DE2616795A1

DE2616795A1 - Verfahren zum verhindern des blockierens der raeder von fahrzeugen, insbesondere schienenfahrzeugen und vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens

Info

Publication number: DE2616795A1
Application number: DE19762616795
Authority: DE
Inventors: Manfred Ludewig
Original assignee: KNORR BREMSE GmbH; Knorr Bremse AG
Current assignee: KNORR BREMSE GmbH; Knorr Bremse AG
Priority date: 1976-04-15
Filing date: 1976-04-15
Publication date: 1977-10-27
Also published as: SE7704291L; SE416789B; FR2348082A1; IT1073163B; GB1578358A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Es sind bereits Verfahren und Vorrichtungen zur Durchführung des Verfahrens der oben genannten Art bekannt geworden. Hierbei wurde der Bremsdruck abgesenkt, konstant gehalten bzw. wieder erhöht, wenn die Radverzögerung bestimmte fest eingestellte Werte über- bzw. unterschritten hatte.

Diesen fest eingestellten Radverzögerungswerten lag die Annahme zugrunde, daß bei einem durchschnittlichen Reibungskoeffizienten zwischen Rad und Schiene eine Blockiergefahr gegeben ist, wenn die Radverzögerung oberhalb bestimmter Grenzwerte liegt, dagegen eine Blockiergefahr nicht mehr vorliegt und folglich der Bremsdruck nicht mehr abgesenkt werden muß, wenn die Radverzögerung unterhalb dieser Grenzwerte liegt. 709843/0348

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Diese Grenzwerte mußten in Abhängigkeit von den tatsächlichen Verhältnissen auf der Schiene (z.U. Glatteis, Nässe etc.) vom Fahrzeugführer eingestellt werden bzw. wurden vom Hersteller eingestellt.

Ein ähnlicher Gedanke lag einer weiteren bekannten Einrichtung zugrunde, bei der der Bremsdruck so geregelt wurde, daß die Räder einen konstanten Schlupf (z.B. 1O/&) aufwiesen, wobei man davon ausging, daß der optimale, durch die Abhängigkeit des Haftwertes vom Schlupf (Haftwert-Schlupfkurve) bestimmte Haftwert im Bereich dieses konstanten Schlupfes lag. Neben den Schwierigkeiten, den tatsächlichen Schlupf zu messen, was eine Geschwindigkeitsmessung des Fahrzeuges über die gebremsten Räder ausschließt, liegt den bekannten Verfahren und Einrichtungen eine hypothetische Annahme über den optimalen Wert der Haftwert-Schiupfkurve zugrunde, so da Störeinflüsse durch veränderte Schienenverhältnisse weitgehend unberücksichtigt bleiben.

Schließlich ist aus der DT-AS 11 70 994 eine Gleitschutzvorrichtung bekannt geworden, bei der der Bremsdruck abgesenkt wird, wenn die Radverzögerung eine bestimmte variable Schwelle überschritten hat und der Bremsdruck erst dann wieder erhöht wird, wenn während des ungebremsten Wiederhochlaufen des Hades ein Maximum in der Radbeschleunigungskurve auftritt.

Hierdurch wird erreicht, daß ein iViedereinbremsen zum Zeitpunkt des optimalen Schlupfes erfolgt.

Nachteilig hieran ist jedoch, daß der Bremsdruck vollständig abgesenkt wird, wodurch der auch während des Gieitvorganges noch vorhandene (geringere) ilaftwert nicht ausgenützt wird. Weiterhin erfolgt eine erneute Oruckabsenkung erst dann, wenn erneut die Radverzögerung die bestimmte Schwelle überschritten hat. Hierdurch kann bei langsamer Schlupfzunähme der Gleitschutz "unterwandert" werden bzw. das Auslösesignal so spät kommen, daß das Rad zu größeren Schlupfwerten abgebremst wird

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und so der mögliche Haftwert nur unvollständig ausgenützt wird.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Verfahren und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfallrens der oben genannten Art anzugeben, bei dem das tatsächliche Optimum der ilaftwert-Schlupfkurve ständig ermittelt und der Bremsdruck derart geregelt wird, daß die Kahrzeugräder sich ständig im Bereich des dem jeweiligen optimalen Haftwert zugeordneten Schlupfes befinden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 angegebenen Verfahrensschritte und die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 6 angegebenen schaltungstechnischen Maßnahmen gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteranspruchen.

Der Erfindung liegt im wesentlichen der Gedanke zugrunde, den Bremsdruck so zu regeln, daß das ttad in dem Schlupf bereich gehalten wird, bei dem die Hadbeschieunigungskurve beim ttiederhochlaufen des Hades mit konstantem Bremsdruck ein Maximum aufweist (Wendepunkt der Uadgeschwindigkeitskurve).

Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung besteht in der Weiterentwicklung des obigen Gedankens im wesentlichen darin, die während der einzelnen Regelzyklen gemessenen Punkte optimalen Schlupfes miteinander zu verbinden und die so gewonnene Linie linear zu extrapolieren, wodurch eine Linie optimalen Schlupfes gewonnen wird, die im regelungstechnischen Sinne als Sollwert verwendet wird.

Hierdurch wird erreicht, daß ohne zusätzliche Mittel zur Ermittlung des tatsächlichen Schlupfes oder besondere Meßräder zur Ermittlung des tatsächlichen (optimalen)" Haftwertes der Bremsdruck so geregelt wird, daß der optimale Haftwert weitgehend ausgenutz ^wiff}g 8 4 3 / Q 3 £8

Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen im Zusammenhang mit den Zeichnungen eingehender beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 einen Geschwindigkeitsverlauf eines gebremsten Hades bei Anwendung des erfindungsgemäüen Verfahrens;

Fig. 2 ein Blockschaltbild einer ersten Vorrichtung zur Durchfiihrung des Verfahrens mit einem Geschwindigkeitsverlauf gem. Fig. 1;

Fig. 3 einen Geschwindigkeitsverlauf eines gebremsten Hades bei Anwendung einer zweiten Ausgestaltung des Verfahrens;

Fig". 4 ein Blockschaltbild einer zweiten Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens mit einem Geschwindigkeitsverlauf gem. Fig. 3;

Fig. 5 einen Geschwindigkeitsverlauf eines gebremsten Hades bei Anwendung einer dritten Ausgestaltung des Verfahrens;

Fig. 6 ein Blockschaltbild einer dritten Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens mit einem Geschwindigkeitsverlauf gem. Fig. 5;

Fig. 7 ein Blockschaltbild einer vierten Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens mit einem Geschwindigkeitsverlauf gem. Fig. 3 in digitaler Ausführungsform.

In Fig. 1 ist der Geschwindigkeitsverlauf eines gebremsten Hades bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens dargestellt. Die gestrichelte Linie stellt den tatsächlichen Geschwindigkeitsverlauf des Fahrzeuges dar. Zum Zeitpunkt t., wird eingebremst. Der Bremsdruck wird erhöht bis zum

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Zeitpunkt t₂ bei dem das erste Auslösekriterium erreicht ist. (Radverzögerung überschrei tet einen vorgegebenen Wert). Vom Zeitpunkt t_o an wird der Bremsdruck abgesenkt, bis die Radgeschwindigkeitskurve einen unteren Umkehrpunkt zum Zeitpunkt t~ erreicht hat. Der zu diesem Zeitpunkt noch anliegende Bremsdruck wird konstant gehalten bis zum Zeitpunkt t₄, bei dem die Radgeschwindigkeitskurve beim Wiederhochlaufen des Rades einen Wendepunkt aufweist (Radbeschleunigungskurve weist ein Maximum auf). Vom Zeitpunkt t. an wird der Bx*emsdruck wieder erhöht, bis die Radgeschwindigkeitskurve zum Zeitpunkt t,- einen oberen Umkehrpunkt aufweist. Vom Zeitpunkt t,- an wird der Bremsdruck wieder abgesenkt und es erfolgt ein weiterer Regelzyklus in analoger Weise.

Fig. 2 zeigt ein Blockschaltbild einer ersten erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens mit einem Geschwindigkeitsverlauf gem. Fig. 1 . Ein Hadgeschwindigkeitsgenerator 1 ist mit einem üifferenzierer 2 verbunden. Der Ausgang des Differenzierers 2 ist mit einem ersten Komparator 3 verbunden, an dessen zweiten Eingang eine Bezugsspannung mit dem Wert Null anliegt. Weiterhin ist der Ausgang des Differenzierers 2 mit einem zweiten Komparator 5 verbunden, an dessen zweiten Eingang eine Bezugsspannung -b anliegt. Der Ausgang des ersten Komparators 3 ist an den Takt-Eingang eines ersten Flip-Flops 7 gelegt, während der Ausgang des zweiten Komparators 5 mit dem Setzeingang des Flip-Flops verbunden ist. Weiterhin ist der Ausgang des ersten Differenzierers 2 mit dem Eingang eines zweiten Differenzierers 8 verbunden, dessen Ausgang mit einem dritten Komparator 9, an dessem zweiten Eingang eine Bezugsspannung mit dem Wert Null liegt, verbunden. Der Ausgang des Komparators 9 ist mit dem Takt-Eingang eines zweiten Flip-Flops 11 verbunden. Der Ausgang des ersten Flip-Flops 7 ist mit dem D- und dem Setz-Eingang des zweiten Flip-Flops 11 verbunden.

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Das Ausgangssignal des ersten Flip-Flops 7 bei haltet den Befehl "Bremse lösen", während das Ausgarigssi&nal des zweiten Flip-Fiops 11 den Befehl "Nachspeisung absperren" darstellt.

im folgenden wird die Wirkungsweise der Vorrichtung gem. Fig. 2 erläutert.

