DE2430271A1

DE2430271A1 - Elektrische bremssteuereinrichtung

Info

Publication number: DE2430271A1
Application number: DE2430271A
Authority: DE
Inventors: Yasuhisa Takeuchi
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1973-07-11
Filing date: 1974-06-24
Publication date: 1975-02-13
Also published as: JPS5025992A; GB1438055A; US3902763A; CA1017831A

Description

Elektrische Bremssteuereinrichtung

Die Erfindung betrifft eine elektrische Steuereinrichtung für ein Kraftfahrzeug-Bremssystem mit einer Blockiersteuereinrichtung.

Eine Blockiersteuereinrichtung für das Bremssystem eines Kraftfahrzeuges dient dazu, das Rutschen oder Blockieren von Rädern des Kraftfahrzeuges zu vermeiden, um den Bremsweg eines Fahrzeuges.auf ein Minimum zubringen. Dabei soll das Fahrzeug nicht nur rasch, sondern vielmehr auch sicher vollständig zum Stillstand gebracht werden, so daß der Fahrer

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während des Bremsens auf einer eisigen oder in anderer Weise glatten Fahrbahn das Fahrzeug unter Kontrolle behält.

Ein zweckmäßiges. Maß zur Bestimmung des Rutschens eines Fahrzeugrades bei einem Kraftfahrzeug auf einer Straßenoberfläche ist das Verhältnis R, welches festgelegt ist durch

E = (Vv _ Vw)/Vv,

wobei Vv die Fahrzeuggeschwindigkeit und Vw die. Umfangsgeschwindigkeit eines Fahrzeugrades ist. Wie dem Fachmann bekannt ist, sollte die Bremseinrichtung derart arbeiten, daß das Rutschverhältnis R innerhalb eines Bereiches von 0,15 bis 0,25 liegt, um eine wirksame und zugleich stabile--Bremsung auszuführen. Es ist somit sehr zweckmäßig, eine Blockiersteuereinrichtung für das Bremssystem eines Kraftfahrzeuges derart auszubilden, daß das Rutschverhältnis auch dann innerhalb des oben genannten Bereiches bleibt, wenn ein Rutschen der Räder unmittelbar bevorsteht. Dies ist bisher jedoch nicht erreichbar gewesen, und zwar wegen der erheblichen Verzögerungszeit, welche der hydraulischen Betätigungseinrichtung eigen ist, die üblicherweise in ein Bremssystem eingebaut ist, um die mechanische Bremseinrichtung zu betätigen (eine Trommelbremse oder eine Scheibenbremse), die auf das Rad oder eine Achse des Fahrzeuges wirkt, Die Vermeidung oder zumindest die Verminderung einer solchen Verzögerungszeit ließe sich durch eine sehr komplizierte Steuereinrichtung erreichen, welche derart ausgebildet ist, daß eine solche Verzögerungszeit kompensiert wird, eine derart komplizierte Regeleinrichtung hat jedoch in der Praxis bisher keinen Eingang gefunden, und zwar wegen der außerordentlich hohen Herstellungskosten einer solchen Einrichtung.

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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Steuereinrichtung für die Bremsen eines Kraftfahrzeuges zu schaffen, durch welche eine exakte Regulierung der Bremskraft auf ein Fahrzeug auch dann gewährleistet ist, wenn während eines Bremsvorgänges das Kutschen oder Blockieren eines .Fahrzeugrades droht. Eine solche Einrichtung soll im Hinblick auf eine wirtschaftliche Großserienfertigung "besonders einfach auf gebaut sein. \

Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung vor, daß ein Fahrzeuggeschwindigkeitsfünler vorgesehen ist, um die Geschwindigkeit eines Kraftfahrzeuges zu ermitteln und ein Ausgangssignal zu erzeugen, welches der ermittelten Fahrzeuggeschwindigkeit proportional ist, daß weiterhin ein Radgeschwindigkeitsfühler vorgesehen ist, um die Umfangsgeschwindigkeit eines Fährzeugrades zu ermitteln und ein Ausgangssignal zu erzeugen, welches der ermittelten Radgeschwindigkeit proportional ist, daß weiterhin eine Rechnereinrichtung vorhanden ist, um von der Ausgangsspannung des Fahrzeuggeschwindigkeitsfühlers eine erste veränderbare Bezugsspannung zu subtrahieren, welche zu der Ausgangs spannung des Fahrzeuggeschwindigkeitsfühlers in Beziehung gesetzt ist und kleiner ist als diese, daß von der Rechnereinrichtung eine Ausgangsspannung erzeugt wird, welche zu der Differenz zwischen den zwei Eingangsspannungen proportional ist, daß weiterhin eine erste Komparatoreinrichtung vorgesehen ist, um die Ausgangsspannung der Rechner einrichtung mit der Ausgangsspannung des Radgeschwindigkeitsfühlers zu vergleichen und ein erstes Steuersignal zu erzeugen, wenn die erstgenannte Spannung höher ist als die letztgenannte, daß weiterhin eine zweite Komparatoreinrichtung vorhanden ist, um die Ausgangsspannung der Rechnereinrichtung mit einer zweiten veränderbaren Bezugsspannung zu vergleichen, welche mit der Aus gangs spannung des Radgeschwindigkeitsfühlers in Beziehung gesetzt ist und

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kleiner ist als diese, daß durch die zweite Komparatoreinrichtung ein zweites Steuersignal erzeugt wird, wenn die erstgenannte Spannung höher ist als die letztgenannte, daß weiterhin eine erste Differenz!ereinrichtung vorgesehen ist, um die Ausgangsspannung des Badgeschwindigkeitsfühlers nach der Zeit zu differenzieren und ein Ausgangssignal zu erzeugen, welches der Steigerungsrate der Ausgangsspannung des Radgeschwindigkeitsfühlers proportional ist, daß weiterhin eine dritte Komparatoreinrichtung vorhanden ist, um die Ausgangsspannung der ersten Differenziereinrichtung mit einer konstanten Bezugsspannung zu vergleichen und um ein drittes Steuersignal zu erzeugen, wenn das erstgenannte Signal höher ist als das letztgenannte, daß weiterhin eine zweite Differenziereinrichtung vorhanden ist, um die Ausgangsspannung des Radgeschwindigkeitsfühlers nach der Zeit zu differenzieren und um eine Ausgangsspannung zu erzeugen, welche der Abnahmerate der Ausgangsspannung, des Radgeschwindigkeitsfühlers proportional ist, daß weiterhin eine vierte Komparatoreinrichtung vorgesehen ist, um die Ausgangsspannung der zweiten Differenziereinrichtung mit einer zweiten ■konstanten Bezugs spannung zu vergleichen und um ein viertes Steuersignal zu erzeugen, wenn das erstgenannte Signal hoher ist als das letztgenannte (d.h. wenn das Rad um einen höheren Betrag abgebremst wird als ein vorgegebener Wert mit der zweiten Konstant spannung in Beziehung steht), und daß eine logische Schaltung vorgesehen ist, welche auf das erste, das zweite, das dritte und das vierte Steuersignal in der Weise anspricht, daß ein digitales Signal erzeugt wird, wenn das erste Steuersignal vorhanden ist und das dritte Steuersignal nicht vorhanden ist oder wenn das zweite und das vierte Steuersignal vorhanden sind und das dritte Steuersignal nicht vorhanden ist, um die Blockiersteuereinrichtung in der Weise zu

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"betätigen, daß eine auf das Fahrzeugrad ausgeübte Bremskraft vermindert wird*

Bevorzugte Ausführungsformen und vorteilhafte Weiterbildungen des Erfindungsgegenstandes ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Gemäß der Erfindung ist der wesentliche Vorteil erreichbar, daß das Rutschverhältnis eines Fahrzeuges innerhalb eines vorgegebenen Bereiches gehalten werden kann, so daß eine äußerst wirksame und zugleich stabile Bremswirkung ermöglicht wird. .

Weiterhin ist gemäß der Erfindung "der Vorteil erreichbar, daß die in einer Betätigungseinrichtung für die Bremse auf- tretenden Verzögerungszeiten kompensiert werden können.

Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Anordnung liegt darin, daß sie bei geringen Fertigungskosten äußerst zuverlässig arbeitet.

•Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Anordnung liegt darin, daß ein Fahrzeug aus voller Fahrt auch auf glatter Fahrbahn in der Weise auf kürzester Strecke zum Stillstand gebracht werden kann, daß der Fahrer die volle Richtungskontrolle über das Fahrzeug.behalten kann.

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Die Erfindung wird nachfolgend beispielsweise anhand der Zeichnung beschrieben} in dieser zeigend

Fig .1 ein Blockdiagramm, in welchem schematisch ein Ausführungsbeispiel einer herkömmlichen elektrischen Steuereinrichtung zur Verwendung bei einem Bremssystem für ein Kraftfahrzeug dargestellt ist,

Fig. 2A ein Diagramm, welches Spannungswellenformen darstellt, die für die Fahrzeuggeschwindigkeit und für die Radgeschwindigkeit repräsentativ sind, die während des Bremsvorganges an einem Kraftfahrzeugrad gemessen wurden, welches mit dem herkömmlichen elektrischen Bremssteuersystem gemäß Fig. Λ ausgerüstet ist,

Fig. 2B ein Diagramm, welches eine Wellenform eines Ausgangssignals veranschaulicht, wie es durch die elektrische Bremssteuereinrichtung gemäß Fig.- 1 in Reaktion auf die Spannungen erzeugt wird, welche Wellenformen gemäß Fig. 2A aufweisen,

Fig. 2C ein Diagramm, welches eine Kurve darstellt, die eine Bremskraft angibt, welche durch das in der Fig. 2B dargestellte Signal gesteuert ist,

Fig. 5 eine grafische Darstellung, die eine Kurve zeigt, welche die Beziehung zwischen einem Rutschverhältnis und einem Reibungskoeffizienten zwischen einem Fahrzeugradreifen und einer Straßenoberfläche während des Bremsvorganges wiedergibt,

Fig. 4- ein Blockdiagramm, welches eine bevorzugte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen elektrischen Bremssteuereinrichtung veranschaulicht,

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Fig. 5>A ein Diagramm, welches Wellenformen der Spannungen darstellt, die in der Bremssteuereinrichtung gemäß Fig. 4 auftreten oder berechnet werden,

Fig. 5B ein Diagramm, welches eine Wellenform einer Spannung darstellt, welche für die Steigerungsrate oder die Abnahmerate der Radgeschwindigkeit repräsentativ ist, welche in der Bremssteuereinrichtung gemäß Fig. 4 ermittelt werden,

Fig. 5C ein Diagramm, welches Wellenformen verschiedener digitaler Steuersignale darstellt, die in der Bremssteuereinrichtung gemäß Fig. 4 erzeugt werden, und

Fig. 5>D ein Diagrammm, welches eine Kurve darstellt, die eine Bremskraft wiedergibt, die unter der Steuerung der Signale gemäß Fig. 5C auf ein Fahrzeugrad wirkt.

In der Fig. 1 ist ein herkömmliches elektrisches Bremssteuersystem dargestellt, welches dazu dient, das Rutschverhältnis eines Fahrzeugrades innerhalb eines vorgegebenen Bereiches zwischen etwa 0,15 mid 0,25 zu halten. Die Bremssteuerung ist in ein hydraulisches Bremssystem eingebaut, welches einen Hauptbremszylinder 10 hat, der derart ausgebildet ist, daß er einen Bremsfluiddruck liefert, wenn ein Bremspedal 12, das mit einem (nicht dargestellten) Kolben des Hauptbremszylinders 10 über eine mechanische Verbindung"W- verbunden ist, vom Fahrer des Fahrzeuges niedergedrückt wird. Der auf diese Weise im Hauptbremszylinder 10 erzeugte Bremsfluiddruck wird · über eine Bremsfluidleitung 16 einer hydraulischen Betätigungseinrichtung 18 zugeführt, welche derart ausgebildet ist, daß sie eine Blockiersteuereinrichtung aufweist sowie einen Radzylinder, um eine mechanische Bremseinrichtung 20, die an jedem der Räder des Fahrzeuges angeordnet ist, zu betätigen.

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Die mechanische Bremseinrichtung 20 kann als Trommelbremse oder als Scheibenbremse ausgebildet sein, wie sie grundsätzlich bekannt sind. Die elektrische Bremssteuereinrichtung, auf welche sich die Erfindung bezieht, ist derart ausgebildet, daß die hydraulische Betätigungseinrichtung 18 elektrisch gesteuert wird, wenn durch die Steuereinrichtung eine Situation ermittelt wird, bei welcher das Blockieren eines Eades droht. Wenn somit das Bremspedal 12 vom Fahrer des Fahrzeuges niedergedrückt wird, wirkt der im Hauptbremszylinder 10 erzeugte Bremsfluiddruck auf die hydraulische Betätigungseinrichtung 18 in der Weise, daß eine dem Bremsfluiddruck proportionale Kraft von der mechanischen Bremseinrichtung 20 während des normalen Bremsvorganges auf das Fahrzeugrad ausgeübt wird,^ d. h., wenn kein Blockieren droht oder bevorsteht, und zwar zwischen dem Fahrzeugrad und der Straßenoberfläche, auf welcher das Fahrzeug fährt. Wenn jedoch die Tendenz zum Blockieren eines Fahrzeugrades besteht, reagiert die elektrische Steuereinrichtung in der Weise, daß ein entsprechendes Steuersignal an die Betätigungseinrichtung 18 geliefert wird, so daß der Bremsfluiddruck in der Betätigungseinrichtung 18 vermindert wird und demgemäß das Fahrzeugrad eine geringere Bremskraft erfährt, die von der mechanischen Bremseinrichtung 20 ausgeübt wird. Die Bremskraft wird auf diese Weise auf das Fahrzeugrad ausgeübt und in der Weise gesteuert, so daß mehrmals pro Sekunde eine Verminderung der Bremskraft eintritt, bis die Tendenz zum Blockieren aufgehoben ist und das Fahrzeug vollständig zum Stillstand gebracht ist.

Die auf diese Weise auf die hydraulische Betätigungseinrichtung 18 einwirkende Bremssteuereinrichtung weist einen Fahrzeuggeschwindigkeitsfühler 22 auf, welcher derart ausgebildet ist, daß er eine Fahrgeschwindigkeit Vv des Fahrzeuges ermittelt und eine Ausgangsspannung Ev erzeugt, welches der ermittelten Fahrzeuggeschwindigkeit Vv proportional ist, und sie weist weiterhin einen Radgeschwindigkeitsfühler 24 auf,

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welcher derart ausgebildet ist, daß er eine Umfangsgeschwindigkeit Vw der Drehung des Fahrzeugrades ermittelt, welches mit der mechanischen Bremseinrichtung 20 ausgerüstet ist und eine Ausgangsspannung Ew erzeugt, welche der ermittelten Fahrzeuggeschwindigkeit Vw proportional ist. Die auf diese Weise von dem Fahrzeuggeschwindigkeitsfühler 22 und dem Radgeschwindigkeitsfühler 24 ermittelten Ausgangsspannungen Ev und Ew werden jeweils Eingangsklemmen einer Spannungsteilerschaltung 26 zugeführt, welche derart ausgebildet ist, daß die Spannung Ew elektrisch durch die Spannung Ev geteilt wird, so daß eine Ausgangs spannung erzeugt wird, welche Ew/Ev proportional ist, d. h. dem Verhältnis zwischen der ermittelten Radgeschwindigkeit Vw und der ermittelten Fahrzeuggeschwindigkeit Vv. Die Ausgangs spannung Ew/Ev der Spannungsteiler^= schaltung 26 wird einem Komparator 28 zugeführt-und wird in diesem mit einer vorgegebenen Bezugsspannung Er verglichen. Der Komparator 28 dient dazu, ein digitales Signal S zu erzeugen, wenn die Spannung Ew/Ev geringer ist als die Bezugsspannung Er, d. h. wenn die folgende Beziehung besteht:

(Ev - Ew)/Ev > 1 - Er (1)

so daß das Rutschverhältniö R = (Vv - Vw)/Vv größer ist als 1 - y» ,wobei ρ eine Konstante ist, welche der Bezugs spannung Er entspricht.

