DE2748863A1 - Verfahren und vorrichtung zum verhindern des blockierens eines fahrzeugrades auf einer fahrbahn beim bremsen - Google Patents

Description

Dr.-Ing. WERNER GEYER · Dr. rer. nai. HElNKICiK HAGCMANN . FRANZ BEER Dipl. Ing. D^l.-Chem. Dipl.-Ing.

PATENTANWÄLTE

Destoudiesstraße 60 PostfaA 4007 45 8000 München 40

L/nser Zeichen :

our rf/..· Pat 16/4-76 M Telefon: (089) 30 40 71* Telex: 5-216136 hage d Telegrammadresse: hageypalent

München,

den 30. Oktober

Dr. G/2/eg/mi

PCB Controls Ltd., Dublin

VERFAHREN UND VORRICHTUNG ZUM VERHINDERN DES BLOCKIERENS EINES FAHRZEUGRADES AUF EINER FAHR

BAHN BEIM BREMSEN

Beanspruchte Priorität:

Land: Republik Irland

Az.: 2597/76 Datum: 26. November 1976

809822/0598

Dr.-Ing. WERNER GEYER . Dr. rernas HEINRICH HAGEMANN · FRANZ BEER Dipl.-Ing. D'pl.-Cbem. Dipl.-Ing. PATENTANWÄLTE 2748863 DestoudiesstraOe 60 Unser Zeichen : Telefon: (089) 3040 71 · Postfadi 40 07 45 Wf f»/.« Pat 1 6 / 4 - 7 6M Telex: 5- i 1*13« hage d München 40 _ Telegrammadresse: hageypatent

-JXf-

PCB Controls Ltd.,
Dublin / Irland

30. Oktober 1977

Verfahren und Vorrichtung zum Verhindern des Blockierens eines Fahrzeugrades auf einer Fahrbahn beim Bremsen

Beanspruchte Priorität: Irland - Nr. 2597/76 - 26. November 1976

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Verhindern des Blockierens eines Fahrzeugrades auf einer Fahrbahn beim Bremsen, wobei die Verzögerung des Fahrzeugrades festgestellt und mit einem Festwert für eine untere Verzögerungsgrenze sowie einer Bezugsgröße für eine obere Verzögerungsgrenze derart zum Steuern eines an das Fahrzeugrad anlegbaren Bremsausgangsdruckes verglichen wird, daß dieser unabhängig von der Stellung der Bremsbetätigungseinrichtung weggenommen wird, wenn die Radverzögerung die obere Verzögerungsgrenze erreicht, und wieder voll angelegt wird, wenn die Radverzögerung die untere Verzögerungsgrenze erreicht. Die Erfindung bezieht sich weiterhin auch auf eine Vorrichtung zum Verhindern des Blockierens eines Fahrzeugrades auf einer Fahrbahn beim Bremsen, insbesondere auf eine Vorrichtung zur Durchführung des einleitend genannten Verfahrens.

809822/0598

Die laufende Zunahme der Verkehrsdichte im Straßenverkehr führt nicht nur zu einer relativen Erhöhung der Unfallgefahr für das einzelne Fahrzeug, sondern auch dazu, daß eine ständig wachsende Anzahl von Fahrzeugführern am Straßenverkehr teilnimmt, die noch nicht in ausreichendem Maße mit der Führung eines Fahrzeuges vertraut sind. Bei solchen Fahrern ist insbesondere eine völlig Fehleinschätzung der Möglichkeiten ihres Fahrzeuges in extremen Situationen zu beobachten. So führt z.B. die häufige Fehleinschätzung der Oberflächenzustände von Fahrbahnen allein oder in Verbindung mit einer Überschätzung der Möglichkeitendes Fahrverhaltens des gesteuerten Kraftfahrzeuges dazu, daß teilweise schwere Unfälle verursacht werden, die bei richtiger Einschätzung der gegebenen Möglichkeiten vermeidbar gewesen wären.

Eine besondere Kategorie stellen hierbei die Unfälle dar, die auf Fahrbahnen infolge zu starken Bremsens durch dann erfolgende, vom Durchschnittsfahrer nicht mehr beherrschbare Schleudervorgänge ausgelöst werden.

Um einem Fahrer auch bei Bremsfehlern ein optimales Abbremsen selbst auf glatten und schlüpfrigen Fahrbahnoberflächen zu ermöglichen, hat man Verfahren zum Verhindern des Blockierens eines Fahrzeugrades beim Bremsen entwickelt (sogenannte "Antiblockier-Systeme"). Einen Überblick über bekannte Systeme findet man z.B. in der Zeitschrift "Automotive Engineering", Volume 81 (1973), Nr. 8, Seite 27 bis 37 .

Bei diesen bekannten Verfahren wird als vom System erfaßter Ausgangsparameter zum Feststellen des augenblicklichen Blockierverhaltens so gut wie ausschließlich das Verzögerungsverhalten einer oder mehrerer Räder des zu regelnden Systems herangezogen. Hierbei wird im Prinzip der Steuerungs- bzw. Regelungsvorgang bei Erreichen eines oberen Verzögerungswertes an dem (bzw. den) Bezugsrad (bzw. Bezugsrädern) eingeleitet, indem

Pat 16/4 - 76 μ 809822/0598

PCB Controls Ltd. ,

- JUT -

etwa der Bremsdruck dann solange gemindert wird, bis der Verzögerungswert wieder auf einen unteren Grenzwert abgesunken ist. Für die Steuerung des Gesamtsystems innerhalb dieser beiden Grenzen ist dabei in Abhängigkeit von der Empfindlichkeit des Gesamtsystems sowie von dessen Reaktionsgeschwindigkeit ein großer oder sehr großer Steuerungsaufwand, meist elektronische Natur, erforderlich. Dennoch ist in vielen Fällen das erzielte Antiblockier-Regelverhalten nicht zufriedenstellend.

In der GB-PS 1 385 743 ist ein solches Antiblockier-Verfahren zur Steuerung von Fahrzeugrädern beschrieben, bei dem das Anlegen bzw. Wegnehmen des Bremsdruckes an die zu bremsenden Räder in Abhängigkeit von verschiedenen, unabhängig voneinander ermittelten Parametern erfolgt. Ein Regelvorgang wird dann ausgelöst, wenn entweder die Geschwindigkeit eines Rades um einen vorgegeben Wert von der Geschwindigkeit des schnellsten Rades abweicht, oder wenn die Verzögerung eines Rades einen im voraus festgelegten oberen Grenzwert überschreitet, oder wenn die Geschwindigkeit eines Rades unter einen Wert absinkt, der einer bestimmten berechneten Bezugsgeschwindigkeit entspricht. Bei diesem bekannten System findet eine Steuerung des an die einzelnen Bremsen der Fahrzeugräder angelegten Bremsdruckes statt, indem dieser je nach Situation stärker oder schwächer angelegt wird. Die erfaßten Verzögerungswerte der einzelnen Räder werden dabei mit einer im voraus gewählten, festen oberen Verzögerungsgrenze verglichen; wird sie erreicht, dann wird ein Regelvorgang ausgelöst. Das bekannte System ist jedoch dabei nicht in der Lage, die verwendeten, im voraus eingespeicherten Grenzwerte zur Auslösung für Regelvorgänge den Gegebenheiten wechselnder Fahrbahnoberflächen

Pat 16/4 - 76 M
PCB Controls Ltd.

809822/0598

selbständig anzupassen. Dies führt dazu, daß etwa die vorgegebene obere Verzögerungsgrenze für ein Überschreiten maximalen Kraftschlusses auf trockenen Oberflächen ausgelegt und damit relativ hoch angesetzt ist, was auf sehr glatten Oberlfächen wiederum eine zu spät einsetzende Regelung bewirken kann. Ist dieser obere Verzögerungswert jedoch so gewählt, daß er für nasse Oberflächen repräsentativ ist,dann setzt auf trockener Fahrbahn die Regelung bereits zu einem Zeitpunkt ein, an dem die maximal erzielbare Verzögerung auf dieser Fahrbahn noch gar nicht erreicht ist.

Bei einer anderen Lösung (GB-PS 1 378 368) wird ebenfalls ein fester, im voraus eingestellter Wert für eine obere Verzögerungsgrenze benutzt. Die Verzögerung des jeweiligen Fahrzeugrades wird festgestellt und mit einem Festwert für eine untere Verzögerungsgrenze sowie mit dem vorgegebenen Festwert für die obere Verzögerungsgrenze derart zum Steuern eines am jeweiligen Fahrzeugrad anlegbaren Bremsausgangsdruckes verglichen, daß dieser unabhängig von der Stellung der Bremsbetätigungseinrichtung weggenommen wird, wenn die obere Verzögerungsgrenze erreicht ist, und wieder voll angelegt wird, wenn die Radverzögerung die untere Verzögerungsgrenze erreicht. Das Anlegen des vollen Bremsausgangsdruckes nach Erreichen der unteren Verzögerungsgrenze wird jedoch nur während eines vorgegebenen Zeitintervalles durchgeführt, innerhalb dessen die Verzögerung wieder zu einem Betrag erhöht wird, bei dem Übertragung relativ hoher Reibkräfte, die ungefähr in dem im Bereich von 15 bis 20 % Schlupf zu erwartendem Reibungsmaximum liegen, möglich ist. Nach diesem Zeitintervall wird der Bremsdruck dann langsam solange aufgebaut, bis die obere, feste Verzögerungsgrenze wieder erreicht ist, bei der dann der Regelvorgäng wiederholt wird. Hierdurch kann zwar die Zahl der Regelzyklen etwas verkleinert und insgesamt eine etwas bessere Ausnutzung der gegebenen Kraftübertragungsmöglichkeiten bewirkt werden. Dennoch ist auch bei diesem Verfahren

Pat ,6/4 -76 η 809822/0598 PCB Controls Ltd.

die Verwendung eines festen, voreingestellten oberen Verzögerungswertes, der den Regelvorgang auslöst, mit den bereits genannten Nachteilen behaftet: das System ist nicht in der Lage, sich selbständig an .wechselnde Straßenverhältnisse anzupassen, da auf glatter wie trockener Oberfläche stets ein gleicher oberer Verzögerungsgrenzwert den Regelvorgang auslöst.

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein solches gattungsgemäßes Verfahren derart weiter zu entwickeln, daß es eine selbsttätige Anpassung auch an unterschiedliche Reibverhältnisse der Fahrbahn ermöglicht und dadurch eine der jeweiligen Oberfläche angepaßte optimale Verzögerung, selbst bei wechselnden Fahrbahnzuständen erzielt.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einem gattungsgemäßen Verfahren dadurch gelöst, daß die Bezugsgröße für die obere Verzögerungsgrenze während des Bremsvorganges in Abhängigkeit von einer Kenngröße, die für die Größe der zwischen Fahrbahn und Fahrzeugrad übertragbaren maximalen Reibungskräfte charakteristisch ist, geändert wird.

Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht es, daß der obere Verzögerungsgrenzwert, bei dem die Regelung einsetzt, jeweils so vorgegeben wird, daß er dem jeweiligen Fahrbahnzustand optimal angepaßt ist. Auf glatter oder schlüpfriger Oberfläche wird dabei ein relativ niedriger oberer Grenzwert für die zulässige Verzögerung, auf trockener und gut griffiger Oberfläche hingegen ein relativ hoher oberer Verzögerungsgrenzwert vorgegeben. Hierdurch ist es möglich, daß auf jeder Ober-

8Q9S22/0S9B

Pat 16/4 - 76 M
PCB Controls Ltd.

- yr-

fläche jeweils optimal die mögliche Verzögerung ausgenutzt wird, und daß dabei das Regelsystem gleichzeitig weder zu früh noch zu spät mit der Regelung einsetzt. Dadurch läßt sich verhindern, daß etwa auf glatter Oberfläche ein zu hoher oberer Verzögerungsgrenzwert zu einer zu spaten Einsetzung des Regelvorgangs führt, wodurch das unerwünschte Schleudern bereits eintreten könnte. Andererseits kann auf trockener Oberfläche ein relativ hoher Verzögerungsgrenzwert erreicht werden, bevor die Regelung einsetzt. Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht es, den Bereich maximal übertagbarer Reibungskräfte zwischen Rad und Fahrbahn besonders gut auszunutzen.

Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß zur Ermittlung der Kenngröße laufend ein Wert k gemäß der Formel

k = - (M_B - ι · 8)

berechnet wird, wobei r den Abrollradius des Fahrzeuges, M das am Fahrzeugrad augenblicklich anliegende Bremsmoment, I das Trägheitsmoment und 8 die augenblickliche Verzögerung des Fahrzeugrades bezeichnen; die Kenngröße wird dann diesem laufend ermittelten Wert k gleichgesetzt, wobei allerdings im Falle eines Absinkens des Wertes von k die Kenngröße während aufeinanderfolgender Zeitintervalle vorgegebener Länge jeweils konstant auf dem zu Beginn jedes Zeitintervalles jeweils ermittelten Ausgangswert von k gehalten wird, bis innerhalb eines Zeitintervalles der momentane Wert von k wieder auf den zu Beginn dieses Zeitintervalles eingespeicherten Ausgangswert ansteigt oder diesen überschreitet. Der Wert k seinerseits stellt eine leicht und schnell im Fahrzeug oder am Fahrzeugrad ermittelbare Größe dar, die ein Maß für die zwischen Rad und Fahrbahn übertragene Reibungskraft ist, wobei der Wert für den

809822/0598

Pat 16/4 - 76 M
PCB Controls Ltd.

Abrollradius des Fahrzeugrades sowie für dessen Trägheitsmoment bekannt sind und das Bremsmoment wie die augenblickliche Verzögerung des Fahrzeugrades durch geeignete Meßeinrichtungen laufend ermittelbar sind. Dabei gilt, daß das am Fahrzeugrad anliegende Bremsmoment gleich der Summe aus dem am Rad wirkenden Reibungsmoment sowie dem Verzögerungsmoment sein muß, gemäß der Gleichung

M_B = I · θ + M_f

worin M_f das wirksame Reibmoment bezeichnet. Aus einer Umgestaltung dieser Gleichung ergibt sich:

M_f = M_B - I - Θ.

Da für das Reibmoment M_f gilt

M_f = F · r,

worin F die augenblickliche, zwischen Rad und Fahrbahn auftretende Reibkraft bezeichnet, ergibt sich durch Einsetzen in die obigen Gleichungen:

F=- (M_n - I · Θ) . r ^B

Der Wert von k entspricht somit dem Wert der augenblicklich zwischen Rad und Fahrbahn auftretenden "Reibkraft. Durch die Verwendung der oben angegebenen, vorteilhaften Maßnahmen beim erfindungsgemäßen Verfahren wird dabei erzielt, daß der obere Grenzwert für die zulässige Verzögerung in Abhängigkeit von der maximal gemessenen Reibkraft eingestellt wird. Der Reibkraftverlauf wird dabei jedesmal in der Zeitspanne

Pat ,6/4 -76 μ 809822/0698 PCB Controls Ltd.

zwischen Wiederanlegen der Bremsen und Erreichen des oberen Verzögerungswertes gemessen, wobei stets neu das dabei auftretende Reibkraftmaximum gespeichert wird. Kommt das Fahrzeug jedoch plötzlich auf eine Oberfläche, die nur geringere Reibzahlen ermöglicht, dann findet ein Absinken des vorher gespeicherten Maximalwertes der Größe k statt. In diesem Fall wird der alte, noch den vorangegangenen Oberflächenbedingungen zuzuordnende Maximalwert von k während aufeinanderfolgender Zeitintervalle stufenweise solange nach unten abgesenkt, bis er den neuen Maximalwert von k dann endlich erreicht. Hierdurch bleibt ein kurzzeitiges Absinken über den erreichbaren Maximalwert der Reibkraft, wie dies im praktischen Fall kaum vermeidbar ist, auf die Lage des oberen Verzögerungsgrenzwertes solange ohne Einfluß, wie innerhalb des Verlaufes eines vorgegebenen Zeitintervalles ein Abfall von dieser maximalen Reibzahl gestattet werden kann. Durch die Vorgabe der Länge des einzelnen Zeitintervalls läßt sich die Empfindlichkeit des Gesamtsystems leicht vorgeben. Es erweist sich als besonders vorteilhaft, wenn die Länge der Zeitintervalle zwischen 1/10 sek. und 1/2 sek. gewählt wird. Hierdurch wird eine Optimierung erreicht, die zum einen ein unerwünschtes Flattern der Lage des oberen Grenzwertes vermeidet, andererseits aber noch ausreichend rasch eine Reaktion des Systems auf geänderte Oberflächenbedingungen ermöglicht.

Um bei Beginn des Bremsens im Bereich der zunächst ansteigenden Reibkraft nicht eine laufende Veränderung der Lage des oberen Verzögerungsgrenzwertes durchführen zu müssen, erweist es sich von Vorteil, wenn beim Einleiten des Bremsvorgangs zunächst ein vorgegebener Wert für die Bezugsgröße verwendet wird, der erst dann durch einen neuen Wert ersetzt wird, wenn entweder der Wert der ansteigenden Kenngröße größer als der vorgegebene Wert der Bezugsgröße wird oder wenn die Kenngröße ein erstes Maximum durchläuft.

Pat 16/4 - 76 M 80 98 22/0 598 PCB Controls Ltd.

-vs.--

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß auch der Bremsausgangsdruck während des Bremsvorganges derart geändert wird, daß er auf die Größe des beim Erreichen.der oberen Verzögerungsgrenze am Fahrzeugrad anliegenden Bremsdruckes nach dessen Wegnahme eingestellt wird. Dies bedeutet, daß der im Bremsdruckreservoir anliegende Bremsausgangsdruck jeweils auf den Wert eingestellt wird, der zum Erreichen der gemessenen maximalen Reibkraft an den Bremsen wirken muß. Wenn sich dabei die Oberflächenbedingungen der Fahrbahn nicht verändern, dann führt dies dazu, daß beim ersten Hochlaufen der Verzögerung zunächst z.B. der volle Bremshauptdruck angelegt wird, der mit Sicherheit ein Erreichen der oberen Verzögerungsgrenze bewirkt und einen Regelvorgang auslöst. Während dieses Hochlaufens der Verzögerungswerte wird jedoch die auftretende Reibkraft gemessen und deren Maximum festgestellt, wobei dann der Bremsausgangsdruck auf den Wert eingeregelt wird, der; ?ur Erreichung gerade dieser maximalen Reibkraft erforderlich ist. Dieser Druck wird dann als Bremsausgangsdruck in einem eigenen Bremsreservoir gespeichert, und beim Wiederanlegen des Bremsdruckes an die Radbremsen nunmehr als neuer Ausgangsdruck verwendet. Ändern sich die Reibbedingungen nicht, dann führt dies dazu, daß mit diesem neuen Bremsausgangsdruck nur mehr die maximal erzielbare Reibkraft beim Bremsen erreicht wird und dadurch sogar ein neuer Regel Vorgang überflüssig wird, da dann die entsprechend eingestellte obere Verzögerungsgrenze höchstens erreicht, jedoch nicht mehr überschritten werden kann. Hierdurch wird nicht nur eine besonders wirksame Ausnutzung der maximalen Reibkräfte ermöglicht, sondern Überdies die Anzahl der Regelvorgänge merklich herabgesetzt, überdies wird auch durch das Einregeln eines unterschiedliehen Druckniveaus, je nach Reibfläche, bei dessen Anlegen an die Bremsen der Effekt erzielt, daß sich auch der örtlich wirksame Bremsdruck an den Bremsen unterschiedlich schnell aufbaut: wird ein Bremsausgangsdruck hohen Niveaus angelegt:, so findet ein schnellerer

Pat u/4 -76 μ 809822/0598 PCB Controls Ltd.

Aufbau des an der Bremse örtlich anliegenden Druckes statt als im Falle der Verwendung eines Bremsausgangsdruckes niedrigeren Niveaus. Dies bedeutet wiederum, daß auch, in Abhängigkeit von den Fahrbahnzuständen, bei Fahrbahnen mit hohen erreichbaren Verzögerungswerten (großer Bremsausgangsdruck) ein schnellerer Aufbau der Bremsverzögerung und damit auch eine größere Frequenz an Regelvorgängen erfolgt als im Falle von Oberflächen mit schlechtem Reibverhalten, auf denen wegen des dann eingestellten geringeren Reservoirdrucks ein langsamerer Aufbau der Verzögerung und eine geringere Anzahl von Regelvorgängen eintritt. Auch hierbei erweist es sich von Vorteil, wenn beim Einleiten des Bremsvorgangs zunächst ein vorgebener Bremsausgangsdruck solange verwendet wird, bis die Verzögerung des Fahrzeugrades erstmals die obere Verzögerungsgrenze erreicht und am Fahrzeugrad erstmals der anliegende Bremsdruck weggenommen wird. Vorteilhafterweise ist die Größe des zunächst vorgegebenen Bremsausgangsdruckes dabei mittels der vom Fahrer bedienbaren Bremsbetätigungsexnrichtung einstellbar.

Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht somit eine optimale Ausnutzung der bei einer Fahrbahn möglichen Verzögerungswerte, selbst für den Fall, daß sich die Fahrbahn über den Bremsweg hinweg in ihren Reibeigenschaften ändert. Hierdurch läßt sich in jedem Fall ein optimal kurzer Bremsweg erzielen, wobei die Anpassung des Regelverfahrens an die jeweiligen Fahrbahn-Oberflächenbedingungen völlig selbständig erfolgt.

Die Erfindung bezieht sich jedoch auch, auf eine Vorrichtung zum Verhindern des Blockierens eines Fahrzeugrades auf einer Fahrbahn beim Bremsen, mit der insbesondere das erfindungsgemäße Verfahren durchführbar ist, wobei diese Vorrichtung eine Einrichtung zum Feststellen der Radverzögerung, eine Regeleinrichtung zum Anlegen eines Bremsausgangsdruckes aus einem Bremsdruckbehälter bei Erreichen eines unteren Grenz-

Pat 16/4 - 76 M 809822/0598 PCB Controls Ltd.

wertes für die Radverzögerung und zum Wegnehmen des Bremsausgangsdruckes bei einer oberen Bezugsgröße für die Radverzögerung aufweist. Erfindungsgemäß wird dabei eine Einrichtung zur Vorgabe der Bezugsgröße für die Regeleinrichtung vorgesehen, die eine Einrichtung zum Feststellen der Differenz zwischen einer dem Bremsmoment und einer der momentanen Radverzögerung proportionalen Größe, sowie eine Einrichtung zum laufenden Speichern des Höchstwertes der Differenz sowie eine Einrichtung zur Abgabe des jeweils gespeicherten Höchstwertes der Differenz als Bezugsgröße aufweist. Vorteilhafterweise wird dabei als Einrichtung zum Feststellen der Differenz eine elektronische Schaltung vorgesehen.

Eine einfache und an die jeweilgen Gegebenheiten leicht anpaßbare Ausführungsform für die elektronische Schaltung ergibt sich, wenn die Schaltung zum Feststellen der Differenz ein als Subtrahierer geschalteter Operationsverstärker ist, wobei an den einen Eingang des Subtrahierers die dem Bremsmoment proportionale Größe als Spannungsgröße und an den anderen Eingang die der Radverzögerung proportionale Größe als Spannungsgröße angelegt ist.

Besonders zweckmäßigerweise wird als Einrichtung zum laufenden Speichern des Höchstwertes der Differenz ein dem Subtrahierer über eine Diode nachgeschalteter Speicher-Kondensator vorgesehen, wobei die Diode so eingesetzt ist, daß sie sperrt, wenn die Spannung am Ausgang des Subtrahierers betragsmäßig kleiner als am Speicher-Kondensator ist. Durch die Verwendung der Diode wird erreicht, daß der Kondensator mit praktisch vernachläßigbaren Zeitkonstanten geladen werden kann, während ein Entladen des Kondensators über seine Ladestrecke bei betragsmäßig gegenüber der Kondensatorspannung abnehmender Spannung am Ausgang des Subtrahierers verhindert ist.

Pat 16/4 - 76 M 809822/0598 PCB Controls Ltd.