Durch ein Bremssignal werden über eine nicht dargestellte Steuerleitung die Ausgänge der beiden Flip-Flops 7 und 11 auf Null gesetzt. Der Bremsdruck wird hierdurch erhöht. Erreicht nun die Fahrzeugverzögerung den am Komparator 5 voreingestellten Wert -b , so erscheint am Ausgang des !Comparators 5 ein Signal, durch welches das Flip-Flop 7 gesetzt wird. Durch dessen ^Ausgangssignal wird auch gleichzeitig das Flip-Flop 11 gesetzt. Die Nachspeisung des Bremsdruckes wird abgesperrt und die Bremse gelöst. Tritt nun während des Herunterfahrens des Rades ein Wendepunkt in der Radgeschwindigkeitskurve auf, so erscheint am Ausgang des !Comparators 9 ein Signal, welches jedoch keine Wirkung auf das Flip-Flop 11 ausüben kann, da an dessen Setz-Eingang· noch ein Signal liegt (Ausgang des Flip-Flops 7). Erreicht nun die Radgeschwi udigkeitskurve ihren unteren Unikehrwert, so erscheint am Ausgang des Koraparators 3 ein Signal, welches das Flip-Flop 7 umschaltet. Am Ausgang des Flip-Flops 7 erscheint somit eine Null, während am Ausgang des Flip-Flops noch eine Eins lie^t. Der Bremsdruck wird somit konstant gehalten.

Tritt nun während der !'hase konstanten Bremsdruckes beim Uiederhochlaufen des Rades ein Wendepunkt in der Radgeschwindigkei tskurve auf, so erscheint am Ausgang des Koniparators 9 ein Signal, durch weiches das Flip-Flop 11 umgesteuert wird. Beide Flip-Flops haben an ihrem Ausgang das Signal Null anliegen, wodurch der Bremsdruck erhöht wird. Bei dem nun folgenden oberen Umkehrpunkt in der Kadgeschwindigkeitskurve

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tritt am Ausgang des Kompurators 5 ein Steuersignal auf, durch welches wiederum das Klip-Flop 7 umgesteuert wird und somit an seinem Ausgang eine Kins aufweist, wodurch ebenfalls das Flip-Flop 11 auf das Ausgangssignal Eins gesetzt wird. Der Bremsdruck wird abgesenkt, ein neuer Regelzyklus beginnt.

In Fig, 3 ist der Geschwindigkeitsverlauf eines gebremsten Rades bei Anwendung einer zweiten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens dargestellt. Vom Zeitpunkt t^ bis zum Zeitpunkt t- läuft das Verfahren analog zu dem bei Fig. 1 beschriebenen Verfahren ab. Zum Zeitpunkt t_r wird jedoch der Bremsdruck nicht gleich abgesenkt, sondern bis zum Zeitpunkt t . konstant gehalten. Der Zeitpunkt t,. (Kadgeschwindigkeit 6¹) wird durch den Schnittpunkt der Radgeschwindigkeitskurve mit einer den ersten Auslösepunkt 2¹ und den ersten Wendepunkt beim ttiederhochlaufen des Rades 4¹ verbindende extrapolierte Linie EL. ermittelt. Zum Zeitpunkt t.. wird der Bremsdruck abgesenkt bis die Radgeschwindigkeitskurve einen unteren Umkehrpunkt zum Zeitpunkt t„ aufweist, von dem an der Bremsdruck konstant gehalten wird bis zu einem weiteren Wendepunkt der Uadgeschwindi gkei tskurve t^. von dem an der Bremsdruck erhöht wird bis zu einem oberen Umkehrpunkt tq. Vom Zeitpunkt t„ an wird der Bremsdruck konstant gehalten bis zu einem Zeitpunkt t₁₍₎. Der Zeitpunkt t^₀ wird in analoger Weise durch den Schnittpunkt einer extrapolierten Linie EXi₀ mit der Radgeschwindigkeitskurve ermittelt. Die extrapolierte Linie EL,, stellt die Verbindungsgerade zwischen dem Punkt 2¹ und dem zweiten Wendepunkt der iiadgoschwindigkeitskurve zum Zeitpunkt t„ dar (üadgeschwinriigkeit 8'). Bei weiteren Regelzyklen wird das Vorfahren in analoger Weise wiederholt. Man erkennt, daß die jeweils gebildeten extrapolierten Linien sich immer mehr einer Verbindungslinie aller Wendepunkte beim Wiederhochl.aufen des Rades nähern. Die extrapolierten Linien stellen einen jeweils neu ermittelten Sollwert für die Regelung des Bremsdruckes dar.

