DE2311820C2

DE2311820C2 - Elektrische Schaltungsanordnung für eine blockiergeschützte Fahrzeugbremsanlage

Info

Publication number: DE2311820C2
Application number: DE19732311820
Authority: DE
Inventors: Paul Paris Remillieux
Original assignee: D.B.A. Bendix Lockheed Air Equipement S.A., 92115 Clichy, Hauts-de-Seine
Current assignee: Bendix France SA
Priority date: 1972-03-15
Filing date: 1973-03-09
Publication date: 1984-02-23
Also published as: JPS566896B2; JPS491989A; GB1366843A; FR2175585B1; SE390519B; CA995793A; AU473095B2; FR2175585A1; AU5336373A; IT981357B; ES412664A1; DE2311820A1

Description

Die Erfindung betrifft eine elektrische Schaltungsan-

. Ordnung ffir eine blockiergeschützte Fahrzeugbremsanlage nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

r Eine Schaltungsanordnung dieser Gattung ist aus der J)E-OS 22 26 548 bekannt Bei dieser Schaltungsanordnung wird das Entlastungssignal dann beendet, wenn das Bezugswertsignal das Radgeschwindigkeitssignal schneidet, wenn also das Bezugswertsignal kleiner wird als das Radgeschwindigkeitssignal: Dies liefert befriedigende Ergebnisse, wenn der Reibbeiwert zwischen Straße und Fahrzeugrädern relativ groß ist. Bei relativ kleinem Reibbeiwert dagegen besteht bei der vorbekannten Schaltungsanordnung die Gefahr, daß die Bremsdruckentlastung zu früh beendet und somit die Blockierneigung erhöht wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung für eine blockiergeschützte Fahrzeugbremsanlage der eingangs angegebenen Gattung so weiterzubilden, daß die Bremsdruckentlastung auch bei relativ kleinem Reibbeiwert zwischen Straße und Fahrzeugrad im günstigsten Augenblick beendet wird.

Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 gekennzeichnete Erfindung gelöst Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Gemäß der vorliegenden Erfindung liefert die Bezugswerteinrichtung somit zusätzlich zu dem ersten

so Äusgangssignal ein zweites, exponentiell ansteigendes, ebenfalls von der Radgeschwindigkeit abgeleitetes Ausgangssignal. Wenn das zweite Ausgangssignal die Kurve des Radgeschwindigkeitssignals nicht schneidet, also kleiner bleibt als das erste Ausgangssignal, so wird die Druckentlastung in Abhängigkeit von dem ersten Ausgangssignal beendet. Wenn dagegen das zweite Ausgangssignai größer wird als das erste Ausgangssignal, wird die Druckentlastung in Abhängigkeit von dem zweiten Ausgangssignal beendet. Dies gilt allerdings nur für den Fall, daß die Dauer des Entlastungssignals eine vorgegebene Zeitspanne nicht überschreitet. Wenn nämlich die Kurve des exponentiell ansteigenden zweiten Ausgangssignals mit der Kurve des Radgeschwindigkeitssignals nur einen Schnittpunkt hat, also die Radgeschwindigkeitskurve nicht zweimal schneidet, wird das zweite Ausgangssignai und somit das Bezugswertsignal nach der vorgegebenen Zeitspanne selbsttätig beendet, um auf diese Weise die Druckentla-

stung ebenfalls rechtzeitig zu beenden.

Durch die erfindungsgemäß ausgebildete Schaltungsanordnung wird somit erreicht, daß die Bremsdruckentlastung nicht nur bei großen, sondern auch bei relativ kleinen Reibbeiwerten zwischen Si.-aße und Fahrzeugrad im günstigsten Augenblick beendet wird. Hierzu ist nur ein vergleichsweise geringer Schaitungsaufwand erforderlich.

