DE2307623A1 - Antiblockierregelsystem fuer druckmittelbetaetigte kraftfahrzeugbremsen - Google Patents

Description

9.2.1973 Sk/Kb

Anlage zur
Patentanmeldung

ROBERT BOSCH GMBH, 7 Stuttgart 1

Antiblockierregelsystem für druckmittelbetätigte Kraft fahrzeugbremsen

Die Erfindung betrifft ein Antiblockierregelsystem für druckmittelbetätigte Kraftfahrzeugbremsen, bei denen für einen Teil der Räder eine autonome Bremsdruckregelung in Abhängigkeit von Wrzögerungs- bzw. Beschleunigungssignalen vorgenommen wird und die Bremsregelung der übrigen Räder in Abhängigkeit von der Geschwindigkeitsdifferenz gegenüber den autonom geregelten Rädern erfolgt.

Bei Antiblockierregelsystemen unterscheidet man grundsätzlich zwei verschiedene Typen, nämlich einerseits Systeme- mit Beschleunigungsregelung und andererseits Systeme mit Schlupfregelung.

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Beim ersten Typ ist für jedes zu regelnde Fahrzeugrad ein. Beschleunigungsaufnehmer oder ein Drehzahlgeber-mit nachgeschaltetem Differenzierer vorgesehen. Stark vereinfacht kann man die Wirkungsweise so charakterisieren, daß der Bremsdruck abgesenkt wird, sobald das Fahrzeugrad über einen bestimmten Schwellwert hinaus verzögert wird, und daß der Bremsdruck wieder erhöht wird, wenn eine bestimmte positive Radbeschleunigung überschritten wird. Dazwischen können noch Konstanthaltephasen des Bremsdruckes eingeschaltet sein.

Bei Schlupfregelsystemen wird dagegen mit Hilfe eines Drehzahlgebers für jedes Rad der Schlupf gemessen, d. h. die auf die Fahrzeuggeschwindigkeit bezogene Differenz zwischen Fahrzeuggeschwindigkeit und Radumfangsgeschwindigkeit. Der Bremsdruck wird abgesenkt, sobald der Schlupf zu groß wird.

Ferner muß man bei Antiblockierregelsystemen zwischen autonomen und abhängigen Regelsystemen unterscheiden. Ein autonomes Regelsystem ermittelt aus Beschleunigungsbzw. Geschwindigkeitsmeßwerten eines Fahrzeugrades den für dieses Fahrzeugrad günstigsten Druckverlauf, ohne daß es zur Ermittlung dieses Druckverlaufes Meßdaten anderer Regelsysteme berücksichtigen muß. Wenn ein Schlupfregelsystem als autonomes Regelsystem ve-/wendet werden soll, dann muß der Wert der Fahrzeuggeschwindigkeit z. B. mit Hilfe eines ungebremsten Rades ermittelt werden. Bei Kraftfahrzeugen gibt es keine ungebremsten Räder, so daß hier nur BeschleunieunRsreg;elsysterne als autonome PeRelsysteme in Frage kommen. Da «eschleunigungsregelsysteme außer dem Beschleunigungsaufnehmer mehrere Beschleunigungs-Schwellwertschalter enthalten ^müssen, ^ie untereinander durch logische Gatter "nd Süeicherstufen verknüpft sind, wird der Schaltungsaufwand sehr groß, wenn auf einem Kraft-

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fahrzeug mehrere autonome Regelsysteme vorgesehen sind.

Es ist deshalb schon ein Antiblockierregelsystem der eingangs genannten Art bekannt geworden, bei dem lediglich für die beiden nicht angetriebenen Fahrzeugräder zwei autonome Regelsysteme vorgesehen sind. Es kann dann angenommen werden, daß durch die Beschleunigungsregelung bei den beiden nicht angetriebenen Rädern ein Schlupf eingestellt wird, der etwa zwischen 10 und 20? der Fahrzeuggeschwindigkeit liegt. Die Umfangsgeschwindigkeit der autonom geregelten Räder kann deshalb mit guter Näherung als Maß für die Fahrzeuggeschwindigkeit verwendet werden. Aus diesem Grund sind bei dem bekannten Antiblockierregelsystem für die beiden angetriebenen Räder des Kraftfahrzeuges nur noch abhängige Regelsysteme vorgesehen, die als Schlupfregelsysteme ausgebildet sind und deshalb jeweils nur einen einzigen Geschwindigkeits-Schwellwertschalter enthalten müssen.

Gegenüber einem Antiblockierregelsystem mit vier autonomen Systemen bringt das beschriebene bekannte Antiblockierregelsystem eine Verminderung des Schaltungsaufwandes um etwa 20?, da die Hälfte der autonomen Systeme durch abhängige Regelsysteme ersetzt ist. Die Verminderung des Schaltungsauf wandes ist also noch nicht so weitgehend, wie es an sich wünschenswert wäre, um eine allgemeine Einführung von Antiblockierregelsystemen bei Kraftfahrzeugen zu erleichtern. ·

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Antiblockierregelsystem zu schaffen, das noch eine erheblich größere Einsparung von Bauelementen ermöglicht, ohne daß gleichzeitig die erzielbare Genauigkeit der Bremsdruckregelung wesentlich beeinträchtigt wird. Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß für die Bremsen der Hinterräder des Kraftfahrzeugs ein einziges autonomes Regelsystem mit Beschleunigungs-Schwellwertschaltern und für

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die Bremsen der Vorderräder zwei abhängige Regelsysteme mit jeweils wenigstens einem Geschwindigkeits-Schwellwertschalter vorgesehen sind. Gegenüber dem bekannten Antiblockierregelsystem wird also nochmals ein komplettes autonomes Regelsystem eingespart. Dies ist möglich, weil bei der Aufteilung der autonomen und abhängigen Regelsysteme auf die einzelnen Pahrzeugräder nicht mehr zwischen angetriebenen und nichtangetriebenen Rädern sondern zwischen Vorder- und Hinterrädern unterschieden wird.

Bei einer Vollbremsung wird die Hinterachse des Kraftfahrzeugs entlastet, so daß die Hinterräder nur etwa ein Drittel der gesamten auf die Straße übertragenen Bremskraft übernehmen. Deshalb ist es möglich, die Bremsen der beiden Hinterräder gemeinsam mit Hilfe eines einzigen autonomen Regelsystems zu regeln. Das Regelsystem der Hinterräder verarbeitet dabei einen Geschwindigkeits-Mittelwert zwischen den beiden Hinterrädern oder noch besser die Umfangsgeschwindigkeit des sich am langsamsten drehenden Hinterrades. Dadurch wird mit Sicherheit das Hinterrad, das sich auf der rauheren Straß«ηoberflache bewegt, zu schwach abgebremst, "o daß es einen sehr geringen Schlupf aufweist; seine Umfangsgeschwindigkeit ist dann ein sehr gut genäherter Wert für die Fahrzeugeschwindigkeit. Der auf das gesamte Fahrzeug bezogene Bremskraftverlust hält sich trotzdem in sehr engen Grenzen (wenige Prozent), da es sich bei dem zu schwach abgebremsten Rad um ein Hinterrad handelt, das ohnehin nur einen kleinen Teil der Gesamtbremskraft auf die Straße übertra_ot. Andererseits wird durch den kleinen Schlupfwert die Seitenführungskraft des unterbremsten Hinterrades erhöht, so daß auch die Richtungsstabilität des Fahrzeugs verbessert wird. Die Verwendung nur eines autonomen Regelsystems für die Hinterachse bringt also gegenüber der aufwendigeren Lösung mit zwei autonomen Regelsystemen nur einen geringfügigen Nachteil bei der Bremskraft und einen gewichtigen Vorteil bei der Seitenführungskraft.

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Für die Vorderräder, die den größten Teil der Bremskraft übernehmen, kann man dann zwei abhängige Regelsysteme vorsehen, die als Schlupfregelsysteme ausgebildet werden können. Als Referenzwert für die FahrZeuggeschwindigkeit wird dabei die Umfangsgeschwindigkeit des sich am schnellsten drehenden Hinterrades verwendet. Die Bremsen der beiden Vorderräder können also völlig unabhängig voneinander geregelt werden, so daß das Kraftfahrzeug auch bei unsymmetrischem Straßenzustand, d. h. wenn die Straßenoberfläche auf einer Fahrzeugseite griffiger als auf der anderen Fahrzeugseite ist, ausreichend lenkfähig bleibt.

Weitere Einzelheiten und zweckmäßige Ausgestaltungen werden nachstehend anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher beschrieben und erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Kraftfahrzeugs

mit einem autonomen und zwei abhängigen Regelsystemen, Fig. 2a einen hydraulischen Dreipunkt-Regelkreis für eine Fahrzeugbremse,

Fig. 2b einen hydraulischen Zweipunkt-Regelkreis, Fig. 3 und M zwei Ausführungsbeispiele von Antiblockierregel-

systemen für alle Räder eines Kraftfahrzeugs, Fig. 5 bis 7 Ausführungsbeispiele von abhängigen Regelsystemen

für Vorderradbremseri und

Fig. 8 bis 11 Schaltungseinzelheiten zu den Ausführungsbeispielen nach den Fig. 3 bis 7·

In Fig. 1 ist die Bremsanlage eines Kraftfahrzeuges mit vier Rädern schematisch dargestellt. Die Vorderräder sind mit 20, 21 und die Hinterräder mit 22, 23 bezeichnet. Für jedes Fahrzeugrad ist ein Impuls-Drehzahlgeber 24, 25> 26, 27 vorgesehen. Jeder Impuls-Drehzahlgeber enthält ein Zahnrad 29 mit ferromagnetischen Zähnen, das auf einem sich mit

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dem Rad drehenden Teil 28 befestigt ist. Den Zähnen des Zahnrads 29 steht ein magnetischer Aufnehmer 30 gegenüber. Bei der Drehung des Zahnrads 29 werden im magnetischen Aufnehmer 30 Wechselspannungsimpulse induziert, deren Frequenz proportional zur Drehzahl des. zugehörigen Fahrzeugrades 20 ist. Das sich mit dem Fahrzeugrad drehende Teil ist in Fig. 1 als Achse dargestellt. Bei einem nicht angetriebenen Fahrzeugrad kann das Zahnrad 29 auch an der Radnabe befestigt sein.

Die Bremsanlage des Kraftfahrzeugs wird über ein Drucksteuerventil 31 mit Druckmittel versorgt. Das Drucksteuerventil erzeugt in einer Hauptbremsleitung 33 einen Bremsdruck, der proportional zur Auslenkung eines Bremspedals 32 ist. Die Hauptbrems leitung 33 ist über Ventilanordnungen 3¹* > 35, 36 mit drei Radbremsleitungen 37, 38, 39 verbunden. Die erste Radbremsleitung 37 führt zum rechten Vorderrad 20,die zweite Radbrems leitung 38 zum linken Vorderrad 21 und die dritte Radbremsleitung 39 versorgt beide Hinterräder 22, 23· Die Ventilanordnungen 3¹I, 35» 36 dienen dabei zur Regelung des Bremsdruckes in Abhängigkeit von den Ausgangssignalen einzelner Regelsysteme. So wird die dritte Ventilanordnung 36 von einem autonomen Regelsystem 40 gesteuert, das aus einer Geschwindigkeitsstufe kl und einer Beschleunigungsstufe besteht. Die Geschwindigkeitsstufe ¹Il ist eingangsseitig iuit den beiden Impuls-Drehzahlgebern 26, 27 verbunden, die den beiden Hinterrädern 22, 23 zugeordnet sind. Ein erster Ausgang der Geschwindigkeitsstufe Ί1 ist mit dem Eingang der Beschleunigungsstufe 42 verbunden, deren Ausgangssignal die Ventilanordnung 36 betätigt.