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In Fig. 4 ist ein Blockschaltbild einer zweiten erfindungsgenuißen Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens mit einem Geschwindigkeitsverlauf gem. Fig. 3 dargestellt. Eine in einem gestrichelten Block 12 dargestellte Vorrichtung entspricht im wesentlichen der in Fig. 2 dargestellten Vorrichtung.

Die Bezugszeichen entsprechen analog den in Fig. 2 verwendeten Bezugszeichen. Unterschiedlich zur Fig. 2 ist lediglich die Ansteuerung der Flip-Flops 7 und 11. Der Ausgang des !Comparators 3 ist über ein OÜER-Gatter 13 mit dem Taktein— gang des Flip-Flops 7 und über einen Inverter 14 und ein ODER-Gatter 15 mit dem Takteingang des Flip-Flops 11 verbunden. Der Ausgang des (Comparators 5 ist mit den Setz-Eingängen der Flip-Flops 7 und 11 verbunden. Der Ausgang des !Comparators 9 ist über das ODER-Üatter 15 mit dem Takt-Eingang des Flip-Flops 11 verbunden.

In einem Block 16 wird ein elektrisches Signal der extrapolierten Linie erzeugt und in einem Komparator 17 mit dem Geschwindigkeitssignal des Radgenerators 1 verglichen. Der Ausgang des !Comparators 17 ist über das ODER-Gatter 13 mit den Takteingang des Flip-Flops 7 verbunden.

Der Block 16 zur Erzeugung der extrapolierten Linien enthält eine erste und eine zweite Abtast- und Speichervorrichtung (sample & hold) 18 und 19, die jeweils mit dem Radgenerator eingangsseitig verbunden sind. Die Ausgänge der Abtast- und Speichervorrichtung 18, 19 sind über einen Subtrahierer 20 mit einem Eingang eines Dividierers 21 verbunden. Eine Spannungsquelle 22 mit einem Spannungspegel mit dem normierten Wert "Eins" ist über einen Schalter 23 mit einem Integrierer 24 verbunden. Der Anfangswerteingang des Integrierers 24 liegt auf dem Wert Null. Der Ausgang des Integrierers 24 ist über eine dritte Abtast- und Speichervorrichtung 25 mit einem zweiten Eingang des Dividierers 21 verbunden. Der Ausgang des Dividierers 21 ist mit einem zweiten Integrierer 26 verbunden,

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dessen Anfangswerteingang mit dem Auogana, der ersten Ablast- und Speichervorrichtung IK verbunden ist. Der Ausgang des Integrierers 2(>, an welchem das Signa] der extrapolierten Linie anliegt, ist mit ei nein Eingang des Komparators 17 verbunden. Die Abtast- und Speichervorrichtungen 18, 19 und 25, der Integrierer 21 und der Schalter 23 weisen jeweils Steuereingange auf, über welche das Arbeiten der genannten Vorrichtungen gesteuert werden kann. Die Steuereingänge der Abtast- und Speichervorrichtung IH und 25 sowie des Dividierers 21 sind mit dem Ausgang des Komparators 9 verbunden. Die Steuereingänge der Abtast- und Speichervorrichtung 19 und des Schalters 23 sind mit dem Ausgang eines Flip-Flops 27 verbunden, dessen Setz-Eingang mit dem Ausgang des !Comparators 5 verbunden ist.

Im folgenden wird die Wirkungsweise der Vorrichtung gem. Fig. 4 erläutert.

Überschreitet die Radverzögerung den eingestellten Wert -b zum Zeitpunkt t_Q? so erscheint am Ausgang des Komparators 5 ein Signal, durch welches die beiden Flip-Flops 7, 11 gesetzt werden. Der Bremsdruck wird abgesenkt. Gleichzeitig wird das Flip-Flop 27 gesetzt. Das Ausgangssignal des F¹IiP-FlOpS 27 steuert den Betrieb der Abtast- und Speichervorrichtung 19 und des Schalters 23. In der Abtast- und Speichervorrichtung wird somit ein der Radgeschwindigkeit zum Zeitpunkt t_o entsprechender Spannungswert gespeichert. Durch Schließen des Schalters 23 zum Zeitpunkt t_o beginnt der Integrierer 24 zu integrieren und erzeugt an seinem Ausgang eine linear mit der Zeit ansteigende Spannung. Bei Auftreten eines ersten unteren Umkehrpunktes der Radgeschwindigkeitskurve (Zeitpunkt 3) erscheint am Ausgang des Komparators 3 ein Signal durch welches das Flip-Flop umgesteuert wird.