Der Subtrahierer läßt sich unbelastet und damit rückwirkungsfrei betreiben, wenn der Ausgang des Subtrahierers an den nichtinvertierenden Eingang eines weiteren Operationsverstärkers angeschlossen ist, dessen Ausgang über die Diode mit dem Speicher-Kondensator verbunden ist, und wenn der gemeinsame Punkt von Diode und Speicher-Kondensator mit dem invertierenden Eingang des weiteren Operationsverstärkers verbunden ist. Da, wie oben bereits ausgeführt, die Speicherzeit für den Maximalwert nur endlich sein soll, um bei einem Abfall des Reibzahlniveaus der Fahrbahn auch die Erfassung und Einspeicherung eines entsprechend kleineren neuen Maximalwertes zu ermöglichen, deshalb ist es zur Erzielung einer definierten Entladezeitkonstanten zweckmäßig, einen Entladewiderstand zurVorgabe einer Entladezeitkonstanten für den Speicher-Kondensator vorzusehen. Zur Anpassung der Vorrichtung an unterschiedliche Einsatzbedingungen ist es dabei besonders vorteilhaft, den Entladewiderstand einstellbar auszuführen.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung besteht weiterhin darin, daß eine Einrichtung zur Vorgabe eines Anfangswertes für die Bezugsgröße vorgesehen ist, wodurch bereits beim Beginn des Einleitend eines Bremsvorganges eine bestimmte obere Beschleunigungsgrenze zum Einsetzen des Regelvorgangs vorliegt, ohne daß im Anfangsbereich zunächst erst ein laufendes Einregeln der Bezugsgröße in Abhängigkeit vom Aufbau der zwischen Rad und Fahrbahn übertragbaren Reibungskräfte entsprechend dem zunehmenden Bremsvorgang erforderlich wäre.

Ein Anlegen und Wegnehmen des Bremsdrucks bei den jeweiligen Radverzögerungswerten läßt sich in vorteilhafter Weise erzielen, wenn die Regeleinrichtung zum Anlagen und Wegnehmen des Bremsausgangsdruckes eine Komparatorschaltung zum Vergleichen der momentanen Radverzögerung mit dem unteren Grenzwert und eine Komparatorschaltung zum Vergleichen der momentanen Radverzögerung mit einer dem Maximalwert der Differenz entsprechenden

809822/0598

Pat 16/4 - 76 M
PCB Controls Ltd.

Radverzögerung umfaßt. Dabei läßt sich ein rasches und exaktes Schalten der Regelvorgänge an den vorgegebenen Sollwerten in besonders vorteilhafter Weise dadurch erreichen, daß die Komparatorschaltung zum Vergleichen der momentanen Radverzögerung mit dem unteren Grenzwert ein als Komparator geschalteter Operationsverstärker ist, an dessen invertierenden Eingang eine dem unteren Grenzwert proportionale Spannung gelegt ist und an dessen nicht-invertierenden Eingang eine der momentanen Radverzögerung proportionale Spannung gelegt ist, daß die Komparatorschaltung zum Vergleichen der momentanen Radverzögerung mit einer dem Maximalwert der Differenz entsprechenden Radverzögerung ein weiterer als Komparator geschalteter Operationsverstärker ist, an dessen invertierenden Eingang die der momentanen Radverzögerung proportionale Spannung gelegt ist und an dessen nicht-invertierenden Eingang eine Spannung gelegt ist, die einer dem Maximalwert der Differenz entsprechenden Radverzögerung proportional ist, daß weiterhin dem Ausgang jedes Operationsverstärkers ein Differenzierglied nachgeschaltet ist, und daß der Ausgang des einen Differenziergliedes über eine Diode mit dem Setzeingang und der Ausgang des anderen Differenziergliedes über eine weitere mit der ersten Diode gleichsinnig gepolte Diode mit dem Rücksetzeingang eines Flip-Flops verbunden sind, das zur Steuerung von Steuerventilen für den Bremsausgangsdruck vorgesehen ist.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß eine Bremsdruck-Steuereinrichtung vorgesehen ist, mittels der das Druckniveau des an das Fahrzeugrad anlegbaren Bremsausgangsdruckes im Bremsdruckbehälter einstellbar ist.

Um den Bremsausgangsdruck im Bremsdruckbehälter dem Bremsdruck anzugleichen, dessen Aufbau zum Erreichen der jeweils gemessenen, maximal zwischen Fahrzeugrad und Fahrbahn übertragbaren Reibungskräfte erforderlich ist, erweist es sich als zweckmäßig, daß die Bremsdruck-Steuereinrichtung eine Einrichtung

Pat 16/4 - 76 M 809822/0590 PCB Controls Ltd.

zur Speicherung einer Größe aufweist, die dem am Fahrzeugrad während des Anlegens des Bremsausgangsdruckes unmittelbar auftretenden maximalen Bremsdruck proportional ist. Dabei ist es von Vorteil, wenn der Bremsdruckbehälter über eine erste Ventileinrichtung mit einem Hauptdruckbehälter konstanten Druckniveaus und über eine zweite Ventileinrichtung zum Entlüften mit der Umgebung verbindbar ist, und wenn beide Ventileinrichtungen von der Bremsdruck-Steuereinrichtung steuerbar sind.

Um bereits bei Beginn des Einleitens eines Bremsvorganges einen bestimmten Bremsausgangsdruck zur Verfügung zu haben, ist in vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung eine Einrichtung zur Vorgabe eines Bremsausgangsdruckes für die Einleitung eines Bremsvorgangesvorgesehen. Diese besteht vorzugsweise aus einer durch ein Ventil zu- und abschaltbaren Leitung, die den Hauptdruckbehälter mit der zum Fahrzeugrad führenden Bremsleitung verbindet. Hierdurch ist sichergestellt, daß beim Einleiten des Bremsvorgangs zunächst der volle, z.B. vom Fahrzeugkompressor erzeugte Bremshauptdruck aus dem Hauptdruckbehälter zur Verfügung steht, mittels dessen in jedem Fall, auch auf Fahrbahnen mit besten Reibbedingungen, das Erreichen des maximal erzielbaren Verzögerungswertes und damit das Ausmessen der maximal übertragbaren Reibungskräfte sichergstellt ist. Um sowohl anfänglich diesen Bremshauptdruck anlegen zu können wie auch zum nach dem Erreichen der oberen Verzögerungsgrenze erforderlichen Entlüften der zum Fahrzeugrad führenden Bremsleitung erweist es sich von Vorteil, wenn hinter dem Ausgang des Bremsbehälters eine Absperreinrichtung zum Blockieren des Durchlasses zum Fahrzeugrad angeordnet ist.

Vorteilhafterweise wird auch noch eine Anzeigeeinrichtung vorgesehen, mittels der der Wert der beim Bremsen ermittelten Bezugsgröße anzeigbar ist. Durch die Wahl einer geeigneten Anzeigeeinheit ist es dabei möglich, z.B. dem Fahrer am Armaturenbrett die Anzeige etwa der maximal erzielbaren Verzögerung, der

Pat 16/4 - 76 M 8098 22/0 59 8 PCB Controls Ltd.

ausnutzbaren Reibkräfte oder Reibzahlen o. ä. einzublenden, so daß er selbst laufend über den Fahrbahnzustand objektiv informiert ist.

In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung sind die Ventileinrichtungen so ausgeführt, daß sie elektromagnetisch ansteuerbar sind. Hierdurch ist ein besonders präzises und schnelles Schalten gewährleistet.

Für das zum Bremsen verwendete Drückmedium wird vorzugsweise Druckluft gewählt; es kann sich jedoch unter bestimmten Bedingungen auch als vorteilhaft erweisen, anstelle von Druckluft z. B. Drucköl oder ein anderes geeignetes Druckmedium anzuwenden, was je nach dem Einzelfall zu entscheiden ist.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen 13, 14, 20, 21 sowie 24 bis 27.

Die Erfindung bezieht sich ferner auch auf ein Anti-Blockier-Bremssystem für Kraftfahrzeuge, insbesondere für Personen- und Lastkraftfahrzeuge, das mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung versehen ist bzw. nach dem erfindungsgemäßen Verfahren betrieben wird, somit auf die Anwendung bzw. Verwendung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung bei einem Antiblockier-Bremssystem bzw. die Anwendung eines erfindungsgemäßen Verfahrens bei einem solchen Bremssystem.

_o™ η * ι r^ 809822/0598

PCB Controls Ltd.
Pat 16/4-76 M

Die Erfindung wird nachfolgend in der Zeichnung anhand eines Ausführungsbeispiels im Prinzip noch näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Prinzipdarstellung des erfindungsgemäßen Regelsystems bei einem Kraftfahrzeug;

Fig. 2 A eine Diagrammdarstellung zur Lage des oberen und unteren Verzögerungsgrenzwertes, auf den das Regelsystem anspricht;

Fig. 2 B ein Diagramm des grundsätzlichen Verlaufes der übertragbaren Reibkraft über dem wirksamen Bremsdruck bei gleicher Oberfläche;

Fig. 2 C ein Diagramm zum prinzipiellen Verlauf des am Rad örtlich wirksamen Bremsdruckes über der Zeit während eines Bremsvorganges, wobei während des Bremsvorganges sich die Reibeigenschaften der Oberfläche ändern;

Fig. 3 eine Prinzipdarstellung der Steuerung des Bremsausgangsdruckes bei einem erfindungsgemäßen Antiblockier-System;

Fig. 4 eine elektrische Schaltung bei einem erfindungsgemäßen Antiblockier-System zur Speicherung eines elektrischen Signals, das dem maximalen Bremsdruck während eines Bremszyklus entspricht;

Fig. 5 eine elektrische Schaltung bei einem erfindungsgemäßen Antiblockier-System zur Speicherung eines Signals, das der höchsten innerhalb eines gewissen Zeitintervalls erreichten Bremsverzögerung entspricht;

Fig. 6 eine elektrische Schaltung bei einem erfindungsgemäßen Antiblockier-System, mit der Bremsdruckventile in Abhängigkeit von der momentanen Druck-

809822/0598

PCB Controls Ltd.
Pat 16/4-76M

-J*- 2748B63

verzögerung gesteuert werden und die ferner Trigger-Signale tür Ansteuerung der Schaltung der Fig. 5 und der nachfolgenden Fig. 7 ausgibt;

Fig. 7 eine elektrische Schaltung bei einem erfindungs- gemäßen Antiblockiersystem zur Steuerung des Druckes im Druckreservoir in Abhängigkeit vom maximal auftretenden Bremsdruck;

Fig. 8 eine Treiberschaltung für Solenoide bei einem erfindungsgemäßen Antiblockiersystem.

Das in Fig. 1 dargestellte Blockdiagramm zeigt ein Fahrzeugrad 1, das mit einer Bremseinrichtung 2 versehen ist. Weiterhin ist eine Einrichtung 3 zum Feststellen der Verzögerung des Fahrzeugrades 1 vorgesehen, die in geeigneter Weise angeordnet ist, um die Verzögerung bzw. Beschleunigung des Fahrzeugrades 1 erfassen zu können. Für diese Einrichtung läßt sich besonders vorteilhafterweise ein Verzögerungs- bzw. Beschleunigungsmesser verwenden, wie dieser in der älteren Patentanmeldung P 2729158.3 eingehend vorbeschrieben ist, bei dem nämlich die Verzögerung bzw. Beschleunigung unmittelbar dadurch erfaßt wird, daß an dem rotierenden Fahrzeugrad ein elektrisch leitfähiges Element angebracht ist, weiterhin ein Magnet zur Erzeugung eines dieses Element durchdringenden Magnetfeldes vorgesehen ist und weiterhin eine Indunktionseinrichtung so benutzt wird, daß die Änderung der bei der Drehung in dem Element erzeugten Wirbeiströme die Induktion eines elektrischen Stroms in der Induktionseinrichtung auslöst.

Die Bremseinrichtung 2 wird über eine Bremsleitung 4 mittels eines Druckfluides betätigt. Dabei strömt das Druckfluid aus einem Bremsdruckbehälter 5 über die Leitung 4 zur Bremseinrichtung 2. In der Leitung 4 sind Absperrventile 6 und 7 angeordnet, die unabhängig voneinander geschaltet werden können, worauf im folgenden noch zurückzukommen sein wird.

pee controis Ltd. 809822/0898

Pat 16/4-76M

Der Bremsdruckbehälter 5 weist weiterhin noch zwei zu ihm führende Leitungen 8 und 9 auf, wobei die Leitung 8 mit einem Absperrventil 10 und die Leitung 9 mit einem Absperrventil versehen sind. Die Leitung 8 führt in die Umgebung und ermöglicht ein Absenken des im Bremsdruckbehälter 5 vorhandenen Bremsausgangsdruckes. Die Leitung 9 ist über den Stutzen an den Behälter angeschlossen, in dem der Bremshauptdruck anliegt. Dieser Bremshauptdruck wird durch eine geeignete Vorrichtung, z.B. einen am Fahrzeug befindlichen Kompressor u.e. erzeugt und steht laufend an der Leitung 100an, von der aus er in die Leitung 9 eingespeist wird. Die Leitung 9 führt jedoch nicht nur zu dem Bremsdruckbehälter 5, sondern über einen anderen Abzweiger 9a auch zu der Bremsleitung 4. Der Einmündepunkt der Leitung 9a in die Bremsleitung 4 liegt zwischen der Bremse 2 und dem ersten, vor der Bremse 2. angeordneten Absperrventil 7. Auch die Leitung 9a ist mit einem Absperrventil 12 versehen, über das sie gegenüber der Leitung 4 abgesperrt werden kann.