Anhand der Zeichnungen wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine Schar von Versuchskurven, die die Geschwindigkeit eines abgebremsten Rades über der Zeit darstellen,

F i g. 2 ein Schaltbild einer erfindungsgemäß ausgebildeten elektrischen Schaltanordnung,

Fig.3 ein Blockschaltbild der in Fig.2 gezeigten Schaltungsanordnung,

F i g. 4 ein Schaubild, in dem zwei in der Schaltungsanordnung nach F i g. 3 verwendete Signale über der Zeit *'. aufgetragen sind,

: F i g. 5 ein Schaubild, in dem die Abhängigkeit zweier ' 'Größen der Schaltungsanordnung nach F i g. 3 aufgetra-, gen sind,

F i g. 6 ein Schaubild, in dem verschiedene Größen der Schaltungsanordnung nach F i g. 3 unter verschiedenen Betriebsbedingungen aufgetragen sind.

In F ι g. 1 ist eine Schar von Kurven iO, 12,14,16,18

,für die Drehzahlen eines vorher abgebremsten Rades über der Zeit aufgetragen, wobei die Bremse im "Augenblick to entlastet worden ist; für verschiedene

, ,Werte des Reibbeiwertes zwischen Rad und Boden ist ..^:die Anfangsdrehzahl in diesem Augenblick gleich Jem ,Wert Vo. Man sieht, daß der günstigste Augenblick (durch Punkte in der F i g. 1 gezeigt) für ein erneutes

.Aufbringen des Bremsdruckes, der ohne Gefahr der

' Radblockierung die wirksamste Abbremsung bietet, ,innerhalb einer verhältnismäßig engen Zone liegt. Die ,Punkte für die Kurven 10 und 12, die hohen ,,Reibbeiwerten entsprechen, bleiben sehr nahe an der /Kurve E, die als eine Exponentialkurve mit dem ^Anfangspunkt to betrachtet werden kann und deren

waagerechte Asymptote am Wert Vo etwas unterhalb vom Wert Vo liegt; daher gilt die folgende Gleichung:

V [ι -'

worin Teine positive Konstante ist.

Ferner ist zu beachten, daß die Kurven 12,14,16 und 18 der F i g. 1 infolge von statistischen Zufallsstörungen der Raddrehung zufälligerweise auch für einen Boden mit starker Haftung erscheinen können.

Somit läßt sich — mit Hilfe der zu beschreibenden Schaltungsanordnung — in allen Fällen der günstigste Zeitpunkt, zu dem die Bremsdruckentlastung beendet werden soll, durch den zweiten Schnittpunkt der Kurve V für die Raddrehzah! mit der Exponentialkurve E bestimmen, wenn ein solcher Schnittpunkt auftritt.

F i g. 2 zeigt eine elektronische Schaltungsanordnung für das Rad 20, die mit einem beispielsweise elektromagnetischen Drehzahlfühler 22 versehen ist, der einem Frequenzwandler 24 ein Signal einspeist, dessen Frequenz der Drehzahl des Rades 20 proportional ist Am Ausgang des Frequenzwandlers 24 entsteht ein Radgeschwindigkeitssignal V, das am Eingang einer logischen Bezugswerteinrichtung 26 anliegt, welche ihrerseits an einen Verstärker 28 ein Entlastungssignal 5 abgibt, welches in Abhängigkeit davon, ob das Rad 20 weiterhin abgebremst oder ob die Bremse gelöst wird, Null oder Positiv ist.