Tritt nun beim Wiederhochlaufen des Rades der erste Wendepunkt auf (Zeitpunkt_t -K so erscheint am Ausgang des

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Komparators 9 ein Signal, durch welches das zweite Kl ip-Klop 11 umgesteuert wird. Gleichzeitig wird durcli dieses Signal die Abtast- und Speichervorrichtung IH, 25 sowie der üividierer LiI angesteuert. In der Abtast- und Speichervorrichtung 18 wird der zum Zeitpunkt t. am Uadgenerator anliegende Spannungswert gespeichert (Wendepunkt der HadgeschwindigkeLtskurve). In der Abtast- und Speichervorrichtung 25 wird der seit dem ersten Auslösepunkt (t_o) linear angestiegene, zeitproportionale Spannungswert gespeichert. Die Spannung der ersten Abtast- und Speichervorrichtung 18 wird von der der zweiten Abtast- und Speichervorrichtung 19 im Subtrahierer 20 subtrahiert. In dem Dividierer 21 wird diese Differenz durch den der Zeit proportionalen Spannungswert geteilt. Der Spannungswcrt am Ausgang des Dividierers 2t entspricht also der Steigung einer den ersten Auslösepunkt 2' und den ersten Wendepunkt beim Wiederhochlaufen 4' verbindenden Geraden, Dieser Wert bleibt solange anliegen, bis an einer der Abtast- und Speichervorrichtungen 18, 19 oder 25 ein veränderter Wert gespeichert wird. Der dem Spannungswert 1' zum Zeitpunkt t^ (erster Wendepunkt) proportionale Wert liegt als Anfangswert an dem Integrierer 26. Von diesem Anfangswert an wird nun mit dem Betrag der Steigung der ersten extrapolierten Linie integriert. Hierdurch erfolgt also die Bildung der extrapolierten Linie EL₁. In dem Komparator 17 wird - wie bereits erwähnt - die extrapolierte Linie mit dem tatsächlichen Geschwiadigkeitsverlauf des Hades verglichen und sobald beide Werte gleich groß sind, erscheint am Ausgang des Komparators 17 ein Signal, durch welches über das ODEIi-Glied 1 Γ> das Klip—Klop 7 umgesteuert wird. Der Bremsdruck wird hierdurch abgesenkt. Die weiteren itegelzyklen verlaufen annlog zu obigem. Hierbei bleibt der erste Auslösepunkt 2' stets in der Abtast- und Speichervorrichtung gespeichert, während der jeweils letzte Wendepunkt beim rt iederhochi.au fen 4', 8¹ usw. des Rades in der Abtast- und

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Speichervorrichtung IB gespeichert wird. In dem Integrierer 24 wird ständig die seit dem ersten "uslösepunkt vergangene ^eit in eine zeitproportionale Spannung umgewandelt.

Fig. 5 zeigt den Geschwindigkeitsverlauf eines gebremsten Rades bei einer Anwendung einer dritten Ausgestaltung der erfi ndungsgemäßen Verfahrens.

Im wesentlichen wird hier die extrapolierte Linie ELp durch die Verbindung der jeweils beiden letzten vorhergehenden Wendepunkte beim Uiederhochluufen des Hades (3¹, 7' bzw. 7', II¹ usw.) gebildet. Lediglich zur Erzeugung der ersten extrapolierten Linie EL. wird der erste Auslösepunkt I¹ und der erste Wendepunkt beim Wiederhochlaufen 3' des Rades verwendet. In übrigen verläuft dieses Verfahren analog zu dem bei Fig. 3 erläuterten Verfahren.

In Fig. 6 ist ein Blockschaltbild einer dritten erfindungsgemäiien Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens mit einem Geschwindigkeitsverlauf gem. Fig. 5 dargestellt.

Die in dem Block 12 dcirgestel lte Vorrichtung stimmt mit der in Fig. 4 dargestellten Vorrichtung überein.

Änderungen ergeben sich lediglich in der Ansteuerung der Vorrichtung zur Erzeugung der extrapolierten Linie 16' und in der Ausgestaltung dieser Vorrichtung. Da in der Abtast- und Speichervorrichtung If) nicht mehr während der gesamten Zeit der IV'ert des ersten Auslösepunktes gespeichert bleibt, sondern jeweils der zweite, vn-rtc, sechste usw. Uendepunkt beim IViederhochlaufen des Uades dort ebenfalls gespeichert wird, ergeben sich in der Schaltung einige Änderungen. In der Abtcist- und Speichervorrichtun» 18 wird jeweils der erste, dritte, fünfte usw. Wendepunkt beim t«i ederhochlaufen des liades gespeichert. Da zur Ermittlung i\i-r Steigung der extrapolierten Linie jeweils der kleinere gespeicherte Wert von dem gröüeren gespeicherten Uert abgezogen werden soll, wird der Ausgang des Subtrahierers 20 übyitqeJöOj V ujrx Leitung 28 zur Bildung des

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Betrages (z.B. Brückenglei chrichter) mit dem Dividierer 21 verbunden. Da auch Jeweils der zeitlich jüngste gespeicherte Spannungswert als Anfangswert des Intern erers 2(> verwendet werden muli, wird uber einen Schalter 29, der von einem Komparator 30 gesteuert wird, der jeweils kleinere Wert ausgewählt. Ua die wahrend der Zeitdauer t₁ bis t, gemessene Zeit während der Zeitdauer t_ bis t_r am Eingang

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des Dividierers 21 liegen muli, gleichzeitig jedoch die Zeitdauer t-, bis t_? gemessen werden muli, sind zwei Abtast- und Speichervorrichtungen 23' und 25'' zur Speicherung· der Zeit erforderlich, Ober einen Schalter 31 wird die jeweils benötigte zeitproportionale Spannung dann an den Eingang des Dividierers21 gelegt. Der Schalter 23 aus Fig. 4 ist bei dieser Darstellung fortgelassen und der Integrierer 24 wird als mit einem Steuereingang versehen dargestellt.