Das auf diese Weise von dem Komparator 28 gelieferte digitale Signal S wird im Verstärker 30 verstärkt und von diesem einer Eingangsklemme einer elektrisch betätigbaren (nicht dargestellten) Steuereinrichtung zugeführt, welche einen Teil der hydraulischen Betätigungseinrichtung 18 bildet, so daß die Bremskraft, welche der mechanischen Bremseinrichtung 20 am Fahrzeugrad zugeführt wird, in der Weise vermindert wird, daß eine bevorstehende Blockiersituation gemäß den obigen Erläuterungen aufgehoben wird.

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Wenn nun das Bremspedal 12 vom Fahrer rasch niedergedrückt wird, während das Fahrzeug in voller Fahrt ist, dann wird der Bremsfluiddruck, der im Hauptbremszylinder 10 erzeugt wird, der hydraulischen Betätigungseinrichtung 18 über die Fluidleitung 16 zugeführt, so daß die mechanische Bremseinrichtung 20 in der Weise betätigt wird, daß eine Bremskraft auf das Fahrzeugrad ausgeübt wird, welches mit der mechanischen Bremseinrichtung 20 ausgerüstet ist. Die Fahrzeuggeschwindigkeit Vv und die Radgeschwindigkeit Vw und demgemäß die Ausgangsspannungen Ev und Ew, welche vom Fahrzeuggeschwindigkeitsfühler 22 und vom Radgeschwindigkeitsfühler 24 jeweils erzeugt werden, werden folglich mit höheren Raten vermindert, wie aus den Kurven a und b ersichtlich ist, welche in dem Diagramm der Fig. 2A die Wellenformen der Spannungen Ev und Ew wiedergeben, wobei der Punkt P einen Augenblick bezeichnet, an welchem das Bremspedal 12 niedergedrückt zu werden beginnt. Wenn in diesem Zeitpunkt die dem Komparator 28 zugeführte Bezugsspannung Er derart gewählt ist, daß sie einem Rutschverhältnis R von 0,2 entspricht, dann erzeugt der Komparator 28 das digitale Steuersignal S, wenn P - Vw/Vv kleiner ist als 0,8 oder mit anderen Worten, wenn die Radgeschwindigkeit Vw kleiner ist als 0,8 . Vv. Hierbei ist so-

mit angenommen, daß der.Wert 0,8 . Vv eine untere Grenze für den zulässigen Bereich der Radgeschwindigkeit Vw ist. Im Diagramm der Fig. 2A gibt die Kurve c eine Spannung an, welche dem Wert 0,8 . Ev entspricht. Somit liefert der Komparator kein Steuersignal S und demgemäß wird die auf das Fahrzeugrad ausgeübte Bremskraft mittels der Steuereinrichtung nicht vermindert, wenn die Spannung Ew, welche für die Radgeschwindigkeit Vw repräsentativ ist, größer als die Spannung 0,8 . Vv unter solchen Bedingungen, bei welchen die Spannung Ew geringer ist als die Spannung 0,8 . Ev, wird jedoch das digitale Steuersignal S vom Komparator 28 erzeugt, wie es in der Fig. 2B angegeben ist, so daß der auf das Fahrzeugrad ausgeübte Bremsdruck mittels der hydraulischen Betätigungseinrichtung 18

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vermindert wird, welche durch das Steuersignal S beaufschlagt ist. Der rait Ip "bezeichnete Bremsdruck wird somit in einer pulsierenden Form verändert, bis das Fahrzeug vollständig zum Stillstand gebracht ist, wie es durch eine Wellenform f in der Fig. 2C dargestellt ist.

Die Bremskraft Fp würde somit vermindert, wenn das Rutschverhältnis R die Tendenz zeigt, über einen vorgegebenen Wert von 0,2 hinauszugehen, und zwar mit dem Ergebnis, daß das Rutschverhältnis R unterhalb von 0,2 mittels der Bremssteuereinrichtung gemäß:Fig. 1 begrenzt werden könnte, so daß ein Rutschen oder Blockieren des Fahrzeugrades verhindert werden könnte, und die Richtungskontrolle des Fahrers über das Fahrzeug während des Bremsvorganges erhalten bleiben würde. Tatsächlich tritt jedoch in der Praxis eine Zeitverzögerung zwischen demjenigen Zeitpunkt, in welchem das Steuersignal S der Betätigungseinrichtung 18 zugeführt wird, und demjenigen Zeitpunkt auf, in welchem die Betätigungseinrichtung 18 nach der Zuführung des Steuersignals ihre Wirkung ausübt, wie es oben bereits kurz angedeutet wurde. Wie aus den Fig. 2A, 2B und 2C ersichtlich ist, wird das Steuersignal S zunächst an den Punkt E geführt, nachdem das Bremspedal niedergedrückt wurde, und zwar am Punkt A, weil die Spannung Ew geringer wird als die Spannung 0,8 . Ev-am Punkt B, an welchem die Kurven a und c einander treffen. Aufgrund der der Betätigungseinrichtung 18 eigenen Verzögerung wird jedoch die auf das Fahrzeugrad durch die mechanische Bremseinrichtung 20 ausgeübte Bremskraft Fp im Zeitpunkt T. vermindert, nachdem das Steuersignal S vom Komparator 28 abgegeben wurde. In ähnlicher Weise wird die Bremskraft Fp in einem nachfolgenden Zyklus in einem Zeitpunkt T₂ ansteigen, nachdem das Steuersignal S von dem Komparator 28 am Punkt G nicht mehr abgegeben wird, an welchem die Spannung Ew größer wird als die Spannung 0,8 . Ev. Wegen der Verzögerungszeiten T,. und T~, die somit beim Betrieb der Betätigungseinrichtung 18 auftreten, ist die oben beschriebene

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Bremssteuereinrichtung somit nicht in der Lage, den Bremsfluiddruck in der Weise zu steuern, daß die Eadgeschwindigkeit Vw größer bleibt als die zulässige untere Grenze, beispielsweise 0,8 . Vv während der Bremsperiode, so daß keine vollständige Gewährleistung besteht, den Bremsweg des Fahrzeuges auf ein Minimum zu bringen und dem Fahrer die Möglichkeit zu erhalten, während des Bremsvorganges die Richtungskontrolle über das Fahrzeug zu behalten.

Die Fig. 5 veranschaulicht grob eine allgemeine Beziehung zwischen dem oben definierten Rutschverhältnis R und dem Reibungskoeffizienten τι zwischen einem Reifen eines Fahrzeugrades und einer Straßenoberfläche, auf welcher das Fahrzeug fährt. Der gekrümmte Abschnitt zwischen den Punkten P^ und " Pp auf der in der Fig. 3 dargestellten Kurve gibt einen Bereich an, in welchem die Radgeschwindigkeit Vw größer wird als der Wert 0,8 . Vv, und zwar aufgrund der Verzögerungszeit Tp der Betätigungseinrichtung 18. Während des Bereiches zwischen den Punkten P,- und Pp liegt der g zwischen dem Radreifen und der Straßenoberfläche in einem Bereich von yiy, bis rip und ist somit geringer als ein Maximalwert lu des Reibungskoeffizienten, wie er im Punkt P₅, auf der charakteristischen Kurve erreicht wird. Wenn somit der Reibungskoeffizient, welcher ins Spiel kommt, wenn das Fahrzeugrad gebremst wird, und zwar durch die mechanische Bremseinrichtung 20, wesentlich unter dem höchsten erreichbaren Wert liegt, so hat der Bremsweg des Fahrzeuges die Tendenz, aufgrund der Verzögerungszeit der Betätigungseinrichtung 18 sehr groß zu werden.

