DE2243778C3

DE2243778C3 - Schaltungsanordnung für Blockierschutzanlagen

Info

Publication number: DE2243778C3
Application number: DE2243778A
Authority: DE
Inventors: Dieter 3000 Hannover Luehdorff
Original assignee: Wabco Fahrzeugbremsen GmbH
Current assignee: Wabco Westinghouse Fahrzeugbremsen GmbH
Priority date: 1972-09-06
Filing date: 1972-09-06
Publication date: 1980-08-07
Also published as: SE393339B; FR2197754A1; FR2197754B1; US3889128A; JPS5914378B2; GB1436418A; DE2243778A1; DE2243778B2; IT994672B; JPS4969175A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung für Blockierschutzanlagen in Fahrzeugen, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Eine solche Schaltungsanordnung enthält einen elektronischen Verzögerungsgeber, der unter Vorschaltung z. B. eines Inverters auch als Beschleunigungsgeber verwendet werden kann. Der Verzögerungsgeber dient dazu, raddrehzahlproportionale Signale in radverzögerungsproportionale Signale umzuwandeln. Im folgenden werden diese Signale in einem Schwellenwertschalter mit einer Verzögerungsschwelle verglichen. Bei Überschreiten der Schwelle wird ein Steuersignal für die Blockierschutzanlage geliefert, das bei Unterschreiten der Schwelle endet

Da die raddrehzahlproportionalen Signale aufgrund der gegebenen Fahrbahnverhältnisse, z. B. Fahrbahnunebenheiten, sehr sprunghaft sind und die aus diesen gebildeten radverzögerungsproportionalen Signale durch das Differenzieren in noch größerem Maße sprunghaft und unstetig und somit zum Vergleich mit einer Schwelle unbrauchbar sind, wird dem Differenzierglied gewöhnlich ein Filter mit integralem Zeitverhalten zur Glättung des radverzögerungsproportionalen Signals beigeordnet. Das integrale Zeitverhalten ist jedoch nur vor dem Überschreiten der Schwelle notwendig; bei dem nachfolgenden Unterschreiten der Schwelle bewirkt das integrale Zeitverhalten einen sehr unerwünschten verzögerten Abfall des Steuersignals.

Dies führt zu einer unnötig starken Druckabsenkung im Bremssystem und somit zu einem übermäßig langen Bremsweg.

Bei einer bekannten Bremskraftregelung dieser Gattung (DE-OS 20 44 045) ist das integrale Zeitverhal-

ten des Filters beim Überschreiten des Schwellwertes und/oder in Abhängigkeit von der Polarität des Beschleunigungs- (oder Verzögerungs-)signals beeinflußbar oder sogar abschaltbar. Hierdurch wird das Signal des Schwellenwertschalters am Ende verkürzt.

Diese Regelung erweist sich jedoch insbesondere bei höheren Beträgen der Verzögerung als nachteilig, da dann das Verzögerungssignal noch zu lange ansteht.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Schaltungsanordnung der eingangs genannten Galtung zu schaffen, welche das Verzögerungssteuersignal für die Blockierschutzanlage bereits beendet, wenn an der sich verringernden Verzögerung die Tendenz der bevorstehenden Wiederbeschleunigung des Rades erkennbarist.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die im Patentanspruch 1 enthaltenen Mittel gelöst.

Auf diese Weise wird erreicht, daß mit dem selbsttätigen Erhöhen (Nachziehen) des Abschaltschwellenwertes mit der Verzögerung die Beendigung des Steuersignals zu einem gegenüber den bekannten Systemen wesentlich früheren Zeitpunkt erfolgt, was ein stärkeres Übersteuern vermeidet und dadurch eine höhere und damit dem Optimalen sich nähernde

Ausnutzung cjer Bremsleistung bewirkt. Puren das selbsttätige Nachziehen des Schwellenwertes erfolgt die Beendigung des Verzögerungssignals bereits kurz nach dem Zeitpunkt, in dem die Verzögerung ihren Maximalwert erreicht hat Hierdurch wird der integrale Einfluß des vorgeschalteten Filters beseitigt.

Zweckmäßige Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Es zeigt

Fig. 1 ein schematisches Schaltbild zur Erläuterung der gesamten Schaltungs-Anordnung,

F i g. 2 ein Schaltbild mit einem Differenzierglied und der erfindungsgemäßen Schaltung in einem ersten Ausführungsbeispiel

F i g. 3 ein Schaltbild mit einem Differenzierglied und der erfindungsgemäßen Schaltung in einem zweiten Ausführungsbeispiel,

F i g. 4 ein Schaubild zur Erläuterung der Wirkungsweise.