An einen zweiten Ausgang der Geschwindigke its stufe kl sind Eingänge zweier abhängiger Regelsysteme M3, M angeschlossen. Die beiden abhängigen Regelsysteme 43, 44 weisen jeweils noch einen zweiten Eingang auf, der mit dem Ausgang des zugehörigen Impuls-Drehzahlgebers 24 bzw. 25 verbunden ist. Das Ausgangssignal des ersten abhängigen

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Regelsystems 43 betätigt die erste Ventilanordnung 34 und das Ausgangssignal des zweiten abhängigen Regelsystems 44 die zweite Ventilanordnung 35·

In Fig. 2a ist eine hydraulische Bremsanlage dargestellt, die für eine Dreipunktregelung des Bremsdruckes vorgesehen ist. Wie in Fig. 1 ist das Bremspedal mit 32, das Drucksteuerventil mit 31 und die dritte Ventilanordnung mit 36 bezeichnet. Die Leitungen, die von der Hauptbrems leitung 33 zu den Ventilanordnungen 34, 35 führen, sind in Fig. 2a nur angedeutet. An die Radbremsleitung 39 ist ein Radbremszylinder 45 angeschlossen, der stellvertretend für die Radbremszylinder der beiden Hinterräder 22, 23 eingezeichnet ist. In der Ventilanordnung 36 liegt zwischen der Hauptbremsleitung 33 und der Radbremsleitung 39 ein Einlaßventil 47, das als 2/2-Wegeventil ausgebildet ist, d.h. zwei hydraulische Anschlüsse und zwei Schaltstellungen aufweist. Das Einlaßventil 47 gibt in seiner Ruhestellung den Weg für das Druckmittel von der Hauptbremsleitung 33 zur Radbremsleitung 39 frei und verschließt diesen Weg in seiner Arbeitsstellung.

An die Radbremsleitung 39 ist weiterhin ein Auslaßventil 48 angeschlossen, das ebenfalls als 2/2-Wegeventil ausgebildet ist. Die beiden Ventile 47, 48 werden durch Magnetwicklungen 19, 50 betätigt und durch Rückstellfedern 51, 52 in ihre Ruhestellung zurückgeholt. Das Auslaßventil 48 ist zwischen der Radbremsleitung 39 und einer Rücklaufleitung eingeschaltet, die in einen Sammelbehälter 54 mündet. In der Ruhestellung verschließt das Auslaßventil 48 den Weg zur Rücklaufleitung 53, während es in seiner Arbeitsstellung diesen Weg freigibt. In den Sammelbehälter 54 münden noch weitere Rücklaufleitungen, die von den Ventilanordnungen 34, 35 herkommen.

Eine Rückförderpumpe 55 fördert das in den Sammelbehälter 54 gelaufene Druckmittel über ein Rückschlagventil 56 in

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eine Hochdruckleitung 57 > aus der das Drucksteuerventil 31 mit Druckmittel versorgt wird. An die Hochdruckleitung 57 ist ein Hochdruckspeicher 58 angeschlossen, der einen Druckmittelvorrat aufnimmt und diesen während der Bremsung über das Drucksteuerventil 31 abgeben kann.

Die Ventilanordnung 36 nach Fig. 2a ermöglicht es, den Bremsdruck zu erhöhen, abzusenken oder konstant zu halten (Dreipunktregelung). In der Ruhestellung der beiden Ventile 47, 48 fließt Druckmittel von der Hauptbremsleitung 33 zum Radbremszylinder 45, so daß der Bremsdruck ansteigen kann. Wird nur das Einlaßventil 47 durch Erregen der Magnetwicklung ^9 in die Arbeitsstellung gebracht, dann sind beide Ventile 47, 48 abgesperrt und der Druck im Radbremszylinder 45 bleibt konstant. Wenn beide Ventile 47, 48 sich in ihrer Arbeitsstellung befinden, dann kann Druckmittel aus dem Radbremszylinder 45 in den Sammelbehälter 54 abfließen, so daß der Bremsdruck absinkt.

In Fig. 2b ist ein Hydraulikkreis für Zweipunktregelung dargestellt. Die Anordnung der Bauteile 31, 33, 39, 54, 55,56 und 58 ist gleich wie in Fig. 2a und wird nicht mehr beschrieben. Dagegen besteht die zweite Ventilanordnung 34, die zwischen der Hauptbrems leitung 33 und der Radbrems leitung 39 eingeschaltet ist, nur aus einem einzigen Druckminderventil 59, das als 3/2-Wegeventil ausgebildet ist. Es weist also drei Leitungsanschlüsse und zwei Schaltstellungen auf. Das Druckminderventil 59 wird von einer Magnetwicklung 60 betätigt und von einer Rückstellfeder 61 in seiner Ruhestellung gehalten. In der Ruhestellung des Druckminderventils 59 ist für das Druckmittel der Weg von der Hauptbrems leitung 33 zur Radbremsleitung 39 und damit zu einem Radbremszylinder 46 freigegeben, während die Rücklaufleitung 53 abgesperrt ist. In der Arbeitsstellung des Druckminderventils 59 ist dagegen der Weg von der Radbremsleitung 39 zur Rücklaufleitung 53 freigegeben; die Hauptbremsleitung ist in diesem Fall abgesperrt.

Solange sich das Druckminderventil 59 in seiner Ruhestellung

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befindet, folgt der Druck im Radbremszylinder ^6 dem Druck in der Hauptbremsleitung 33, d. h. er wird im allgemeinen erhöht. In der Arbeitsstellung des Druckminderventils 59 wird dagegen der Bremsdruck abgesenkt, weil aus dem Radbremszylinder h6 Druckmittel in den Sammelbehälter 5¹J abfließen kann. Wenn bei dem Hydraulikkreis nach Fig. 2b der Bremsdruck konstant auf einem Wert gehalten werden soll, der kleiner als der Druck in der Hauptbremsleitung 33 ist, dann kann man dies nur erreichen, wenn das Druckminderventil 59 fortwährend getaktet wird, so daß der konstante Druckverlauf durch einen sägezahnförmigen Druckverlauf angenähert wird. Die mittlere Regelfrequenz wird deshalb beim Hydraulikkreis nach Fig. 2b höher als bei dem Dreipunkt-Regelkreis nach Fig. 2a liegen. Man verwendet den Dreipunkt-Regelkreis nach Fig. 2a vorzugsweise für das autonome Regelsystem der Hinterachse und zwei einfacher aufgebaute Zweipunkt-Regelkreise nach Fig. 2b für die abhängigen Regelsysteme der Vorderachse.

In Fig. 3 ist ein vollständiges Blockschaltbild eines Antiblockierregelsystems für vier Fahrzeugräder dargestellt. Die Baugruppen kl bis ¹I¹J der schematischeh Darstellung nach Fig. 1 sind dabei durch unterbrochene Linien voneinander abgegrenzt. In der Geschwindigkeitsstufe ¹Il ist an den Ausgang des ersten Impuls-Drehzahlgebers 26 (rechtes Hinterrad) eine Reihenschaltung eingeschlossen, die in dieser Reihenfolge aus einem Impulsformer 62, einem Frequenz-Gleichspannungs-Umsetzer 63 und einem Tiefpaßfilter 6*1 besteht. In gleicher Weise ist eine Reihenschaltung aus einem Impulsformer 65, einem Frequenz-Gleichspannungs-Umsetzer und einem Tiefpaßfilter 67 an den Ausgang des zweiten Impuls-Drehzahlgebers 27 angeschlossen (linkes Hinterrad). Die Ausgänge der beiden Tiefpaßfilter-6Ί, 67 sind zu zwei Eingängen einer Tiefstwert-Auswahlstufe 68 geführt, die an ihrem Ausgang die Signalspannung für die Beschleunigungsstufe b2 liefert. Weiterhin sind zwei Eingänge einer Fahrzeuggeschwindigkeits-Nachbildestufe 69 an die Ausgänge der

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beiden Tiefpaßfilter 64, 67 angeschlossen. Der Fahrzeuggeschwindigkeits-Nachbildestufe 69 ist eine Schlupf-Nachbildestufe 70 nachgeschaltet, die an ihrem Ausgang die Referenzspannung für die beiden abhängigen Regelsysteme 43, 44 abgibt.

Die Beschleunigungsstufe 42 enthält eingangsseitig einen Differenzierer 71, der mit dem Ausgang der Tiefstwert-Auswahlstufe 68 verbunden ist. An den Differenzierer 71 ist ein erster Beschleunigungs-Schwellwertschalter 72 über ein Tiefpaßfilter 73 sowie ein zweiter Beschleunigungs-Schwellwertschalter 74 direkt angeschlossen. Die Beschleunigungsstufe 42 enthält außerdem einen Geschwindigkeits-Schwellwertschalter 75, dessen beide Eingänge mit den Ausgängen der Tiefstwert-Auswahlstufe 68 und der Schlupf-Nachbildestufe 70 verbunden sind. Der Eingang eines ersten Leistungsverstärkers 76 ist über ein ODER-Gatter 77 an die Ausgänge des Geschwindigkeits-Schwellwertschalters 75 und des ersten Beschleunigungs-Schwellwertschalters 72 angeschlossen. Der erste Leistungsverstärker 76 dient zur Steuerung des Auslaßventils 48 in der ersten Ventilanordnung 36 (vgl. mit Fig. 2a). Ein zweiter Leistungsverstärker 78 ist an den Ausgang eines ODER-Gatters 79 angeschlossen, dessen beide Eingänge an den Ausgängen des ODER-Gatters 77 und des zweiten Beschleunigungs-Schwellwertschalters 74 liegen. Der zweite Leistungsverstärker 78 steuert das Einlaßventil 47.

Die bis jetzt beschriebenen Stufen der Schaltung üach Fig. bilden zusammen das autonome Regelsystem 40 nach Fig. 1. Das erste abhängige Regelsystem 43 (rechtes Vorderrad) besteht aus der Reihenschaltung eines Impulsformers 80, eines Frequenz-Gleichspannungs-Umsetzers 8l, eines Tiefpaßfilters 82, eines Geschwindigkeits-Schwellwertschalters 83 und eines Leistungsverstärkers 84. Der Impulsformer 80 ist dabei an den Ausgang dee dritten Impuls-Drehzahlgebers 24 angeschlossen. Dem Geschwindigkeits-Schwellwertschalter 83 wird als Referenzspannung die Ausgangsspannung der Schlupf-Nachbildestufe 70 zugeführt. An den Ausgang des

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Leistungsverstärkers 84 ist ein Druckminderventil J>U angeschlossen, das als 3/2-Wegeventil ausgebildet ist und hydraulisch nach Fig. 2b beschaltet ist.

Das zweite abhängige Regelsystem UU (linkes Vorderrad) ist gleich aufgebaut wie das erste abhängige Regelsystem Uj> und besteht aus der Reihenschaltung eines Impulsformers 85, eines Frequenz-Gleichspannungs-Umsetzers 86, eines Tiefpaßfilters 87, eines Geschwindigkeits-Schwellwertschalters 88 und eines Leistungsverstärkers 89. Der Referenzspannungseingang des Geschwindigkeits-Schwellwertschalters 88 liegt am Ausgang der Schlupf-Nachbildestufe 70. An den Leistungsverstärker 89 ist ein 3/2-Wegeventil angeschlossen, das als zweite Ventilanordnung 35 dient. Der Eingang des Impulsformers 85 liegt am Ausgang des Impuls-Drehzahlgebers 25.

Die in Fig. 3 dargestellten Impulsformer 62, 65, 80, 85 sind vorzugsweise als monostabile Kippstufen ausgebildet, so daß sie bei jedem Eingangsimpuls einen Ausgangsimpuls von konstanter Länge abgeben. Die Frequenz-Gleichspannungs-Umsetzer 63, 66, 8lj 86 bilden dann den zeitlichen Mittelwert aus den Impulsspannungen, die von den Impulsformern abgegeben werden. Die Ausgangsgleichspannungen der Frequenz-Gleichspannungs-Umsetzer sind deshalb proportional zur Impulsfolgefrequenz und damit auch proportional zur Umfangsgeschwindigkeit des betreffenden Fahrzeugrades. Die Frequenz-Gleichspannungs-Umsetzer können z. B. als Sample-and-Hold-Schaltungen ausgebildet sein. Die Tiefpaßfilter 6h, 67, 82, 87 weisen eine Grenzfrequenz von etwa UO Hz auf und werden vorzugsweise als.Filter dritten Grades ausgebildet. Sie dienen dazu, kurzzeitige Änderungen des Drehzahl-Gleichspannungs-Signals auszufiltern. Solche Änderungen können auftreten, wenn das Fahrgestell schwingt oder wenn Schlaglöcher durchfahren werden. In einer vereinfachten Ausführungsform können auch die Frequenz-Gleichspannungs-Umsetzer 63, 66, Ll, 86 ganz weggelassen werden und die Tiefpaßfilter 6¹I,

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67, 82, 87 selbst als Frequenz-Gleichspannungs-Umsetzer verwendet werden.

