DE2419242C2 - Bremsdruckregelkreis für druckmittelbetätigte Fahrzeugbremsen - Google Patents

Description

2. Bremsdruckregelkreis nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eje Spannung des Entiadekrelses (38, 39) durch einen vom Fahrer verstellbaren Widerstand (5) gesteuert wird.

3. Bremsdruckregelkreis nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnetventile (20, 21) für Ein- und Auslaß des Relaisventil (18) In Abhängigkeit von der Radbeschleunigung bzw. -verzögerung derart gestein werden, daß die Radumfangsgeschwlndlgkelt der Fahrzeugräder bei Gefallefahrt konstant gehalten wird.

4. Bremsdfuckregclkrels nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die der Radgeschwlndlgkelt proportionale Spannung de- Generators einem Frequenz-Spannungswandler (2) zugeführt wird und die hierin erzeugte Gleichspannung zum einen direkt einem ersten Differenzlerglied (40) und zum anderen einem Kondensator (38) mit einstellbarem Entladekreis (39) und die Spannung des Kondensators (38) einem zweiten Differenzlerglied (41) zugeführt wird und beide Spannungen zwei Komparatoren (42, 43) zugeführt werden, deren einer ein digitales Signal abgibt, wenn die Ist-Geschwlndlgkelt größer als die Sollgf.schwlndlgkelt und deren anderer ein digitales Signal abgibt, wenn die Soll-Gcschwlndlgkclt größer als file Ist-T-sschwlndlgkelt Ist und diese digitalen Signale über eine Logikschaltung (44, 45, 46) und zwei Schallverstärker (47, 48) die Ein- und Auslaßventile (22, 23) des Relaisventil (18) so steuern, daß die Radverzögerung konstant bleibt.

5. Bremsdruckregelkreis nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die der Radgeschwindigkeit proportionale Gleichspannung aus dem Frequenzspannungsumsetzer dem Dlfferenzlerer (40) und dessen Ausgangsspannung zwei Komparaloren (69, 70) zugeführt wird, deren einer ein Digitalsignal abgibt, wenn

Radbeschleunigung auftritt und deren anderer ein Dlgltalslgnal abgibt, wenn Radverzögerung vorhanden lsi

und diese digitalen Signale über eine Loglk-Schallung (44. 45, 46) und zwei Schaltverstärker (47, 48) die Eln- und Auslaßventile (22, 23) des Relaisventil (18) so steuert, daß die Radgcschwlndlgkclt konstant bleibt.

6. Bremsdruckregelkreis nach den Ansprüchen 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß der verstellbare Widerstand (5) über das Bremspedal (4) des Fahrzeug derart verstellt wird, daß die durch den Widerstund

(5) gesteuerte Entladung des Kondensators (38) mit zunehmendem Durchdrücken des Bremspedales Immer steller erfolgt, bis zu einem Wert hin, der auf trockener, ebener Fahrbahn ein Blockieren des Rades gerade noch nicht erreicht.

7. Bremsdruckregclkreis nach den Ansprüchen 2, 3 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß dem verstellbaren Widerstand (5) ein weiterer Widersland bcigcschaltel ist.

8. Bremsdruckregelkreis nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalter (6 und 63) In Ssrle geschaltet sind.

Die Erfindung betrifft einen Bremsclruckrcgelkrels für '.Iruekmlttelbefählgle Fahrzeugbremsen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Ein Bremskraftregelkreis der genannten An Ist bereits aus der US-PS 35 45 817 bekannt. Dort werden von den Drehzahlgebern elektrische Signale aufgenommen. Es crlolgt ein Vergleich der Fahrzeugverzögerung mil dei Individuellen Radverzögerung. Abhangig davon wird über Magnetventile der Steuerdruck In den einzelnen Relalsventllen eingestellt. Die Fahrzeugverzögerung wird durch Auswahl aus den Raddrehzahlcn gewonnen. Die Fahrzeugverzögerung wird auch benutzt, um über elektrische Signale den Steuerdruck Im Bremsventil anzumissen. Dieser entspricht somit nicht In allen Fallen dem vom Fahrer aufgebrachten, da er entsprechend der

^:ahr7.cugvc!7.ßgerung modifiziert lsi. Durch den angepaßten Steuerdruck wird zwar das Eingreifen des Blocklerichulzes hinausgezögert; eine Geschwindigkeitsregelung Ist jedoch bei einer Talfahrt nicht möglich.

Desweiteren ist ein Bremsdruckregelkrels für ein Fahrzeug bekannt geworden (DE-OS 19 61039), das ein :lekirlsch arbeitendes Bremspedal benutzt. Entsprechend dem unterschiedlichen Niedertreten des Bremspedales vlrd ein unterschiedliches Signal an das Steuergerät gegeben.

Dieses empfängt außerdem ein Drehzahlsignal und Ober einen Druckfühler ein Signal, das die Höhe des im Radbremszylinder vorhandenen Druckes angibt.

In der Bremsleitung wird von einer Fremddruckquelle Bremsflüssigkeit über ein vom Steuergerät erregbares Einlaßventil dem Radbremszylinder zugeführt oder über das Auslaßventil abgezogen. Abhängig vcn den Im Steuergerät vorhandenen Weiten wird somit jedes Rad Individuell entsprechend seinem dynamischen Verhalten abgebremst. Dadurch erreicht man eine Anpassung an die tatsächlichen Radlasten sowohl bei einer starken Abbremsung als auch bei Kurvenfahrt.