Unmittelbar vor der Bremse 2 ist ein Druckfühler 13 an die Bremsleitung 4 angeschlossen, über den der momentan örtlich an der Bremse anliegende Bremsdruck erfaßbar ist. Auch am Bremsdruckbehälter 5 ist eine Druckmesseinrichtung 14 angebracht, die es ermöglicht, den im Bremsdruckbehälter 5 anliegenden Bremsausgangsdruck zu messen.

Zur Steuerung des Druckaufbaus im Bremsdruckbehälter ist eine Bremsdruck-Steuereinrichtung 15 vorgesehen, von der aus die Absperrventile 10 und 11 bedient werden, im Falle, daß das Druckniveau im Bremsdruckbehälter 5 angesenkt werden soll, wird durch einen Impuls aus der Bremsdrucksteuereinrichtung 15 über die Steuerleitung 16 das Absperrventil 10 geöffnet, wodurch dann eine Entlüftung des Bremsdruckbehälters 5 über die Leitung 8 an die Umgebung erfolgen kann. Sobald das erwünschte geringere Druckniveau im Bremsdruckbehälter 5 vom

controis Ltd. 809822/0598

Pat 16/4-76M

Druckfühler 14 festgestellt ist, wird von der Bremsdrucksteuereinrichtung 15 über die Steuerleitung 16 das Absperrventil 10 wieder geschlossen. Der Druckfühler 14 mißt laufend und kontinuierlich den im Bremsdruckbehälter 5 anliegenden Druck und gibt über die Leitung 17 entsprechende Druckmeßsignale laufend an die Bremsdrucksteuereinrichtung 15 ab. Solange das Druckniveau im Bremsdruckbehälter 5 über die Leitung 8 abgesenkt wird, ist in der Zwischenzeit das Absperrventil 11 geschlossen.

Soll nun aber das Druckniveau im Bremsdruckbehälter 5 angehoben werden, so wird von der Bremsdrucksteuereinrichtung 15 über die Steuerleitung 16 das Absperrventil 10 geschlossen gehalten und gleichzeitig über die Steuerleitung 17 das Absperrventil 11 in der Leitung 9 geöffnet. Hierdurch liegt dann der volle Bremshauptdruck über die Leitung 10 und die Leitung 9 am Bremsdruckbehälter 5 an und erhöht das Druckniveau in diesem. Wenn das gewünschte Druckniveau im Bremsdruckbehälter 5 von dem Druckfühler 14 festgestellt und diese Information über die Leitung 17 der Bremsdrucksteuereinrichtung 15 zugeführt wurde, dann wird das Absperrventil 11 über ein Signal auf der Steuerleitung 17 wieder geschlossen.

Die Bremsdrucksteuereinrichtung 15 erhält weiterhin ein Eingangssignal über eine Signalleitung 18 aus einer Speichereinrichtung 19, wobei das von dieser Speichereinrichtung 19 abgegebene Signal eine Größe darstellt, die dem am Fahrzeugrad während des Anlegens des Bremsausgangsdruckes aus dem Bremsdruckbehälter 5 unmittelbar auftretenden maximalen (örtlichen) Bremsdruck proportional ist. Die Bremsdrucksteuereinrichtung 15 steuert dann das Druckniveau im Bremsdruckbehälter 5 so, daß es auf die Größe dieses auftretenden maximalen örtlichen Bremsdruckes eingepegelt wird. Ober eine Signalleitung 20 wird der Spei-

PCB Controls Ltd. 809Ö22/0B98

Pat 16/4-76M

chereinrichtung 19 laufend eine Information über die Größe des Druckes mitgeteilt, den der Druckfühler 13 örtlich unmittelbar vor der Bremseinrichtung 2 laufend feststellt. Ein weiteres Eingangssignal wird der Bremsdrucksteuereinrichtung 15 über die Leitung 21 aus einer Regeleinrichtung 22 mitgeteilt, die auch an die Speichereinrichtung 19 über die Signalleitung 23 ein Signal abgibt. Die Regeleinrichtung 22 erhält über die Leitung 24 aus einer Einrichtung 25 ein Signal, das ein Maß für die Größe der maximal zwischen dem Fahrzeugrad 1 und der Fahrbahn übertragbaren Reibungskräfte darstellt. Zur Bestimmung dieser Größe erhält die Einrichtung 25 über die Leitung 20 ein Eingangssignal von dem Druckfühler 13 und über die Leitung 26 ein weiteres Eingangssignal von der Einrichtung 3 zum Feststellen der momentanen Verzögerung (bzw. Beschleunigung) des Fahrzeugrades 1. Aus diesen beiden Eingangsgrößen wird in der Einrichtung 25 dann ein Abgabesignal an die Regeleinrichtung 22 bestimmt, das, wie bereits erwähnt, ein Maß für die Größe der maximal zwischen Fahrzeugrad 1 und Fahrbahn übertragbaren Reibungskrfäte ist. Ober eine zweite Ausgangsleitung 27 wird von der Einrichtung 25 auch noch ein Signal an eine Anzeigeeinrichtung 28 abgegeben, die dem Fahrer des Fahrzeuges eine geeignete Information über die vorhandenen Bremsbedingungen anzeigt, z.B. die Angabe der maximal übertragbaren Bremskraft zwischen Fahrzeugrad 1 und Fahrbahn, oder eine Angabe über die maximal ausnutzbare Reibzahl o.a.

Neben dem Signal über die Leitung 24 aus der Einrichtung 25 wird der Regeleinrichtung 22 aber auch noch über die Leitung 26 ein Signal aus der Einrichtung 3 eingespeist, das die Größe der momentan am Fahrzeugrad 1 anliegenden Beschleunigung bzw. Verzögerung anzeigt. In der Regeleinrichtung 22 wird das Signal aus der Einrichtung 25, das eine Aussage über die maximal übertragbare Bremskraft gibt, und das Verzögerungssignal aus der Einrichtung 3 in geeigneter Weise

809822/0598

PCB Controls Ltd.
Pat 16/4-76M

miteinander zur Abgabe eines EIN- oder AUS-Signals miteinander verglichen. Wird ein EIN-Signal über die Leitung 21 an eine Ventilschalteinrichtung 29 abgegeben, so gibt diese über die Leitung 30 ein Signal ab_# welches das Absperrventil 7 öffnet und gleichzeitig das Absperrventil 12 geschlossen hält, und über die Leitung 31 wird ein Signal abgegeben, welches das Absperrventil 6 öffnet und ein Absperrventil 32 geschlossen hält, welches den Abschnitt der Bremsleitung 4 zwischen den Absperrventilen 6 und 7 mit einer Entlüftungsleitung verbindet, mittels der eine Entlüftung an die Umgebung stattfinden kann. Gibt die Regeleinrichtung 22 jedoch ein AUS-Signal über die Leitung 21 an die Ventilschalteinrichtung 29 ab, so wird über die Leitung 30 das Absperrventil 7 geöffnet (während das Absperrventil 12 geschlossen bleibt) und über die Leitung 31 das Absperrventil 6 geschlossen, das Absperrventil 32 für die Entlüftungsleitung jedoch geöffnet. Hierdurch wird der an der Bremseinrichtung 2 örtlich anliegende Bremsdruck durch Verbindung der Bremsleitung 4 mit der Umgebung rasch abgebaut. Der Verzögerungswert, bei dem die Regeleinrichtung 22 das EIN-Signal für die Bremse abgibt, entspricht einem in der Regeleinrichtung 22 vorgespeicherten, festen (unteren) Verzögerungsgrenzwert. Der Verzögerungswert, bei dem das AUS-Signal von der Regeleinrichtung 22 abgegeben wird, ist hingegen kein fester Wert, sondern er wird variiert in Abhängigkeit von der Größe der vom Fahrzeugrad 1 auf die Fahrbahn übertragbaren maximalen Reibkräfte. Ist die Reibzahl zwischen dem Fahrzeugrad 1 und der Oberfläche relativ niedrig, so wird von der Regeleinrichtung 22 auch nur eine kleine Differenz zwischen dem voreingestellten unteren Verzögerungsgrenzwert und dem oberen Verzögerungsgrenzwert eingerichtet. Ergeben die Reibverhältnisse jedoch eine hohe Reibzahl zwischen dem Fahrzeugrad 1 und der Fahrbahn, dann wird von der Regeleinrichtung 22 für den oberen Verzögerungsgrenzwert ein Wert gewählt, der ziemlich weit von dem eingespeicherten (festen) unteren Verzögerungsgrenzwert entfernt ist.

809822/0190

PCB Controls Ltd.
Pat 16/4-76M

Die Bremsleitung 4 kann jedoch auch durch Schließen des Absperrventils 7 und öffnen des Absperrventils 12 über die Leitung 9a und 10 unmittelbar an den Bremshauptdurck, der im Fahrzeug verfügbar ist, angeschlossen werden.

Die Funktionsweise des dargestellten Antiblockier-Systems ist nun folgendes

Ausgangspunkt sei, daß der Fahrer des Fahrzeuges plötzlich eine Bremsung durchführen will. Durch Betätigung des Bremspedales wird der Bremsvorgang ausgelöst. Hierfür wird bei geschlossenem Absperrventil 7 zunächst durch öffnen des Ventils 12 der vor der Bremseinrichtung 2 befindliche Teil der Bremsleitung 4 an den über die Leitung 10 und 9a anliegenden Bremshauptdruck angeschlossen. Im gewählten Beispiel soll als Druckmedium z.B. Luft verwendet sein, die von einem im Fahrzeug befindlichen Kompressor geliefert wird. Es baut sich zunächst an der Bremseinrichtung 2 ein zunehmender örtlicher Bremsdruck auf, der über den Druckfühler 13 festgestellt und ein entsprechendes Signal über die Leitung 20 zum einen an die Einrichtung 25 und zum anderen an die Speichereinrichtung 19 abgegeben wird. Durch den ansteigenden Bremsdruck nimmt die Bremswirkung an der Bremseinrichtung 2 laufend zu. Das Fahrzeugrad 1 wird immer stärker angebremst, wodurch die Verzögerung des Fahrzeugrades 1 und auch der Schlupf zwischen Fahrzeugrad 1 und Fahrbahn zunimmt. Die auftretende Verzögerung wird durch die Einrichtung 3 laufend festgestellt und ein entsprechendes Signal sowohl an die Einrichtung 25 wie an die Regeleinrichtung 22 abgegeben. Durch die am Fahrzeugrad 1 anliegende Bremswirkung der Bremseinrichtung 2 wird eine immer größere Reibungskraft (Bremskraft) zwischen Fahrzeugrad 1 und Fahrbahn aufgebaut, bis schließlich die maximal übertragbare Reibungskraft überschritten wird, wonach das Fahrzeugrad 1 wegen der dann wieder

PCB Controls Ltd. »09822/0598

Pat 16/4-76M

9 3

abnehmenden Reibkraft bei gleichzeitig ansteigender Bremswirkung rasch auf Stillstand (Blockierung) verzögert würde, wenn nicht ein Regelvorgang ausgelöst wird. Dabei steigt die Verzögerung des Fahrzeugrades sehr schnell an. In der Regeleinrichtung 22 ist zum Auslösen des ersten Regelvorgangs ein oberer Verzögerungsgrenzwert eingespeichert. Dieser wird mit dem über die Leitung 26 ankommenden Verzögerungssignal verglichen und, sobald dieses den Grenzwert erreicht hat, über die Leitung 21 an die Ventilschalteinrichtung 29 ein AUS-Signal abgegeben. Dies bewirkt, daß über die Leitung 30 sogleich das Ventil 12 geschlossen und das Ventil 7 geöffnet und über die Leitung 31 das Ventil 6 geschlossen und das Ventil 32 geöffnet wird. Hierdurch wird die zur Bremseinrichtung 2 führende Bremsleitung 4 von der Hauptdruckquelle abgekoppelt und über das nunmehr geöffnete Ventil 32 an die Umgebung entleert. Es tritt dadurch ein sehr rascher Abbau des Bremsdrucks an der Bremseinrichtung 2 auf, und die Verzögerung des Fahrzeugrades 1 fällt sogleich ab. Sobald der Verzögerungswert des Fahrzeugrades 1 einen unteren, in der Regeleinrichtung 22 fest vorgespeicherten Grenzwert erreicht hat, löst die Regeleinrichtung 22 über die Leitung ein EIN-Signai aus, durch welches nunmehr die Ventilschalteinrichtung 29 bei ungeändert geöffnetem Ventil 7 und geschlossenem Ventil 12 nunmehr ein Schließen des Ventiles 32 und ein öffnen des Ventiles 6 bewirkt. Hierdurch wird die Bremseinrichtung 2 über die Bremsleitung 4 an den Bremsdruckbehälter 5 angeschlossen.