Der erste Ausgang der Geschwindigkeitsstufe ¹Il wird durch die Tiefstwert-Auswahlstufe 68 gebildet. Diese gibt an ihrem Ausgang eine Gleichspannung ab, die gleich der niedrigsten Eingangsspannung und damit proportional zur Drehzahl des sich am langsamsten drehenden Hinterrades ist. Das sich am langsamsten drehende Hinterrad läuft als erstes Gefahr zu blockieren. Deshalb ist es sinnvoll, die Umfangsgeschwindigkeit dieses Rades als Eingangssignal für die Beschleunigungsstufe k2 zu verwenden und somit den Bremsdruck für die Hinterachse in Abhängigkeit von der Beschleunigung bzw. Verzögerung des sich am langsamsten drehenden Rades zu regeln.

Umgekehrt wählt die Fahrzeuggeschwindigkeits-Nachbildestufe

69 aus den Ausgangsspannungen der beiden Tiefpaßfilter 6H, 67 die höchste aus. Die Fahrzeuggeschwindigkeits-Nachbildestufe 69 enthält einen Speicherkondensator, der auf eine Spannung aufgeladen wird, die proportional zur Umfangsgeschwindigkeit des sich am schnellsten drehenden Hinterrades ist. Da die beiden Hinterräder gemeinsam geregelt werden, ist das sich schneller drehende Hinterrad unterbremst, und seine Umfangsgeschwindigkeit gibt ein gutes Maß für die Fahrzeuggeschwindigkeit. Da beim Bremsen ein gewisser Schlupf der Radumfangsgeschwindigkeit gegenüber der Fahrzeuggeschwindigkeit zugelassen werden soll, ist der Fahrzeuggeschwindigkeits-Nachbildestufe 69 die Schlupf-Nachbildestufe

70 nachgeschaltet, an deren Ausgang eine Gleichspannung liegt, die z. B. bei 15Ϊ zulässigem Schlupf gleich 85% der Ausgangsspannung der Fahrzeuggeschwindigkeits-Nachbildestufe 69 ist. Schaltungseinzelheiten und Einzelheiten der Funktionsweise der Stufen 68, 69, 70 werden weiter unten anhand der Pig. 8 und 9 näher erläutert.

Die Ausgangsspannung der Tiefstwert-Auswahlstufe 68 wird

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dem Differenzierer 71 zugeführt. An dessen Ausgang liegt deshalb eine Spannung, die proportional zur Beschleunigung bzw. Verzögerung des langsamsten Hinterrades ist. An den Differenzierer 71 schließen sich die beiden Beschleunigungs-Schwellwertschalter 72, 74 an, die beide im Ruhezustand an ihrem Ausgang ein O-Signal abgeben. Unter O-Signal wird im folgenden verstanden, daß der Ausgang einer Stufe wenigstens näherungsweise auf dem Potential einer Minusleitung liegt. Wenn dagegen wenigstens näherungsweise das Potential einer Plus leitung vorliegt, dann spricht man von einem L-Signal. Der erste Beschleunigungs-Schwellwert- schalter 72 behält sein O-Signal bei kleinen Radverzögerungen bei und gibt ein L-Signal ab, sobald ein Verzögerungs-Schwellwert von -2,5 g überschritten wird. Mit g ist

ρ dabei die Erdbeschleunigung von ungefähr 10 m/s bezeichnet.

Bei einer normalen Bremsung, die nicht zum Blockieren führt, kann dagegen die Radverzögerung nur V/erte von etwa -1 g annehmen. Das Ansprechen des ersten Schwellwertschalters 72 zeigt deshalb, daß ein Blockieren des Fahrzeugrades (des langsamsten Hinterrades) unmittelbar bevorsteht.

Das L-Signal am Ausgang des ersten Schwellwertschalters 72 wird dann über das ODER-Gatter 77 an den Leistungsverstärker 76 und außerdem über das ODER-Gatter 79 an den Leistungsverstärker 78 weitergeleitet, so daß die beiden Ventile ^7» ^8 erregt werden und der Bremsdruck abgesenkt vrird. Die Verzögerung des Fahrzeugrades nimmt daraufhin wieder ab, der erste Schwellwertschalter 72 weist allerdings eine Schalt-i hysterese auf, so daß er erst wieder zurückgeschaltet wird, wenn die ,Radbeschleunigung wieder kleine positive Werte von etwa +0,3 bis +0,5 g annimmt. Nach dem überschreiten dieser Ausschaltschwelle gibt der erste Schwellwertschalter 72 wieder ein O-Signal ab, so daß eigentlich beide Ventile 47, Ί8 wieder in ihre Ruhestellung zurückkehren könnten. Bei positiven Radbeschleunigungen spricht allerdings der zweite

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Schwellwertschalter 74 an, und zwar ist seine Einschaltschwelle etwas niedriger als die Ausschaltschwelle des ersten Schwellwertschalters 72; sie liegt also bei etwa +0,2 bis +0,4 g. Solange das Fahrzeugrad infolge der Druckabsenkung wieder beschleunigt wird, d. h. also während. der sogenannten Wiederbeschleunigungsphase, gibt der zweite Schwellwertschalter 74 ein L-Signal ab _x das über das ODER-Gatter 79 zum Leistungsverstärker 78 gelangt. Während der Wiederbeschleunigungsphase bleibt also auch nach dem Zurückkippen des ersten Schwellwertschalters 72 das Einlaßventil 47 geschlossen, so daß der Bremsdruck konstantgehalten wird. Dadurch erfolgt die Wiederbeschleunigung insgesamt etwas langsamer und die Regelamplitude des Bremsdruckes wird kleiner gehalten. Der zweite Schwellwertschalter 74 weist gar keine oder nur eine sehr kleine Schalthysterese auf, so daß er schon kurz vor dem Ende der Wiederbeschleunigungsphase wieder in seinen Ruhezustand zurückkippt.

Neben der beschriebenen Beschleunigungsregelung ist beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 für die Räder der Hinterachse auch noch eine Schlupfregelung vorgesehen. Dem Geschwindigkeits-Schwellwertschalter 75 wird als Referenzspannung die Ausgangsspannung der Schlupf-Nachbildestufe zugeführt, die - wie oben erwähnt - z. B. 85% der Fahrzeuggeschwindigkeit entspricht. Im Ruhezustand gibt der Geschwindigkeits-Schwellwertschalter 75 ein O-Signal ab. Sinkt dagegen die Ausgangsspannung der Tiefstwert-Auswahlstufe 68 unter die Ausgangsspannung der Schlupf-Nachbildestufe 70 ab, dann bedeutet dies, daß das langsamere Hinterrad mehr als 15$ Schlupf gegenüber der Fahrzeuggeschwindigkeit aufweist. Der Geschwindigkeits-Schwellwertschalter 75 gibt dann ein L-Signal ab,das - wie es oben beim ersten Schwellwertschalter 72 beschrieben ist - die beiden Ventile 47, 48 in ihre Arbeitsstellung bringt und damit den Bremsdruck absenkt. Normalerweise greift die Beschleunigungsregelung schon ein, bevor der Schlupf so große Werte annimmt, so daß sich das Ausgangssignal des

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Geschwindigkeits-Schwellwertschalters 75 nicht auf die Bremsdruckregelung auswirkt. Bei glatter Straßenoberflache und nicht zu großem Bremsdruck kann es aber vorkommen, daß die beiden Hinterräder mit einer Verzögerung von zum Beispiel -2 g bis zum Stillstand abgebremst werden, ohne daß der erste Schwellwertschalter 72 anspricht. Dann greift die Schlupfregelung ein. Der Bremsdruck kann dann erst wieder ansteigen, wenn der Schlupf von 15? wieder unterschritten wird. Wenn nur die Schlupfregelung mit dem Geschwindigkeits-Schwellwertschalter 75 eingreift, dann ergibt sich eine Zweipunktregelung des Bremsdrucks, da immer beide Ventile ÜJ, Ί8 gleichzeitig betätigt werden und somit der Bremsdruck nur erhöht oder abgesenkt werden kann.

Die beiden abhängigen Regelsysteme kj>, M für die beiden Vorderräder funktionieren gleich wie der Schlupfregelkreis für die Hinterachse. Es ist jeweils nur ein Geschwindigkeits-Schwellwertschalter 83 bzw. 88 vorgesehen; beiden Schwellwertschaltern 83» 88 wird als Referenzspannung die Ausgangsspannung der Schlupf-Nachbildestufe 70 zugeführt. Sobald die Ausgangsspannung des zugehörigen Tiefpaßfilters 82 bzw. 87 unter die Ausgangsspannung der Stufe 70 absinkt, gibt der entsprechende Schwellwertschalter 83 bzw. 88 ein L-Signal ab und betätigt somit das zugehörige Druckminderventil 3¹I bzw. 35· Auch hier ergibt sich eine Zweipunktregelung des Bremsdrucks.

Bei der Schaltung nach Fig. 3 bleibt jetzt nur noch die Punktionsweise des Tiefpaßfilters 73 in der Beschleunigungsstufe ^2 zu erklären. Dieses Tiefpaßfilter 73 weist vorzugsweise eine sehr niedrige obere Grenzfrequenz von etwa 8 bis 10 Hz auf. Bei einem Tiefpaßfilter wird eine Änderung des Eingangssignals erst nach einer gewissen Verzögerungszeit auf den Ausgang übertragen, und diese Verzögerungszeit ist umso größer, je niedriger die Grenzfrequenz ist.

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Die Ausgangssignale des Differenzierers 71 gelangen also zuerst zum zweiten Beschleunigungs-Schwellwertschalter 7** und erst etwas später zum ersten Schwellwertschalter 72. Während der Wiederbeschleunigungsphase spricht deshalb bei ungefähr gleichen Schaltschwellen - wie es oben beschrieben ist der zweite Schwellwertschalter Tk vor dem ersten Schwellwertschalter 72 an, so daß ein überlappen der L-Ausgangssignale beider Schwellwertschalter gewährleistet ist. Zwischen der Druckabeenkungsphase und der Konstanthaltephase des Bremsdrucks kann deshalb keine Druckanstiegsphase eingeschaltet sein. Das Tiefpaßfilter 73 stellt weiterhin sicher, daß Störimpulse, die vom Differenzierer 71 ungeschwächt weitergeleitet werden, nicht zum ersten Schwellwertschalter 72 gelangen können. Dies ist wichtig, weil der erste Schwellwertschalter 72 schnelle Druckänderungen, nämlich Erhöhen oder Absenken des Bremsdrucks auslöst. Wenn Störimpulse auf den zweiten Schwellwertschalter 7Ί gelangen, dann ist dies nicht so kritisch, weil dieser nur ein Konstanthalten des Bremsdrucks einleiten oder beenden kann. Es werden also schnelle Druckänderungen erst nach einer gewissen Verzögerungszeit, dafür aber mit einer großen Störsicherheit ausgelöst, während Konstanthaltephasen weniger verzögert eingeleitet und beendet werden, wobei dann eine gewisse Anfälligkeit gegenüber Störimpulsen in Kauf genommen wird.