Eine Nachbildung der Soilgeschwlndigkelt ist offensichtlich bei der bekannten Bremsanlage nicht vorgesehen.

Die Bremsdruckregeleinrichtung nach der DE-OS 19 56 398 vergle.lcht einen vom Fahrer vorgegebenen Sollwert der Verzögerung mit der jeweiligen an den einzelnen Rädern gemessenen Ist-Verzögerung. Dieser Druck- is schrift kann man jedoch nicht den als erfinderisch beanspruchten Gedanken entnehmen, den Entladekreis vom Fahrer zu beeinflussen.

Der Erfindung Hegt die Aufgabe zugrunde, einen Bremsdruckregeikrels zu schaffen, bei dem sich der Bremsdruck an den einzelnen Rädern selbsttätig so einstellt, daß unabhängig von den erwähnten Störetnflüssen die Radverzögerung aller gebremsten Räder gleich groß ist und nur der durch den Fahrer gewählten Verzögerung unterworfen Ist. Da bei Fahrt auf einem Gefälle mit einer gewünschten konstanten Geschwlrv^Jägkelt eine über das Bremspedal betätigte Bremsdruckregeiung zur Erreichung einer konstanten Verzögerung unbrauchbar Ist, - der Fahrer müßte zur Erreichung einer konstanten Geschwindigkeit die Bremspedalstellung ständig verändern - soll weiterhin eine Einrichtung vorgesehen sein, die bewirkt, daß die Fahrzeuggeschwindigkeit bei Gefällefahrt auf einer vom Fahrer gewünschten Geschwindigkeit konstant gehalten wird, ohne daß er Irgendwelehe Einrichtungen ständig bedienen muß. Eine Verzögerung oder Beschleunigung des Fahrzeuges muß natürlich auch auf einem Gefälle zu erreichen sein. Schließlich soll bei Ausfall des Regelkreises oder Stillstand des Fahrzeuges die herkömmliche ungeregelte Bremse betriebsbereit sein.

Diese Aufgabe wird durch die in Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst. Hierdurch wird erreicht, daß ein Kondensator, der durch einen mit dem entsprechenden Rad gekuppelten Generator aufgeladen ist, bei Betätigen der Bremse Ober eine durch den vom Fahrer einstellbaren Widerstand verstellbare Konstanistromquelle entladen wird.

Weitere Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen niedergelegt.

In den Zeichnungen sind Einzelheiten In unterschiedlichen Ausführungsbeispielen dargestellt, wobei gleiche Bezugszeichen jeweils einander entsprechende Bauteile bezeichnen. Es zelgi Flg. 1 Elektromagnetischer Bremskraftrcglerkrels zur Verzögerungsregelung, Flg. 2 elektronische Steuerung der Verzögerungsregelung,

Flg. 3 elektromagnetischer Bremskraftregelkreis umschaltbar zwischen Verzögerungs- und Geschwindigkeitsregelung,

Flg. 4 elekfonlsche Steuerung umschaltbar zwischen Verzögerungs- und Geschwindigkeitsregelung, Fig. 5 elektropneumatlscher Bremskraftregelkreis.

In Fig. 1 Ist beispielhaft für einen Radsatz ein Bremskraftregelkreis dargestellt. Ein mit einem nicht dargestellten Radsatz gekuppelter Generator 1, üer vorzugsweise eine Wechselspannung abgibt, Ist mit einem Frequenz-Spannungs-Umsetzer 2 verbunden, dessen Gleichspannung einer elektronischen Steuereinrichtung 3 zugeführt wird. Diese Steuereinrichtung 3 wird durch einen mit dem Bremspedal 4 gekoppelten verstellbaren Widerstand 5 beeinflußt und über einen mit dem Bremspedal gekoppeilen Schalter 6 mit der Versorgungsspannung verbunden. Über das Bremspedal 4 wird weiterhin dn Motorwagenbremsventil 7, das mir. einem Druckluftbehälter 8 verbunden Ist. betätigt.

Im Motorwagenbremsventll 7 beflndci sich ein Kolben 9, der mit dem Bremspedal 4 verbunden ist. Über eine Feder 10 wirkt der Kolben. 9 auf einen weiteren Kolben 11, welcher über ein Rohr 12 auf einem Doppelventilsitz 13 endet. Dieser Doppelventllsltz 13 wird über eine Feder 14 geschlossen. Dir Kammer 15 zwischen dem Kolben 11 und dem Doppelventllsltz 13 Ist mit einer Leitung 16 verbunden, die den Ausgang des Motorwagenbremsventils 7 darstellt. Wellerhin 1st noch dnc öffnung 17 zur Atmosphäre vorgesehen.

Die Leitung 16 Ist mit einem Relaisventil 18 verbunden unc. mundet dort In eine Kammer 19, die mit den Magnetventilen 20, 21 In Verbindung steht. Diese Magnetventile 20, 21 werden über Magnete 22, 23, die von der elektronischen Steuereinrichtung 3 gesteuert werden, betätigt. Das Magnetventil 23 steht über ein Rohr 24 In Verbindung mit einer weiteren Kammer 25, die durch einen Kolben 26 begrenzt wird. Der Kolben 26 weist eine Auslaßöffnung 36 zur Atmosphäre und einen Ventilsitz 28 auf. Über diesen Ventilsitz 28 wird ein weiterer Kolben 29 gegen den Druck einer Feder 30 bewegt und über dessen Ventllsir 31 die Kammer 19 mit einer Leitung 32 verbunden. Diese Leitung 32 Ist jeweils mt einem Radbremszylinder 33 verbunden, dessen Kolben 34 mit den Bremsbacken bzw. -scheiben 35 des jeweiligen Rades verbunden Ist.