Der Ausgang des Komparators 9 steuert den Takteingang eines Flip-Flops 32, dessen einer Ausgang die Abtast- und Speichervorrichtung 18 und dessen anderer Ausgang über ein ODER-Glied 33 die Abtast- und Speichurvorrichtung 19 steuert. Der Ausgang des Kompariitors 5 steuert den Setz-Eingang des Flip-Flops 27, dessen Ausgang mit ein„„ eiteren Eingang des ODER-Gliedes 33 verbunden ist. Weiterhin ist der Ausgang des Flip-Flops 27 mit einem Eingang eines ODER-Gliedes 34 verbunden, dessen anderer Eingang mit dem Ausgang des Komparators 9 verbunden ist. Der Ausgang des ODER-Gliedes 3Ί ist mit dem Steuereingang des Integrierers 24 verbunden. Weiterhin ist der Ausgang des Komparators 9 mit dem Setz-Eingang eines Flip-Flops 35 verbunden, dessen Ausgang mit den Steuereingängen der Abtast- und Speichervorrichtung 25' und des Umschalters 31 verbunden ist.

Schließlich ist der Ausgang des Komparators 9 noch mit dem Steuereingang der Abtast- und Speichervorrichtung 25'' verbunden. Alle übrigen Verbindungen entsprechen den in Fig. 4 dargestellten.

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Jm folgenden sei die UirUungswei se der Vorrichtung gem. Fig. (J näher erläutert. Die Zeitpunkte beziehen sich auf die Darstellung der Fig. f>.

Zum Zeitpunkt t. spricht der Komparator 5 an. Hierdurch werden die beiden Flip-Flops 7 und 11 -wie oben beschrieben - gesetzt. Gleichzeitig wird das Flip-Flop 27 gesetzt und gibt einen Steuerimpuls über das ODER-Glied 33 an die Abtast- und Speichervorrichtung 19, in der der erste Auslösepunkt I¹ gespeichert wird.

Gleichzeitig wird über das ODIiR-GIi ed der integrierer 24 gestartet. Zum Zeitpunkt des ersten Wendepunktes beim Wiederhochlaufen des Rades t_T erscheint am Ausgang des Komparators 9 ein Signal, durch welches das Flip-Flop 32 umgeschaltet wird. Hierdurch wird die Abtast- und Speichervorrichtung 18 angesteuert und der Wert des ersten Wendepunktes 3¹ wird dort gespeichert. Die Differenz der beiden Werte in den Abtast- und Speichervorrichtungen 18 und 19 wird in dem Subtrahierer 20 gebildet und über die Vorrichtung zur Bildung des Betrages 28 dem Dividierer 21 zugeführt. Über den Komparator 30 wird der Umschalter 29 derart geschaltet, daß jeweils der kleinere Wert aus den Abtast- und Speichervorrichtungen 18 oder 19 als Anfangswert an den Integrierer 26 gelegt wird. Durch das Signal des Komparators 9 wird weiterhin das Flip-Flop 35 gesetzt, wodurch der der Zeitdauer zwischen erstem Auslösepunkt und erstem Wendepunkt beim Wiederhochlaufen 3¹ proportionale Spannungswert in der Abtast- und Speichervorrichtung 25' gespeichert wird. Weiterhin wird der Integrierer 24 durch das Signa] des Komparators 9 zurückgesetzt und beginnt von Neuem mit dem Anfangswert Null zu integrieren. Der Inhalt der Abtast- und Speichervorrichtung 25 wird über den Umschalter 31 an den zweiten Eingang des Dividierers 21 gelegt, der über ein Signal von dem Komparator 9 zu arbeiten beginnt. In dem Integrierer 26 wird somit analog zu der Vorrichtung gem. Fig. 4 eine extrapolierte Linie, die durch den