Das Ausführurigsbeispiel nach Pig. ¹I ist ähnlich aufgebaut wie das Ausführungsbeispiel nach Fig. 3. Gleiche Baugruppen sind in beiden Figuren mit gleichen Bezugszahlen versehen und werden nicht nochmals beschrieben. Dies gilt insbesondere für die Geschwindigkeitsstufe Ί1, die bei beiden Ausführungsbeispielen vollständig identisch aufgebaut ist. Die Beschleunigungsstufe 42 des autonomen Regelsystems für die Hinterachse enthält bei der Schaltung nach Fig. k keinen Schlupfregelkreis, also auch keinen Geschwindigkeits-Schwellwertschalter. Die Ausgänge der beiden Beschleunigungs-Schwellwertschalter 72, 7Ί sind direkt zu Eingängen des ODER-Gatters 79 geführt, das dem zweiten Leistungsverstärker 78 für

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das Einlaßventil M7 vorgeschaltet ist. Der erste Beschleunigungs-Schwellwertschalter 72 weist einen zusätzlichen Schwellenverstelleingang ν auf, der an den Ausgang des zweiten Beschleunigungs-Schwellwertschalters 7M angeschlossen ist. Der Eingang des ersten Leistungeverstärkers 76 für das Auslaßventil M8 ist direkt mit dem Ausgang des ersten Beschleunigungs-Schwellwertschalters 72 verbunden. Beim abhängigen Regelsystem Ό, das für das rechte Vorderrad vorgesehen ist, ist an den Ausgang des Tiefpaßfilters 82 außer dem Geschwindigkeits-Schwellwertschalter 83 noch ein Differenzierer 101 angeschlossen. Der Ausgang des Differenzierers 101 ist über ein Tiefpaßfilter 102 mit einem Beschleunigungs-Schwellwertschalter 103 sowie über eine Schwellenverstellstufe 1OU mit einem Schwellenverstelleingang ν des Geschwindigkeits-Schwellwertschalters 83 verbunden. Der Ausgang des Geschwindigkeits-Schwellwertschalters 83 ist mit einem ersten Eingang eines ODER-Gatters 106 und der Ausgang des Beschleunigungs-Schwellwertschalters 103 über ein UND-Gatter 105 an einen zweiten Eingang des ODER-Gatters 106 angeschlossen. Der Ausgang des ODER-Gatters 106 ist zum Eingang des Leistungsverstärkers 8M geführt, der das Druckminderventil 3Ί betätigt. Das zweite abhängige Regelsystem MM für das linke Vorderrad ist gleich aufgebaut wie dae erste abhängige Regelsystem. An das Tiefpaßfilter 87 ist also eine Reihenschaltung aus einem Differenzierer 107, einem Tiefpaßfilter 1C8, einem Beschleunigungs-Schwellwertschalter IO9 und einem UND-Gatter 111 angeschlossen. Die Ausgänge des UND-Gatters 111 und des Geschwindigkeits-Schwellwertschalters 88 sind zu Eingängen eines ODER-Gatters 112 geführt, das dem Leistungsverstärker 89 vorgeschaltet ist. Zwischen dem Ausgang des Differenzierers 107 und dem Schwellenverstelleingang ν des Geschwindigkeits-Schwellwertschalters 88 liegt eine Schwellenverstellstufe 110.

Ein Taktgeber 113, der als astabiler Multivibrator ausgebildet ist, ist mit seinem Eingang an eine Klemme 1.1 M angeschlossen, die mit dem Bremslichtschalter des Fahrzeugs in Verbindung steht. Der Taktgeber 113 gibt deshalb Taktimpulse ab, solange

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das Bremspedal betätigt wird. Der Ausgang des Taktgebers 113 ist zu zweiten Eingängen der beiden UND-Gatter 105, 111 geführt.

Beim Ausführungsbeispiel nach Pig. lJ ist für die Beschleunigungsstufe k2 kein zusätzlicher .Geschwindigkeits-Schwellwertschalter vorgesehen. Um trotzdem zu gewährleisten, daß der Fahrer nicht mit relativ niedrigem Bremsdruck die beiden Hinterräder bis zum Stillstand abbremsen kann, ohne gleichzeitig eine zu große Radverzögerung zu erreichen, wird die Einschaltschwelle des ersten Beschleunigungs-Schwellwertschalters 72 auf einen niedrigen Verzögerungswert von ungefähr -1,8 g festgelegt. Dieser Wert liegt nur geringfügig über dem auf trockener Straße ohne Blockieren erreichbaren Verzögerungswert von Ig. Deshalb spricht beim zweiten Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 der erste Schwellwertschalter 72 in jedem Fall sicher an, sobald das langsamere Hinterrad zum Blockieren neigt. Die Schaltschwelle des zweiten Schwellwertschalters .7*J ist auf etwa +0,8 g festgelegt. Außerdem wird beim Ansprechen des zweiten Schwellwertschalters 7Ί die Ausschaltschwelle des ersten Schwellwertschalters 72 über den Schwellenverstelleingang ν auf etwa 0 g verschoben, so daß der erste Schwellwertschalter 72 sicher in seine Ausgangsstellung zurückkippt, sobald der zweite Schwellwertschalter 7¹I anspricht. Dies ist günstig, weil das Tiefpaßfilter 73 infolge seiner niedrigen Grenzfrequenz ein nur kurz andauerndes positives Beschleunigungssignal unter Umständen so stark unterdrückt, daß der erste Schwellwertschalter 73 u.U. von selbst gar nicht mehr zurückkippt. Bei den beiden abhängigen Regelsystemen Ί3»Μ funktioniert die Schlupfregelung mit dem Geschwindigkeits-Schwellwertschalter 83 bzw. 88 genau gleich wie es oben beim ersten Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 beschrieben wurde. Zur Verkleinerung der Druckregelamplitude ist zusätzlich eine Schwellenverstellung für den Geschwindigkeits-Schw-ellwertschalter 83 bzw. 88 vorgesehen, die in Abhängigkeit vom

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Ausgangssignal des Differenzierers 101 bzw. 107 vorgenommen wird. Zwischen dem Ausgang des Differenzierers und dem Schwellenverstelleingang ν liegt dabei die Schwellenver- stellstufe 104 bzw. 110, die aus zwei antiparallel geschalteten Reihenschaltungen jeweils einer Diode und eines Widerstandes besteht. Da die beiden Dioden in Durchlaßrichtung eine Schwellspannung von etwa 0,4 Volt aufweisen, ist der Schwellenverstelleingang ν bei kleinen Beschleunigungsbzw. Verzögerungssignalen vom Differenzierer 101 abgetrennt. Wird dagegen die Beschleunigung bzw. Verzögerung größer als etv/a 4 g, dann wird eine der beiden Dioden in der Schwellenverstellstufe 104 leitend, so daß die Schaltschwelle des Geschwindigkeits-Schwellwertschalters 83 verstellt werden kann. Bei großen Verzögerungswerten wird dabei die Geschwindigkeits-Schaltschwelle in Richtung kleineren Schlupfes verstellt, so daß der Geschwindigkeits-Schwellwertschalter 83 schon früher anspricht. Derart große Radverzögerungswerte werden nur auf glatter Straßenoberfläche erreicht; es ist dann besonders günstig, daß der Bremsdruck schon bei kleinen Schlupfwerten, d.h. sehr frühzeitig abgesenkt wird. Umgekehrt wird die Geschwindigkeits-Schaltschwelle in Richtung größeren Schlupfes verschoben, wenn der Differenzierer 101 ein großes positives Beschleunigungssignal abgibt. Der Bremsdruck wird dann schon wieder erhöht, wenn der Schlupf noch recht groß ist, also z.B. über 20 % beträgt. Große positive Beschleunigungen werden vor allem auf griffiger Straßenoberfläche erreicht, so daß auch diese Schwellenverstellung gerechtfertigt ist. Die Verstellung ist dabei umso größer, je größer die positive bzw. negative Beschleunigung ist.

An den Differenzierer 101 ist weiterhin der Beachleunigungs-Schwellwertschalter 103 angeschlossen, dessen Einschaltschwelle auf eine Verzögerung von -3,5 g und dessen Ausschaltschwelle auf eine Verzögerung von -1,5 g festgelegt ist. Das vorgeschaltete Tiefpaßfilter 102 weist

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eine Grenzfrequenz von etwa 30 Hertz auf. Sobald die Radverzögerung den Wert von -3,5 g überschreitet, liegt am Ausgang des Schwellwertschalters 103 ein L-Signal, so daß das UND-Gatter 105 die Taktimpulse des Taktgebers 113 an den Leistungsverstärker 84 weiterleitet. Das Tastverhältnis, d.h. das Verhältnis der Einschaltdauer zur Periodendauer der Ausgangsimpulse des Taktgebers 113 ist dabei so festgelegt, daß in der Radbremsleitung 37 ein Bremsdruck von etwa 50 Atmosphären eingestellt wird, wenn in der Hauptbrems leitung 33 ein maximaler Druck von etwa 200 Atmosphären eingestellt ist.

Es sind deshalb zwei Betriebsfälle zu unterscheiden: Bei griffiger Straße war in der Radbrems leitung 37 ein hoher Bremsdruck aufgebaut, der dann sofort nach dem Ansprechen des Schwellwertschalters 103 taktweise langsam auf etwa 50 Atmosphären vermindert wird. Hat dagegen das Regelsystem auf einer glatten Straßenoberfläche nur einen sehr niedrigen Bremsdruck eingestellt, obwohl in der Hauptbremsleitung 33 ein höherer Druck vorliegt, dann kann nach dem Ansprechen des Schwellwertschalters 103 der Bremsdruck nur noch langsam taktweise erhöht werden und zwar bis zu einem maximalen Druck von 50 Atmosphären. In beiden Fällen kann sich also nach dem Ansprechen des Schwellwertschalters 303 der Bremsdruck nur noch langsam ändern. V/enn die langsame Druckänderung schon genügt, um den beginnenden Blockiervorgang zu beenden, dann wird der Bremsdruck weiter getaktet, bis die Radverzögerung den Ausschaltwert von -1,5 g wieder unterschreitet. Wird dagegen das Fahrzeugrad noch weiter verzögert, dann spricht beim Erreichen des eingestellten Schlupfwertes der Geschwindigkeits-Schwellwertschalter 83 an und ändert den Bremsdruck sehr schnell. Diese Maßnahme führt also zu tieferen Regelfrequenzen und zu niedrigeren Druckregelamplituden. Beim zweiten abhängigen Regelsystem M ist die Funktionsweise genau gleich wie •beim System Ί3. .

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In Fig. 5 ist ein Blockschaltbild eines einzelnen abhängigen Regelsystems ^3 dargestellt. Diejenigen Stufen, die gleich aufgebaut sind wie entsprechende Stufen der Schaltung nach Fig. 3 sind auch mit gleichen Bezugszahlen versehen. Der Geschwindigkeits-Schwellwertschalter 83 ist mit seinen Eingängen an die Ausgänge der Schlupf-Nachbildestufe 70 und des Tiefpaßfilters 82 angeschlossen. Zusätzlich ist ein Schwellenverstelleingang ν des Geschwindigkeits-Schwellwertschalters 83 an den Ausgang eines Differenzierers 90 angeschlossen, der dem Tiefpaßfilter 82 nachgeschaltet ist. An den Geschwindigkeits-Schwellwertschalter 83 schließt sich der Leistungsverstärker 8*1 an, der das Druckminderventil J>k betätigt. Die Korrektur der Schaltschwelle des Geschwindigkeits-Schwellwertschalters 83 funktioniert ähnlich wie bei der Schaltung nach Fig. *J. Die Schaltschwelle wird allerdings bei allen Beschleunigungs- und Verzögerungswerten verschoben, und zwar immer bei Radverzögerungen in Richtung kleineren Schlupfes und bei Radbeschleunigungen in Richtung größeren Schlupfes. Dadurch wird wiederum eine Verminderung der Regelamplitude erreicht.