Das durch den Verstärker 28 verstärkte Entlastungssignal S gelangt an die Wicklung 30 eines 3/2-Wege-Magnetventils 32, das zwischen der dem Rad 20 zugeordneten Bremse 34, einem Strömungsmittelbehälter 46 und einem proportional regelnden Ventil 36 angeordnet ist. Bei dem in Fig.2 gezeigten Ausführungsbeispiel wird das proportional regelnde Ventil 36 durch das auf den Hauptbremszylinder 42 wirkende Pedal 44 betätigt, wodurch Druckströmungsmittel vom Sammelbehälter 40 an das Magnetventil 32 gelangen kann. Wenn das Entlastungssignal 5 gleich Null ist, verbindet das Magnetventil 32 das Proportionalventil 36 mit der Bremse 34. Wenn das Entlastungssignal 5 positiv ist, verbindet das Magnetventil 32 die Bremse 34 mit dem Behälter 46 und schließt gleichzeitig die Abflußleitung des proportional regelnden Ventils 36. Eine nicht gezeigte Pumpe versorgt den Sammelbehälter 40 mit Strömungsmittel aus dem Behälter 46.
f F i g, 3 zeigt die Einzelheiten der in F i g. 2 dargestellten logischen Bezugswerteinrichtung 26. Sie umfaßt einen ersten, nichtreaktionsfähigen passiven Dipol 42, an dem das Signal V anliegt und der ein Signal VI an einen zweiten, reaktionsfähigen passiven Dipol 44 abgibt, dessen Ausgangssignal V2 dem ersten Eingang eines als Vergleichsschaltung ausgebildeten Ausgangskreises 50 eingespeist wird.

Die Beziehung zwischen dem Signal VX und dem Signal V ist von der folgenden Art:

V\=aV-b

worin a konstant, positiv und kleiner bzw. gleich 1 und b eine Konstante größer oder gleich Null ist.

Der reaktionsfähige Dipol 44 ist andererseits so beschaffen, daß seine Übertragungsfunktion eine vorgegebene Funktion ist. Beispielsweise kann die Übertragungsfunktion linear und von erster Ordnung sein, und erfüllt damit die Gleichung:

aVl at

+ Vl = Vl

worin Af eine positive Konstante ist; sie kann auch linear und von zweiter Ordnung sein, wobei dann die Gleichung gilt:

K'

aVl at

+ Vl = K"

aVl at

+ Vl

worin K'und ^"positive Konstanten sind.

In diesen Fällen kann der Dipol 42 beispielsweise ein Spannungsteiler und der Dipol 44 eine herkömmliche Schaltung aus Kondensatoren und Widerständen sein.

Der Dipol 44 bewirkt, daß sein Ausgangssignal V2 stets kleiner ist als das Signal V1, und dies erfolgt z. B, in bekannter Weise mit Hilfe einer oder mehrerer Dioden. Der Dipol 44 kann so arbeiten, daß das Signal V2 einen gegebenen abwärts gerichteten maximalen Gradienten aufweist, der in herkömmlicher Weise dadurch erreicht wird, daß ein vorher durch die Spannung des Signals Vl über eine Anordnung von Transistoren und Widerständen aufgeladener Kondensator bei konstantem Strom entladen wird. In diesem Falle kann der Dipol 42 noch immer ein aus Widerständen bestehender Spannungsteiler sein und an den Dipol 44 über eine Diode angeschlossen werden.
Fig.4, in der charakteristische Änderungen der

Signale Vi und V2 als Funktion der Zeit t aufgetragen sind, zeigt die allgemeine Arbeitsweise des Dipols 44.

Das Signal Wiegt an einem dritten, nicht-reaktionsfähigen passiven Dipol 46 an, der das Signal V3 an den ersten Eingang eines Exponentialfunktionsgenerators 48 abgibt.

Der Dipol 46 kann wie der Dipol 42 beschaffen sein und erfüllt die Gleichung:

V3=a'V-b'

worin a' konstant, positiv und kleiner als bzw. gleich 1 Und ö'eine Konstante größer oder gleich Null ist. Wenn außerdem das Signal V unter dem Schwellenwert Vm liegt, bleibt das Ausgangssignal V3 Null. Die Arbeitsweise des Dipols 46 ist in F i g. 5 dargestellt, welche die Änderungen des Signals V3 als Funktion des Signals V zeigt. Der Dipol 46 kann aus einer bekannten !Anordnung von Widerständen und elektronischen .Bauelementen mit Schwellenwerten wie Dioden gebildet sein.