In der Einrichtung 25 wurde während des ersten Hochbremsens laufend das Verzögerungssignal aus der Einrichtung 3 und das Drucksignal aus dem Druckfühler 13 erfaßt, die dabei auftretende maximale Reibkraft bestimmt und ein entsprechendes Signal über die Leitung 24 an die Regeleinrichtung 22 weitergegeben. Weiterhin wird über die Leitung 27 und die Anzeigeeinrichtung 28 dem Fahrer z.B. die Größe der verfügbaren Reibkraft mitgeteilt. In der Regeleinrichtung 22 wird PCB Controls Ltd. 809822/0698 Pat 16/4-76M

nun der Grenzwert für die obere zulässige Verzögerungsgrenze entsprechend dem Signal auf Leitung 24 eingestellt. Sobald die Regeleinrichtung 22 ein AUS-Signal über die Leitung abgibt, wird gleichzeitig über die Leitung 23 ein Signal an die Speichereinrichtung 19 angelegt, das bewirkt, daß der in diesem Zeitpunkt über die Leitung 20 vom Druckfühler anliegende Druckwert dort gespeichert wird. Ein dem gespeicherten Wert entsprechendes Signal wird über die Leitung laufend der Bremsdrucksteuereinrichtung 15 zugeführt. In dieser wird der vom Fühler 14 festgestellte Wert des im Bremsdruckbehälter 5 vorherrschenden Druckniveaus mit dem über die Leitung 18 eingespeicherten Druckwert verglichen: ist der gespeicherte Wert größer als das Druckniveau des Bremsdruckbehälters 5, dann wird durch Absperren des Ventils 10 und öffnen des Ventils 11 eine Erhöhung des Druckniveaus im Bremsdruckbehälter 5 durch Anschluß an den Bremshauptdruck über die Leitungen 9 und 10 solange durchgeführt, bis der Druckfühler 14 über die Leitung 17 der Bremsdrucksteuereinrichtung 15 das Erreichen des gewünschten Wertes anzeigt. Um zu vermeiden, daß selbst bei kleinen Druckschwankungen eine laufende Ein- und Ausschaltung der Ventile erfolgt, empfiehlt es sich, die Bremsdrucksteuereinrichtung derart zu programmieren, daß erst bei Auftreten einer bestimmten Minimaldifferenz ein Steuervorgang ausgelöst wird. Weiterhin ist die Bremsdrucksteuereinrichtung 15 so ausgelegt, daß ein Anheben des Druckniveaus im Bremsdruckbehälter 5 dann vorgenommen wird, wenn eine Zeitspanne von 1 Sekunde seit Durchführung des letzten Schaltvorgangs bei einem der beiden Ventile 10 oder 11 verstrichen ist, ohne daß ein erneuter Schaltvorgang inzwischen ausgelöst worden wäre. Hierdurch wird sichergestellt, daß bei übergang des bremsenden Fahrzeugrades 1 von einer Oberfläche niedriger Reibzahl auf eine Oberfläche hoher Reibzahl eine Erhöhung des Druckniveaus im Bremsdruckbehälter 5 derart vorgenommen wird, daß auf jeden Fall die maximal erzielbare Reibkraft erreicht werden kann.

PCB Controls Ltd. 809822/0598 Pat 16/4-76M

Wenn also nach Auslösen des ersten AUS-Signals durch die Regeleinrichtung 22 (entsprechend der Einleitung des ersten Regelvorgangs) sich am Fahrzeugrad 1 wieder die aufgetretene hohe Verzögerung abbaut, wird in der Zeitspanne bis zu dem Zeitpunkt, wo die Regeleinrichtung 22 wieder das EIN-Signal abgibt und die Bremseinrichtung 2 wieder aktiviert wird, sowohl in der Regeleinrichtung 22 eine neue, entsprechend dem Signal auf der Leitung 24 eingestellte obere Verzögerungsgrenze festgehalten (die etwa der Verzögerung bei Auftreten der maximalen Reibkraft entspricht) , als auch über die Bremsdrucksteuereinrichtung 15 im Bremsdruckbehälter 5 ein Druckniveau eingeregelt, welches so groß ist, daß bei Anlegen dieses Druckes über die Leitung 4 an die Bremseinrichtung 2 gerade die (vorher festgestellte) größte auftretende (und damit ausnutzbare) Reibkraft (Bremskraft) erzielt werden kann.

Wenn dann bei entlüfteter Bremse der Verzögerungswert des Fahrzeugrades wieder auf den unteren Grenzwert abgesunken ist, werden durch ein Signal aus der Regeleinrichtung 22 die» Bremsen 2 über die Leitung 4 an den Druck aus dem Bremsdruckbehälter 5 angelegt. Der ganze Vorgang beginnt nun von neuem, wobei nunmehr die infolge der anliegenden Bremswirkung wieder zunehmende Verzögerung des Fahrzeugrades 1 jedoch jetzt bis zu dem neuen oberen Grenzwert ansteigen kann, der in der Regeleinrichtung auf Grund des vorher erfaßten Signales auf der Leitung 24 eingestellt wurde. Da man vorzugsweise den für die erste obere Verzögerungsgrenze in der Regeleinrichtung 22 vorgespeicherten Viert so hoch wählt, daß in jedem Fall (selbst auf trockener, gut griffiger Oberfläche) beim erstmaligen Aufbau der Bremskraft sicher das Reibungsmaximum erreicht werden kann, ist der sich dann einstellende obere Verzögerungsgrenzwert auf Grund des Signales über die Leitung 24 aus der Einrichtung 25 so gut wie immer im Wert kleiner. Da für diesen Fall auch der im Bremsdruckbehälter 5 aufgebaute Bremsdruck für die neue Bremsung geringer als der ursprünglich angelegte Bremshauptdruck ist, bedeutet dies, daß beim

809822/0598

PCB Controls Ltd.
Pat 16/4-76M

zweiten Bremszyklus sowohl (infolge geringeren Ausgangsdruckes) der Aufbau der Bremswirkung am Fahrzeugrad 1 langsamer stattfindet und überdies bereits bei einer geringeren oberen Verzögerungsgrenze das AUS-Signal von der Regeleinrichtung 22 abgegeben wird, falls mittels des Bremsausgangsdruckes aus dem Behälter 5 überhaupt noch eine Bremswirkung über das Reibungsmaximum hinaus erzielt werden kann.

In Fig. 2 A ist schematisch die in der Regeleinrichtung 22 vorgenommene Einregelung der Grenzwerte für die obere Verzögerungsschranke ersichtlich: bei dem Diagramm, dessen Ordinate als Darstellung eines Trigger-Signales angesehen werden kann, sind auf der Abszisse die Beschleunigungswerte des Fahrzeugrades 1 angegeben. Ausgehend vom Nullpunkt 0 sind nach rechts (positive) Beschleunigungen, nach links Verzögerungen (negative Beschleunigungen) eingetragen. Bei Einleitung des Bremsvorganges wird die Verzögerung des Fahrzeugrades 1 vom Wert 0 zunächst so lange aufgebaut, bis sie den für den ersten Regelvorgang in der Regeleinrichtung 22 vorgespeicherten oberen Verzögerungsgrenzwert b erreicht. Sobald dieser Grenzwert erreicht ist, wird von der Regeleinrichtung 22 ein AUS-Signal an die Ventilsteuereinrichtung 29 abgegeben,die sodann den angelegten Bremsdruck abblockt und die Bremsleitung entlüftet. Die Verzögerung nimmt durch den Abbau der Bremswirkung sogleich wieder in Richtung auf den Wert kleinerer Verzögerungen hin ( in Fig. 2 A: nach rechts) ab, bis sie den in der Regeleinrichtung 22 als festen und unveränderlichen, vorgespeicherten unteren Verzögerungsgrenzwert a erreicht.Nunmehr wird der Bremsausgangsdruck aus dem Bremsdruckbehälter 5 der Bremse 2 zugeschaltet, wodurch wieder ein Ansteigen der Verzögerung des Fahrzeugrades 1 stattfindet(in Fig. 2 A: Verschiebung im Diagramm nach links). Inzwischen ist in der Regeleinrichtung 22 jedoch an Stelle des vorgespeicherten Ausgangs-Grenzwertes für die obere Verzögerungsgrenze b nunmehr ein neuer Grenzwert b₂ eingestellt worden, der so gewählt ist, daß er der Verzögerung entspricht, die das Fahrzeugrad 1 bei Erreichen der maximal übertragbaren Reibkraft aufweist. Ist diese maximal erreichbare Reibkraft relativ groß (etwa bei einer trockenen, gut griffigen Oberfläche), _{eiA n} 809822/0 598

Pat 16/4-76 M PCB Controls

dann liegt der in der Regeleinrichtung 22 eingestellte Grenzwert b_ nahe bei dem Ausgangsgrenzwert b. Handelt es sich hingegen um eine schlüpfrige Fahrbahn mit schlechten Reibeigenschaften, dann wird wegen der (im Verlauf des ersten Bremszyklus festgestellten) kleineren Maximalreibkraft auch ein wesentlich tieferer Grenzwert b₁ für die obere Verzögerungsgrenze in der Regeleinrichtung 22 eingestellt. Kommt das Fahrzeug während des Bremsvorganges auf einer Oberfläche mit guten Reibeigenschaften (entsprechend einem relativ hohen oberen Grenzwert für die zulässige Verzögerung , z. B. b_ in Fig. 2 A) plötzlich auf eine Oberfläche mit erheblich schlechteren Reibeigenschaften, dann wird in der Regeleinrichtung 22 ein neuer oberer Grenzwert (z. B. b..) eingestellt, der entsprechend tiefer als der vorher eingespeicherte Grenzwert liegt. Wenn dann nach einem Erreichen des oberen Grenzwertes b_ die Bremswirkung weggenommen und nach Zurücklauf bis auf den Verzögerungswert a wieder angelegt wird, erfolgt beim erneuten Hochlaufen der Verzögerung nach Wiederanlegen der Bremskraft die Abregelung der Bremswirkung bei dem dann neu eingespeicherten, tieferen oberen Grenzwert b...

Das Diagramm aus Fig. 2 B zeigt den Verlauf der aufgebauten Reibbzw. Bremskraft für zwei verschiedene Reiboberflächen in Abhängigkeit von dem örtlich an der Bremse wirksamen Bremsdruck. Die Kurve I stellt den Verlauf für eine Fahrbahn mit guten Reibeigenschaften (etwa trockener Beton), die Kurve II den für eine Fahrbahn mit erheblich schlechteren Eigenschaften (z. B. Glatteis) dar (im Prinzip) . Wie aus dem Diagramm ersichtlich ist, wächst mit zunehmendem Aufbau des Bremsdruckes ρ an der Bremse die Reib- oder Bremskraft F zunächst an, durchläuft sodann ein Maximum und fällt anschließend bei noch weiter ansteigendem Bremsdruck ziemlich schnell wieder ab. Dies ist auf Oberflächen unterschiedlichen Reibungsniveaus qualitativ sehr ähnlich, wie sich aus der Darstellung von Fig. 2 B ersehen läßt. Wird nach Überschreiten des Reibkraftmaximums der anliegende Bremsdruck noch weiter gesteigert, wie dies im Falle nicht geregelter Bremssysteme bei einer Vollbremsung der Fall ist, dann wird die Verzögerung des Fahrzeugrades wegen des weiter ansteigenden Bremsmomentes hinter dem Reibungsmaximum bei gleichzeitig fallen-

809822/0598

Pat 16/4-76 M
PCB Controls Ltd.