Die Funktion des Bremskraftrcgelkrclses nach Flg. 1 sei Im folgenden beschrieben:

Drückt der Fahrer das Bremspedal 4, so wird der Schalter 6 geschlossen, wodurch die elektronische Steuereinrichtung 3 an die Versorgungsspannung angeschlossen wird. Gleichzeitig wird der Widerstand 5, 7 verstellt, wodurch die gewünschte (Soll)-VerzOgerung des Fahrzeuges eingestellt wird. WeUsrhln wird der Kolben 9 des Motorwagenbremsventils 7 herabgedrückt. Über die Feder 10 und den Kolben 11 wird der Ventilsitz 13 gegen den Druck der Feder 14 ti-r/öffnet, so daß Druckluft aus dem Druckluftbehälter 8 In die Kammer 15 strömt und von dort über die Leitung 16 In die Kammer 19 des Rclalsvcnills 18. Die Magnete 22, 23 selen noch In nicht

erregtem Zustand, so daß das Magnetventil 20 (Einlaßventil) geöffnet, das Magnetventil 21 (Auslaßventil) geschlossen Ist. Das Druckmittel gelangt daher von der Kammer 19 über das geöffnete Magnetventil 20 und das Rohr 24 In die Kammer 25. Durch den Druck In Kammer 25 wird der Kolben 26 und damit der Kolben 29 angehoben, so daß der Ventilsitz 31 öffnet und Druckmittel von der Kammer 19 In die Leitung 32 gelangt.

Der Radbremszylinder 33 wird mit Druck beaufschlag! und über den Kolben 34 wird die Bremse angezogen, und zwar so lange, bis der Druck In der Kammer 15 des Moiorwugenbrcmsventlls 7 dem durch das Bremspedal 4 über die Feder 7 vorgespannten Kolben 9 das Gleichgewicht hält, worauf sich der Kolben 11 aufwärts bewegt und den Ventilsitz 13 wieder schließt. Somit wird der Druck In der Kammer 15 bis hin zur Leitung 32 konstant gehalten, die eingestellte Bremsstufe Ist damit festgelegt.

ίο In der elektronischen Steuereinrichtung wird nun die über den Widerstand 5 bestimmte Soll-Verzögerung mit der Ist-Verzögerung der einzelnen Räder verglichen und In Abhängigkeit von diesem Vergleich die Magnete 22 und/oder 23 erregt. Es sind nun 3 Fälle zu unterscheiden:

1) Die Soll-Verzögerung Ist größer als die Ist-Vcryögcrung. der Bremsdruck muß erhöht werden.

Das Einlaßventil 20 muß geöffnet, das Auslaßventil 21 geschlossen sein. Beide Magnete 22, 23 sind nicht erregt. In diesem Fall Ist aber auch der Brcmsmlttcldruck In Kammer 15 kleiner als der Druck der Feder 10. Der Ventilsitz 13 wird geöffnet, Druckmittel strömt nach und der Bremsdruck wird erhöht.

2) Die Soü-VcrzCgcrüMg !si gleich der !si-Vcrsögcfursg, t!c: Bremsdruck rr-.uß konstant gehalten wellen Beide Magnetventile 20 und 21 müssen geschlossen sein. Magnet 22 wird erregt. Magnet 23 bleibt unerregt.

3) Die Soll-Verzögerung Ist kleiner als die Ist-Verzögerung, der Bremsdruck muß abgesenkt werden. Magnetventil 20 bleibt geschlossen. Magnetventil 21 wird geöffnet, d. h. beide Magnete 22, 23 werden erregt. Der Druck In Kammer 25 entweicht über das geöffnete Magnetventil 21 über die Auslaßöffnung 36 zur Atmosphäre. Der Druck In Leitung 32 Ist größer als der in Kammer 25, der Kolben 26 bewegt sich abwärts. Dadurch wird der Ventilsitz 28 geöffnet, der Druck In Leitung 32 entweicht, um ebenfalls über die Auslaßöffnung 36 zur Atmosphäre, und zwar so lange, bis der Druck In Kammer 27 und Leitung 32 wieder gleich groß sind, was erst wieder crrc ent wird, wenn das Magnetventil 21 wieder durch den elektronischen Slcuerkrels 3 geschlossen wird.

Auf diese Welse erfolgt die Betätigung der Bremse unter Berücksichtigung der tatsächlichen Gegebenheiten, d.h. Störungen durch unterschiedliche Radlasten, dynamische Lastvcrlagcrungen, ftclbwcrtunterschledc zwischen Reibbelag und Bremstrommel etc. werden ausgeglichen, ohne daß der Fahrer die Stellung des Bremspedals verändern muß.