Die F i g. 1 zeigt schematisch ein Rad I, dem ein Sensor 2 zugeordnet ist, dessen raddrehzahlp-. oportionale Signale in einem Differenzierglied 3 abgeleitet und gefiltert werden. In einem Schwellenwertschalter 4 werden die vom Differenzierglied 3 abgegebenen radverzögerungsproportionalen Signale mit einer Schwelle verglichen. Der Schwellenwertschalter 4 gibt bei Überschreiten der Schwelle ein Steuersignal an die Blockierschutzanlage 5 ab.

Die F i g. 2 zeigt den schaltungsmäßigen Aufbau des Differenziergliedes 3 und des Schwellenwertschalters 4. Das Differenzierglied 3 besteht aus einem Differenzierkondensator 6 und einem Rechenverstärker 7, dem, als Filter dienend, ein Kondensator 8 und ein Widerstand 9 parallel geschaltet sind.

Der Schwellenwertschalter 4 ist geschaltet mit einem einstellbaren Spannungsteiler 10, bestehend aus zwei Widerständen 11 und 12 und einem verschiebbaren Abgriff 13. Der Abgriff 13 ist über mindestens eine Diode 14 mit einem Kondensator 15, dem ein Widerstand 16 parallel geschaltet ist, verbunden. Vom Differenzierglied 3 führt eine Leitung 17 zu einem Knoten 18, der über eine Leitung 19 mit einem ersten Eingang 20 eines Rechenverstärkers 21 verbunden ist. Der Knoten 18 ist über mindestens eine Diode 22 mit einem zweiten Eingang 23 des Reciienverstärkers 21 über eine Verbindungsleitung 24 verbunden, der zugeordnet sind der Kondensator 15 sowie der dazu parallele Widerstand 16.

Die F i g. 3 zeigt ein wevieres Ausführungsbeispiel mit im wesentlichen gleichem Aufbau wie das in Fig.2 gezeigte Aasführungsbeispiel. Es ist nach F i g. 3 ein Differenzierglied 3, identisch dem in Fig. 2, vorgesehenen. Über eine Leitung 17 ist der Emitter E eines Transistors 33 mit dem Differenzierglied 3 verbunden. Wie in Fig.2 ist ein identischer Spannungsteiler 10 angeordnet, dessen verschiebbarer Abgriff 13 über mindestens eine Diode 14 mit einem Kondensator 15, dem ein Widerstand 16 parallel geschaltet ist, verbunden ist. Der Kondensator 15 ist mit einer Basis B des §0 Transistors 33 verbunden. Ein Kollektor C des Transistors 33 bildet den Ausgang des Schwellenwertschalters 4.

Beim Spannungs-Zeit-Diagramm gemäß F i g. 4 ;' ;llt die Linie 25 die das Verzögerungssignal bildende erste Spannung, Linie 26 die den anfänglichen Schwellwert bildende zweite Spannung, Linie 27 die aus der Diode 22 austretende, den Kondensator 15 ladende Spannung, Linie 28 die durch Entladung des Kondensators 15 abgegebene Spannung, Linie 29 eine durch Veränderung der Zeitkonstanten des Kondensators 15 erzeugbare Spannung, Linie 30 die durch Oberschneiden der Linie 25 mit Linie 28 entstehende, den erhöhten Schwellenwert des ersten Ausführungsbeispiels bildende Spannung und Linie 35 die den erhöhten Schwell wert des zweiten Ausführungsbeispiels bildende Spannung dar. Im unteren Teil der Darstellung ist in Linie 31 das Steuersignal für die Blockierschutzanlage, in Linie 32 das um die Zeitdifferenz Δ t längerdauernde Steuersignal bei gleichbleibendem Schwellenwert und in Linie 34 ein Steuersignal gemäß des zweiten Ausführungsbeispiels entsprechend der F i g. 3 dargestellt

Die Funktion des in Fig.2 dargestellten Ausführungsbeispiels wird nachstehend anhand des Schaubildes gemäß der F i g. 4 erläutert

Die vom Differenzierglied 3 abgegebene, das Verzögerungssignal bildende erste Spannung, entsprechend Linie 25, liegt über Leitung 'T Knoten 18 und Leitung 19 am ersten Eingang 20 des Recbenverstärkers 21 an. Die vom Spannungsteiler 10 abgegebene, den Schwellenwert bildende zweite Spannung, entsprechend Linie 26 liegt über die Diode 14 am Kondensator 15 und über Verbindungsleitung 24 am zweiten Eingang 23 des Rechenverstärkers 21 an, der beide Spannungen miteinander vergleicht und nur dann ein Steuersignal für die Blockierschutzanlage 5 abgibt, wenn die erste Spannung größer als die zweite Spannung ist.

Somit bildet der Rechenverstärker 21 bei unverzögertem Fahrzeug kein Steuersignal, da die erste Spannung in diesem Fall gleich Null und daher kleiner als die dauernd angelegte zweite Spannung ist.