2748363

der Reibkraft immer größer und das Rad kommt rasch zum Blockieren. Bei Anwendung des erfindungsgemäßen Anti-Blockiersystems wird beim ersten Anbremsen zunächst durch den vorgegebenen, z. B. ausreichend groß gewählten oberen Verzögerungsgrenzwert b ein Durchlaufen des Reibkraftverlaufes entsprechend Fig. 2 B selbst auf gut griffigen Fahrbahnoberflächen über das Reibzahlmaximum hinaus sichergestellt (etwa bis Punkt X in Fig. 2 B). Während des Hochlaufens werden die verschiedenen von dem System erfaßten Parameter ausgewertet und dabei sowohl die Größe der maximal auftretende Reibkraft F ,wie die Größe des an der Bremse 2 an-

max. '

liegenden Bremsdruckes im Augenblick des Abregeins erfaßt bzw. bestimmt.Entsprechend der Größe der aufgetretenen maximalen Reibkraft wird sodann in der Regeleinrichtung 22 eine neue, angepaßte obere Verzögerungsgrenze b„ eingestellt, gleichzeitig aber auch der Druck im Bremsausgangsdruckbehälter 5 auf ein Niveau eingeregelt, das der Größe des örtlich an der Bremse 2 im Zeitpunkt des Abregeins anliegenden Bremsdurkces entspricht. Dies hat zur Folge, daß bei Wiederanlegen des Bremsdruckes nunmehr die Reibkraftkurve nur noch bis zum Erreichen des Punktes in der Reibkraftkurve hochgefahren werden kann, der dem Anlegen des neuen Bremsausgangsdruckes entspricht.Kommt das Fahrzeug plötzlich nun auf eine Oberfläche mit schlechteren Reibeigenschaften (etwa entsprechend der Kurve II auf Fig. 2 B), dann bedeutet dies, daß der im Bremsdruckbehälter 5 eingeregelte Bremsausgangsdruck dazu führt, daß die nunmehr wirksame (gestrichelt gezeichnete) Kurve II bis weit über ihr Maximum hinaus durchfahren wird. Dabei wird der neue Maximalwert der Reibkraft, der dieser Kurve II entspricht, festgestellt, entsprechend eine neue obere Verzögerungsgrenze b₁ in der Regeleinrichtung 22 gespeichert und der beim Abregein der Bremse an dieser anliegende örtliche Druck p„ im Bremsdruckbehälter 5 eingestellt.

In Fig. 2 C ist der Verlauf des am Fahrzeugrad 1 örtlich anliegenden Bremsdruckes in Abhängigkeit von der Zeit bei einem geregelten Bremsverlauf wiedergegeben, wobei das Fahrzeugrad 1 zunächst auf einer Oberfläche mit sehr guten Reibeigenschaften gebremst wird, dann jedoch auf eine Oberfläche schlechterer Reibeigenschaften gelangt. Bei Einleitung des Bremsvorganges zum Zeitpunkt t steigt zunächst der örtliche Druck an der Bremse 2 über der Zeit so _{1C/ c} 809822/0598

Pat 16/4-76 M
PCB Controls Ltd.

lange an, bis der voreingestellte obere Grenzwert b erreicht ist. Dann wird die Bremswirkung weggenommen,der Druck fällt mit der Zeit ab, bis die untere Verzögerungsgrenze a erreicht ist, bei der wieder Bremsdruck angelegt wird. Da es sich um eine Oberfläche sehr guter Reibeigenscheften handeln soll, liegt der dann in der Regeleinrichtung 22 dann eingestellte obere Grenzwert b„ ganz nahe bei dem ursprünglichen Wert b, und auch der im Bremsdruckbehälter 5 eingestellte neue Bremsausgangsdruck liegt nahe bei dem anfänglich verwendeten Hauptdruck des Gesamtsystems. Dies bedeutet, daß bei Wiederanlegen der Bremse sowohl der Verlauf des Druckanstieges wie auch die Größe des oberen Abregelwertes ρ nahezu gleich den entsprechenden Werten bzw. dem entsprechenden Verhalten beim ersten Zyklus sind. Bei Oberflächen hoher Reibzahl ergeben sich hiermit wegen des relativ starken Druckanstieges infolge hohen Ausgangsdruckes relativ schnelle Regelzyklen. Plötzlich kommt das gebremste Fahrzeugrad auf eine Oberfläche mit wesentlich schlechteren Reibeigenschaften. Auf dieser neuen Oberfläche wird der in der Regeleinrichtung 22 gespeicherte relativ hohe obere Verzögerungs-Grenzwert jedoch schön bei einem geringeren Bremsdruck an der Bremse 2 erreicht als vorher (Druck p. zum Zeitpunkt t..) und dabei durch ein AUS-Signal aus der Regeleinrichtung 22 die Bremse gelöst. Gleichzeitig wird der Druck in dem Bremsdruckbehälter 5 auf den neuen, zum Zeitpunkt des Lösens der Bremse 2 an dieser anliegenden örtlichen Bremsdruck p. eingestellt. Wegen des Lösens der Bremse sinkt der örtlich wirksame Bremsdruck zunächst ab, bis wiederum der untere Verzögerungsgrenzwert erreicht ist. Wegen der schlechten Reibeigenschäften und der damit verbundenen langsameren Änderung in der Verzögerung des Fahrzeugrades dauert die Zeitspanne bis zum Erreichen des unteren Grenzwertes a länger als auf der Oberfläche besserer Reibeigenschaften. Nach Erreichen des unteren Grenzwertes a wird der im Bremsdruckbehälter 5 eingeregelte Druck P₁ nunmehr wieder an die Bremse 2 angelegt. Da er geringer als der vorher angelegte Druck ist, findet der Druckanstieg an der Bremse 2 auch langsamer statt: der Druckanstieg ist somit flacher. Während dieser Zeit wurde in der Einrichtung 25 die maximal übertragbare Reibungskraft festgestellt, und entsprechend die obere Verzögerungsgrenze in der Regel-

809822/0598

Pat 16/4-76 M
PCB Controls Ltd.

- yr -

einrichtung 22 auf den entsprechend tieferen Wert b. eingestellt. Dieser Verzögerungswert wird zum Zeitpunkt t_ erreicht, durch ein Signal der Regeleinrichtung 22 die Bremswirkung aufgehoben und gleichzeitig der dabei anliegende örtliche Bremsdruck p₂ in den Bremsdruckbehälter 5 eingeregelt, wonach die Regelzyklen auf diesem niedrigeren Niveau entsprechend weiterlaufen. Die Schaltfrequenz der Zyklen ist dabei pro Zeiteinheit geringer als im Falle einer Oberfläche mit guten Reibeigenschften.Kommt das Fahrzeugrad während dieses Bremsvorganges plötzlich wieder auf eine Oberfläche mit guten Reibeigenschaften, dann wird wegen des im Bremsdruckbehälter 5 eingestellten geringen Bremsausgangsdruckes p_ zunächst ein Erreichen der nunmehr höheren maximalen Reibkraft gar nicht möglich sein, weil die entsprechende Bremswirkung nicht aufgebracht werden kann. Da jedoch durch die Regeleinrichtung 22 die obere Verzögerungsgrenze wieder auf einen höheren Wert b_ eingestellt wurde, der lediglich wegen mangelnder Stärke des Bremsausgangsdruckes nicht erreicht wird, findet nach Aufbau des Druckes p_ an der Bremse 2 kein Wegnehmen der Bremswirkung mehr statt.Denn die eingestellte obere Verzögerungsgrenze ist ja noch nicht erreicht. Der zeitliche Abstand zu dem letzten Regelvorgang, bei dem die Bremse weggenommen wurde, wird dabei immer größer.Dies wird von der Bremsdruck-Steuereinrichtung 15 festgestellt. Wird dabei eine gewisse, geeignet wählbare Zeitspanne (z. B. 1 Sekunde) überschritten, dann wird automatisch der Druck im Bremsdruckbehälter 5 durch öffnen des Ventiles 11 und damit durch Anlegen des Bremsdruckbehälters 5 an den Bremshauptdruck des Kompressors so lange erhöht, bis das Erreichen der in der Regeleinrichtung 22 eingespeicherten oberen Verzögerungsgrenze sichergestellt ist. Hiernach laufen wieder dieselben Zyklen wie anfangs auf guter Reiboberfläche ab.

In Fig. 3 findet sich noch einmal eine Prinzipdarstellung der Steuerung des Druckniveaus im Bremsdruckbehälter, der dort mit dem Bezugszeichen 300 bezeichnet ist. Er weist eine Entlüftungsleitung 308 auf, die über ein Absperrventil 301 steuerbar ist. Weiterhin ist er mit einer Zufuhrleistung 309 versehen,die über ein Absperrventil 302 mit einer Speisedruckquelle, z. B. einem Hauptdruck- Reservoir innerhalb des Fahrzeuges, verbunden ist. Vom Brems- '

Pat 16/4-76 μ 809 822/0 598

PCB Controls Ltd.

druckbehälter 300 führt weiterhin eine Bremsdruckleitung 310 zur Bremseinrichtung des Fahrzeugrades. In der Bremsleitung 310 ist hinter dem Bremsdruckbehälter 300 ein erstes Ventil 303 angeordnet, mittels dessen das aus dem Bremsdruckbehälter 300 austretende Druckfluid (z. B. Druckluft) absperrbar ist. Hinter diesem ersten Ventil 303 zweigt von der Bremsleitung 310 eine Entlüftungsleitung 311 ab, die ihrerseits wiederum mit einem Steuerventil zum öffnen und Schließen versehen ist. In der Bremsleitung 310 ist weiterhin ein zweites Absperrventil 305 so angeordnet, daß zwischen ihm und dem ersten Ventil 303 die Einmündung der Entlüftungsleitung 311 liegt. Zwischen dem zweiten Ventil 305 und der Bremseinrichtung für das Fahrzeugrad mündet weiterhin eine Druckfluid-Zufuhrleitung 312 ein, die ihrerseits wiederum mit einem Absperrventil 306 steuerbar ist. Ober diese Leitung kann eine Drufckfluid-Speisequelle an die Bremsleitung 310 hinter dem Ventil 305 angelegt und dadurch die Bremseinrichtung direkt mit dem Druck aus dieser Zusatzquelle beaufschlagt werden.

Wenn der an der Bremse anliegende Druck abgelassen werden soll, sind die Ventile 303 und 306 geschlossen, die Ventile 304 und 305 hingegen geöffnet. Hierbei erfolgt die Entlüftung der Bremsleitung über die Leitung 311 in die Umgebung.Soll jadoch die Bremsleitung an den Bremsdruch aus dem Bremsdruckbehälter 300 angeschlossen werden, so sind die Ventile 304 und 306 geschlossen, während die Ventile 303 und 305 geöffnet werden. Das Druckniveau im. Bremsdruckbehälter 300 wird über die Ventile

301 und 302 gesteuert:

Soll es erniedrigt werden, so ist das Ventil 302 geschlossen und das Ventil 301 geöffnet, wodurch eine Entlüftung an die Umgebung möglich wird, bis der Druck im Bremsdruckbehälter 3oo so weit abgesunken ist, daß er den gewünschten Wert erreicht hat. Soll hingegen der Druck im Bremsdruckbehälter 300 erhöht werden, so wird das Ventil 301 geschlossen und das Ventil 302 geöffnet.

Soll jedoch das Druckniveau des Bremsdruckbehälters 300 konstant gehalten werden, sind sowohl das Ventil 301 wie auch das Ventil

302 geschlossen.

pat 16/4-76 μ 809822/0598

PCB Controls Ltd.

Die anhand der Fign. 4 bis 8 im folgenden beschriebene Schaltung stellt eine bevorzugte Ausführungsform für die Anwendung der Erfindung in der Praxis dar, wobei diese Ausführungsform besonders wirtschaftlich sowohl hinsichtlich der Kosten als auch hinsichtlich der Energieerfordernisse ist.

Gemäß Fig. 4 wird ein Bremsdrucksignal über eine Leitung 401 dem nicht-invertierenden Eingang eines ersten Operationsverstärkers 402 des Typs 741 zugeführt, dessen Ausgang über Leitung 403 mit dem invertierenden Eingang des Operationsverstärkers 402 verbunden ist. Der Operationsverstärker ist auf diese Weise als Spannungsfolger geschaltet, der durch den Verstärkungsfaktor 1 gekennzeichnet ist, und wird zu Impedanzanpassungszwecken verwendet. Das Ausgangssignal des ersten Operationsverstärkers 402 wird über Leitung 404 dem Eingang eines Analogtores des Typs 2N3819 zugeführt, welches durch das Potential im Punkt B der in Fig. 6 gezeigten Hystereseeinheit gesteuert wird, wobei der Punkt B über eine Leitung 406 mit dem Steuereingang des Analogtores 405 verbunden ist. Das Tor 405 ist geschlossen, wenn das Potential im Punkt B negativ ist, was, wie im folgenden in Bezug auf Fig. 6 noch im einzelnen erläutert wird, der Fall ist, wenn die Verzögerung einen bestimmten Wert überschreitet.