Läßt der Fahrer das Bremspedal 4 wieder los, so wird die elektronische Steuereinrichtung über den Schalter 6 von der Versorgungsspannung abgetrennt. Die Magnete 22 und 23 werden stromlos, das Magnetventil 20 wird geöffnet. Magnetventil 2! geschlossen Gleichzeitig wird der Kolben 9 des Motorwagenbrernsventlls 7 durch die Feder 10 aufwärts bewegt, da der Gegendruck durch das Bremspedal 4 fehlt. Durch den Druck In Kammer 15 wird auch der Kolben 11 aufwärts bewegt, wodurch der Innere Teil des Ventilsitzes 13 geöffnet wird und der Druck in Kammer 15 über das Rohr 12 und die öffnung 17 zur Atmosphäre entweichen kann. Damit werden auch Leitung 16, Kammer 19 und Kammer 25 Ober die Öffnung 17 entlüftet. Der Kolben 26 bewegt sich durch den noch vorhandenen Druck In Leitung 32 abwärts, so daß der Ventilsitz 28 öffnet und nun auch die Leitung 32 und damit auch der Bremszylinder 33 Ober die Auslaßöffnung 36 entlüftet werden. Die Bremse wird also gelöst.

In Flg. 2 1st die elektronische Steuereinrichtung, wie sie bei dem elcktropneumatlschen Bremskraftregelkrcls nach Fl g. 1 verwendet wird, beschrieben. Das Gerat selbst Ist gestrichelt umrandet. Elngangsseltlg Ist der mit dem Fahrzeugrad gekuppelte Generator 1, der eine der Radumfangsgeschwindigkeit proportionale Wechselspannung erzeugt, und der Frequenz-Spannungs-Umsetzer 2, der diese Spannung In eine Gleichspannung umformt, angeschlossen. Ausgangsseltlg sind die beiden Magnete 22, 23 des Relaisventil 18 angeschlossen.

Der Frequenz-Spannungs-Umsetzer 2 Ist mit der Anode einer Diode 37 verbunden, deren Kathode mit einem Kondensator 38 und einer einstellbaren Konstantstromquellc 39 verbunden Ist. Die Anode der Diode 37 Ist weiterhin mit einem ersten Differenzlerglled 40, die Kathode mit einem zweiten Dlffcrenzierglled 41 verbunden. Der Ausgang des ersten Dlfferenzlerglledes 40 ist mit dem positiven Eingang eines ersten Komparators 42 und dem negativen Eingang eines zweiten Komparators 43 verbunden, während der Ausgang des zweiten Dlfferen ziergliedes 41 mit dem negativen Eingang des ersten Komparators 42 und dem positiven Eingang des zweiten Komparators 43 verbunden Ist. Die Ausgange der beiden Komparatoren 42. 43 sind mit einer Logikschallung verbunden, und zwar Ist der Ausgang des Komparators 42 jeweils mit dem Eingang eines UND-Gatters 44 und eines ODER-Gatters 45 verbunden. Der Ausgang des Komparators 43 lsi mit einem Invertierer 46 und dessen Ausgang jeweils mit einem Eingang des UND-Gatters und des ODER-Gaiters 45 verbunden.

Die Ausgänge des ODER-Gatters 45 und des UND-Gatters 44 sind jeweils Ober Schaltverstärker 47, 48 mit den Magneten 22 bzw. 23 des Relaisventils 18 verbunden.

Schließlich ist die Konstantstromquelle mit dem verstellbaren Widerstand 5 verbunden. Im folgenden sei die Wirkungsweise der elektronischen Steuereinrichtung beschrieben. Ist das Bremspedal 4 nicht betätigt, so Ist der Schalter 6 geöffnet, die elektronische Steuereinrichtung 3 sirom ios. Erst wenn der Fahrer das Bremspedal 4 betätigt, wird die elektronische Steuereinrichtung 2 über den Schal ter 6 mit der Versorgungsspannung verbunden.

Die der Radumfangsgeschwindigkeit proportionale Wechselspannung des Generators 1 wird Im Frequenz-Spannungs-Umsetzer 2 In eine Gleichspannung umgewandelt. Diese Spannung, die der Ist-Geschwindigkeit des

Rades proportional lsi, lädt den Kondensator 38 auf und wird dort gespeichert. Tritt nun der Fahrer das Bremspedal, so wird über den Widerstand 5 die Stromstärke der Konstantstromquelle 39 eingestellt. Der Kondensator wird zcltllnear über die Konstantstromquelle entladen, und /war umso schneller, je größer der Entladestrom Ist, d. h. je kleiner der Wert des Widerstandes 5 und damit je tiefer das Bremspedal 4 durchgedrückt Ist. Die Spannung am Kondensator 38 nimmt also bei einem Bremsvorgang linear mit der Zelt ab und stellt somit das Referenzslgnal dar, das der gewünschten Soll-Geschwindigkeit entspricht. Diese Spannung wird In dem Dlfferenzlergllcd 41 differenziert, so daß an dessen Ausgang ein Signal auftritt, das der eingestellten Soll-Verzögerung entsprich', Die Ausgangsspannung des Frcquenz-Spannungs-Umsctzers, die der tatsächlichen Radgeschwlndlgkelt (Ist-üeschwlndlgkclt) entspricht, wird In dem Differenzlerglied 40 differenziert, so daß an dessen Ausgang eine der Ist-Verzögerung des Rades proportionale Spannung anliegt. !O

Die beiden Spannungen, die der Ist- b?.v/. So.'l-Verzögerung entsprechen, werden den Komparatoren 42 und 43 zugeführt.