In Fig. 6 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel eines abhängigen Regelsystems 43 dargestellt, das im Gegensatz zu allen bisher beschriebenen abhängigen Regelsystemen auch eine Dreipunktregelung des Bremsdrucks ermöglicht. Die Schlupf-Nachbildestufe 70 besitzt zwei Ausgänge, die zu Eingängen von zwei Geschwindigkeits-Schwellwertschaltern 88,88a geführt sind. Beiden Geschwindigkeits-Schwellwertschaltern 88,88a wird die zur Radumfangsgeschwindigkeit proportionale Spannung vom Tiefpaßfilter 87 her zugeführt. Der Ausgang des ersten Schwellwertschalters 88 ist an den Setzeingang S und der Ausgang des zweiten Schwellwertschalters 88a an den Rücksetzeingang R einer bistabilen Kippstufe 91 angeschlossen. Zwei Eingänge eines UND-Gatters 92 sind mit den Ausgängen des ersten Schwellwertschalters 88 und der bistabilen Kippstufe 91 verbunden. Ein erster Leistungsverstärker 93» der ein Einlaßventil

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115 betätigt, ist mit seinem Eingang an den Ausgang des ersten Schwellwertschalters 88 angeschlossen. Der Ausgang des UND-Gatters 92 ist zum Eingang eines zweiten Leistungsverstärkers 9^ geführt, der ein Auslaßventil 116 betätigt.

Die Schlupf-Nachbildestufe 70 gibt an die beiden Schwellwertschalter 88,88a zwei Referenzspannungen an, die z.B. 85 und 75 % der Fahrzeuggeschwindigkeit entsprechen können. Der erste Schwellwertschalter 88 spricht dann bei 15 % Schlupf und der zweite Schwellwertschalter 88a bei 25 % Schlupf an. Die bistabile Kippstufe 91 wird gesetzt, wenn auf ihren Setzeingang S ein positiver Spannungssprung gegeben wird, d.h. wenn das Ausgangssignal des ersten Schwellwertschalters 88 von O auf L springt. Nach dem Setzen gibt die bistabile Kippstufe 91 ein L-Signal an das UND-Gatter 92 ab. Umgekehrt wird die bistabile Kippstufe 91 zurückgesetzt, wenn an ihren Rücksetzeingang R ein negativer Spannungssprung gelangt.

Wenn bei einem beginnenden Blockiervorgang die Schaltschwelle des ersten Schwellwertschalters 88, d.h. der Schlupf von etwa 15 % überschritten wird, dann arbeitet das abhängige Regelsystem Ί3 nach Fig. 6 zunächst wie ein Zweipunktregler. Die bistabile Kippstufe 91 wird nämlich gesetzt, so daß an beiden Eingängen des UND-Gatters 92 L-Signale liegen. Damit werden beide Ventile 115,116 in ihre Arbeitsstellung gebracht, und der Bremsdruck wird abgesenkt. Wenn jetzt die Radverzögerung nicht mehr wesentlich zunimmt und deshalb die Schaltschwelle des zweiten Schwellwertschalters 88a nicht mehr erreicht wird, dann kehren beide Ventile 115,116 in ihre Ruhelage zurück, sobald auch der erste Schwellwertschalter 88 wieder zurückkippt. Der Bremsdruck wird dann wieder erhöht.

Wenn dagegen trotz der Druckabsenkung der Schlupf zunächst noch so weit zunimmt, daß die Schaltschwelle des zweiten

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Schwellwertschalters 88a überschritten wird, dann wird beim Zurückkippen des zweiten Schwellwertschalters 88a auch die bistabile Kippstufe 91 zurückgesetzt. Es liegt dann nur noch an einem Eingang des UND-Gatters 92 ein L-Signal, und das Auslaßventil 116 kehrt in seine Ruhelage zurück. Der Bremsdruck wird in der Folgezeit konstant gehalten, bis auch die Schaltschwelle des ersten Schwellwertschalters 88 wieder unterschritten wird. Dann kehrt auch das Einlaßventil 115 in seine Ruhelage zurück. Der Bremsdruck kann wieder ansteigen. Im zweiten geschilderten Betriebsfall, in dem große Schlupfwerte erreicht werden, arbeitet die Schaltung nach Fig. 6 also als Dreipunktregler. Dadurch wird die Druckregelamplitude kleiner und der Fahrkomfort wird erhöht, da keine so hohen Durckamplituden auf die Bremse einwirken.

In Fig. 7 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel eines abhängigen Regelsystems M dargestellt, das ebenfalls eine Dreipunktregelung des Bremsdruckes ermöglicht. Außerdem kann mit der Schaltung nach Fig. 7 der Bremsdruck taktweise langsam erhöht oder abgesenkt werden. An den Geschwindigkeits-Schwellwertschalter 88 schließt sich ein erstes Zeitglied 95 an, das als monostabile Kippstufe ausgebildet ist. Der Ausgang des ersten Zeitgliedes 95 ist über ein ODER-Gatter 96 zum Setzeingang S eines zweiten Zeitglieds 97 geführt, das ebenfalls als '.onostabile Kippstufe ausgebildet ist. An einen Schwellenverstelleingang ν des Geschwindigkeits-Schwellwertschalters 88 ist der Ausgang einer Schwellenverstellstufe 98 angeschlossen, deren erster Eingang mit einem ersten Ausgang des zweiten Zeitglieds 97 in Verbindung steht. An den Ausgang des Tiefpaßfilters 87, das eine zur Radumfangsgeschwindigkeit proportionale Gleichspannung abgibt, ist ein Differenzierer 99 angeschlossen, dem ein Beschleunigungs-Schwellwertschalter 100 nachgeschaltet ist. Der Ausgang des Beschleunigungs-Schwellwertschalters ist mit zweiten Eingängen des ODER-Gatters 96 und der Schwellenverstellstufe 98 sowie mit einem Rücksetzeingang des zweiten Zeitgliedes 97 verbunden. Ein UND-Gatter 117 ist mit seinen beiden Eingängen an die Ausgänge des Geschwindigkeits-

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Schwellwertschalters 88 und des Beschleunigungs-Schwellwertschalters 100 angeschlossen. Der Ausgang des UND-Gatters und ein zweiter Ausgang des zweiten Zeitglieds 97 sind zu Eingängen eines ODER-Gatters 118 geführt, das dem ersten Leistungsverstärker 93 vorgeschaltet ist. Weiterhin ist der Ausgang des UND-Gatters 117 an den Eingang des zweiten Leistungsverstärkers 9¹I angeschlossen. Der erste Leistungsverstärker 93 betätigt das Einlaßventil 115 und der zweite Leistungsverstärker 9*J das Auslaßventil 116.

Die Schaltschwelle des Beschleunigungs-Schwellwertschalters 100 ist auf große positive Beschleunigungswerte von etwa +3 g bis + k g eingestellt. Im Ruhezustand der Schaltung gibt der Beschleunigungs-Schwellwertschalter 100 ein L-Signal ab. Die beiden Zeitglieder 95,97 weisen jeweils zwei Ausgänge auf, die zueinander komplementär sind. Der mit einem Kreuz bezeichnete Ausgang gibt im stabilen Zustand des Zeitgliedes ein L-Signal ab, während der andere Ausgang im stabilen Zustand ein O-Signal abgibt. Die Impulsdauer Tl des ersten Zeitgliedes 95 ist auf etwa 10 Millisekunden festgelegt, während die Impulsdauer T2 des zweiten Zeitglieds 97 etwa MO bis 60 Millisekunden beträgt. Das ODER-Gatter weist zwei dynamische Eingänge auf; es gibt an seinem Ausgang ein Setzsignal für das zweite Zeitglied 97 ab, wenn an einem seiner Eingänge ein Spannungssprung von L auf 0 auftritt. Die Schaltschwelle des Geschwindigkeits-Schwellwertschalters 8b liegt normalerweise auf etwa 10 % Schlupf; sie wird über die Schwellenverstellstufe 98 auf etwa 20 % Schlupf verschoben, wenn das zweite Zeitglied 97 während seiner Impulsdauer ein O-Signal abgibt. Wenn der Beschleunigungs-Schwellwertschalter 100 angesprochen hat und ebenfalls ein O-Signal abgibt, dann wird die Schaltschwelle des Geschwindigkeits-Schwellwertschalters auf etwa 30 bis 40 % Schlupf verschoben.

Beim Beginn eines Blockiervorganges wird zunächst die ursprüngliche Schaltschwelle des Geschwindigkeits-Schwell-

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wertschalters 88 (10 % Schlupf) überschritten, so daß der Geschwindigkeits-Schwellwertschalter 88 ein L-Signal abgibt. Da der Beschleunigungs-Schwellwertschalter 100 infolge der Radverzögerung ebenfalls ein L-Signal abgibt, werden über das UND-Gatter 117 und das ODER-Gatter 118 beide Leistungsverstärker 9 3 j9 ^ mit einem L-Signal angesteuert, so daß auch beide Magnetventile 115,116 in ihre Arbeitsstellung gelangen. Der Bremsdruck wird also abgesenkt.

Mit dem Ansprechen des Geschwindigkeits-Schwellwertschalters 88 wird gleichzeitig das erste Zeitglied 95 ausgelöst; es gibt für die Zeit Tl von 10 Millisekunden ein L-Signal ab. Nach Ablauf der 10 Millisekunden kippt das erste Zeitglied 95 zurück, und löst damit über das ODER-Gatter 96 das zweite Zeitglied 97 aus, das dann für z.B. 60 Millisekunden ein O-Signal an die Schwellenverstellstufe 98 und ein L-Signal an das ODER-Gatter II8 abgibt. Nach Ablauf der Impulsdauer Tl des ersten Zeitglieds 95 sind nun zwei Betriebszustände zu unterscheiden:

1. Der Schlupf des Fahrzeugrades nimmt wegen glatter Straßenoberfläche trotz der Druckabsenkung weiter zu und überschreitet innerhalb der Zeit Tl von 10 Millisekunden auch die durch das zweite Zeitglied 97 auf 20 % Schlupf verschobene Schaltschwelle. Der Geschwindigkeits-Schwellwertschalter 88 gibt dann auch während der Zeit T2 sin L-Signal ab, das - wie oben beschrieben - beide /la^netventile 115,116 in ihrer Arbeitsstellung hält und damit die Druckabsenkung weiterführt. Nach dem Ablauf der Zeit T2 wird die Schlupf-Schwelle wieder auf 10 % zurückverschoben. Die Druckabsenkung wird erst wieder beendet, wenn die Schaltschwelle des Geschwindigkeits-Schwellwertschalters 88 wieder unterschritten wird.

2. Infolge der Druckabsenkung nimmt der Schlupf des Fahrzeugrades nach Ablauf der Zeit Tl einen Wert zwischen 10 und 20 % an. In diesem Fall ist die durch das zweite Zeitglied 97 auf 20 % verschobene Schlupf-Schwelle nicht

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überschritten und der Geschwindigkeits-Schwellwertschalter 88 gibt nach Ablauf der Zeit Tl wieder ein O-Signal ab. Das Auslaßventil 116 wird deshalb nicht mehr weiter erregt. Andererseits gibt das zweite Zeitglied 97 über das ODER-Gatter 118 ein L-Signal an den Leistungsverstärkers 93 ab, so daß das Einlaßventil 115 in seiner Arbeitsstellung bleibt. Während der Zeit T2 wird also der Bremsdruck konstantgehalten. Nach Ablauf der Zeit T2 wird die Schlupf-Schwelle wieder auf 10 % zurückverschoben. Unter der Voraussetzung, daß sich der Schlupf des Fahrzeugrades immer noch zwischen 10 und 20 % bewegt, wird jetzt wieder - wie schon beschrieben - für die Zeit Tl der Bremsdruck abgesenkt und anschließend für die Zeit T2 konstant gehalten. Da die Zeit Tl wesentlich kleiner als T2 ist, wird der Bremsdruck taktweise langsam abgesenkt. Diese langsame Druckabsenkung wird erst beendet, wenn der Schlupf kleiner als 10 % geworden ist.