Der Ausgang des Analogtores 405 ist über eine Leitung mit einem ersten Anschluß eines Kondensators 408 einer Kapazität von 1 nF verbunden, dessen zweiter Anschluß über Leitung 409 auf Massepotential liegt. Der Kondensator wird zu Speicherzwecken für das Spitzenbremsdrucksignal verwendet. Der erste Anschluß des Kondensators ist über Leitung 410 mit einem ersten Anschluß eines Widerstands 411 mit

PCB Controls Ltd.

pat 16/4-76 μ 809822/0598

einem Wert von 1 MJX verbunden, dessen zweiter Anschluß über Leitung 412 mit dem nicht-invertierenden Eingang eines zweiten Operationsverstärkers 413 des Typs 741 verbunden ist, der ebenso wie der erste Operationsverstärker 402 als Spannungsfolger" geschaltet ist. Die Größe am Ausgang C des zweiten Operationsverstärkers 413 ist das Spitzenbremsdrucksignal.

Die Operationsverstärker 402 und 413 des Typs 741 weisen jeweils einen über eine Leitung 414 bzw. 415 mit einer positiven Spannung verbundenen Sjpannungsversorgungse ingang und einen über eine Leitung 416 bzw. 417 mit einer negativen Spannung verbundenen weiteren Spannungsversorungseingang auf. Jeder Operationsverstärker weist darüber hinaus zwei Eingänge zur Korrigierung der Qffset-Spannung auf, die mit den festen Klemmen eines !Potentiometers verbunden sind, das einen Gesamtwiderstandswert von 10 k£L hat und dessen einstellbarer Anschluß mit der negativen Versorungsspannung verbunden ist.

Bei der in Fig. 5 gezeigten Schaltungwird ein Verzögerungssignal über die Leitung 501 einem Anschluß eines veränderbaren Widerstands 502 mit einem Gesamtwiderstandswert von 1 MJJ, zugeführt, dessen anderer Anschluß über Leitung 504 mit dem invertierenden Eingang eines ersten Operationsverstärkers 505 des Typs 741 verbunden ist. Ein Bremsdrucksignal wird über Leitung 506 einem Anschluß eines veränderbaren Widerstands 507 mit einem Gesamtwiderstandswert von 1 MjQ. zugeführt, dessen anderer Anschluß ebenfalls mit dem invertierenden Eingang des ersten Operationsverstärkers verbunden ist. Das Ausgangssignal des Operationsverstärkers 505 wird über Leitung 510 einem Widerstand 520 mit einem Widerstandswert von 1 MXi. zugeführt, dessen anderer Anschluß

PCB Controls Ltd. finQft9'<9/nitfttt Pa* ifi/4-7fi μ ο U SMiZ-Z-/QoBB

16/4-76 M

über Leitung 511 mit dem invertierenden Eingang des Operationsverstärkers 505 verbunden ist. Der nicht-invertierende Eingang des Operationsverstärkers 505 ist über Leitung 512 mit einem gemaßten Widerstand 521 eines Widerstandswerts von 470 k-TL verbunden.

Das Ausgangssignal des ersten Operationsverstärkers 505 wird außerdem dem nicht-invertierenden Eingang eines zweiten Operationsverstärkers 513 zugeführt, dessen Ausgangssignal einer Diode 514 zugeführt wird, deren anderer Anschluß über Leitung 515 mit dem invertierenden Eingang des zweiten Operationsverstärkers 513 verbunden ist. Die Polarität der Diode 514 ist so gewählt, daß sie in Vorwärtsrichtung vorgespannt ist, wenn der Ausgang des Operationsverstärkers 513 positiv bezüglich des anderen, mit dem invertierenden Eingang des Verstärkers verbundenen Anschlusses der Diode 514 ist. Der Ausgang der Diode 514 ist außerdem über Leitung 516 mit einem Kondensator C^ von 1 \iY verbunden, wobei die andere Seite des Kondensators C-| an Masse liegt.

Der Ausgang der Diode 514 ist außerdem mit dem nicht-invertierenden Eingang eines dritten Operationsverstärkers 522 verbunden, dessen Ausgang mit seinem invertierenden Eingang und mit einer Diode D^ verbunden ist, deren anderer Anschluß mit dem nicht-invertierenden Eingang eines vierten Operationsverstärkers 523 verbunden ist, dessen Ausgang mit seinem invertierenden Eingang und dem nicht-invertierenden Eingang des in Fig. 6 gezeigten Operationsverstärkers 602 verbunden ist. Der nicht-invertierende Eingang des Operationsverstärkers ist ferner mit einem Widerstand 524 des Widerstandswertes von 10 klL verbunden, dessen anderer Anschluß an Masse liegt, und mit einer Diode D21 deren anderer Anschluß mit dem Mittelabgriff eines Potentiometers 525 verbunden ist, dessen feste Anschlüsse

PCB Controls Ltd.

Pat 16/4-76 M 809822/0598

-M-

mit dem positiven bzw. negativen Spannungsversorgungspotential verbunden sind und der einen Gesamtwiderstandswert von 10 kXihat. Die Polarität der Dioden D.. und D2 ist so gewählt, daß sie in Sperrichtung vorgespannt sind, wenn ihre mit dem nicht-invertierenden Eingang des Verstärkers 523 verbundenen Anschlüsse auf höherem Potential liegen als ihre anderen Anschlüsse.

Die Versorgungsspannungszufuhr für die Operationsverstärker und die Korrektur der Offsetspannungen erfolgt auf die gleiche Weise, wie in Bezug auf Fig. 4 beschrieben.

Die Schaltung nach Fig. 5 arbeitet folgendermaßen: Ein fester Bruchteil des Verzögerungssignals wird von einem festen Bruchteil des Bremsdrucksignals abgezogen, und das resultierende Signal einer Spitzenwertableseschaltung eingegeben, wo der Spitzenwert gespeichert wird. Die gezeigte Diode 514 bleibt in Sperrichtung vorgespannt, es sei denn eine positive Spannung am nicht-invertierenden Eingang des zweiten Operationsverstärkers 513 ist größer als die über dem Kondensator C-) liegende Spannung. Wenn die Diode 514 leitet, erhöht sie die Kondensatorspannung bis zur am nicht-invertierenden Eingang des Operationsverstärkers 513 liegenden Spannung.

Die aus den Operationsverstärkern 522 und 523, den Dioden D-j und D2» und den Widerständen 524 und 525 gebildete Schaltung ist vorgesehen, da der AUS-Pegel der Regeleinrichtung niemals größer als der EIN-Pegel sein kann (weil sonst eine Fehlwirkungsweise des Systems auftritt). Sie arbeitet folgendermaßen: Wenn das System nicht in Verwendung ist, fällt die Ausgangsspannung des Kondensators C. mit der Entladung desselben auf Null. Wenn diese Null-Spannung auf die Regeleinrichtung gelegt würde, würde auch der Bezugspegel für die Maximalverzögerung

PCB Controls Ltd.

Pat 16/4-76 M 809822/05Ö8

auf Null gesetzt werden; um dies zu verhindern, wird das Ausgangssignal des Kondensators C-, über den Trennverstärker 522 und die Diode D₁ auf den Trennverstärker 523 gebracht. Die zweite Diode D2 verbindet den Mittelabgriff des Potentiometers 525 mit dem gleichen Eingang. Wenn die Spannung V-j des Verstärkers 522, die auf die Diode D-| gelegt wird, größer als die Ausgangsspannung V2 ist, die am Mittelabgriff abgenommen und auf die Diode D2 gelegt wird, dann erscheint Vj am Ausgang, so daß die Minimalspannung am Ausgang V2 ist, welche durch das Potentiometer 525 auf den erforderlichen Wert gesetzt wird.

Fig. 6 zeigt die Reaeleinrichtung: ^Das Verzögerungssignal wird über Leitung 601 dem invertierenden Eingang eines ersten Ooerationsverstärkers 602 zugeführt, während das Signal für maxira. Reibung über Leitung 603 dem nicht-invertierenden Eingang des Verstärkers 602 zugeführt wird. Der Ausgang des Verstärkers 602 ist über Leitung 604 mit einem Kondensator 605 einer Kapazität von 0,005 \iF verbunden, dessen anderer Anschluß mit einem Widerstand 606 von 220 kli. und einer Diode 607 des Typs OA90 verbunden ist, deren anderer Anschluß über Leitung 608 mit einem der Eingänge einer bistabilen Einheit (Flip-Flop) verbunden ist. Der zweite Anschluß des Widerstands 606 ist mit dem negativen Spannungsversorgungspotential verbunden. Die Polarität der Diode 607 ist so gewählt, daß die Diode leitet, wenn der mit dem Kondensator 605 verbundene Anschluß auf niedrigerem Potential als ihr anderer Anschluß ist.

Das Verzögerungssignal wird auch dem nicht-invertierenden Eingang eines zweiten Operationsverstärkers 609 zugeführt. Ein festes Referenzsignal wird dem invertierenden Eingang des Operationsverstärkers 609 zugeführt. Das feste Referenzsignal wird gewonnen, indem der einstellbare Anschluß eines Potentiometers 610 über Leitung 611 mit dem invertierenden Eingang des

PCB Controls Ltd. 809822/0598 Pat 16/4-76 M

Operationsverstärkers 609 verbunden wird, wobei die festen Anschlüsse des Potentiometers 610 mit dem positiven bzw. negativen Spannungsversorgungspotential der Operationsverstärker verbunden sind.

Der Ausgang des Operationsverstärkers 609 ist über Leitung 613 mit einem Kondensator 612 verbunden, wobei der andere Anschluß des Kondensators mit einem Widerstand 614 und einer Diode 615 verbunden ist. Der andere Anschluß des Widerstands 614 ist mit negativem Spannungsversorgungspotential verbunden, der andere Anschluß der Diode mit dem zweiten Eingang der bistabilen Einheit. Die Kapazität des Kondensators 612, der Widerstandswert des Widerstands 614 und die Polarität sowie der Typ der Diode sind so gewählt, daß sie denen des Kondensators 605, des Widerstands 606 und der Diode 607 gleich sind.

Die bistabile Einheit umfaßt zwei Transistoren 616 und 617 des Typs BC 148, deren Emitter mit negativem Spannungsversorgungspotential verbunden sind. Die Basis des Transistors 617 ist über Leitung 618 mit einem Widerstand 619 von 82 kjTL. verbunden, dessen anderer Anschluß mit einem Ausgang A der bistabilen Einheit verbunden ist. Der Ausgang A ist ferner mit dem Kollektor des Transistors 616 und einem der Anschlüsse eines Widerstands 620 von 680.Ώ- verbunden, dessen anderer Anschluß an positivem Spannungsversorgungspotential liegt. In ähnlicher Weise ist die Basis des Transistors 616 über Leitung 621 mit einem Widerstand 622 von 82 k£L verbunden, dessen anderer Anschluß mit einem zweiten Ausgang B der bistabilen Einheit verbunden ist, wobei dieser Ausgang B auch mit dem Kollektor des Transistors 617 und einem Widerstand 623 von 680 Xi- verbunden ist, dessen anderer Anschluß an positivem Spannungsversorungspotential liegt.

PCB Controls Ltd. ■„.--.

Pat 16/4-76 M 809822/0598

Der Ausgang B ist mit einem Anschluß eines Widerstands 624 von 100XL verbunden, dessen anderer Anschluß mit der Basis eines Transistors 625 des Typs 2N3055 verbunden ist. Der Emitter dieses Transistors ist mit negativem Spannungsversorgungspotential verbunden, sein Kollektor über eine Diode 626 des Typs 1N4001 mit positivem Spannungsversorgungspotential. Die Polarität der Diode 626 ist so gewählt, daß sie bei den im Betrieb auftretenden Potentialen in Sperrichtung gepolt ist. Der Widerstand 624, der Transistor 625 und die Diode 626 bilden einen einfachen Leistungsverstärker zum Treiben der in Fig. 8 gezeigten Magnetschaltungen.

Die Spannungsversorgung für die Operationsverstärker 602 und 609 und die Korrektur der Offsetspannungen erfolgt in der gleichen Weise, wie in Bezug auf Fig. 4 beschrieben.