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ertäten Auslösepunkt I¹ und den ersten Wendepunkt 3' geht, gebildet. Die Abiauf Steuerung· tier beiden Flip-Flops 7 und 11, welche die bremse steuern, erfolgt wie oben beschrieben, solange, bis ein zweiter Wendepunkt 7' beim Mederhochlauf on des Hades zum Zeitpunkt t- wieder ein Signal des Komparator» 9 hervorruft. Das Flip-Flop 32 wird hierdurch umgeschaltet und der zweite Wendepunkt 7¹ wird in der Abtast- und Speichervorrichtung 15) gespeichert, während der erste Wendepunkt 3' noch in der Abtast- und Speichervorrichtung 18 gespeichert ist. Die seit dem ersten Wendepunkt 3' beim Wiederhochlaufen des Rades verstrichene Zeit t- bis t₇ wird nun als zeitproportionale Spannung in der Abtast- und Speichervorrichtung 25'* gespeichert. Über den Schalter 31 wird diese zeitproportionale Spannung dem Dividierer 21 zugeführt. Am Ausgang des üividierers 21 liegt somit eine Spannung die der Steigerung der Linie proportional ist, welche den eisten und den zweiten Wendepunkt 3', 7' beim Widerhochlaufen des Hades verbindet. Somit entspricht die extrapolierte Linie EL₀ jeweils der Verbindungsgeraden der beiden vorhergehenden Wendepunkte beim Wiederhochlaufen des Hades.

Es ist ersichtlich, daß jedoch auch plötzlich auftretende Haftwertänderungen erfaßt werden können, die extrapolierte Linie ändert dann entsprechend ihre Steigung.

Bei der Erläuterung der Figuren 2, I, und 6 wurde jeweils davon ausgegangen, daß die verwendeten Bauelemente durch positive Flanken gesteuert oder geschaltet werden, wobei die Flip-Flops 7 und Il solange gesetzt bleiben, wie an ihrem S-liingang ein Signal anliegt, unabhängig von Signalen an ihren anderen Steuereingängen.

In Fig. 7 ist das Blockschaltbild einer vierten Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens in digitaler Ausführungsform dargestellt. Von der Grundfunktion her entsprechen die hier verwendeten digitalen Bauelemente in

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ihx'er Uirkungsweise den oben beschriebenen analogen Bauelementen.

Der Hadgenerator 1 ibt mit einer Vorrichtung 37 verbunden, in der ein der Geschwindigkeit proportionaler Wert als digitale Ausgangsgröße erzeugt wird, Dieser digitale üeschwindigkeitswert wird einem digitalen Differenzierer 38 und einer digitalen Vorrichtung 41 zur Erzeugung der linearen extrapolierten Linie zugeführt. Der digitale Differenzieret* 38 ist ausgangssei tig mit einem digitalen Differenzierer .39 und einer digitalen Ablaufsteuerung 40 verbunden. Die digitale Ablaufsteuerung 40 ist mit der Vorrichtung 41 verbunder*.

Bei der Darstellung gem. fr'ig. 5 wurde davon ausgegangen, daii der Haftwert während des Bremsvorganges konstant blieb.

Weiterhin weist die digitale Ablaufsteuerung 40 zwei Ausgange auf, die den Ausgangen der Flip-Klips 7 und 11 in ihrer Wirkungsweise entsprechen. Hei Kenntnis des erfindungsgemäßen Verfahrens sowie der Vorrichtungen zur Durchführung des Verfahrens gem. den Kig. 2, 1 und 6 stellt es für den üurchschnittsfachmann keine besondere Schwierigkeit dar, auch eine digitale Version der oben beschriebenen Vorrichtungen zu realisieren. Insbesondere bedarf es hierzu keiner erfinderischen Überlegungen mehr.

Abschließend sei bemerkt, daß das Verfanren sowie die Vorrichtungen zur Durchführung des Verfahrens nicht darauf beschränkt sind, daß als Kriterium für die erste Auslösung der Bremsdruckabsenkung die KadverzoEerungskurve einen vorgegebenen Wert überschritten haben muß. Ks können ebenso die bekannten Auslösekriterien verwendet werden, bei denen eine Auslösung dann auftritt, wenn z.B. die Geschwindigkeit eines Itades eine gewisse Differenz zur Entladekennlinie eines Kondensators oder aber auch, wenn die Radgeschwindigkeiten der einzeln überwachten Räder

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eine gewisse Differenz voneinander aufweisen (ΔV-Auslösung).

Patentansprüche

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Claims

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V u t c η t a η s ρ r ii c Ii

1. Verfahren zum Verhindern des Blockieren» der Riuier von Fahrzeugen, insbesondere Schienenfahrzeugen, wobei bei Blnekiergefuhr der Bremsdruck abgesenkt, anschließend konstant gehallen und dann wieder erhöht wird, dadurch gekennzeichnet, daß der· Bremsdruck solange abgesenkt wird, bis die Kadverzögerung zu Null wird, daß anschließend der Bremsdruck konstant gehalten wird, bis die Radbeschleunigung ein Maximum erreicht hat, daß der Bremsdruck anschließend erhöhl wird, bis die Radbeschleunigung zu Null wird, und daß hierauf der Bremsdruck bis zu einer erneuten Bremsdruckabsenkung konstant gehalten wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine erneute Brcmsdruckabsenkunu. dann erfolgt, wenn die Radverzögerung einen eingestellten Wert überschreitet.