Bei verzögertem Fahrzeug bildet der Rechenverstärker 21 so lange kein Steuersignal, wie die durch Linie 25 dargestellte erste Spannung kleiner als die durch Linie 26 dargestellte zweite Spannurfg.

Oberschreitet nun bei weiterem Anwachsen der Verzögerung die erste Spannung (Linie 25) die zweite Spannung (Linie 26), so bildet der Rechenverstärker 21 ein Steuersignal für die Blockierschutzanlage 5 gemäß dem unteren Teil der F i g. 4: Von diesem Zeitpunkt ab wird über die Diode 22 der Kondensator 15 auf eine Spannung gemäß Linie 27 aufgeladen, die um die Diodenabfallspannung AU_D geringer ist als die das Verzögerungssignal bildende erste Spannung gemäß Linie 25. Diese Spannung gemäß Linie 27 liegt auch am Eingang 23 des Rechenverstärkers 21 an und bewirkt bei weiterer Verzögerungszunahme weiterhin die Bildung des Steuersignals im Rechenverstärker 21.

Erreicht die Verzögerung das Maximum und sinkt danach ab, so sinkt ebenso die erste Spannung. In diesem Augenblick beginnt sich der Kondensator 15 zu entladen, dessen infolge des als Zeitkonstante wirkenden Widerstandes W langsam abfallende Kondensatorspannung gemäß der Linie 28 am zweiten Eingang 23 des Rechenverstärkers 21 anliegt. Die rasch abfallende erste Spannung unterschreitet nun die Kondensatorspannung und bildet im Schnittpunkt beider Spannungen den erhöhten Schwellenwert, der durch Linie 30 dargestellt ist. In diesem Augenblick beendet der Rechenverstärker 21 die Bildung des Steuersignals, welches um die Zeitdifferenz Δ t früher beendet wird, als es bei Beibehaltung des anfänglichen Schwellenwertes der Fall wäre, was M Linie 32 des unteren Teils der F i g. 4 veranschaulicht wird.

Die Funktion des in Fig.3 dargestellten Ausführungsbeispiels wird nachstehend anhand des Schaubil-

des gemäß F i g. 4 erläutert:

Die vom Differenzierglied 3 abgegebene, das Verzögerungssignal bildende erste Spannung, entsprechend Linie 23, liegt am Emitter ffdes Transistors 33 an. Die vom Spannungsteiler 10 abgegebene, den Schwellenwert bildende zweite Spannung, entsprechend Linie 26 in F i g. 4, liegt über Diode 14 an dem Kondensator 15 und an der Basis fldes Transistors 33 an. Der Kollektor C des Transistors 33 gibt nur dann ein Steuersignal für die Blockierschutzanlage 5 ab. wenn die Spannung am Emitter Egrößer ist als die Spannung an der Eiasis B.

Somit gibt der Kollektor C kein Steuersignal bei unverzögertem Fahrzeug ab. da die das Verzögerungssignal bildende, am Emitter anliegende erste Spannung in diesem Fall gleich Null und daher kleiner als die den Schwellwert bildende, an der Basis B anliegende zweite Spannung ist.

Linie 25.

Erreicht die Verzögerung das Maximum und sinkt danach ab, so sinkt ebenso die das Verzögerungssignal bildende erste Spannung. In diesem Augenblick beginnt sich der Kondensator 15 zu entladen, dessen infolge des als Zeitkonstante wirkenden Widerstandes 16 langsam abfallende Kondensatorspannung gemäß Linie 28 sich der rasch abfallenden, das Verzögerungssignal bildenden ersten Spannung nähert. Wird dabei die Differenz

to zwischen der ersten Spannung und der Kondensatorspannung wesentlich kleiner als die Basis-Ejnittcr-Abfallspannung A Ut. so wird der Transistor 33 nichtleitend und der Kollektor Cgibt kein Steuersignal mehr an die Blockierschutzanlage 5 ab. Das Steuersignal endet entsprechend der Linie 34 des unteren Teils in F i g. 4.

Es ist möglich, durch Verschieben des Abgriffs 13 auf dem Spannungsteiler 10 die den anfänglichen Schwel

lange kein Steuersignal ab, wie die durch Linie 25 dargestellte, das Verzögerungssignal bildende erste Spannung kleiner ist als die durch Linie 26 dargestellte, den Schwellwert bildende zweite Spannung.

Übersteigt nun bei weiterem Anwachsen der Verzögerung die an dem Emitter E anliegende erste Spannung die an der Basis B anliegende zweite Spannung, so gibt der Kollektor C ein Steuersignal für die Blockierschutzanlage 5 ab. Gleichzeitig wird der Kondensator 15 auf eine Spannung gemäß Linie 27 aufgeladen, die um die Basis-Emitter-Abfallspannung AUt des Transistors 33, die der Diodenabfallspannung AUo in F i g. 4 entspricht, geringer ist als die das Verzögerungssignal bildende erste Spannung gemäß eine optimale Ansprechverzögerung zu erreichen.