Wie bereits bemerkt, liegt das Signal V3 am ersten Eingang und das Entlastungssignal S am zweiten Eingang des Exponentialfunktionsgenerators 48 an. Dessen Ausgangssignal V4 gelangt an den zweiten Eingang des Ausgangskreises 50. Sobald das Entlastungssignal 5 positiv wird, gibt der Exponentialfunktionsgenerator 48 das Signal V4 ab, so daß die folgende Gleichung gilt:

V4 = VT, (to) 1 -

worin V3 (to) der Wert des Signals V3 zum Zeitpunkt to ist, wenn das Entlastungssignal anliegt, t die Zeit und T die exponentiell Zeitkonstante ist. Solch ein Signal kann in bekannter Weise erzeugt werden, beispielsweise durch Aufladen eines Kondensators C über den Widerstand R (wobei der Kondensator und der Widerstand so beschaffen sind, daß RC— T) vom dauernd auf der Spannung des Signals V3 gehaltenen Kondensator C her, wobei dieser Kondensator C viel -größer ist als C. Andererseits wird das Signal V4 gelöscht, sobald das Signal 5 nicht mehr anliegt. Die Auslösung und Löschung des Signals V'4 kann in bekannter Weise durch zwei Schalttransistoren erfolgen. Schließlich umfaßt der Generator 48 eine Zeitverzögerungsschaltung, welche das Signal V4 um den Zeitabstand tm vom Zeitpunkt to löscht, selbst wenn am Ende des Zeitabschnittes tm das Signal 5 noch positiv ist.

Der Ausgangskreis 50, an welchem sowohl das

phasenverschobene Signal V2 und das Exponentialsi-

- ,. gnal V4 (falls dieses auftritt) anliegt, gibt das .. Ausgangssignal VS, das dem größeren der beiden L ' Signale V2 und V4 gleich ist, an den zweiten Eingang " eines Differentialverstärkers 52 ab. Der Verstärker 52, "an dessen erstem Eingang das Radgeschwindigkeitssi-. gnal V anliegt, gibt das Entlastungssignal S ab, das im allgemeinen positiv, aber Null ist, wenn das Signal V großer ist als das Signal VS, Der Ausgangskreis 50 und der Differentialverstärker 52 können von bekannter Art sein.

F i g; 6 zeigt die Arbeitsweise der in F r g. 3 gezeigten "* logischen Schaltung für verschiedene mögliche Situationen, jedoch nicht für den normalen Betrieb der Bremsanlage.

[n Fig.6 wird im Zeitpunkt 60 das Signal V5, das dem Signal V2 gleich ist, da das Entlastungssignal 5 und

damit auch das Signal V4 Null sind, größer als das Radgeschwindigkeitssignal V. Somit wird das Entlastungssigna] 5 zu diesem Zeitpunkt erzeugt, und gleichzeitig steigt das Signal V4 exponentiell an, wobei seine Asymptote den Wert V3 (60) annimmt, der durch den Dipol 46 und durch den Wert des Signals V zurrt Zeitpunkt 60 bestimmt wird; dabei ist die Steilheit des Signals V4 an seinem Nullpunkt eine Funktion des Asymptotenwertes V3 (60) und der Konstanten T. Im Zeitpunkt 62 wird das Signal VS, das noch immer K2 gleich ist, da V4 kleiner ist als V2, wieder kleiner als V, und somit wird das Entlastungssignal Szur gleichen Zeit wie das Signal V4 gelöscht. Diese Situation zeigt die Arbeitsweise für einen Boden mit hoher Haftung fs (Kurven 10und 12derFig. 1).