Hierbei sind wiederum, wie oben angeführt, 3 Falle zu unterscheiden:

1) Die Soll-Verzögerung Ist größer als die Ist-Verzögerung. Der Komparator 43 Ist durchgeschaltet, d. h. an seinem Ausgang liegt eine logische »1«, der Komparator 42 Ist gesperrt, an seinem Ausgang liegt eine logische »0«.

2) Die Soll-Verzögerung Ist gleich der Ist-Verzögerung. Die Ausgangsspannungen beider Differenzlerglieder 40, 4! sind gleich groß, beide Komparatoren 4?.. 4.1 sind gesperrt, d. h. beide Komparatoren 42, 43 führen an Ihren Ausgängen eine logische »0».

3) Die Soll-Verzögerung Ist kleiner als die Ist-Verzögerung. Der Komparator 42 Ist durchgeschaltet und führt an seinem Ausgang eine logische »I«; der Komparator 43 Ist gesperrt und führt eine logische »0«.

In den Logikbausteinen 44, 45, 46 werden die Ausgangssignale der Komparaloren 42, 43 entsprechend codiert, so daß die Magnete 22 und/oder 23 entsprechend erregt bzw. nicht erregt werden und, wie oben angeführt, Im Fall 1 der Bremsdruck erhöht, Im Fall 2 konstant gehalten und Im Fall 3 abgesenkt wird. Die Komparatoren müssen (z. B. durch geeignete Rückkopplung) In Ihrer Ansprechempflndllchkelt so eingestellt werden, daß kurzfristige Störungen durch Fahrbahnstöße, Achsschwingungen etc. noch nicht zu einem Ansprechen führen. Dadurch wird für jedes Rad eine Individuell angepaßte Bremskraftregelung erreicht. Weiterhin werden sie durch geeignete Rückkopplungen ein Schaltverhalten entsprechend einer Hysteresekurve aufweisen, wodurch ebenfalls die gewünschte Unempflndllchkelt gegen kurzfristige Störeinflüsse erzielt wird.

Der nach der Theorie nicht mögliche Fall, daß beide Komparatoren 42, 43 eine logische »l« führen (die Soll-Verzögerung müßte gleichzeitig sowohl größer als auch kleiner als die Ist-Verzögerung sein), kann, bedingt ' durch die Hysterese der Komparatoren u. U. einmal auftreten. In diesem Fall stimmen jedoch Soll- und Ist-Verzögerung annähernd überein, so daß auch In diesem Fall der Bremsdruck konstant gehalten werden soll, I d. h. Magnet 22 Ist erregt, Magnet 23 Ist nicht erregt zu halten. Auch auf diesen Fall Ist die Logik der Bausteine 44_y 45, 46 angelegt.

Flg. 3 zeigt eine weitere Ausgestaltung des clek tropneu manschen Brcmskraftregel kreises. Gleiche Bezugszeichen wie In Flg. 1 beziehen sich teils auf Identische, teils auf In Ihrer Funktionswelse ähnliche Bauteile. Schaltung und Wirkungswelse des Generators 1, des Frequenzspannungstellers 2, des Relaisventils 18 und des « ' Radbremszylinder 33 sind gleich wie bei der Ausführung nach Flg. 1.

Das Motorwagenbremsventil 7 Ist als Dreiwegeventil ausgebildet. Der Kolben 11 mit Rohr 12 der Flg. 1 1st jetzt geteilt und zu einem oberen Kolben 49 mit einem Rohr 50 und einem unteren Kolben Sl und Rohr 52 ausgebildet. Zwischen diesen beiden Kolben 49, 51 befindet sich eine Kammer 53, In die eine Leitung 54 führt. Die übrigen Teile des Motorwagen-Bremsventils 7 sind analog dem Motorwagen-Bremsventll der Flg. 1 ausgebildet. Die Leitung 54 Ist mit einem Magnetventil 55 verbunden. Bei stromlosen Magneten 56 Ist ein oberer Ventilsitz 57, der mit einem Druckluftbehälter 58 verbunden Ist, durch eine Feder 59 geschlossen, ein unterer Ventilsitz 60, der über eine Auslaßöffnung 61 mit der Atmosphäre verbunden Ist, geöffnet. Die Stromzuführung zu dem Magneten 56 erfolgt über eine Leitung 62, in der in Serie ein Schalter 63, der Ober das Gaspedal 64 betätigt wird, und der Schalter 6, der Ober das Bremspedal 4 betätigt wird, liegen. Die Leitung 62 Ist über ein Relais SO 65 mit dem Pluspol der Versorgungsspannung verbunden. Gesteuert wird dieses Relais 65 über eine Leitung 66, die mit dem Ausgang des Frequenz-Spannungs-Umsetzers 2 verbunden Ist.

j Die elektronische Steuereinrichtung 3 weist einen weiteren Stouerelngang auf, der über die Leitung 67 mit j dem Magneten 56 verbunden ist. Ihre Versorgungsspannung wird über eine Leitung 68 zugeführt, die mit dem Relais 65 verbunden Ist.

Die Wirkungswelse des Bremskraftregelkreises nach F1 g. 3 sei im folgenden beschrieben: Betätigt der Fahrer das Bremspedal 4, so wird der Schalter 6 geöffnet, der Magnet 56 ist stromlos, das Magnetventil 55 befindet sich in der gezeichneten Stellung. Der Bremsvorgang läuft, wie oben unter Flg. 1 beschrieben, ab, die Bremskraft wird entsprechend der Sollverzögerung geregelt. Soll das Fahrzeug beschleunigt i werden oder In der Ebene oder am Berg mit konstanter Geschwindigkeit fahren, so betätigt der Fahrer das : Gaspedal 64, wodurch der Schalter 63 geöffnet wird; dadurch Ist der Magnet 56 ebenfalls stromlos. Die Brems- ; anlage bleibt unbetStlgt.