Die bei der Schaltung nach Fig. 7 bis jetzt beschriebenen Regelvorgänge liefen alle allein in Abhängigkeit vom Ausgangssignal des Geschwindigkeits-Schwellwertschalters 88 ab. Während der Wiederbeschleunigungsphase des Fahrzeugrades kann allerdings der Geschwindigkeits-Schwellwertschalter 88 vom Beschleunigungs-Schwellwertschalter 100 überspielt werden. Der Beschleunigungs-Schwellwertschalter 100 sorgt bei großen positiven Beschleunigungen dafür, daß der Bremsdruck taktweise ansteigt. Dies ist zweckmi'Mg, weil bei einem nicht getakteten, schnellen Druckanstieg die Wiederbeschleunigungsphase vorzeitig beendet werden könnte, ohne daß die Radumfangsgeschwindigkeit schon wieder ungefähr gleich groß wie die Fahrzeuggeschwindigkeit geworden ist.

Wenn der Beschleunigungs-Schwellwertschalter 100 bei Beschleunigungen oberhalb von + 3 g angesprochen hat und an seinem Ausgang ein O-Signal abgibt, dann kann das Ausgangssignal des Geschwindigkeits-Schwellwertschalters 88 nicht mehr über das UND-Gatter 117 weitergeleitet werden. Demzufolge kann auch das Auslaßventil 116 nicht mehr

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erregt werden; es bleibt dauernd geschlossen.

Wenn nach dem Ansprechen des Beschleunigungs-Schwellwertschalters 100 noch ein großer Schlupf von über 30 % vorliegt, dann spricht der Geschwindigkeits-Schwellwertschalter 88 an und löst das erste Zeitgliede 95 aus· Nach Ablauf der Zeit Tl wird das zweite Zeitglied 97 ausgelöst. Während der Zeit T2 liegt am Eingang des LeistungsVerstärkers 93 ein L-Signal, so daß das Einlaßventil 115 geschlossen bleibt. Während der Zeit T2 wird gleichzeitig die Schlupf-Schwelle auf MO % verschoben. Nach Ablauf der Zeit T2 wird der Bremsdruck wieder erhöht, weil das Einlaßventil 115 geöffnet wird. Ist der Schlupf immer noch größer als 30 %, dann spricht der Geschwindigkeits-Schwellwertschalter 88 sofort wieder an und löst das erste Zeitglied 95 aus. Der Bremsdruck kann dann nur während der Zeit Tl erhöht werden, während er für die nachfolgende Zeit T2 konstant bleibt. Man sieht daraus, daß der Bremsdruck nur taktweise langsam erhöht wird, solange in der Wiederbeschleunigungsphase noch ein großer Schlupf vorliegt. Sowie der Schlupf unter 30 % absinkt, wird der Bremsdruck schnell erhöht, weil die beiden Zeitglieder 95>97 nicht mehr ausgelöst werden. Sollte die V/iederbeschleunigung in diesem Schlupfbereich nachlassen, so daß die Schaltschwelle des Schalters 100 unterschritten wird, dann fällt der Druck wieder getaktet ab.

Die Schaltung nach Fig. 7 erlaubt also vier verschiedene Regelzustände für den Bremsdruck, nämlich schnelle Druckerhöhung, taktweise Druckerhöhung, schnelle Druckabsenkung und taktweise Druckabsenkung. Mit Hilfe der Schaltung nach Fig. 7 lassen sich deshalb die Druckregelamplituden am weitesten vermindern. Der relativ hohe Schaltungsaufwand bringt daher auch einen hohen Fahrkomfort während einer kritischen Bremsung mit sich.

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In den Figuren 8 bis 11 sind noch Schaltungseinzelheiten zu den Blockschaltbildern nach Fig. 3 bis 7 dargestellt. Fig. 8 zeigt eine Ausführungsform der Tiefstwert-Auswahlstufe 68, die den einen Ausgang der Geschwindigkeitsstufe 4l bildet. Eingangsseitig sind zwei pnp-Transistoren 681,682 vorgesehen, deren miteinander verbundene Emitter über einen Widerstand 683 an eine Plusleitung 102 angeschlossen sind. Die Kollektorelektroden der beiden Transistoren 681,682 liegen an einer Minusleitung 103. Den beiden Basiselektroden der Transistoren 681,682 werden die Ausgangsspannungen der Tiefpaßfilter 64,67 zugeführt, die proportional zu den Umfangsgeschwindigkeiten der beiden Hinterräder sind. Zwischen den Emitterelektroden der beiden Transistoren 681,682 und der Minusleitung liegt eine Serienschaltung aus einer in Durchlaßrichtung gepolten Diode 684 und einem Widerstand 685. Weiterhin sind die Emitterelektroden der Transistoren 681,682 mit einer Ausgangsklemme 686 verbunden, die an den Eingang des Differenzierers 71 angeschlossen ist. Der Verbindungspunkt zwischen der Diode 684 und dem Widerstand 685 liegt an einer weiteren Ausgangsklemme 687, welche mit einem Eingang des Geschwindigkeits-Schwellwertschalters 75 in Verbindung steht.

Der durch den gemeinsamen Arbeitswiderstand 683 fließende Strom wird immer von demjenigen Transistor 68I bzw. 682 übernommen, dessen Basispotential stärker negativ ist. Der Spannungsabfall am Widerstand 682 ist deshalb proportional zum niedrigsten Basispotential, d.h. proportional zur Umfangsgeschwindigkeit des sich langsamer drehenden Hinterrades. Die Schaltung nach Fig. 8 wählt also - wie gefordert - die niedrigste Radumfangsgeschwindigkeit aus.

Die Diode 684 dient zur Kompensation des Temperaturganges der Emitter-Basis-Dioden der beiden Transistoren 681,682. Sie ist gleichsinnig gepolt wie diese Emitter-Basis-Dioden und ändert deshalb ihre Durchlaß-Schwellspannung bei

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Temperaturänderungen im gleichen Sinne. Die Temperaturkompensation der Ausgangsspannung ist besonders wichtig bei der Eingangsspannung des Geschwindigkeits-Schwellwertschalters 75» während der Differenzierer 71 nur Spannungsänderungen verarbeitet, so daß bei seinem Eingangssignal keine Temperaturkompensation erforderlich ist. Deshalb wird dem Differenzierer 71 auch das unkompensierte Emitterpotential der Transistoren 681,682 zugeführt.

Der Schaltplan nach Fig. 9 zeigt Einzelheiten der Geschwindigkeits-Nachbildestufe 69, der Schlupf-Nachbildestufe 70 und des Geschwindigkeits-Schwellwertschalters 75· Die Geschwindigkeits-Nachbildestufe 69 enthält einen Speicherkondensator 69O, dessen eine Belegung über zwei Dioden 691,692 an die Ausgänge der beiden Tiefpaßfilter 64,67 (siehe Fig. 3) angeschlossen ist. Die andere Belegung des Speicherkondensators 69O liegt an der Minusleitung 103. Parallel zum Speicherkondensator 690 ist eine Konstantstromquelle geschaltet, die aus der Reihenschaltung eines npn-Transistors 693 und eines Widerstandes 694 besteht. Die Basis des Transistors 693 liegt am Abgriff eines aus zwei Widerständen 695,696 bestehenden Spannungsteilers. Zwischen der Basis des Transistors 693 und dem Widerstand 696 ist dabei noch eine zur Temperaturkompensation dienende Diode 697 eingeschaltet. Die am Speicherkondensator 690 liegende Spannung dient als Ausgangsspannung der Ceschwindigkeits-Nachbildestufe 69 und wird der Basis eines pnp-Transistors

701 zugeführt, der den Eingang der Schlupf-Nachbildestufe 70 bildet. Der pnp-Transistor 701 ist mit seinem Emitter an den Kollektor und mit seinem Kollektor an die Basis eines npn^ransistors 702 angeschlossen, dessen Emitter an der Minusleitung 103 liegt. Der Kollektor des Transistors

702 ist über eine Reihenschaltung dreier Widerstände an die Plusleitung 102 angeschlossen. Der Verbindungspunkt der beiden Widerstände 703,704 ist zu einer Ausgangsklemme 706 und der Verbindungspunkt der Widerstände 704,705

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-^J°- υπ

zu einer weiteren Klemme 707 geführt. 9 ^ Π 7 R 9 ^

Der Geschwindigkeits-Schwellwertschalter 75 weist als aktives Bauelement einen Operationsverstärker 750 auf, dessen Ausgang über einen Widerstand 751 auf den nicht invertierenden Eingang rückgekoppelt ist. Der nichtinvertierende Eingang des Operationsverstärkers 750 ist weiterhin über einen Widerstand 752 an den Abgriff eines Spannungsteilers angeschlossen, der aus zwei Widerständen 753»75Ί besteht. Der invertierende Eingang des Operationsverstärkers 750 ist über einen Eingangswiderstand 755 an den Verbindungspunkt zweier Addierwiderstände .756,757 angeschlossen, von denen der erste mit dem Ausgang einer Umkehrstufe 758 und der zweite mit einer Eingangsklemme 759 in Verbindung steht. Der Eingang der Umkehrstufe 758 liegt an der Ausgangsklemme 707 der Schlupf-Nachbildestufe 70. Die Eingangsklemme 759 ist an den Ausgang der Tiefstwert-Auswahlstufe 68 angeschlossen.

Da die beiden Dioden 691,692 mit ihren Kathoden an den Speicherkondensator 69Ο angeschlossen sind, wird dieser ungefähr auf da3 höchste Anodenpotential der beiden Dioden 691,692 aufgeladen. Damit ist die am Speicherkondensator 690 liegende Spannung proportional zur Umfangsgeschwindigkeit des sich am schnellsten drehenden Hinterrades. Umgekehrt kann sich der Kondensator nicht über die Dioden 691,692 entladen, wenn eines der Hinterräder zu blockieren beginnt und damit die Ausgangsspannung eines Tiefpaßfilters 6^4,67 stark absinkt. Die Dioden 691,692 sind nämlich in diesem Falle in Sperrichtung gepolt. Die Spannung am Speicherkondensator 690 würde also prinzipiell konstant bleiben, wenn beide Hinterräder gleichzeitig blockieren. Es würde dadurch eine konstantbleibende Fahrzeuggeschwindigkeit simuliert. Tatsächlich vermindert sich jedoch die Fahrzeuggeschwindigkeit auch bei blockierten Rädern. Um diese Geschwindigkeitsverminderung nachzubilden, ist die Konstantstromquelle 693,69^ vorgesehen, die bei blockierenden Hinterrädern den Speicherkondeneator 690 langsam entlädt.

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Der Spannungsteiler 695,696 bestimmt dabei die Entladestromstärke; er wird vorzugsweise so eingestellt, daß eine Fahrzeugverzögerung von etwa -1 g simuliert wird. Da dies die maximale, auf trockener Straße erreichbare Fahrzeugverzögerung ist, wird die im Falle blockierender Hinterräder am Speicherkondensator 690 liegende Spannung im allgemeinen etwas niedriger sein, als es der tatsächlich vorliegenden Fahrzeuggeschwindigkeit entspricht.

Die Schlupf-Nachbildestufe 70 enthält im wesentlichen den Spannungsteiler 703, 704, 705. Der Spannungsteiler wird von den beiden Transistoren 701, 702 gespeist. Der Spannungsabfall ist deshalb proportional zur nachgebildeten Fahrzeuggeschwindigkeit. Vom gesamten am Kollektor des Transistors 702 liegenden Spannungsabfall wird an den beiden Klemmen 706, 707 jeweils nur ein Teil abgegriffen, so daß an den Klemmen 706, 707 Spannungen abgegriffen werden können, die gegenüber der Fahrzeuggeschwindigkeits-Spannung einen bestimmten Schlupf nachbilden. Die beiden Transistoren 701, 702 erhalten umso weniger Basisstrom, je positiver die Spannung am Speieherkondensator 690 ist. Bei großer Fahrzeuggeschwindigkeit fließt deshalb nur ein kleiner Strom durch den Spannungsteiler 703, 704, 705. Die an den Klemmen 706, 707 abgegriffenen Potentiale sind deshalb umso positiver, je höher die Fahrzeuggeschwindigkeit ist.