!m Zeitpunkt 64 ist der Arbeitsablauf gleich dem des Zeitpunktes 60, doch wird vor dem Erreichen des Zeitpunktes 66, in welchem das Signal V2 wieder das Signal K schneidet, das Signal V4 größer a'is das Signal V2, und daher wird auch das Signal VS gleich dem Signal V4. Dieses schneidet das Signal V wieder im Zeitpunkt 68, mit dem Ergebnis, daß das Entlastungssignal 5 nicht mehr anliegt, so daß das Signal V4 gelöscht wird und das Signal VS wieder dem Signal V2 gleich ist. In diesem Zustand, der einem Boden mit geringer Haftung entspricht (Kurven 16 und 18 der Fig. 1), ist die Asymptote des Signals V4 gleich dem Wert V3 (64)* und seine Steilheit am Nullpunkt ist eine Funktion der Größe V3 (64) und der Konstanten T, wobei dieser Vorgang dem zum Zeitpunkt 60 auftretenden Vorgang analog ist.

Es ist zu beachten, daß das Entlastungssignal 5 um den Zeitabschnitt 66—68 länger ist, als es ohne die Korrektur durch das Signal V4 wäre, wodurch ein Blockieren des Rades 20 verhindert wird.

Im Zeitpunkt 70 ist die Arbeitsweise gleich der in den Zeitpunkten 60 und 64, und die Asymptote des Signals V4 besitzt die Größe V3 (70) und wird größer als das Signal V2, bevor dieses das Signal V wieder schneidet. Sorpit ist die Arbeitsweise gleich der während des Zeitabschnitts 64—68, ausgenommen, daß zum Zeitpunkt 74, der vom Zeitpunkt 70 durch die Zeitspanne tm getrennt ist, das dem Signal VS gleiche Signal V4 nodi immer größer ist ais V. infoige der Sicnsrheiis-Zeitvefzögerungsschaltung des Funktionsgenerators 48 wird das Signal V4 gelöscht und bringt damit das Signal VS auf einen Wert von V2— V, wodurch auch das Entlastungssignal Sbeendet wird.

Schließlich ist die Arbeitsweise zwischen den Zeitpunkten 76 und 78 gleich der während der Zeitspanne 60—62, ausgenommen, daß die Asymptote des zum Zeitpunkt 76 entstehenden Signals V4 den Nullwert V3 (76) besitzt, da die Größe des Radgeschwindigkeitssignals V zum Zeitpunkt 76 kleiner ist als die Größe des Schwellenwerts Vm. Somit bleibt das Signal V4 zwischen den Zeitpunkten 76 und 78 konstant auf Null, und in diesem Beispiel für die Arbeitsweise, das "niedrigen Drehzahlen des Rades 20 entspricht, läuft alles so ab, als ob der Funktionsgenerator 48 nichi ,vorhanden wäre.

• Somit greift die Sicherheits-Zeitverzögerungsschalf ung des Funktionsgenerators 48 während des normaler/ Betriebs der Bremsanlage nicht zum Zeitpunkt 74 ein. Die Schaltung ist nur als Schutz gegen eine nicht vorhandene Bremswirkung infolge von statistischen Zufallserscheinungen vorgesehen, weiche die Drehung des Rades 20 stören können.

Die Löschung des Signals V4, wenn das Signal VS

23 n

7 8

unter die ScHwellenwertgröße Vm gerät, ist durch die Eberiso können Attttel vorgesehen sein, die eine

Tatsache ■gerecKtferjigt, daß bei sehr niedrigen Dreh- 'Beendigung desEn|!astungssigrials_r5_:so'1änge verKin-

-zahlen cjes 'Radfes 20'das Signal VA mehr störend als Bern, wie eine rminirnaie ^Differenz zvvischen dem

nützlich wirkt, da in diesem Fälle die Verhältnisse der Radgeschwindigkeitssignal V Und dem Signal V2

Bodenhaftung verschieden sind. 5 vorhanden ist.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen'

if '

Claims

Patentansprüche:

1. Elektrische Schaltungsanordnung für eine blockiergeschützte Fahrzeugbremsanlage mit einer Bremsdrucksteuereinrichtung für mindestens eine druckmittelgesteuerte Radbremse, einem Signalgeber, der ein der Radgeschwindigkeit entsprechendes Radgeschwindigkeitssignal erzeugt, einer Bezugswerteinrichtung, die ein zur Fahrzeuggeschwindigkeit in Beziehung stehendes Bezugswertsignal abgibt, und eine Vergleichseinrichtung, die ein Entlastungssignal an die Bremsdrucksteuereinrichtung abgibt, solange das Radgeschwindigkeitssignal um einen vorgegebenen positiven Wert kleiner oder gleich dem Bezugswertsignai ist, wobei die Bezugswerteinrichtung ein erstes Ausgangssignal erzeugt, das normalerweise eine lineare Funktion des Radgeschwindigkeitssignals ist und bei einem

' Drehzahleinbruch mit einer vorgegebenen linearen ''"Abfallgeschwindigkeit abnimmt, dadurch gekennzeichnet, daß die Bezugswerteinrichtung (Fig.3) ein zweites Ausgangssignal (VA) erzeugt, ^;/das einen vorgegebenen exponentiellen Anstieg '" besitzt und zugleich mit dem Entlastungssignal (S) beginnt, und daß die Bezugswerteinrichtung einen - Ausgangskreis (50) aufweist, der das erste Ausgangs-' signal (V2) mit dem zweiten Ausgangssignai (VA) vergleicht und das größere der beiden Ausgangssignale (V2), (VA) als Bezugswertsignal (V5) abgibt, wobei das zweite Ausgangssignal (VA) entweder gemeinsam mit dem Entlastungssignal (S) aufhört, wenn dieses innerhalb einer vorgegebenen Zeit (t_m) endet oder nach Ablauf der vorgegebenen Zeit (t_m) beendet wird.

2. Elektrische Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bezugswerteinrichtung (Fig.3) zur Abgabe des ersten Ausgangssignals (V2) einen ersten, nicht reaktionsfähigen passiven Dipol (42) aufweist, an dessen Eingang das Radgeschv/indigkeitssignal (V) anliegt und dessen Ausgang ein Zwischensignal (Vi) abgibt, dessen Pegel und dessen proportionale Änderungen kleiner oder gleich sind dem Radgeschwindigkeitssignal (V), sowie einen Dipol (44), an dessen Eingang 'aas Zwischensignal (Vi) anliegt und dessen Übertragungsfunktion eine vorgegebene Funktion ist, wobei der Pegel des ersten Ausgangssignals (V 2) niemals kleiner ist als der des Zwischensignals (Vi).

3. Elektrische Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Übertragungsfunktion eine lineare Funktion erster Ordnung ist.

4. Elektrische Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Übertragungsfunktion eine lineare Funktion zweiter Ordnung ist.

5. Elektrische Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Dipol (44) eine Vorrichtung zur konstanten Stromentladung eines Kondensators enthält, wodurch die Abnahme des ersten Ausgangssignals (V2) auf einen vorgegebenen Wert begrenzt wird.

6. Elektrische Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Asymptotenwert des zweiten Ausgangssignals (VA) normalerweise gleich ist

einem vorgegebenen Bruchteil des Radgeschwindigkeitssignals (VJ bei Auftreten der Anstiegsflanke des zweiten Ausgangssignals (VA) minus einem konstanten Wert, der größer oder gleich Null ist

7. Elektrische Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Asymptotenwert des zweiten AusgangEsignals (V4) Null ist, wenn bei Auftreten der Anstiegsflanke des zweiten Ausgangssignals (VA) der Wert des Radgeschwindigkeitssignals (V) kleiner ist als ein vorgegebener Schwellwert.

8. Elektrische Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei Beendigung des Entlastungssignals (S) das zweite Ausgangssignal (VA) gelöscht wird, und zwar spätestens am Ende einer bestimmten Zeitspanne nach Auftreten der Anstiegsflanke des zweiten Ausgangssignals (VA).