. Befindet sich das Fahrzeug auf einem Gefälle, so soll die Bremskraft so geregelt werden, daß das Fahrzeug ; seine jeweilige Geschwindigkeit beibehält, die es zu dem Zeltpunkt Innehat, zu dem der Fahrer sowohl das Bremspedal 4 als auch das Gaspedal 64 losläßt. Das Relais 65 se! durchgeschaltet. Die elektronische Steuereinrichtung 3 liegt an Versorgungsspannung. Über die Leitung 62 1st der Magnet 56 erregt. Der Ventilsitz 57 ist geöffnet, der Ventilsitz 60 geschlossen. Es strömt Druckmittel aus dem Druckluftbehälter 58 durch das Magnetventil 55 und die Leitung 54 in die Kammer 53 des Motorwagen-Bremsventils 7. Der Kolben 51 wird herabge-

drückt und öffnet den Ventilsitz 13. Es strömt Luft aus dem Druckluftbchäller 8 In die Kammer 15 und über die Leitung 16 zu dem Relaisventil 18. Über die Feder 10 Im Motorwagen bremsventil 7 wird gleichzeitig der Kolben 49 heruntergedrückt. Ist der Druck In Kammer 53 und Kammer 15 gleich groß, so bewegen sich die Kolben 49 und 51 wieder nach oben, der Ventilsitz 13 wird wieder geschlossen. Über die Leitung 67 wird an den Steuereingang der elektronischen Steuereinrichtung 3 eine Spannung gelegt, wodurch auf eine Geschwindigkeitsregelung umgeschaltet wird. Erhöht sich die Fahrzcuggeschwlndlgkelt (Beschleunigung), so muß der Bremsdruck erhöht werden, die Magnete 22 und 23 bleiben stromlos. Ist die Geschwindigkeit konstant (Beschleunigung null), m"Q der Bremsdruck konstant gehalten werden, Magnet 22 wird erregt, Magnet 23 bleibt stromlos. Erniedrigt slcti schließlich die Geschwindigkeit (Verzögerung), so muß der Bremsdruck abgesenkt werden, die Magnete 22 und 23 werden erregt.

Damit bei stehendem Fahrzeug und nicht betätigtem Bremspedal 4 bzw. Gaspedal 64 der Magnet 56 nicht : ständig erregt Ist, wurde das Relais 65 vorgesehen, welches erst bei einer sehr kleinen Mindestgeschwindigkeit,

bei der der Generator eine bestimmte Spannung abgibt, durchschallet. Dies hat weiterhin den Vorteil, daß das ^ auf einem Gefalle abgestellte Fahrzeug ungewollt, etwa wegen defekter Handbremse, nur mit dieser Mlndcst-

'4 15 geschwindigkeit Ins Rollen kommen kann, du sich die Geschwindigkeitsregelung einschultet und das Fahrzeug

>f selbsttätig gebremst wird.

Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß nach Abbremsen unter diese sehr kleine Mindestgeschwindigkeit, die

' elektronische Steuereinrichtung abgeschaltet wird, dadurch die Magnete 22 und 23 stromlos werden und somit

ji der volle, ungeregelte Bremsdruck als Standbremse wirkt.

',.') 20 Soll nun während der Gefällefahrt die Fahrzeuggeschwlndlgkclt verändert werden, so betätigt der Fahrer in

V. gewohnter Welse das Bremspedal 4 oder das Gaspedal 64. Dadurch wird über die Schalter 6 bzw. 63 die Strom-

S, zufuhr zum Magneten 56 und zur Slcuerleltung 67 unterbrochen. Dadurch wird von der Geschwlndlgkeltsrege-

• ' lung auf die Verzögerungsregelung umgeschaltet. Das Bremsen erfolgt wie oben bei Flg. 1 erläutert. Soll das

■> Fahrzeug beschleunigt werden, muß das Bremssystem entlüftet werden. Durch Betätigen des Gaspedals 64 wird

>Ö 25 der Schalter 63 geöffnet, der Magnet 56 wird stromlos, der Ventilsitz 57 wird geschlossen. Ventilsitz 60 geöffnet,

M₁ so daß die Kammer 53 und die Leitung 54 über die Auslaßöifnung 61 des Magnetventils 55 entlüftet werden.

.]' Durch den noch vorhandenen Druck In Kammer 15 werden die Kolben 49 und 51 angehoben, der Innere Teil

fi_ des Ventilsitzes 13 öffnet und die Kammer 15 wird über die Rohre 52 und 50 zur öffnung 17 und damit zur

§ Atmosphäre entlüftet. Die Entlüftung des Relaisventils 18 erfolgt wie bereits oben beschrieben.

in Flg. 4 1st die elektronische Steuereinrichtung 3 gezeigt, wie sie In einem Bremskraftregelkreis nach Flg. 3 verwendet wird.

Aufbau und Wirkungsweise der Bauteile 37 bis 48. wie sie zur Vcrzögerungsregelung verwendet werden, wurden oben bereits erläutert.