Da gemäß der Erfindung angestrebt wird, die oben aufgezeigten Nachteile zu vermeiden, soll die elektrische Bremssteuereinrichtung gemäß der Erfindung die Verzögerungszeiten T_x. und T_? der Betätigungseinrichtung 18 durch eine gerätetechnisch möglichst einfache Maßnahme ausschalten. In der Fig. 4 ist eine bevorzugte

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Ausführungsfοπα einer elektrischen Bremssteuereinrichtung dargestellt, welche gemäß der Erfindung zur Erreichung des oben genannten Zweckes geeignet ist·

In der Fig. 4- sind die entsprechenden Gegenstücke für die Bauelemente gemäß Fig. 1 mit denselben Bezugszeichen bezeichnet. Die erfindungsgemäße hydraulische Bremssteuereinrichtung weist einen Hauptbremszylinder 10 auf, weiterhin ein Bremspedal 12, welches mit dem Hauptbremszylinder 10 über eine mechanische Verbindung 14 verbunden ist, weiterhin eine hydraulische Betätigungseinrichtung 18, die mit dem Hauptbremszylinder über eine Fluidleitung 16 in Verbindung steht und welche einen Radzylinder aufweist, weiterhin eine mechanische Bremseinrichtung '20, welche durch die Betätigungseinrichtung 18"· betätigbar ist. Gemäß den obigen Ausführungen kann die Bremseinrichtung als Trommelbremse oder als Scheibenbremse ausgebildet sein und dient dazu, eine Bremskraft auf ein (nicht dargestelltes) Fahrzeugrad auszuüben, wenn der Radzylinder betätigt wird, der einen Bestandteil der hydraulischen Betätigungseinrichtung 18 bildet. Der Hauptbremszylinder 10 kann ein einfach wirkender oder ein doppelt wirkender Zylinder sein. Es ist lediglich eine einzige mechanische Bremseinrichtung dargestellt, wobei angenommen ist, daß nur das zugehörige Fahrzeugrad des Fahrzeuges durch die Bremssteuereinrichtung gesteuert wird, was jedoch lediglich zur Vereinfachung der Darstellung in dieser Weise geschieht, während natürlich die erfindungsgemaße elektrische Bremssteuereinrichtung in der Weise ausgebildet sein kann, daß zwei oder mehrere Fahrzeugräder des Fahrzeuges entsprechend beaufschlagt werden können, wenn die Anzahl der Bauelemente, aus denen die elektrische Schaltung der Einrichtung besteht, der Anzahl der zu steuernden Räder angepaßt wird.

In der hydraulischen Betätigungseinrichtung 18 ist eine elektrisch betätigbare Blockiersteuereinrichtung vorgesehen,

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welche derart ausgebildet ist, daß sie die Bremskraft vermindert, welche von der mechanischen Bremseinrichtung 20 auf das Rad ausgeübt wird. Solange die Blockiersteuereinrichtung nicht in Funktion tritt, kann der im Hauptbremszylinder entstehende Fluiddruck auf die mechanische Bremseinrichtung 20 wirken, und zwar während eines normalen Bremsvorganges, d. h. wenn kein Rutschen oder Blockieren des Rades droht. Wenn Jedoch von der nachfolgend zu beschreibenden Steuereinrichtung eine Situation ermittelt wird, in welcher ein Rutschen oder Blockieren des Rades droht, wird die Blockiersteuereinrichtung in der Weise beaufschlagt, daß der Bremsfluiddruck in der Betätigungseinrichtung 18 und demgemäß die auf das Fahrzeugrad ausgeübte Kraft derart gesteuert werden, daß ein Rutschen oder Blockieren -des Rades vermieden wird.

Die erfindungsgemäße elektrische Bremssteuereinrichtung weist einen Fahrzeuggeschwindigkeitsfühler 22 und einen Radgeschwindigkeitsfühler 24 auf, die ähnlich ausgebildet sind wie die in der Fig. 1 dargestellten Einrichtungen. Wie bei der Einrichtung gemäß Fig. 1 wird durch den Fahrzeuggeschwindigkeitsfühler 22 eine Fahrgeschwindigkeit Vv des Fahrzeuges ermittelt und ein Ausgangssignal Ev erzeugt, welches der ermittelten Fahrzeuggeschwindigkeit·Vv proportional ist, während vom Radgeschwindigkeitsfühler 24 die Umfangsgeschwindigkeit Vw ermittelt wird, mit welcher sich das Rad dreht, und eine Ausgangsspannung Ew erzeugt wird, die der ermittelten Radgeschwindigkeit Vw proportional ist. Der Fahrzeuggeschwindigkeitsfühler 22 kann als Wechselstromgenerator ausgebildet sein, der an einem Fahrzeugrad angeordnet und von diesem angetrieben wird, welches außer den üblichen Vorderrädern oder Hinterrädern angeordnet ist, oder es kann zu diesem Zweck ein Doppier-Radarsystem verwendet werden.

Der Fahrzeuggeschwindigkeitsfühler 22 hat eine Ausgangsklemme, welche mit einer Recheneinrichtung verbunden ist, die eine

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Subtrahierschaltung 32 aufweist, welche eine erste, eine zweite und eine dritte Eingangsklemme 32a, 32b und 32c aufweist. Die erste Eingangsklemme 32a der Subtrahierschaltung 32 ist direkt mit der Ausgangsklemme des Fahrzeuggeschwindigkeitsfühlers 22 verbunden. Die zweite Eingangsklemme 32b der Subtrahierschaltung 32 ist über einen ersten Spannungsteilerwiderstand 34- mit der Ausgangsklemme des Fahrzeuggeschwindigkeitsfühlers 22 verbunden, während-die dritte Eingangsklemme 32c der Subtrahierschaltung 32 über einen zweiten Spannungsteilerwiderstand 36 mit einer Klemme 38 verbunden ist, welcher eine konstante Spannung zugeführt wird. Der erste Spannungsteilerwiderstand 34 ist derart angeordnet, daß eine Spannung ot.Ev erzeugt wird (wobei ot eine Konstante ist, die kleiner ist als 1) und zwar zwischen der zweiten Eingangsklemme 32b der Subtrahierschaltung 32 und der Ausgangsklemme des Fahrzeuggeschwindigkeitsfühlers 22, während der zweite Spannungsteilerwiderstand 36 derart geschaltet ist, daß eine konstante Spannung Ec zwischen der dritten Eingangsklemme 32e der Subtrahierschaltung 32 und der Klemme 38 einer Konstantspannungsquelle erzeugt wird (die Konstantspannungsquelle istnicht dargestellt). Die Spannung cuEv, welche somit auf die zweite Eingangsklemme 32b der Subtrahierschaltung 32 geführt ist, ist proportional zu der und kleiner als die Spannung Ev, welche von der Ausgangsklemme des Fahrzeuggeschwindigkeit sfühlers 22 geliefert wird. Die Subtrahierschaltung 32, welcher somit die Spannungen Ev, ot-.Ev und Ec zugeführt werden, arbeitet in der Weise, daß die Spannung c*.Ev und/Ec von der Spannung Ev subtrahiert werden und daß somit eine Ausgangsspännung Ea erzeugt wird, welche gleich Ev ((X .Ev + Ec) ist, wobei der Wert des Terms in Klammern eine Funktion der Spannung Ev ist und somit die Fahrzeuggeschwindigkeit Vv ändert, welche vom Fahrzeuggeschwindigkeitsfühler 22 ermittelt wird.

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Die Subtrahierschaltung 32 hat eine Ausgangskiemme, die mit einer Eingangsklemme eines ersten Komparators 40 verbunden ist, dessen weitere Eingangsklemme mit einer Ausgangsklemme des Radgeschwindigkeitsfühlers 24 verbunden ist. Der Komparator 40 arbeitet somit in der Weise, daß die Ausgangsspannung Ea von der Subtrahierschaltung 32 mit der Ausgangsspannung Ew vom Radgeschwindigkeitsfühler 24 verglichen wird und ein erstes Steuersignal S^. mit dem logischen Pegel "1" erzeugt wird, wenn die Spannung Ea größer ist als die Spannung Ew, d. h. wenn folgende Beziehung besteht:

Ev - CX.Ev - Ec > Ew (2).

Die Ausgangsklemme der Subtrahierschaltung 32 ist weiterhin mit einer Eingangsklemme eines zweiten Komparators 42 verbunden, der eine weitere Eingangskiemme aufweist, welche über einen Spannungsteilerwiderstand 44 mit der Ausgangsklemme des Rsdgeschwindigkeitsfühlers 24 verbunden ist. Der Spannungsteilerwiderstand 44 ist derart geschaltet, daß er eine Spannung ß.Ew erzeugt (wobei ß eine Konstante ist, die kleiner ist als 1), und zwar zwischen der Ausgangsklemme des Radgeschwindigkeitsfühlers 24 und der Eingangsklemme des zweiten Komparators Die Spannung ß.Ew ist eine Funktion der Spannung Ew, welche durch den Radgeschwindigkeitsfühler 24 erzeugt wird und ändert sich somit mit der Radgeschwindigkeit Vw, die vom Fühler 24 ermittelt wird. Der zweite Komparator 42 arbeitet in der Weise, daß die veränderbaren Ausgangsspannungen Ea und ß.Ew miteinander verglichen werden und ein zweites Steuersignal Sp mit einem logischen Pegel "1" erzeugt wird, wenn die Spannung Ea größer ist als ß.Ew, d. h. wenn die folgende Beziehung besteht:

Ev - <x.Ev - Ec > ß.Ew (3).