Λ. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine erneute Breiüsdruckabsenkunu, dann erfolgt, wenn eine der liaügf^chwindi'.^keit proportionale Spannung gleich einer linear abfallenden, durch die Radgeschwindigkeit bei der ersten Bremsdruckabsenkung und die Radgeschwindigkeit bei dem jeweils /.ei i lieh vorhergehenden Maximum der Radbeschleunigung festgelegten Spannung ist.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine erneute Brcm.Mirucknhsenkung dann erfolgt, wenn die der Radgeschvv ι neu u,kt.* 11 proportionale Spannung gleich einer Linear abfallenden, durch die Radgeschwindigkeiten bei jeweils zwei vorho» ü.e'iendeii Maxima der liadbeschleunigung festgelegten Spannung ist.

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Γ). Vorfahren nach Ansprüchen 1 bis 1, dadurch gekermzei chnet, dali unabhängig v;)n der linear abfallenden Spannung ei tie erneute Breiiisdruckabsenkung immer dann auftri U, wenn die Ka(Jv erzögerung den ei iigestel I ten Uert überschreitet.

6. Vorrichtung zur ΙνιίΓοΙιΓιιΙιπιημ, des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis ^:», dadurch gekennzeichnet, daß die der liadgeschwi ndi trkr i t proportionale Spannung einem ersten Di fferenzierer (._'.) zugeführt wird, dessen Ausgant!; mit einem ersten komparator (Γ5) mit Schal tsclnvel Ie Null, einem zweiten komparator (f>) mit einstellbarer Schallschwelle und einem /.weiten Differenzierer (8) verbunden ist, daü der zweite Differenzierer (H) ausgangssei tig mit einem dritten komparator (9) mit Schaltschwelle Null verbunden ist, daß der erste Komparator (o) mit dem Takt-Eingang eines ersten Flip-Klops (7), dessen Ausgang mit einem Bremsiöse-Magnetventi 1 in Verbindung stellt, der zweite komparator (ΰ) mit dem Setz-hingang des ersten Flip-Klops (7) und der dritte komparator (9) mit dem Takt-Eingang eines zweiten Klip-Klops CH), dessen Ausgang mit einem Bremsdruck-Nachspeise-Magnetventil in Verbindung steht, verbunden ist, und dal.' der Ausgang des ersten Flip-Klops (7) mit einem D-Eingang und einem Setz-Eingang des zweiten KIi p-FI Oj)S (11) verbunden ist.

7. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen ö bis (>, dadurch gekennzeichnet, dall zur Erzeugung der linear abiall enden Spannung eine erste und eine zweite Abtast- und Speichervorrichtung (18 und l^c)) eingangssei Uc mit einer der iiadgcschwindigkeit proportionalen spannung und ausgangssei tig mit einem Summierer (20) verbunden sind, daß der Summierer (20) mit einem ersten Eingang eines Dividierers (21) verbunden ist, datt ein Integriere!· (21) ei ngangssei t ig über einen Schalter (23) mit einer festen Spannung und ausgangssei tig über eine dritte Abtast- und Speichervorrichtung (25) mit einem

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zweiten Kingang des üividierers (21) verbunden ist, da(i der Ausgang des üividierers mit einem zweiten Intevrierer verbunden ist, dessen Anfungswerteingang mit dein Ausgang der ersten Abtast- und Speiehervorrichiuug (18) verbunden ist, und daß die Abtast- und Speichervorrichtungen (IB, 19), der üividierer (2l) und der Schulter (23) über Steuereingänge steuerbar sind.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereingänge der ersten und dritten Abtast- und Speichervorrichtung (19, 25) und des Dividierers (21) mit dem dritten Komparator (9), die Steuereingänge der zweiten Äbtast- und Speichervorrichtung (19) und des Schalters (23) mit dem Ausgang eines dritten Flip-Flops (27) verbunden sind, dessen Setz-Eingang mit dem Ausgang des ersten Kompar-ators (5) verbunden ist.

9. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Summierer (20) über eine Vorrichtung (28) zur Bildung des Betrages mit dem Üividierer (21) verbunden ist, daß die erste und zweite Abtast- *·" SpeichervoiTichtung (19 und 18) über einen durch einen Komparator (30) gesteuerten Umschalter (29) mit dem Anfangswerteingang des Integrierers (2(>) verbunden ist und daß der Ausgang des Integrierers (2t) mit den Eingängen einer dritten und vierten Abtast- und Speichervorrichtung (25' und 25'') verbunden ist, die ausgangssei tig über einei zweiten Umschalter (31) mit dem üividierer (21) verbunden ist.

10. Vorrichtung nach den Ansprüchen 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß ausschließlich digitale Bauelemente verwendet werden.

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