrom erhalten. Gibt dagegen das NOR-Gatter 22 ein 0-Signal ab. dann ist der Transistor 230 gesperrt und die Darlingtonschaltung 235 erhalt über die beiden Widerstände 233,234 Basisstrom. Damit wird der Magnetwicklung 24 über den Widerstand 236 und die leitende Darlingtonschaltung 235 ein Speisestrom zugeführt, so daß der Bremsdruck über das Drucksteuerventil abgesenkt werden kann. Die Freilaufdiode 238 übernimmt nach dem Sperren der Darlingtonschaltung 235 den abklingenden Strom der Magnetwicklung 24.

Die Stufen 27 bis 30 überwachen die Funktion des Transistorschalters 23. Fehler, die im Transistorschalter 23 auftreten sind nämlich besonders gefährlich, weil sie von den beiden Zeitgliedern 14,21 nicht mehr korrigiert werden kennen. Es kann z.B. vorkommen, daß die Darlingtonschaltung 235 überlastet wird und daß einer J5 ihrer Transistoren durchlegiert. Die Darlingtonschaltung 235 führt dann dauernd Strom: das Drucksteuerventil bleibt in seiner Druckabsenkungsstellung stehen. Eine Bremsung ist dann nicht mehr möglich. Die Korrektur eines solchen Fehlers wird in der folgenden Funktionsbeschreibung der Stufen 27 bis 30 er'iutert.

Wenn das Fahrzeug mit dem Antiblockierregdsystem gestartet wird, dann gelangt beim Einschalten der Versorgungsspannung zunächst ein positiver Spannungsimpuls über den Kondensator 302 auf die Basis des .= τ™«_Γ;_Γ»_Λ« 7nn in Her Retais-Einschaltstufe 30. Der

-is Transistors 300 in der Relais-Einschaltstufe 30. Der Transistor 300, der im stationären Zustand gesperrt ist wird dadurch kurzzeitig leitend. Durch die Relaiswicklung kann damit übet die Diode 301 und den Transistor 300 fin Speisestrom fließen. Das Relais zieht damit an

und die beiden Schalter 252, 253 gelangen in ihre in Fig.4 eingezeichnete Schaltstellung. Jetzt ist sowohl der Kollektoranschluß der Darlingtonschaltung 235 als auch der Kollektor des Transistors 290 mit der Plusleitung 36 verbunden.

Zunächst wird nun noch nicht gebremst; der Transistor 270 in der Umkehrstufe 27 ist gesperrt weil seine Basis über die beiden Widerstände 271, 272 auf Minuspotential liegt Bei gesperrtem Transistor erhält der Transistor 290 im zweiten NOR-Gatter

Basisstrom über die beiden Widerstände 273, 294 und über die Diode 293. Er ist deshalb leitend und hält den Stromfluß übsr die Relaiswicklung 251 aufrecht, auch wenn nach der Umladung des Kondensators 302 der Transistor 300 wieder gesperrt ist Die beiden Schalter

252,253 bleiben deshalb in ihrer in F i g. 4 eingezeichneten Stellung.

Wenn jetzt bei einem Bremsvorgang entweder der Verzögerungsregelkreis oder der Schlupfregelkreis

ansprechen, dann wird die Darlingtonschaltung 235 im Transistorschalter 23 leitend. Der Transistor 270 erhält damit über der: Widerstand 271 Basisstrom und wird eb :nfalls leitend. Sein Kollektor springt damit von L-Signal auf O-Signal. Jm stationären Zustand der Schaltung ist der Transistor 280 im dritten Zeitglied 28 leitend und gibt an seinem Kollektor ein O-Signal ab. Beim Sprung des Ausgangssignals der Umkehrstufe 27 von L auf 0 gelangt aber eine negative Spannungsspitze über den Kondensator 281 auf die Basis des Transistors 280. Dieser wird damit gesperrt und gibt an seinem Kollektor ein L-Signal ab.

Der Transistor 290 im zweiten NOR-Gatter 29 bleibt deshalb weiterh.n leitend; er erhält nicht mehr über die Diode 293, sondern über die Diode 292 Basisstrom. Der Kondensator 281 und der Widerstand 283 im dritten Zeitglied 28 sind so dimensioniert, daß der Transistor 280 nach Ablauf einer Verzögerungszeit von etwa 500 Millisekunden bis 1 see wieder leitend wird. Es wurde oben schon erwähnt, daß normalerweise eine Druckabsenkunv -,phase wesentlich kurzer andauert. Im Normalfall bleibt daher der Transistor 290 dauernd leitend, weil der Transistor 270 schon wieder in seinen gesperrten Zustand zurückgekehrt ist, bevor der Transistor 280 wieder leitend wird.