Die Ausgangsklemme des Radgeschwindigkeitsfühlers 24 ist weiterhin mit Eingangsklemmen einer ersten und einer zweiten

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■Differenzierschaltung 46 bzw. 48 verbunden. Die erste Differenzierschaltung 46 Ist derart ausgebildet, daß sie nur dann betätigt wird, wenn die Ausgangsspannung Ew, die vom Radgeschwindigkeitsfühler 24 ermittelt wird, im Ansteigen begriffen ist, d. h., wenn die Radgeschwindigkeit Vw zunimmt, und in umgekehrter Weise ist die zweite Differenzierschaltung 48 derart ausgebildet, daß sie nur dann betätigt wird, wenn die Ausgangs spannung Ew im Abnehmen begriffen ist, d. h. wenn die Radgeschwindigkeit Vw vermindert wird. Somit differenziert die Schaltung 46 auf elektrischem Wege die Spannung Ew nach der Zeit und erzeugt eine Ausgangsspannung Ew, welche der Steigerungsrate der Radgeschwindigkeit Vw proportional ist, d. h. dem Beschleunigungsmaß des Fahrzeugrades. In ähnlicher Weise wirkt die zweite Differenzierschaltung 48, welche die Spannung Ew nach der Zeit differenziert und eine Ausgangsspannung -Ew erzeugt, wobei Ew kleiner ist als O, welche der Abnahmerate der Radgeschwindigkeit Vw proportional ist, d. h. dem Verzögerungsmaß des !Pahrzeugrädes.

Eine Aüsgangsklemme der ^ ersten Differenzierschaltung 46 ist mit einer Eingangsklemme eines dritten Komparators 50 verbunden, während die zweite Differenzierschaltung 48 eine Ausgangsklemme mit einem vierten Komparator 52 verbunden hat. Der dritte Komparator 50 hat eine weitere Eingangsklemme, welche über einen Spannungsteilerwiderstand 54 mit einer Klemme 56 einer Konstantspannungsquelle verbunden ist (nicht dargestellt), und in ähnlicher Weise ist eine weitere Eingangsklemme des vierten Komparators 52 über einen Spannungsteilerwiderstand 60 mit einer Klemme 62 einer (nicht dargestellten) Konstantspannungsquelle verbunden. Die Spannungsteilerwiderstände 56 und 60 sind derart geschältet, daß eine positive konstante Bezugsspannung E- bzw. E~ jeweils dem dritten und dem vierten Komparator 50 bzw. 52 zugeführt wird. Im dritten Komparator 5.0 wird somit die Ausgangsspannung Ew der ersten

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Differenzierschaltung 46 mit der konstanten Bezugsspannung E^ verglichen und ein drittes Steuersignal S, mit einem logischen Pegel "1" erzeugt, wenn die Spannung Ew größer ist als die Bezugsspannung E^, so daß die folgende Beziehung gilt:

Ew > E₁ > O (4).

In ähnlicher Weise wird im vierten Komparator 52 die Ausgangsspannung -Ew von der zweiten Differenzierschaltung 48 mit der positiven konstanten Bezugsspannung E₀ verglichen und ein viertes Steuersignal S^ erzeugt, wenn die Spannung -Ew größer ist als die Bezugsspannung Ep, so daß die folgende Beziehung gilt: . -. .

-Ew > E₂ > O (5).

Die Spannungen Ev, Ew und Ea, wie sie oben erläutert sind, werden im Diagramm der Fig. ^A. jeweils durch die Kurven a, b bzw. c angegeben. Die Kurve d in der Fig. 5A gibt eine Spannung Va an, welche durch die Konstante dividiert ist, welche durch den Spannungsteilerwiderstand 44 festgelegt ist, der mit dem zweiten Komparator 42 verbunden ist. Die Fig. 5B veranschaulicht eine Kurve e, welche für die Wellenform der Spannung Ew repräsentativ ist, woraus ersichtlich ist, daß die Abschnitte der Kurve e oberhalb des Nullpegels die Aus-, gangsspannung angeben, welche durch die erste Differenzierschaltung 46 erzeugt wird, und die Abschnitte der Kurve e unter dem Nullpegel den negativen Wert der Ausgangsspannung der zweiten Differenzierschaltung 48 angeben.

Die erfindungsgemäße elektrische Bremssteuereinrichtung weist weiterhin eine logische Schaltung auf, welche derart ausgebildet ist, daß sie auf die Steuersignale S_x., Sp, S-^ und S. anspricht und ein endgültiges Steuersignal erzeugt, welches der

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Blockiersteuereinrichtung der hydraulischen Betätigungseinrichtung zugeführt wird. Gemäß Fig. 4 weist die logische Schaltung einen logischen Inverter, oder eine Negationsschaltung 64 auf, die eine Eingangsklemme hat, welche mit einer Ausgangsklemme des dritten Komparators 50 verbunden ist, so daß ein invertiertes drittes Steuersignal TL beim Vorhandensein des Ausgangssignals S, vom Komparators 50 erzeugt wird. Die logische Schaltung weist weiterhin ein erstes und ein zweites logisches NAND-Gatter 66 bzw. 68 auf. Das logische NAND-Gatter 66 hat eine erste Eingangsklemme 66a, die mit einer Ausgangsklemme des ersten Komparators 40 verbunden ist und eine zweite Eingangsklemme 66b, die mit einer Ausgangsklemme des logischen Inverters 64 verbunden ist. Das erste logische NAND-Gatter 66 erzeugt somit ein fünftes Steuersignal Sc mit einem logischen Pegel "1", wenn sowohl das erste als auch das invertierte dritte Steuersignal S^ und "ÜL entweder nicht vorhanden sind oder dann, wenn zwar eines der Steuersignale S,. und "SV vorhanden ist, das andere dieser beiden Steuersignale jedoch nicht vorhanden ist. Mit anderen Worten, das erste logische NAND-Gatter 66 erzeugt ein Signal mit einem logischen Pegel ¹¹O", wenn es zugleich mit dem ersten Steuersignal S. und dem invertierten Steuersignal IL gespeist ist. Das fünfte Steuersignal S₁-, welches vom ersten logischen NAND-Gatter 66 erzeugt wird, läßt sich somit in Boole¹scher Form folgendermaßen schreiben:

S₅ -S₁.. S*₅ (6).

Somit bestehen die Bedingungen, welche das erste logische

/66 * -

NAN. D-Gatt er/in die Lage versetzen, das fünfte Steuersignal Sr mit dem.logischen Pegel "1" zu erzeugen, darin, daß die Beziehung (2) verneint wird und zugleich die Beziehung (4) erfüllt ist. Andererseits hat das zweite logische NAND-Gatter 68 eine erste Eingangsklemme 68a, die mit einer Ausgangsklemme des zweiten Komparators 42 verbunden ist, weiterhin eine

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zweite Eingangsklemme 68b, die mit der Ausgangsklemme der logischen Inverterschaltung 64- verbunden ist, und eine dritte Eingangsklemme 68c, die mit einer Ausgangskiemrae des vierten Komparators 52 verbunden ist. Das zweite logische NAND-Gatter 68 arbeitet somit in der Weise, daß es ein sechstes Steuersignal Sg mit dem logischen Pegel "1" erzeugt, wenn wenigstens eines der Steuersignale fehlt, die nachfolgend aufgeführt sind, nämlich entweder das zweite Steuersignal Sp, das invertierte dritte Steuersignal la, oder das vierte Steuersignal S^. Das vom zweiten logischen NAND-Gatter 68 erzeugte sechste Steuersignal läßt sich somit in Boole¹scher Form folgendermaßen schreiben:

S₆ - S₂ . Έ₃ . S₄ (7) -

Die Bedingungen zur Ansteuerung des zweiten logischen NAND-Gatters 68 bestehen somit darin, daß die Beziehungen (2.) und (5) verneint werden und zugleich die Beziehung (4-) erfüllt ist.