Zur Geschwindigkeitsregelung sind noch zusätzliche Bauteile vorgesehen, die wie folgt verbunden sind. Der Ausgang des Differenzierers 40 Ist jeweils mit dem positiven bzw. negativen Eingang von Komparatoren 69 bzw. 70 verbunden, deren negativer bzw. positiver Eingang lsi mit dem Bezugspotcntlal des Generators 1 verbunden. Die Ausgänge der Komparatoren 69 bzw. 70 sind mit Schaltern 71 bzw. 72 verbunden. Am Ausgang des Schalters 71 Hegt demnach wahlweise der Ausgang des Komparator 69 oder 42, am Ausgang des Schauers 72 Hegt der Ausgang des Komparator 70 oder 43. Die Schalter 71 und 72 werden über ein Relais 73, welches über die Leitung 67 gesteuert wird, betätigt. Bei stromführendem Relais 73 befinden sich die Schalter 71 und 72 In der gezeichneten oberen Stellung. Die Schalter 71 bzw. 72 sind analog der Schaltung nach Flg. 2 mit den Logikbausteinen 44, 4: und 46 verbunden. Im folgenden sei die Wirkungswelse beschrieben. Hat das Fahrzeug eine gewisse Mindestgeschwindigkeit erreicht und damit die Spannung am Frequenz-Spannungs-Umsetzer 2 eine gewisse Schwelle überschritten, so schaltet das Relais 65 durch; über die Leitung 68 wird die elektronische Steuereinrichtung 3 mit der Versorgungsspannung verbunden. Wird nun vom Fahrer das Bremspedal 4 betätigt, so Ist der Schalter 6 geöffnet, die Leitung 67 und das Relais 73 stromlos, die Schalter 71 und 72 sind In der unteren Stellung, so daß die Logik 44, 45, 46 mit den Komparatoren 42 und 43 verbunden 1st. Die Verzögerungsregelung nach Flg. 2, deren Wirkungswelse oben beschrieben wurde, lsi In Betrieb. Werden dagegen Bremspedal 4 als auch Gaspedal 64 nicht betätigt, so sind die Schalter 6 und 63 geschlossen, der Magnet 56 Ist erregt und gleichzeitig das Relais 73 durchgeschaltet, so daß sich die Schalter 71 und 72 In der oberen gezeichneten Stellung befinden.

Die Logik 44, 45, 46 1st jetzt mit den Komparatoren 69 und 70 verbunden, !st nun die Spannung am Dlfferenzlerglled positiv (Fahrzeug beschleunigt), so rührt der Komparator 69 an seinem Ausgang eine logische »1«, der Komparator 70 eine logische »0« und beide Magnete 22 und 23 sind erregt, der Bremsdruck wird erhöht. Ist die Geschwindigkeit des Fahrzeuges konstant, so Ist die Ausgangsspannung des Differenzlerglledes null und die Komparatoren 69 und 70 führen beide an ihrem Ausgang eine logische »0«, der Magnet 22 Ist erregt. Magnet stromlos, der Bremsdruck wird konstant gehalten. Ist die Spannung am Differenzlerglied dagegen negativ (Fahrzeug verzögert), so führt der Ausgang des Komparators 69 eine logische »0«, der Ausgang des Komparator eine logische »1«, beide Magnete 22 und 23 sind erregt, der Bremsdruck wird abgesenkt. Auch hier sind die Komparatoren 69 und 70 durch Rückkopplung mit einem Hystereseverhalten versehen, um kurzfristige Störungen auszugleichen und ein höherfrequentes Schwingen des Regelkreises zu vermelden. Die durch das Relais betriebenen Schalter 71 und 72 können selbstverständlich auch elektronische Schaltglleder aufweisen und müssen auch nicht an der hler gezeigten Stelle angebracht sein. Auch mittels einer Schaltung von logischen Bausteinen, an die die Ausgänge der Komparatoren 42, 43, 69 und 70 und die Steuerleitung 67 ständig angeschlossen !st, ist ein Umschalten erreichbar.

Die Tabelle am Ende der Beschreibung zeigt In einer zusammenfassenden Darstellung in Form einer Wahrheitstabelle die Schaltzustände der Komparatoren 42, 43, 69, 70 und der Magneten 22, 23 bei den verschiedenen Fahti- bw. Verzögerungszuständen, wie sie bereits beschrieben wurden.

In ^Klg. 5 lsi beispielhaft cine weitere Ausgestaltung des Brcmskraftregelkrelses dargestellt, bei dem das Motorwagenbremsverull 7 eine andere Ausgestaltung eriahren hat und noch ein weiteres, über das Gaspedal bedienbare Ventil vorgesehen Ist.

Im folgenden werden nur noch die Unterschiede gegenüber den Flg. 1 und 3 erläutert. Die Bezugszeichen stimmen auf denen der anderen Fl g. Ubcreln.

Das Motorwagenbremsvcntll 7 stimmt mit seinen Teilen 9 bis 15 mit Flg. 1 überein. Zwischen Karrmer 15 und Leitung 16 Ist ein weiterer Doppelvenillsltz 74 geschaltet, bei dem ein Kolben mit Rohr 75 üi>sr eine Feder 76 auf den Doppelvcntllsltz 74 einwirkt. Über einen Stößel 77 der mit dem Bremspedal 4 verbunden 1st. wird der Innere Sitz des Doppelventllsli/.cs 74 betätigt und der Kolben und Rohr 75 bewegt. Die Leitung 16 Ist von der Kammer 19 des Relaisventil 18 durch ein weiteres Ventil 78 getrennt, welches über einen Stößel 79, der über das Gaspedal 64 betätigt wird, die Verbindung öffnel oder trennt. Ein Kolben 80 der über eine Feder 81 nach oben bewegt wird, wirkt auf einen Doppelventllsltz 82.