Weiterhin ist es denkbar, abweichend vom ersten Ausfiihrungsbeispiel. anstatt einer Diode 22 mehrere Dioden 22 anzuordnen. Durch diese Maßnahme kann je nach Anzahl der Dioden die Diodenabfallspannung A Up verändert werden, was zur Folge hat. daß die

2^r) Beendigung des Steuersignals später erfolgen kann, was sich bei einigen Fahrzeugtypen von Vorteil erweisen kann.

Mit der gleichen Wirkung ist der Widerstand 16 einstellbar angelegt. Durch die Einstellbarkeit des Widerstandes 16 ist die ZeitkonstPnte des Kondensators 15 und damit der Kondensatortpannungsabfall veränderbar, wie es in Linie 29 in F i g. 4 dargestellt ist.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

J, Schaltungsanordnung für Blockierschutzanlagen in Fahrzeugen, insbesondere in Kraftfahrzeugen, mit einem Sensor zum Erzeugen eines raddrehzahlproportionalen elektrischen Signals, mit einem- Differenzierglied zum Bilden eines verzögerungsproportionalen Signals, mit einem Filter zum Glätten des Verzögerungssignals und einem Schwellenwertschalter, der das Verzögerungssignal mit einer Schwelle vergleicht und bei Oberschreiten der Schwelle ein bei Unterschreiten der Schwelle endendes Steuersignal zum Steuern der Blockierschutzanlage abgibt, sowie mit elektronischen Mitteln zum Verkürzen des Steuersignals, dadurch gekennzeichnet, daß eine im Schwellenwertschalter (4) angeordnete Vergleichseinrichtung (21) mit ihrem ersten Eingang (20) direkt an den Ausgang des Differenziergliedes (3) und mit ihrem zweiten Einging (23) über einen von der Polarität der Spannung gesteuerten Schaller (Diode 22), und eine parallel zu dieser geschaltete, nach Oberschreiten des anfänglichen Schwellenwertes durch das Verzögerungssignal den Schwellwert in Abhängigkeit von dem Betrag einer weiteren Verzögerungssignalzunahme selbsttätig erhöhende Signalspeicher- und -verzögerungseinrichtung (15,16) indirekt an das Differenzierglied (3) angeschlossen ist, derart, daß nach Erreichen des Maximums des Verzögerungssignals die Verzögerungseinrichtung wirksam wird und da; Signal am zweiten Eingang (23) langsam absinken läßt.
2.Schaltungsanordnung nach Anspruch !,dadurch gekennzeichnet, daß die im Schwellenwertschalter (4) enthaltenen Mittel den Schwellenwert kontinuierlich erhöhen.
3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dessen Schwellenwertschalter (4) einen Rechenverstärker (21) mit zwei Eingängen (20, 23) aufweist, von denen der erste Eingang (20) mit einer von dem Differenzierglied (3) an seinem Ausgang abgegebenen, das Verzögerungssignal bildenden ersten Spannung und der zweite Eingang (23) mit einer den Schwellenwert bildenden zweiten Spannung belegt wird, gekennzeichnet durch eine elektrische Verbindungsleitung (24) zwischen den zweiten Eingang (23) des Rechenverstärkers (21) und dem Differenziergliedausgang mit einem parallel geschalteten Kondensator (15), der entweder Ober mindestens eine Diode (22) mit der vom Differenzierglied (3) an seinem Ausgang abgegebenen, das Verzögerungssignal bildenden ersten Spannung oder über mindestens eine Diode (14) mit der den Schwellenwert bildenden zweiten Spannung aufladbar ist und sich über die Verbindungsleitung (24) entlädt (F ig. 2).
4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwellenwertschalter (4) einen Kondensator (15) aufweist, der entweder über einen Transistor (33) mit einer vom Differenzierglied (3) an seinem Ausgang abgegebenen, das Verzögerungssignal bildenden ersten Spannung oder über mindestens eine Diode (14) mit einer den Schwellenwert bildenden zweiten Span' nung aufladbar ist, wobei der Emitter (E) des Transistors (33) mit dem Ausgang des Differenziergliedes (3) und die Basis (B) des Transistors (33) mit dem Kondensator (15) verbunden ist und der Kollektor (Q des Transistors (33) den Ausgang des Schwellenwertschalters (4) bildet (F i g, 3),

5, Schaltungsanordnung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß dem Kondensator (14) in an sich bekannter Weise ein einstellbarer Widerstand (16) zum Verändern von dessen Zeitkonstante zugeordnet ist.