Die logische Schaltung weist weiterhin ein drittes logisches NAND-Gatter 70 auf, welches eine erste Eingangsklemme aufweist, die mit einer Ausgangsklemme des ersten logischen UND-Gatters 66 verbunden ist, und eine zweite Eingangsklemme hat, die mit einer Ausgangsklemme des logischen NAND-Gatters 88 verbunden ist. Das dritte logische NAND-Gatter 70 arbeitet somit in der Weise, daß ein siebtes oder endgültiges Steuersignal S₁-, mit einem logischen Pegel "1" erzeugt wird, wenn entweder sowohl das fünftes und das sechste Steuersignal S₁- und Sg an dem ersten und dem zweiten logischen NAND-Gatter 66 bzw. 68 nicht vorhanden sind oder wenn eines von den Steuersignalen, nämlich, dem fünften und dem sechsten Steuersignal Sj- oder Sg nicht vorhanden ist und dabei zugleich das andere dieser Steuersignale nämlich S,- und Sg, vorhanden ist. Das siebte oder endgültige Steuersignal S₁-, läßt sich somit in Boole¹ scher Form folgendermaßen schreiben:

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-.21 -

S₆ « S₁ · S^ · S₂ . S^ · S₄ = S^ · "s"₅ + S₂ . "S₅ · S₄ (8)

Die Bedingungen, welche das dritte logische NAND-Gatter in die Lage versetzen, das Steuersignal S₇ zu erzeugen, bestehen somit darin, daß die Beziehungen (2), (3) und (5) erfüllt sein müssen und zugleich die Beziehung (4) verneint wird. Kit anderen Worten.., das siebte oder endgültige Steuersignal S₁-, mit dem logischen Pegel "1" wird von dem dritten logischen NAND-Gatter 70 erzeugt, wenn die Ausgangsspannung Ea, die durch die Subtraktionsschaltung 32 erzeugt wird, höher ist als die Spannung Ew-, welche für die Radgeschwindigkeit Vw repräsentativ ist, und wenn zugleich die Spannung Ew, welche für die Änderungsrate der Rädgeschwindigkeit Vw repräsentativ ist, niedriger ist als der vorgegebene Pegel E. oder wenn die Spannung Ea höher ist als die Spannung ß.Ew (oder in anderen Worten, wenn dieKurve d, welche die Spannung Ea/ß angibt, oberhalb der Kurve b liegt, welche die Spannung Ew in der

■ ■ · -

Fig. 5A angibt) und wenn gleichzeitig die Spannung Ew, welche für die Änderüngsrate der fiadgeschwindigkeit Vw repräsentativ ist, geringer ist als die vorgegebenen Pegel E_x. und -E₂.

Das dritte logische NAND-Gatter 70 hat eine Ausgangsklemme, welche über einen Verstärker 72 mit einer Eingangsklemme der elektrisch' betätigbaren Blockiersteuereinrichtung verbunden ist, die in der hydraulischen Betätigungseinrichtung 18 vorgesehen ist.

Die Fig. 50 veranschaulicht Wellenformen m, n, o, p, $, r und s des ersten, zweiten, invertierten dritten, vierten, fünften sechsten und siebten digitalen Steuersignals S^, Sp, £L, S₄, S₁-, Sg und Sr₇., welche in der Weise erzeugt werden, wie es oben erläutert ist, wenn die Spannungen Ev, Ew, Ea und Ew gemäß Fig. 5A und 5B erzeugt werden'. Die Fig. 5D veranschaulicht eine Wellenform Ψ der Bremskraft Fi, welche dem

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Fahrzeugrad von der mechanischen Bremseinrichtung 20 (Fig. 4) unter der Steuerung des Steuerungssignals S₁^ zugeführt wird, das-von der elektrischen Bremssteuereinrichtung gemäß der Erfindung erzeugt wird.

Die Arbeitsweise der elektrischen Bremssteuereinrichtung gemäß der Erfindung, wie sie oben in ihrem Aufbau erläutert wurde, wird nachfolgend anhand der Fig. 1 sowie 5A bis 5D erläutert.

Wenn das Bremspedal 12 im Zeitpunkt t* rasch niedergedrückt wird, während das Fahrzeug in voller Fahrt ist, so wird ein erhöhter Bremsfluiddruck im Hauptbremszylinder 10 erzeugt, so daß die Bremskraft Fi, welche dem Fahrzeugrad zugeführt"' wird, von der mechanischen Bremseinrichtung 20 ansteigt. Die Bremsen wirken somit auf die Räder des Fahrzeuges, so daß die Fahrzeuggeschwindigkeit Vv und die Radgeschwindigkeit Vw abnimmt. Die Spannungen Ev und Ew, welche jeweils für die Fahrzeuggeschwindigkeit und die Radgeschwindigkeit repräsentativ sind, nehmen somit ab, wie es durch die Kurven a und b in der Fig. 5A angegeben ist. Aufgrund des Abnehmens der Spannung Ev nimmt auch die Ausgangsspannung Ea ab (welche gleich ist Ev - &,Έν - Ec), die von der Subtraktionsschaltung 32 erzeugt wird, wie es durch die Kurve c in der Fig. 5A angegeben ist. Wenn die Eingangsspannung ß.Ew für den zweiten Komparator 42 niedriger wird als die Spannung Va im Zeitpunkt tp (oder wenn die Spannung Ew, welche durch die Kurve b angegeben ist, niedriger wird als die Spannung Ea/ß, welche durch die Kurve d in der Fig. 5A gekennzeichnet ist), so ist die obige Beziehung (3) erfüllt, so daß das zweite Steuersignal Sp mit dem logischen Pegel "1" von dem zweiten Komparator 42 ausgesandt wird, wie es durch die Wellenform η in der Fig. 5C dargestellt ist. Wenn somit die Spannung Ew., welche für die Fahrzeuggeschwindigkeit Vw repräsentativ ist, geringer wird als die Spannung Ea im Zeitpunkt t,, so daß die Beziehung (2)

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erfüllt ist, dann wird das erste Steuersignal S. mit dem Iogisclien Pegel ¹¹I" vom ersten Komparator 40 abgegeben, wie es durch die Wellenform m in der Pig. 3?C angegeben ist. Das erste Steuersignal S_x. erscheint somit wiederholt oder zyklisch, wenn die Spannung Ew geringer wird als die Spannung Ev, die eine Funktion der Spannung Ev ist.

In der Anfangsphase des Bremsvorganges wird das Fahrzeugrad durch die Bremskraft verzögert, welche von der mechanischen Bremseinrichtung 20 ausgeübt wird, so daß die zweite Differenzierschaltung 48 in Funktion tritt, um die Ausgangs-

spannung -Ew zu erzeugen, welche für die Verzögerungsrate der Radgeschwindigkeit Vw repräsentativ ist. Wenn die Ausgangs spannung. -Ew von der zweiten Differenzierschaltung den vorgegebenen Pegel Έ* überschreitet, so erzeugt der vierte Komparator 52 das vierte Steuersignal S. mit dem logischen Pegel "1", wie es durch die Wellenform ρ in der Fig. $C dargestellt ist. Da unter diesen Bedingungen die erste Differenzierschaltung 46 in Betrieb bleibt, erzeugt die logische Inverterschaltung 64 das invertierte dritte Steuersignal 'S, mit dem logischen Pegel ¹¹I"-, wie es durch die Wellenform ο in der Fig. ^>C dargestellt ist, und zwar unter Abwesenheit des dritten Steuersignals S^ an der Ausgangsklemme des dritten Komparators 50, und wenn das erste und das zweite Steuersignal S^. und So von dem ersten und dem zweiten Komparator 40 bzw. 42 Jeweils erzeugt wird, wie es oben erläutert wurde, so wird das erste logische NAND-Gatter 66 sowohl an seinem ersten als"auch an seinem zweiten Eingang 66a und 66b gespeist und zugleich wird, das zweite logische NAND-Gatter 68 an allen Eingängen gespeist, nämlich jeweils an seiner ersten, seiner zweiten und seiner dritten Eingangsklemme 68a, 68b und 68c. Das erste und das zweite logische NAND-Gatter 66 und 68 erzeugen somit Ausgangssignale mit dem logischen Pegel ¹¹O", so daß das dritte NAND-Gatter 70 ein siebtes Steuersignal S,-, mit dem