Die Wirkungswelse sei Im folgenden beschrieben:

Über das Relais 65 und die Schaller 6 und 63 wird, wie bereits beschrieben, zwischen Geschwlndlgkelts- und Verzflgerungsr.gelung umgeschaltet. Bei einer Bremsung aus Fahrzeuges über das Bremspedal 4 wird In der Kammer 15 ein Druck aufgebaut. Über den Stößel 77 wird der Kolben mit Rohr 75 herabgedrückt, das Druckmittel strömt von Kammer 15 In die Leitung 16. Da sich das Gaspedal 64 In oberer Stellung befindet, Ist der Innere Teil des Doppelventllsltzes 82 durch das Druckmittel, welches durch das Rohr des Kolbens 80 strömt, geöffnet und kann In die Kammer 19 gelangen. Der Bremsvorgang lauft wie oben beschrieben ab. Soll das Fahrzeug wieder beschleunigt werden, so wird über das Gaspedal 64 der Stößel 79 herabgedruckt, das Rohr des Kolbens 80 wird verschlossen, der Kolben 80 wird gleichzeitig nach unten bewegt, das Druckmittel entweicht über die öffnung 83 zur Atmosphäre, wodurch die Bremse gelöst wird.

Werden bei Gefallefahri beide Pedale 64 und 4 nicht betätigt, so gelangt das Druckmittel aus dem Druckluftbehälter 8 über das Rohr 75 In die Leitung 16, da der Stößel 77 den Inneren Teil des Doppelventllsltzes 74 öffnet. Ebenso Ist das Ventil 78 geöffnet, In Kammer 19 baut sich ein Druck auf, so daß die Geschwindigkeitsregelung In beschriebener Welse ablauft.

Die vorstehende Beschreibung sieht als Druckmittel für das Bremssystem Druckluft vor. Selbstverständlich können auch andere Druckmittel, Insbesondere Flüssigkelten, verwendet werden.

Wahrheitstabelle

Fahrzeug

Verzögerungsregelung

(Ist > Soll) (IsKSoII)

42 43 Fahrzeug

Geschwindigkeits- Bremsdruck regelung

<b>0) 69

(b<0) 70

Magnetventile

(Einlaß) (Auslaß) 22 23

10

IS

20

25

30

!st < SoU J = Soll J >Soll

\j

0 1

0 b = 0 0 0 konstant 1 0

0 b>0 1 0 erhöhen 0 0

40

verboten

verboten

konstant

»0« Spannungaur Null (Magnet stromlos) »I« Spannung hoch (Magnet erregt) »b« Fahrzeugbeschleunigung »Ist« Rad-Isl-Verzögerung »Soll« Rad-Soll-Verzögerung

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

45

50

55

60

Claims (1)

Patentansprüche:

1. Bremsdruckregelkreis für eine druckmittelbetätigte Fahrzeugbremse, Insbes. für Straßenfahrzeuge,

a) mit einem vom Fahrer betätigbaren Bremsventil, das ein Relaisventil steuert und dieses einerseits auf einen oder mehrere Radbremszylinder einwirkt;

b) das Relaisventil zwei Magnetventile enthält, weiche die Höhe des wirksamen Steuerdruckes bestimmen und die von einem elektronischen Steuergerät erregbar sind;

c) jedem Rad ein Generator zugeordnet Ist, der ein drehzahlproportlonlertes Signal an das Steuergerät abgibt;

d) das Steuergerät In einem Dlfferenzlerer die tatsächliche Radverzögerung ermittelt. In Komparatoren mit der von einem Fahrzeugrad abgeleiteten Fahrzeugverzögerung vergleicht und ein Signal zum Absenken des Bremsdruckes an die Magnetventile des dem blockierenden Rad zugehörigen Relaisventil abgibt;

e) das Steuergerät In einem zweiten, dem ersten parallel geschalteten Dlfferenzlerer die von dem Rad abgeleitete Fahrzeugverzögerung benutzt, um daraus el¹? Signal zum Anpassen des Steuerdruckes für das

Relaisventil während des gesamten Bremsvorganges herzuleiten;

0 mit einer Anordnung zum Abschalten der Anpassung bei geringen Fahrzeuggeschwindigkelien; dadurch gekennzeichnet, daß

g) ein die Sollgeschwindigkeit des Fahrzeuges darstellendes Signal eines Entladekreises (38, 39) vom Fahrer wählbai 1st, das dem zweiten Dlfferenzlerer (41) zugeführt wird;

h) in zweiten Komparatcrsn (42, 43) dieses modifizierte Fahrzeugverzögeningssignal mit dem Radverzögerungssignal verglichen wird und deren Ausgangssignale ebenfalls die Magnetventile des Relaisventils erregen;

I) Schalter (6, 63 und 71, 72) vorgesehen sind, die bei nicht betätigtem Brems- und Gaspedal (4 bzw. 64) von der Blockierschutzregelung auf eine Geschwindigkeitsregelung umschalten.