Der Operationsverstärker 750 im Geschwindigkeits-Schwellwertschalter 75 ist positiv rückgekoppelt und weist deshalb eine sehr hohe Verstärkung auf. Solange das an seinem invertierenden Eingang liegende Potential positiver als das Abgriff potential des Spannungsteilers 753, 75¹J ist, gibt der Operationsverstärker 750 ein O-Signal ab. Das Ausgangssignal des Operationsverstärkers 750 springt schlagartig auf L, wenn das Eingangspotential des invertierenden Eingangs unter das Abgriffpotential des Spannungsteilers 753, 75¹J abfällt. Das Abgriffpotential bestimmt also die Schaltschwelle des Schwellwertschalters.

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Die Ausgangsspannung der Umkehrstufe 758 nimmt mit zunehmender Fahrzeuggeschwindigkeit ab und das Potential an der Eingangsklemme 759 steigt mit zunehmender Radumfangsgeschwindigkeit. Wenn die beiden Addierwiderstände 756, ungefähr gleiche Widerstandswerte aufweisen, dann bleibt das Potential am Verbindungspunkt der beiden Addierwiderstände 756s 757 bei allen Fahrzeuggeschwindigkeiten konstant, solange keines der Hinterräder einen größeren Schlupf aufweist. Die Addierwiderstände 756, 757 sowie der Spannungsteiler 753, 75¹I sind so dimensioniert, daß normalerweise - also solange kein Hinterrad blockiert - am Ausgang des Operationsverstärkers 750 ein O-Signal liegt. Wenn nun eines der Hinterräder plötzlich stark verzögert wird und einen großen Schlupf gegenüber der Fahrzeuggeschwindigkeit aufweist, dann nimmt die Spannung am Verbindungspunkt der Addierwiderstände 756, 757 bei einem bestimmten Schlupfwert soweit ab, daß das Spannungsteilerpotential 753, 75¹I unterschritten wird. Das Ausgangssignal des Operationsverstärkers 750 springt dann auf L.

Alle Geschwindigkeits- und Beschleunigungs-Schwellwertschalter des Antiblockierregelsystems können gemäß Fig. 9 mit einem rückgekoppelten Operationsverstärker aufgebaut werden. Die Abgriffsspannung des Spannungsteilers 753, 75¹* gibt dann den- Wert der Schalt schwelle vor, während der Wert des Rückkopplungsv; Verstandes 751 die Schalthysterese bestimmt. Bei den Geschwindigkeits-Schwellwertschaltern wird dabei ein hochohmiger Rückkopplungswiderstand 751 verwendet; es ergibt sich dann nur eine sehr kleine Schalthysterese. Wenn dagegen bei den Beschleunigungs-Schwellwertschaltern eine große Schalthysterese erforderlich ist, muß man einen niederohmigen Rückkopplungswiderstand verwenden.

Bei der Schaltung nach Fig. 9 bleibt noch zu erwähnen, daß die Schlupf-Nachbildestufe 70 zwei Ausgänge 706, 707 aufweist, damit in der Schaltung nach Fig. 6 auch zwei Geschwindigkeits-Schwellwertschalter gesteuert werden können und zwar

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mit nachgebildeten Fahrzeuggeschwindigkeiten, die mit verschieden großem Schlupf beaufschlagt sind.

In Fig. IO ist der Schaltplan des Differenzierers 90 und
des Geschwindigkeits-Schwellwertschalters 83 für die Schaltung nach Fig. 5 dargestellt. Der Differenzierer 90 weist eingangs¹ seitig einen Differenzierkondensator 900 auf, der mit der Basiselektrode eines npn-Transistors 901 verbunden ist. Die Basis des Transistors 901 ist weiterhin über einen Widerstand 90¹I mit der Plusleitung 102 und über die Reihenschaltung
einer Diode 906 und eines Widerstandes 905 mit der Minusleitung 103 verbunden. V/eiterhin ist beim Transistors 901 der Kollektor über einen Widerstand 902 an die Plusleitung 102 und der Emitter über einen Widerstand 903 an die Minusleitung 103 angeschlossen. Zwischen dem Kollektor des
Transistors 901 und der Minusleitung 103 liegt eine Reihenschaltung aus einer Diode 907 und einem Widerstand 908. An den Verbindungspunkt der Diode 907 und des Widerstandes ist ein Ausgangswiderstand 909 angeschlossen.

Der Geschwindigkeits-Schwellwertschalter 83 ist im wesentlichen gleich wie der entsprechende Geschwindigkeits-Schwellwertschalter 75 in Fig. 9 aufgebaut. Gleiche Bauteile sind mit Bezugszahlen versehen, die gegenüber Fig. 9 um 80 erhöht sind. Das Abgriffspotential des Spannungsteilers 833, 83*4 kann in Abhängigkeit von der Ausgangsspannung des Differenzierers verschoben werden, weil der Ausgangswiderstand 909 an den Abgriff des Spannungsteilers 833, 834 angeschlossen ist.

Im Differenzierer 90 dienen der Kondensator 900 und der
Widerstand 905 als RC-Differenzierglied. Der Transistor
901 verstärkt das Ausgangssignal dieses Differenzierglieds. Die beiden Dioden 906, 907 sind wie die Diode 684 nach
Fig. 8 dazu vorgesehen, den Temperaturgang der Emitter-Basis-Diode des Transistors 901 zu kompensieren. Mit zwei Dioden 906, 907 läßt sich eine sehr weitgehende Kompensation erreichen. Dies ist wesentlich, weil mit dem Ausgangs-

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signal des Differenzierers ein Schwellwert verschoben werden soll, wozu eine relativ hohe Genauigkeit erforderlich ist. Der Transistor 901 wirkt als Signalumkehrstufe. Sein Kollektorpotential verschiebt sich also bei positiven Radbeschleunigungen in negativer Richtung. Dadurch wird auch der Schlupf-Schwellwert in negativer Richtung verschoben,· wie es bei der Schaltung nach Fig. 5' gefordert war.

Fig. 11 zeigt schließlich noch einen Schaltplan der Schwellenverstellstufe 98 und des Geschwindigkeits-Schwellwertschalters 88 für die Regelschaltung nach Fig. 7. Der Geschwindiggkeits-Schwellwertschalter 88 enthält als aktives Bauelement wieder einen Operationsverstärker 880, der allerdings nicht rückgekoppelt ist, so daß auch keine Schalthysterese auftritt. Der invertierende Eingang des Operations-,Verstärkers 880 ist über einen Widerstand 88l an den Ausgang des Tiefpaßfilters 87 angeschlossen; ihm wird also das Radumfangsgeschwindigkeits-Signal zugeführt; Der nichtinvertierende Eingang des Operationsverstärkers 880 liegt am Abgriff eines aus zwei Widerständen 882, 883 bestehenden Spannungsteilers, der zwischen dem Ausgang der Schlupf-Nachbildestufe 70 und der Minusleitung 103 liegt. Beim Geschwindigkeits-Schwellwertschalter 88 nach Fig. 11 wird also die Tatsache ausgenützt, daß der Operationsverstärker als Differenzverstärker verwendet werden kann. Der Schlupf-Nachbildestufe 70 muß deshalb keine Umkehrstufe nachgeschaltet sein. Im Bereich sehr kleiner Abweichungen der Radumfangsgeschwindigkeit von der mit Schlupf beaufschlagten Fahrzeuggeschwindigkeit ist die Ausgangsspannung des Operationsverstärkers 880 wegen der Differenzverstärkereigenschaft proportional zur Differenz zwischen Radumfangsgeschwindigkeit und Fahrzeuggeschwindigkeit. Dieser Proportionalbereich wird allerdings überhaupt nicht ausgenützt, da der Operationsverstärker 880 eine sehr hohe innere Verstärkung aufweist und nicht gegengekoppelt ist. Bei normal üblichen Abweichungen der Radumfangsgeschwindigkeit von der Fahrzeuggeschwindigkeit gibt deshalb der Operationsverstärker 880 entweder ein L- oder ein O-Signal ab.

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Die Abgriffsspannung des Spannungsteilers 882, 883 kann weiterhin durch die Schwellenverstellstufe 98 verändert werden. Die Stufe 98 enthält zwei Reihenschaltungen aus je einer Diode 983 bzw. 98I und einem Widerstand 984 bzw. 982. Die beiden Widerstände sind dabei an den nichtinvertierenden Eingang des Operationsverstärkers 880 angeschlossen. Die erste Diode 98I liegt mit ihrer Kathode am Ausgang des Beschleunigungs-Schwellwer.tschalters 100 und die zweite Diode 983 ebenfalls mit ihrer Kathode am Ausgang des zweiten Zeitglieds 97. Durch die Polung der Dioden ist sichergestellt, daß sich nur O-Signale an den Ausgängen der Stufen 97 > 100 im Sinne einer Schwellenverstellung auswirken können. Beide Stufen 97> 100 bewirken dabei eine Schwellenverstellung in Richtung größeren Schlupfes.

Mit Hilfe der beschriebenen Schaltungen ist es möglich, ein Antiblockierregelsystem für ein Kraftfahrzeug zu schaffen, das mit einem einzigen autonomen Regelsystem auskommt. Dieses autonome Regelsystem ist für die Hinterräder gemeinsam vorgesehen. Für die Vorderräder können einfach aufgebaute abhängige Regelsystem vorgesehen sein; die Druckregelamplitude der Vorderradbremsen und damit der Fahrkomfort bei Notbremsungen hängt davon ab, welchen Schaltungsaufwand die abhängigen Regelsysteme aufweisen.

Für alle drei Regelsystem 40, 43, 4 4 müssen noch bekannte Sicherheitsschaltungen vorgesehen-werden, die z.B. die Einschaltdauer der Magnetventile überwachen. Man kann allerdings die Sicherheitsschaltungen für die Vorderachs-Regelsysteme 43, 44 auch einsparen, wenn man die abhängigen Regelsysteme 43, 44 in anderweitig vorgeschlagener Weise abschaltbar ausbildet. So kann man z.B. an der Hauptbremsleitung 33 einen Druckschalter anbringen, der oberhalb eines bestimmten, sehr hohen Druckwertes die beiden Regelsysteme 43, 44 der Vorderachse abschaltet. Der Fahrer kann dann, wenn er ein Versagen der Regelsysteme 43, 44 feststellt, diese Regelsysteme

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durch stärkeren Druck auf das Bremspedal überspielen. Durch alle diese Schaltungsmaßnahmen läßt sich der Gesamtaufwand gegenüber bekannten Antiblockierregelsystemen um bis zu 60 ) vermindern.

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Claims (1)

1. Ansprüche

   1.) Antiblockierregelsystem für druckmittelbetätigte Kraftfahrzeugbremsen, bei denen für einen Teil der Räder eine autonome Bremsdruckregelung in Abhängigkeit von Verzögerungs- bzw. Beschleunigungssignalen vorgenommen wird und die Bremsregelung der übrigen Räder in Abhängigkeit von der Geschwindigkeitsdifferenz gegenüber den autonom geregelten Rädern erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß für die Bremsen der Hinterräder (22, 23) des Kraftfahrzeugs ein einziges autonomes Regelsystem (40) mit Beschleunigungs-Schwellwertschaltern (72, 74) und für die Bremsen der Vorderräder (20, 21) zwei abhängige Regelsysteme (Ί3) 44) mit jeweils wenigstens einem Geschwindigkeits-Schwellwertschalter (83, 88) vorgesehen sind.

   2. Antiblockierregelsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bremsdruckregelung für die Hinterräder eine Ventilanordnung (36) vorgesehen ist, die üU5 einem Einlaßventil (47) und einem Auslaßventil (48) besteht.

   3. Antiblockierregelsystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bremsdruckregelung für die beiden Vorderräder zwei Ventilanordnungen (34, 35) vorgesehen sind, die jeweils nur ein einzelnes Druckminderventil (59) aufweisen, das als 3/2-Wegeventil ausgebildet ist.

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   ¹I. Antiblockierregelsystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bremsdruckregelung für die beiden Vorderräder (20, 21) zwei Ventilanordnungen (34, 35) vorgesehen sind, die jeweils aus einem Einlaßventil (47) und einem Auslaßventil (48) bestehen.