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logischen Pegel "1^IP erzeugt. Das Steuersignal S2 mit dem logischen Pegel "1" wird im Verstärker 72 verstärkt und danach der Blockiersteuereinrichtung der hydraulischen Betätigungseinrichtung 18 zugeführt, wodurch die Bremskraft Fi, welche von der mechanischen Bremseinrichtung 20 auf das Fahrzeugrad übertragen wird, vermindert wird. Folglich kann sich das Fahrzeugrad mit zunehmender Geschwindigkeit drehen, was aus den Kurven b und e in den Fig. 5^A und 5B jeweils ersichtlich ist. In dem Augenblick, in welchem das Fahrzeugrad auf diese Weise beschleunigt wird, wird die zweite Differenzierschaltung 4-8 abgeschaltet, mit dem Ergebnis, daß der vierte Komparator 52 aufhört, das vierte Steuersignal S^ mit dem logischen Pegel "1" zu erzeugen. Das zweite logische NAND-Gatter 68 erzeugt demgemäß das sechste Steuersignal S^ mit dem logischen Pegel "1", wie es durch die Wellenform r in der Fig. ^G dargestellt ist, bei Abwesenheit des fünften Steuersignals Semit dem logischen Pegel "1" an der Ausgangsklemme des ersten logischen NAND-Gatters 66 wird jedoch das dritte logische NAND-Gatter 70 in Betrieb gehalten, so daß das siebte oder endgültige Steuersignal S₁₇ mit dem logischen Pegel "1" erzeugt wird, so daß dadurch die Blockiersteuereinrichtung in der hydraulischen Betätigungseinrichtung 18 in der Bedingung gehalten wird, daß der Bremsfluiddruck vermindert wird.

Wenn unter diesen Bedingungen das Beschleunigungsmaß des Fahrzeugrades einen vorgegebenen Pegel überschreitet, so daß die Spannung Ew, welche durch die erste Differenzierschaltung 46 erzeugt wird, größer wird als die Bezugsspannung E, im Zeitpunkt t,, so wird das dritte Steuersignal S^ mit dem logischen Pegel "1" von dem dritten Komparator 50 geliefert, so daß die logische Inverterschaltung 50 ein Ausgangssignal mit dem logischen Pegel ¹¹O" erzeugt. Da dabei die zweite Differenzierschaltung 48 unwirksam bleibt, so daß das vierte Steuersignal S^ mit dem logischen Pegel "1" an der Ausgangsklemme des vierten Komparators 52 nich vorhanden ist, kann

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das logische NAND-Gatter 66 das fünfte Steuersignal S₁- mit dem logischen Pegel "1" erzeugen, wie es durch die Wellenform q in der Fig. 5C bei Abwesenheit des ersten Steuersignals S^ vom ersten Komparator 40 angegeben ist. Sowohl das erste als auch das zweite logische NAND-Gatter 66 und 68 erzeugt somit die Steuersignale S,- bzw. S^ mit dem. logischen Pegel "1", so daß das dritte logische NAND-Gatter 70 daran gehindert ist, das siebte oder endgültige Steuersignal S₁-, mit dem logischen Pegel ¹¹T" zu erzeugen. Folglich-ist die Biockiersteuereinrichtung, welche in die hydraulische Betätigungseinrichtung 18 eingebaut ist, nicht wirksam, so daß die Bremskraft Fi, welche dem Fahrzeugrad zugeführt wird, ein zweitesmal ansteigt. Das Fahrzeugrad wird auf diese Weise durch die ansteigende Bremskraft verzögert und wenn die Abnahmerate der Badgeschwindigkeit den vorgeschriebenen Pegel überschreitet, der durch die konstante Bezugsspannung Ep festgelegt ist, dann wird die Blockiersteuereinrichtung in der Betätigungseinrichtung 18 ein zweitesmal in der Weise wirksam, wie' es oben bereits erläutert wurde, so daß die auf das Fahrzeugrad ausgeübte Bremskraft wieder vermindert wird. Die Bremskraft Fi wird somit in zyklischer Folge jeweils vermindert und wieder verstärkt,wie es durch die Kurve ψ in der Fig. 5D angegeben ist, bis das Fahrzeug vollständig zum Stillstand gelangt ist.

Die Bremswirkungen auf das Fahrzeugrad werden somit durch die hydraulische Betätigungseinrichtung 18 unter der Steuerung des endgültigen Steuersignals S₇ überwacht, welches von der elektrischen Bremssteuereinrichtung gemäß der obigen Beschreibung geliefert wird. Gemäß den obigen Ausführungen tritt ein nennenswerter Betrag an Verzögerungszeit zwischen einer Zeit, zu welcher die Betätigungseinrichtung 18 das Steuersignal mit dem logischen Pegel "1" oder "0" von der elektrischen Steuereinrichtung bekommt, und einer Zeit, zu welcher die

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mechanische Bremseinrichtung 20 durch die Betätigungseinrichtung 18 in Funktion gesetzt wird, auf. Wenn beispielsweise die hydraulische Betätigungseinrichtung 18 mit dem Steuersignal mit dem logischen Pegel "1" gespeist wird, wird die Betätigungseinrichtung 18 wirksam, und zwar in der Weise, daß die Bremskraft zur Zeit T. vermindert wird, nachdem das Steuersignal der Betätigungseinrichtung 18 zugeführt wurde. Wenn in umgekehrter Weise der hydraulischen Betätigungseinrichtung 18 das Steuersignal mit dem logischen Pegel "O" zugeführt wird, wird die Betätigungseinrichtung in der V/eise wirksam, daß die Bremskraft in der Zeit T~ erhöht wird, nachdem das Steuersignal der Betätigungseinrichtung 18 zugeführt wurde, wie es oben anhand der Fig. 2C bereits erläutert wu-rde. Dies rührt von der Tatsache her, daß bei der elektrischen Bremssteuereinrichtung gemäß Fig. 1, wie sie bisher üblicherweise verwendet wurde, das Steuersignal mit dem logischen Pegel "1" zur Verminderung der Bremskraft an einem Punkt im Bereich des Zeitpunktes t~ (Fig. $A) erzeugt wird, in welchem die Spannung Ew, welche für die Radgeschwindigkeit Vw repräsentativ ist, geringer wird als die Spannung Ea, die sich mit der Fahrzeuggeschwindigkeit Vv ändert, während das Steuersignal mit dem logischen Pegel "O" an einem Punkt im Bereich der Zeit t^ (Fig. 5-Ä·) ausgesandt wird,· wo die Spannung Ew ein zweitesmal höher wird als die Spannung Ea. In der elektrischen Bremssteuereinrichtung gemäß der Erfindung wird jedoch das Steuersignal mit dem logischen Pegel "1" zur Verminderung der Bremskraft zur Zeit t. ausgesandt (Fig. ^k), bei welcher die Spannung Ew, welche für die Eadgeschwindigkeit Vw repräsentativ ist, geringer wird als die Spannung Ea/ß, die sich ebenfalls mit der Fahrzeuggeschwindigkeit Vv ändert, jedoch höher ist als die Spannung Ea (weil sie kleiner ist als 1), während das Steuersignal mit dem logischen Pegel "0" zur Erhöhung der Bremskraft früher als zur Zeit t^ (Fig. 5A) ausgesandt wird, zu welcher die Spannung Ew, welche für die

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Steigerungsrate der Fahrzeuggeschwindigkeit Vw repräsentativ ist, größer wird als der vorgegebene Wert E^. Somit wird das Steuersignal mit dem logischen Pegel "1" zur Verminderung der Bremskraft der hydraulischen Betätigungseinrichtung 18 zu "einer Zeit zugeführt, die früher liegt, und zwar um die Zeitperiode ⁵Ur als diejenige. Zeit, zu welcher ein solches Signal der Betätigungseinrichtung 18 nach dem Stand der Technik zugeführt wird, und das" Steuersignal mit dem logischen Pegel "O" wird der Betätigungseinrichtung 18 ebenfalls zu einer Zeit zugeführt, die früher liegt, und zwar um die Zeitperiode T^, als diejenige Zeit, zu welcher ein solches Signal der bekannten Betätigungseinrichtung zugeführt wird. Die in Verbindung mit, der Arbeitsweise -der Betätigungseinrichtung auftretenden Verzögerungszeiten T,, und T~ werden somit durch die erfindungsgemäße Einrichtung kompensiert, und dadurch kann die Bremswirkung unter hinreichend stabilen Bedingungen ausgeübt werden und Fluktuationen der Radgeschwindigkeit können auf ein Minimum gebracht werden.