Wenn dagegen ein Fehler im Transistorschalter 23 auftritt und die Darlingtonschaltung 235 dauernd leitend bleibt, dann wird der Transistor 290 im zweiten NOR-Gatter 29 nach Ablauf der Verzögerungszeit des dritten Zeitgliedes 28 gesperrt, weil es keinen Basisstrom mehr erhält Da der Transistor 300 in der Versorgungsspannungs-Überwachungsstufe 30 ebenfalls schon längst in seinen gesperrten Ruhezustand zurückgekehrt ist. erhält jetzt die Relaiswicklung 251 keinen Speisestrom mehr, und das Relais fällt ab. Dadurch wird der Schalter 253 geöffnet und der Schalter 252 umgeschaltet. Weder der Kollektoranschluß der Darlingtonschaltung 235 noch der Kollektor des Transistors 290 sind mehr mit der Plusleitung 36 verbunden. Die Magnetwicklung 24 des Drucksteuerventils erhält keinen Strom mehr, und der Bremsdruck kann nicht weiter abgesenkt werden. Der Fahrer bestimmt somit wieder die Höhe des Bremsdrucks. Gleichzeitig liegt die Warnlampe 32 einseitig an der Plusleitung 36 und leuchtet auf. Die Warnlampe ist am Armaturenbrett des Kraftfahrzeugs angebracht. Sie kann auch durch einen Summer ersetzt sein. Auf jeden Fall w:rd der Fahrer gewarnt.

In den Fig.4a und 4b sind Schaltpläne von vereinfachten Ausführungen der Abschaltstufe 26 dargestellt. In beiden Fällen ist keine Relais-Einschalistufe 30 vorgesehen. Die einzelnen Bauteile sind jeweils mit den gleichen Bezugszahlen wie in F i g. 4 bezeichnet.

Bei der Schaltung nach F i g. 4a ist die Relaiswicklung

251 mit ihrer Freilaufdiode 254 direkt an den Kollektor des Transistors 290 angeschlossen, während uer dazu in Serie liegende Schalter 253 mit der Piusleitung 36 in Verbindung steht. Parallel zum Schalter 253 liegt ein Anlaßschalter 305, der andererseits über eine Klemme 306 einen nicht dargestellten Andrehmotor mit Strom versorgt.

Wenn das Fahrzeug, in dem die Abschaltstufe nach Fig.4a eingebaut ist, gestartet wird, dann werden zunächst die an den Leitungen 34, 36 liegenden Versorgungsspannungen mit Hilfe des Zündscnalters eingeschaltet. Zunächst ist daher der Transistor 270 gesperrt und der Transistor 290 leitend (siehe Fig.4). Gleichzeitig ist der Schalter 253 noch geöffnet. Wenn jetzt die Brennkraftmaschine durch Schließ«:.ι des Anlaßschalters 305 angelassen wird, dann kann gleichzeitig von der Plusleitung 36 aus ein Strom über den Anlaßschalter 305, die Relaiswicklung 251 und den leitenden Transistor 290 fließen. Die Relaiswicklung 251 schließt dann den Schalter 253, so daß sich das Relais 25 selbst hält Die Verbindungsleitung zwischen dem Anlaßschnlter 305 und der Relaiswicklung 251 ersetzt also die Relais- Einschaltstüfe 30 nach F i g. 4.

Die Schaltung nach Fig. 4b ist noch weiter vereinfacht In dem in Fig.4b nicht dargestellten zweiten ODER-Gatter 29 ist kein Schalter 253 vorgesehen, so daß der Kollektor des Transistors 290 direkt mit der Relaiswicklung 251 verbunden ist. Der Schalter 252 liegt nicht wie bei der Schaltung nach F i g. 4 zwischen der Plusleitung 36 und dem Widerstand 236, sondern zwischen dem Emitteranschluß der Darlingtonschaltung 235 und der Magnetwicklung 24. Der Widerstand 271 in der Umkehrstufe 27 ist weiterhin mit dem Emitteranschluß der Darlingtonschaltung 235 verbunden.

Der Schalter 252 nach Fig.4b ist während des Betriebes des Kraftfahrzeugs dauernd geschlossen, so lange der Transistor 290 leitend ist. Wenn jetzt zum Beispiel in der Darlingtonschaltung 235 ein Kurzschluß auftritt und deshalb die Magnetwicklung 24 langer als z. B. 500 Millisekunden erregt bleibt, dann wird der Transistor 290 gesperrt, weil beide Transistoren 270,280 leitend sind. Das Relais 25 fällt dann ab. und der Schalter

252 wird geöffnet Da in der Darlingtonschaltung 235 ein Kurzschluß besteht bleibt der Transistor 270 weiterhin leitend. Er erhält nämlich über den Widerstand 271 Basisstrom von der Plusleitung 36.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (10)

Patentansprüche:

1. Überwachungseinrichtung eines Antiblockierregelsystems für eine auf wenigstens ein Rad wirkende, dnickmittelbetätigte Fahrzeugbremse, mit einem zur Messung der Raddrehzahl dienenden Impuk-Drehzahlgeber und einem nachgeschalteten Frequenz-Gleichspannungs-Umsetzer, mit einem ersten Schwellenwertschalter, der eingangsseitig über einen D:fferenzierer an den Frequenz-Gleichspannungs-Umsetzer angeschlossen ist und zur Ansteuerung der Magnetwicklung eines Drucksteuerventils dient, wobei zwischen dem ersten Schwellenwertschalter (13) und einem die Magnetwickiung (24) mit Strom versorgenden Transistorschalter (23) ein erstes Zeitglied (14) angeordnet ist, das nach dem Ansprechen des ersten Schwellenwertschalters (13) den Stromfluß zur Magnetwicklung (24) freigibt und diesen nach Abkuf einer ersten fest eingestellten Verzögerungszeh auch beim Ausbleiben eines Rückstellsignals wieder unterbricht, und ferner mit einer \bschaltstufe. die eine zwischen einer Plusleitung (36) und dem Transistorschalter liegende Schalterstufe (25) ansteuert und den Stromfluß nach einer zweiten, fest eingestellten Verzögerungszeit zwangsläufig unterbricht, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschaltstufe (26) eine Reihenschaltung aus einer Umkehrstufe (27) und einem dritten Zeitglied (28) enthält daß die Ausgänge der Umkehrstufe (27) und des dritten Zeitgliedes (28) mit Eingängen eines NOR-Gatters (29) verbunden sind und djß das -OR-Gatter (29) eine Relaiswicklung (251) ans auert die einen zwischen einer Veisorgungsleitung {ίδ bzw. 35) und dem Transistorschalter (23) liegenden Schalter (252) betätigt, wobei zwischen einem das NOR-Gatter (29) bildenden Transistor (290) und einer Versorgungsleitung (35 bzw. 36) eine Reihenschaltung aus der Relaiswicklung (251) bei stromdurchflossener Relaiswicklung(25i) geschlossen ist.

2. Überwachungseinrichtung nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß eine Relais-Einschaltstufe (30) Tiit einem Transistor (300) vorgesehen ist. daß die Basis des Transistors (300) über einen Kondensator (302) an eine die Versorgungsspannung führende, stabilisierte Plusleitung (34) angeschlossen ist und daß der Kollektor des Transistors (300) mit der Relaiswicklung (25i) verbunden ist.

3. Überwachungseinrichtung nach Anspruch 2. dadurch gekennzeichnet, daß der Schalter (253) beim Starten des Fahrzeugs durch einen Anlaßschalter (305) überbrückbar ist

4. Überwachungseinrichtung nach einem der Anenriirhp ι hU 3. dadurch gekennzeichnet, daß der Schalter (252) als Umschalter ausgebildet ist dessen beweglicher Kontakt mit der Plusleitung (36) verbunden ist und daß ein erster feststehender Kontakt (254) zur Stromversorgung des Transistorschalters (23) und der Magnetwicklung (24) vorgesehen ist und daß an einen zweiten feststehenden Kontakt des Schalters (252) eine Warnlampe angeschlossen ist.

5. Überwachungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß an den Ausgang des Frequenz-Gleichspannungs-Umsetzers (11) eine Fahrzeuggeschwindigkeits-Nachbildestufe (15) mit Eingängen eines Summiergliedes (19) verbunden sind, das einem zweiten Schwellenwertschalter (20) vorgeschaltet ist

6. Überwachungseinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet daß die Ausgänge der beiden Schwellenwertschalter (13, 20) mit Eingängen eines NOR-Gatters (22) verbunden sind, das zur Ansteuerung des Transistorschalters (23) vorgesehen ist

7. Überwachungseinrichtung nach Anspnich6, dadurch gekennzeichnet daß jedem der beiden

ι ο Schwellenwertschalter (13,20) ein Zeitgned (14 bzw. 21) nachgeschaket ist und daß die Eingänge des NOR-Gatters (22) mit den Ausgängen der Zeitglieder (14,21) verbunden sind.

8. Überwachungseinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet daß die beiden Schwellenwertschalter (13, 20) direkt mit den Eingängen des NOR-Gatters (22) verbunden sind und daß dem NOR-Gatter (22) ein einzelnes Zeitglied (14) nachgeschaltet ist

9. Überwachungseinrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet daß die Fahrzeuggeschv/indigkeits-Nachbildestufe (15) einen Speicherkondensator (150) enthält dem die Ausgangsspannungen der zu den einzelnen Fahrzeugrädern gehörenden Frequenz-GIeichspannungs-Umsctzer (;«) über Dioden (15* bis 154) zuführbar sind.

10. Überwachungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet daß die einzelnen Zeitglieder (14,21,28) je einen Transistor (210,280) enthalten, dessen Basis so vorgespannt ist daß der Transistor im stationären Zustand leitend ist und daß jeweils der Basis des Transistors (210, 280) ein Kondensator (211,281) vorgeschaltet ist