   5· Antiblockierregelsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß jedem Fahrzeugrad (20 bis 23) ein Impuls-Drehzahlgeber (2¹I bis 27) zugeordnet ist und daß die elektrischen Ausgänge der beiden Hinterrad-Drehzahlgeber (26, 27) mit Eingängen einer Geschwindigkeitsstufe (41) verbunden sind, die Bestandteil des autonomen Regelsystems (40) ist.

   6. Antiblockierregelsystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß im autonomen Regelsystem (¹IO) der Geschwindigkeitsstufe (¹Il) eine Beschleunigungsstufe (42) nach-S^schaltet ist, die eingangsseitig einen Differenzierer (71) enthält, und daß dem Differenzierer (71) wenigstens ein Beschleunigungs-Schwellwertschalter (72) nachgeschaltet ist, dessen Ausgangssignal die Ventilanordnung (36) steuert.

   7. Antiblockierregelsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß in der Geschwindigkeitsstufe (4l) zwei den Impuls-Drehzahlgebern (26, 27) nachge-

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   schaltete Frequenz-Gleichspannungs-Umsetzer (63, 66) vorgesehen sind und daß die Ausgangsspannungen dieser Frequenz-Gleichspannungs-Umsetzer (63> 66) zwei Eingängen einer Fahrzeuggeschwindigkeits-Nachbildestufe (69) zugeführt sind.

   8. Antiblockierregelsystem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Fahrzeuggeschwindigkeits-Nachbildestufe (69) einen Speicherkondensator (690) enthält, an den die Ausgänge der Frequenz-Gleichspannungs-Umsetzer (62, 66) über Dioden (691, 692) angeschlossen sind und daß parallel zum Speicherkondensator (690) eine Konstantstromquelle (693, 69Ό liegt.

   9. Antiblockierregelsystem nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Fahrzeuggeschwindigkeits-Nachbildestufe (69) eine Schlupf-Nachbildestufe (70) nachgeschaltet ist, die einen Spannungsteiler (703, 70*4, 705) enthält, dessen Ausgangsspannung einen bestimmten Prozentsatz der Fahrzeuggeschwindigkeit entspricht.

   10. Antiblockierregelsystem nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschleunigungsstufe (Ί2) zusätzlich einen Geschwindigkeits-Schwellwertschalter (75) enthält, dessen einem Eingang eine zur Umfangsgeschwindigkeit der Hinterräder proportionale Spannung und dessen anderem Eingang die Ausgangsspannung der Fahrzeuggeschwindigskeits-Nachbildestufe (69) zuführbar ist. -Ho-

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   11. Antiblockierregelsystem nach einem der Ansprüche 7 bis

   10, dadurch gekennzeichnet, daß in der Geschwindigkeitsstufe (41) den beiden Frequenz-Gleichspannungs-Umsetzer (63> 66) eine Tiefstwert-Auswahlschaltung (68) nachgeschaltet ist und daß die Ausgangsspannung der Tiefstwert-Auswahlschaltung (68). als zur Umfangsgeschwindigkeit der Hinterräder proportionale Spannung dem Geschwindigkeits-Schwellwertschalter (75) zugeführt ist.

   12. Antiblockierregelsystem nach einem der Ansprüche 6 bis

   11, dadurch gekennzeichnet, daß in der Beschleunigungsstufe (42) der Ausgang des ersten Beschleunigungs-Schwellwertschalters (72) mit den Eingängen zweier Leistungsverstärker (76,

   78) verbunden ist, welche das Auslaßventil (48) bzw. das Einlaßventil (47) betätigen.

   13. Antiblockierregelsystem nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß den Eingängen der beiden Leistungsverstärker (76, 78) ein ODER-Gatter (77) vorgeschaltet is;., dessen beide Eingänge mit den Ausgängen des Geschwindigkeits-Schwellwertschalters (75) und des Beschleunigungs-Schwellwertschalters (72) verbunden sind.

   14. Antiblockierregelsystem nach Anspruch 12 oder 13,
   dadurch gekennzeichnet, daß an den Ausgang des Differenzierers (71) ein zweiter Beschleunigungs-Schwellwertschalter (74) angeschlossen ist, der im Gegensatz zum

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   -⁴¹- 1 3 i 3

   ersten Schwellwertschalter (72) auf positive Radbebeschleunigungen anspricht und daß dem das Einlaßventil (47) betätigenden Leistungsverstärker (78) ein ODER-Gatter (79) vorgeschaltet ist, dessen Eingänge an die Ausgänge der beiden Schwellwertschalter (72, 7¹O angeschlossen sind.

   15· Antiblockierregelsystem nach einem der Ansprüche 6 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Differenzierer (71) und dem auf Radverzögerungen ansprechenden Beschleuni^gungs-Schwellwertschalter (72) ein Tiefpaßfilter (73) angeordnet ist.

   16. Antiblockierregelsystem nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß der auf Radverzögerungen ansprechende Beschleunigungs-Schwellwertschalter (72) einen Schwellenverstelleingang (v) aufweist, der mit dem Ausgang auf positive Radbeschleunigungen ansprechenden Beschleunigungs-Schwellwertschalters (74) angeschlossen ist.

   17· Antiblockierregelsystem nach einem der Ansprüche 5 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß in jedem abhängigen Regelsystem (43, 44) ein dem betreffenden Impuls-Drehzahlgeber (24, 25) nachgeschalteter Frequenz-Gleichspannungs-Umsetzer (8l, 86) vorgesehen ist und daß die Geschwindigkeits-Schwellwertschalter (83, 88) der abhängigen Regelsysteme (43, 44) jeweils mit einem

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   ersten Eingang an den Ausgang der Fahrzeuggeschwindigkeits-Nachbildestufe (69) und mit einem zweiten Eingang an den Ausgang des zugehörigen Frequenz-Gleichspannungs-Umsetzers (8l bzw. 86) angeschlossen sind.

   18. Antiblockierregelsystem nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß bei den abhängigen Regelsystemen (43, 44) die Geschwindigkeits-Schwellwertschalter (83 bzw. 88) Schwellenverstelleingänge aufweisen, die über einen Differenzierer (90) an den Ausgang des zugehörigen Frequenz-Gleichspannungs-Umsetzers (81 bzw. 86) angeschlossen sind (s. Fig. 5).

   19. Antiblockierregelsystem nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß in den beiden abhängigen Regelsystemen (43, 44) an die Ausgänge der Frequenz-Gleichspannungs-Umsetzer (8l, 86) Reihenschaltungen angeschlossen sind, die jeweils in dieser Reihenfolge aus einem Differenzierer (101 bzw. 107), einem Tiefpaßfilter (102 bzw. 108) und einem auf hohe Radverzögerungen ansprechenden Bea^hleunigungs-Schwellwertschalter (103 bzw. 109) bestehen, daß den beiden Beschleunigungs-Schwellwertschaltern (103, 109) "UND-Gatter (IO5, 111) nachgeschaltet sind, deren zweite Eingänge am Ausgang eines Taktgebers (113) liegen, und daß die Ausgänge der UND-Gatter (105 bzw. 111) sowie der Geschwindigkeits-Schwellwertschalter (83 bzw. 88) •in jedem abhängigen Regelsystem zu einem ODER-Gatter (106 bzw. 112) geführt sind, welches das Steuersignal für das

   Druckminderventil (34 bzw. 35) abgibt. -43-

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   20. Antiblockierregelsystem nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils der Ausgang des Differenzierers (101 bzw. 107) über eine Schwellenverstellstufe (104 bzw. 110) an den Schwellenverstelleingang (v) des Geschwindigkeits-Schwellwertschalters (83 bzw. 88) angeschlossen ist.

   21. Antiblockierregelsystem nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß jede Schwellenverstellstufe (104 bzw. 110) zwei antiparallel geschaltete Dioden enthält und daß zu jeder Diode ein Widerstand in Reihe geschaltet ist.

   22. Antiblockierregelsystem nach einem der Ansprüche 17 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß in den abhängigen Regelsystemen (44) der Fahrzeuggeschwindigkeits-Nachbildestufe (69) eine Schlupf-Nachbildestufe (70) nachgeschaltet ist, die einen Spannungsteiler (703, 704, 705) mit zwei Abgriffen (706, 707) (s. Fig. 9) enthält und daß die beidan Abgriffe (706, 707) zu den Eingängen zweier Geschwindigkeits-Schwellwertschalter (88, 88a) geführt sind, die damit auf verschiedene Schlupfwerte ansprechen.

   23· Antiblockierregelsystem nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß bei jedem abhängigen Regelsystem (44 bzw. 43) zur Bremsdruckregelung ein Einlaßventil (115) mit vorgeschaltetem Leistungsverstärker (93) und ein Auslaßventil (116) mit vorgeschaltetem Leistungsverstärker -(94) vorgesehen ist, daß der Ausgang des auf

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   -ΜΙ 3 6

   niedrige Schlupfwerte ansprechenden Geschwindigkeits-Schwellwertsehalters (88) mit dem Setzeingang (S) und der Ausgang des auf hohe Schlupfwerte ansprechenden Geschwindigkeits-Schwellwertschalters (88a) mit dem Rücksetzeingang einer bistabilen Kippstufe (91) verbunden ist, daß eine UND-Gatter (92) mit seinen Eingängen an die Ausgänge des Geschwindigskeits-Schwellwertschalters (88) und der bistabilen Kippstufe (91) angeschlossen ist und daß der Eingang des Leistungsverstärkers (93) an den Ausgang des Geschwindigkeits-Schwellwertschalters )88) sowie der Eingang des Leistungsverstärkers (9¹O an den Ausgang des UND-Gatters (92) angeschlossen ist.

   2Ί. Antiblockierregelsystem nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß bei den abhängigen Regelsystemen (43, bzw. 44) zur Bremsdruckregelung jeweils ein Einlaßventil (115) mit vorgeschaltetem Leistungsverstärker (93) und ein Auslaßventil (116) mit vorgeschaltetem Leistungsverstärker (9*<) vorgsehene ist, daß an den Ausgang des zugehörigen Frequenz-Gleichspannungs-Umsetzers (86) eine Reihenschaltung eines Differenzierers (99) und eines auf positive Radbeschleunigungen ansprechenden Beschleunigungs-Schwellwertschalters (100) angeschlossen ist und daß die Ausgänge des Geschwindigkeits-Schwellwertschalters (88) und des Beschleunigungs-Schwell-. wertschalters (100) zu Eingängen eines UND-Gatters (117) geführt sind, dessen Ausgang mit den Eingängen der Leistungsverstärker (93» 94) verbunden ist. -45-

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   -115- 1 3 4 j

   25. Antiblockierregelsystem nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß dem Geschwindigkeits-Sclwellwertschalter (88) ein vorzugsweise als monostabile Kippstufe ausgebildetes erstes Zeitglied (95) nachgeschaltet ist, daß dem Setzeingang (S) eines zweiten, ebenfalls vorzugsweise als monostabile Kippstufe ausgebildeten Zeitgliedes (97) ein ODER-Gatter (96) vorgeschaltet ist, dessen Eingänge mit den Ausgängen des Beschleunigungs-Schwellwertschalters (100) und des ersten Zeitgliedes (95) verbunden sind, und daß die Ausgänge des zweiten Zeitgliedes (97) sowie des UND-Gatters (117) zu Eingängen eines ODER-Gatters (118) geführt sind, das dem Leistungsverstärker (93) vorgeschaltet ist.

   26. Antiblockierregelsystem nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß der Rücksetzeingang (R) des zweiten Zeitgliedes (97) mit dem Ausgang des Besshleunigungs-Schwellwertschalters (100) verbunden ist.

   27. Antiblockierregelsystem nach Anspruch 25 oder 26, dadurch gekennzeichnet, daß dem Schwellenverstelleingang (v) des Geschwindigkeits-Schwellwertschalters (88) eine Schwellenverstellstufe (98) vorgeschaltet ist, deren beide Eingänge mit den Ausgängen des zweiten Zeitglieds

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   -16- . ^{1 3 4 :}

   (97) und des Beschleunigungs-Schwellwertschalters (100) verbunden sind.

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