Da weiterhin die Spannung Va, welche von der Subtrahierschaltung 32 erzeugt wird, die einen Bestandteil der Recheneinrichtung in der erfindungsgemäßen Bremssteuereinrichtung darstellt, in entsprechender Weise geringer gehalten wird als die Spannung Ev, welche für die Fahrzeuggeschwindigkeit Vv repräsentativ ist, wird die Spannung Ew ausreichend niedriger gehalten als die Spannung Ev, und demgemäß wird die Radgeschwindigkeit Vw daran gehindert, trotz der Verzögerungszeiten, die mit der Betätigungseinrichtung verbunden sind, während des Bremsvorganges sich der Fahrzeuggeschwindigkeit Vv zu nähern, wie es aus dem Vergleich zwischen den Kurven a und b in der Fig. 5k ersichtlich ist. Dies ist ein wesentliches Merkmal der erfindungsgemäßen Steuereinrichtung,· weil der Reibungskoeffizient zwischen dem Reifen eines Fahrzeugrades und der Straßenoberfläche im Bereich seines Spitzenwertes liegt (angegeben durch Ai, in der.grafischen Darstellung der Fig. J), und demgemäß

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kann die Bremsung des Fahrzeuges mit verbessertem Wirkungsgrad durchgeführt werden.

- Patentansprüche 509807/0701

Claims

Pat ent an sprüctte

ektrische Steuereinrichtung für ein Kraftfahrzeug-Btemssystem mit einer Blockiersteuereinrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß ein Fahrzeuggeschwindigkeitsfühler (22) vorgesehen ist,.um die Geschwindigkeit (Vv) eines Kraftfahrzeuges zu ermitteln und ein Ausgangssignal (Ev) zu erzeugen, welches der ermittelten Fahrzeuggeschwindigkeit proportional ist, daß weiterhin ein Radgeschwindigkeitsfühler (24) vorgesehen ist, um die Umfangsgeschwindigkeit (Vw) eines Fahrzeugrades zu ermitteln und ein Ausgangssignal (Ew) zu erzeugen, welches der ermittelten Radgeschwindigkeit proportional ist, daß weiterhin eine Rechnereinrichtung (32) vorhanden ist, um von der Ausgangsspannung (Ev) des Fahrzeuggeschwindigkeitsfühlers (22) eine erste veränderbare Bezugsspannung (cn.Ev) zu subtrahieren, welche zu der Aus gangs spannung (Ev) des Fahrzeuggeschwindigkeitsfühlers (22) in Beziehung gesetzt ist und kleiner ist als diese, daß von der Rechnereinrichtung eine Ausgangsspannung (Ea) erzeugt wird, welche zu der Differenz zwischen den zwei Eingangs spannungen (Ev, ot.Ev) proportional ist, daß weiterhin eine erste Komparatoreinrichtung (40) vorgesehen ist, um die Ausgangsspannung der Rechnereinrichtung (32) mit der Ausgangsspannung des Radgeschwindigkeitsfühlers (24) zu vergleichen und ein erstes Steuersignal (S,.) zu erzeugen, wenn die erstgenannte Spannung höher ist als die letztgenannte, daß weiterhin eine zweite Komparatoreinrichtung (42) vorhanden ist, um die Ausgangsspannung der Rechnereinrichtung (32) mit einer zweiten veränderbaren Bezugsspannung (ß.Ew) zu vergleichen, welche mit der Aus-, gangsspannung des Radgeschwindigkeitsfühlers (24) in Beziehung gesetzt ist und kleiner ist als diese, daß durch die zweite Komparatoreinrichtung ein zweites Steuersignal (So) erzeugt wird, wenn die erstgenannte Spannung

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höher ist als die letztgenannte, daß weiterhin eine erste Differenziereinrichtung (46) vorgesehen ist, um die Ausgangsspannung des Radgeschwindigkeitsfühlers (24) nach der Zeit zu differenzieren und ein Ausgangssignal (Ew) zu erzeugen, welches der Steigerungsrate der Ausgangsspannung des Radgeschwindigkeitsfühlers (24) proportional ist, daß weiterhin eine dritte Komparatoreinrichtung (50) vorhanden ist, um die Ausgangsspannung der ersten Differenziereinrichtung (46) mit einer konstanten Bezugsspannung (E.) zu vergleichen und um ein drittes Steuersignal (S^) zu erzeugen, wenn das erstgenannte Signal höher ist als das letztgenannte, daß weiterhin eine zweite Differenziereinrichtung (48) vorhanden ist,' um die Ausgangsspannung des Radgeschwindigkeitsfühlers (24) nach der Zeit zu differenzieren und um eine Ausgangsspannung zu erzeugen, welche der Abnahmerate der Ausgangsspannung des Radgeschwindigkeitsfühlers (24) proportional ist, daß weiterhin eine vierte Komparatoreinrichtung (52) vorgesehen ist, um die Ausgangsspannung der zweiten Differenziereinrichtung (48) mit einer zweiten konstanten Bezugsspannung (Ep) zu vergleichen und um ein viertes Steuersignal (S^) zu erzeugen, wenn das erstgenannte Signal höher ist als das letztgenannte, und daß eine logische Schaltung vorgesehen ist, welche auf das erste, das zweite, das dritte und das vierte Steuersignal (S^, Sp, S,, S^.) in- der Weise anspricht, daß ein digitales Signal erzeugt wird, wenn das erste Steuersignal (S^) vorhanden ist und das dritte Steuersignal (S,) nicht vorhanden ist oder wenn das zweite und das vierte Steuersignal (S2, S.) vorhanden sind und das dritte Steuersignal (S^) .nicht vorhanden ist, um die Blockiersteuereinrichtung (18) in der Weise zu "betätigen, daß eine auf das Fahrzeugrad ausgeübte Bremskraft (Fi) vermindert wird.

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2, Steuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die logische Schaltung einen logischen Inverter (64-) aufweist, der eine Eingangsklemme aufweist, die mit der •dritten Komparatoreinrichtung (50) verbunden ist, um das dritte Steuersignal (S,) zu invertieren, daß die logische Schalteinrichtung weiterhin ein erstes NAND-Gatter (66) aufweist, welches eine erste Eingangsklemme (66a) hat, die mit einer Ausgangsklemme der ersten Komparatoreinrichtung (40) verbunden ist, und weiterhin eine zweite Eingangsklemme (66b) aufweist, die mit einer Ausgangsklemme des Inverters (64-) verbunden ist, daß die logische Schaltung weiterhin ein zweites logisches NAND-Gatter (68) aufweist, welches eine erste Eingangsklemme (68a) hat, die mit einer Ausgangsklemme der zweiten Komparatoreinrichtung (42) verbunden ist, und eine zweite Eingangsklemme (68b) hat, welche mit der Ausgangsklemme des Inverters (64) verbunden ist, und weiterhin eine dritte Eingangsklemme (68c) aufweist, welche mit einer Ausgangsklemme der vierten Komparatoreinrichtung (52) verbunden ist, und daß die logische Schaltung weiterhin ein drittes NAND-Gatter (70) aufweist, welches Eingangsklemmen (70a, 70b) hat, die jeweils mit den Ausgangsklemmen des ersten und des zweiten NAND-Gatters (66, 68) verbunden sind.

3« Steuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rechnereinrichtung eine Subtrahierschaltung (32) aufweist, die eine erste Eingangsklemme (32a) aufweist, welche direkt mit dem Fahrzeuggeschwindigkeitsfühler (22) verbunden ist, weiterhin eine zweite Eingangsklemme (32b) hat, welche über einen ersten Spannungsteiler (34) mit der Ausgangsklemme des Fahrzeuggeschwindigkeitsfühlers (22) verbunden ist, und eine dritte Eingangsklemme (32c) hat, die mit einer Konstanspannungsquelle verbunden ist, so daß

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die erste veränderbare Bezugsspannung (oC.Ev) gleich der Ausgangsspannung des Fahrzeuggeschwindigkeitsfühlers (22) ist, vermindert um die Summe der Spannungen, welche den zweiten und dritten Eingangsklemmen (32b, 32c) der Subtraktionsschaltung (32) zugeführt werden.

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