Der Operationsverstärker 602 sowie der Operationsverstärker 609 sind so geschaltet, daß sie als Komparatoren wirken, d.h. wenn die Spannung am nicht-invertierenden Eingang größer als die Spannung am invertierenden Eingang ist, läuft der Ausgang auf einen hohen Pegel in die Sättigung, während wenn die Spannung am nicht-invertierenden Eingang niedriger als die Spannung am invertierenden Eingang ist, der Ausgang auf einen niedrigen Pegel in die Sättigung läuft. Am Operationsverstärker 609 wird ein wachsendes Verzögerungssignal mit einem festen Bezugssignal verglichen, und falls es größer ist, geht der Ausgang von niedrigem auf hohen Pegel. Dieses Signal wird über eine Differenzierschaltung, bestehend aus dem Kondensator 612 und dem Widerstand 614, auf die bistabile Einheit übertragen. Der differenzierte Ausgangsimpuls des Komparators wird durch die Diode 615 nicht übertragen. Mit weiterer Zunahme der Verzögerung wird das zugehörige Signal

PCB Controls Ltd.

Pat 16/4-76 μ 809822/0598

größer als ein zweites Referenzsignal, welches durch die Schaltung zum Erfasser- maximaler Reibung (d.h. durch den Ausgang der Schaltung der Fig. 5) gesetzt wird. Dies führt dazu, daß der andere Komparator von hohem auf niedrigen Pegel schaltet. Dieses Signal wird über die andere Differenzierschaltung, bestehend aus dem Kondensator 605 und dem Widerstand 606, übertragen, welche einen negativen Impuls liefert, der die Diode 607 durchläuft und den Zustand der bistabilen Einheit umkehrt. Dies führt dazu, daß der Bremsdruck vermindert wird. Mit abnehmender Verzögerung wird das zugehörige Signal kleiner als das Referenzsignal im zweiten Komparator, was dazu führt, daß er von niedrigem auf hohen Pegel schaltet. Der differenzierte Impuls wird durch die Diode 607 nicht übertragen. Mit weiterer Abnahme der Verzögerung wird das zugehörige Signal kleiner als der erste feste Referenzpegel und der zugehörige Komparator schaltet von hohem auf niedrigen Pegel. Dieser differenzierte Impuls wird durch die Diode 615 übertragen und die bistabile Einheit umgekehrt. Dies führt dazu, daß über das Bremsdruckreservoir erneut Bremsdruck angelegt wird. Dieser Zyklus wiederholt sich während einer Überbremssituation viele Male pro Sekunde. Der Bremsdruck wird mit Hilfe des Ausgangszustands der Schaltung angelegt und erneut angelegt. Hier werden zwei Zweiwege-Magnetventile 303 und 304 mit Hilfe der bistabilen Einheit und des Leistungstransistors 625 betätigt.

Der Ausgang B ist mit dem Steuereingang des Analogtores der Fig. 4 verbunden. Der Ausgang B befindet sich während der Phase zunehmenden Bremsdrucks auf hohem Pegel, was dazu führt, daß das Tor 405 offen ist, und auf niedrigem Pegel während der Phase abnehmenden Bremsdrucks, was dazu führt, daß das Tor geschlossen ist.

PCB Controls Ltd.

Pat 16/4-76 M 809822/0598

Um ein anfängliches Anlegen des Bremsdrucks möglich zu machen und um die Spannungen auf ihre richtigen Anfangswerte zu setzen, ist der Ausgang A der bistabilen Einheit ferner mit dem Kollektor eines Transistors 628 des Typs BC 148 verbunden, dessen Emitter auf negativem Spannungsversorgungspotential liegt. Das positive Spannungsversorgungspotential ist über einen Kondensator 629 einer Kapazität von 0,005 uF und einen damit in Reihe liegenden Widerstand 630 von 82 kjfl mit der Basis des Transistors 628 verbunden. Beim Einschalten der Spannungsversorgung wirkt der Kondensator 629 als Kurzschluß, und der Transistor 628 schaltet für eine kurze Zeit ein und bringt dabei den Punkt A auf eine niedrige Spannung hinunter. Der Punkt B wird dann automatisch hochgesetzt.

Fig. 7 zeigt die Schaltung zur Errichtung des Drucks im Bremsdruckbehälter 5 (Druckreservoir).

Das Reservoirdrucksignal wird über einen Widerstand 701 von 1 MjCL dem invertierenden Eingana eines ersten Operationsverstärkers 702 zugeführt.Das Signal für maximalen Bremsdruckwird über einen Widerstand 703 von 1 MjGL dem nicht-invertierenden Eingang des Operationsverstärkers 702 zugeführt. Der Ausgang des Verstärkers ist über Leitung 704 mit einem Widerstand verbunden, dessen anderer Anschluß mit dem invertierenden Eingang des Verstärkers verbunden ist.

Der Ausgang des Operationsverstärkers 702 ist ferner mit einem Analogtor 707 des Typs 2N3819 verbunden, dessen Ausgang über Leitung 708 an den invertierenden Eingang eines zweiten Operationsverstärkers 709 angeschlossen ist. Das Tor 707 wird durch das Ausgangspotential des Punkts A in Fig. 6 gesteuert. Der nicht-invertierende Eingang des zweiten Operationsverstärkers

PCB Controls Ltd.
Pat 16/4-76 M

809822/0598

709 ist über Leitung 710 mit dem einstellbaren Anschluß eines Potentiometers 711 verbunden, dessen feste Anschlüsse an positives bzw. negatives Versorgungsspannungspotential angeschlossen sind. Das Ausgangssignal des zweiten Operationsverstärkers 709 wird der Basis eines Leistungstransistors 712 des Typs BFY50 zugeführt. Der Emitter des Transistors 712 ist an negatives Versorgungsspannungspotential angeschlossen, während der Kollektor über eine Diode 713 des Typs 1N4001, welche die Eingänge des Magneten S1 für ein Magnetventil 301 (Fig. 3) überbrückt, an positives Versorgungsspannungspotential angeschlossen ist.

Der invertierende Eingang des zweiten Operationsverstärkers 709 ist über Leitung 714 mit dem nicht-invertierenden Eingang eines dritten Operationsverstärkers 715 verbunden, dessen invertierender Eingang über Leitung 716 mit dem einstellbaren Anschluß eines Potentiometers 717 verbunden ist. Die festen Anschlüsse des Potentiometers 717 sind mit positivem bzw. negativem Versorgungsspannungspotential verbunden. Der Ausgang des dritten Operationsverstärkers 715 ist mit der Basis eines zweiten Leistungstransistors 718 des Typs BFY50 verbunden. Der Emitter des Transistors 718 ist an negatives Versorgungsspannungspotential angeschlossen, sein Kollektor über eine Diode 719 des Typs 1N4001, welche die Eingänge eines Magneten S2 für ein zweites Magnetventil 302 (Fig. 3) überbrückt, an positives Versorgungspannungspotential.

Die Spannungsversorgung der Operationsverstärker und die Korrektur von Offsetspannungen geschieht, wie in Bezug auf Fig. 4 beschrieben.

Aus der Beschreibung ergibt sich, daß der erste Operationsverstärker 702 so geschaltet ist, daß er als Subtrahierer

PCB Controls Ltd.

Pat 16/4-76 M 009822/0598

wirkt, und daß der zweite Operationsverstärker 709 und der dritte Operationsverstärker 715 so geschaltet sind, daß sie als Komparatoren wirken.

Die Steuerelektrode des Analogtores 707 des Typs 2N3819 ist über einen Widerstand 722 von 82 k,f2. mit der Basis eines Transistors 721 des Typs BC148 verbunden. Der Emitter des Transistors 721 ist an negatives Spannungsversorgungspotential angeschlossen, sein Kollektor über einen Widerstand 723 von 680-O. an positives Spannungsversorgungspotential. Der Kollektor des Transistors 721 ist ferner mit einem Anschluß eines Widerstands 724 von 1 MjCL verbunden, dessen anderer Anschluß mit dem einen Anschluß eines Kondensators 725 einer Kapazität von 1 uF verbunden ist, dessen anderer Anschluß mit negativem Versorgungsspannungspotential verbunden ist. Der Widerstand 724 wird durch eine Diode 726 des Typs OA90 überbrückt. Die Polarität der Diode 726 ist so gewählt, daß sie in Sperrichtung gepolt ist, wenn der mit dem gemeinsamen Punkt von Widerstand 724 und Kondensator 725 verbundene Anschluß auf niedrigerem Potential als ihr anderer Anschluß liegt. Der mit dem Widerstand 724 und der Diode 726 verbundene Anschluß des Kondensators 725 ist ferner mit einer zweiten Diode 727 des Typs OA90 verbunden, deren anderer Anschluß mit dem invertierenden Eingang des Operationsverstärkers 709 und dem nicht-invertierenden Eingang des Operationsverstärkers 715 verbunden ist. Die Polarität der Diode 727 ist so gewählt, daß sie nicht-leitend ist, wenn die Spannung am nicht-invertierenden Eingang des Operationsverstärkers 715 größer als die Spannung über dem Kondensator 725 ist.

Die Schaltung der Fig. 7 arbeitet folgendermaßen: Das Reservoirdrucksignal wird vom Ausgangssignal der 'Spitzendruck¹-Schaltung (Fig. 4) abgezogen, und das sich ergebende Signal wird über

PCB Controls Ltd. 809822/Π598 Pat 16/4-76 M

das Analogtor 707, welches über das Signal am Ausgang A der Regeleinrichtung gesteuert wird, den zwei Komparatoren 709 und 715 eingegeben. Die Druckdifferenzen, bei welchen die Komparatoren schalten, sind durch die von den Potentiometern 711 und 717 abgenommenen Potentiale vorgegeben. Wenn die Differenz größer als der erste feste Referenzpegel ist, schaltet der erste Komparator,und das Zweiwege-Magnetventil 301 (Fig. 3) wird so geschaltet, daß der Druck im Druckbehälter steigt. Wenn der Druck dort dann größer als der Spitzendruck ist und die Differenz den zweiten festen Referenzpegel überschreitet, wird das Zweiwege-Magnetventil 302 (Fig. 3) in einer Weise wirksam, daß der Bremsdruck durch Abblasen in die Atmosphäre vermindert wird.

Während des Bremsens ist A auf niedrigem Pegel,und der Transistor 721 des Typs BC148 und das Analogtor 707, das durch einen Transistor des Typs 2N3819 gebildet wird, sind beide im AUS-Zustand. Auf diese Weise kann sich derKondensator 725 aufladen. Wenn ein Bremsenwegnahmesignal während eines durch den Widerstand 724 und dem Kondensator 725 eingestellten Zeitinvervalls von A her nicht erhalten wird, dann wird der volle Vorratsdruck über den Behälter5 an die Bremsen angelegt; wenn aber während dieses Zeitinvervalls der Bremsdruck zur Erzeugung eines AüS-Signals ausreicht, wird der Transistor 721 eingeschaltet, wodurch der Kondensator über die Diode 726 entladen wird. Die zweite Diode 727 blockiert die Entladung des Druckdifferenzsignals.

Fig. 8 zeigt die Magnettreiberschaltung. Ein Magnet S3 betreibt ein Ventil 303, ein Magnet S4 ein Ventil 304, ein Magnet S5 ein Ventil 305 und ein Magnet S6 ein Ventil 306. PB1 ist ein normalerweise offener federrückgeführter Druckschalter und R1/1 ein Satz von normalerweise offenen Kontakten eines Relais R1. SW1 ist ein EIN/AüS-Schalter. Jeweils ein An-

PCB Controls Ltd. 8098 2 2/0 590 Pat 16/4-76 M

ε*

Schluß von S3, S4, R1, S5 und S6 ist an positives Versorgungsspannungspotential angeschlossen. Die anderen Anschlüsse von S3 und S4 und jeweils ein Anschluß von PB1 und R1/1 sind mit dem gemeinsamen Punkt von Transistor 625 und Diode 626 verbunden. Die anderen Anschlüsse von R1/1 und PB1 sind mit dem anderen Anschluß von R1 direkt und über einen Schalter SW1 mit den anderen Anschlüssen von S5 und S6 verbunden.

Die Magnettreiberschaltung arbeitet folgendermaßen: PB1 wird gedrückt und losgelassen. Dies erregt R1, welches die normalerweise offenen Kontakte R1/1 schließt. Das System ist nun gesetzt und Bremsdruck kann durch Schließen des Schalters SW1 angelegt werden. Dies erregt die Magneten S5 und S6, die das Ventilpaar 305 und 306 (Fig. 3) betreiben, und legt Bremsdruck an. Wenn der Verzögerungspegel den anfänglichen Maximalverzögerungs-Referenzpegel überschreitet und die Regeleinrichtung 22ein AUS-Signal erzeugt, geht der Ausgang B von hohem auf niedrigen Pegel. Dies führt dazu, daß die Versorgungsspannung der Magneten S3, S4, S5 und S6 und des Relais R1 auf Null geht, was zu einer öffnung der Relaiskontakte R1/1 führt. Dies hängt die Bremse von der Druckzufuhr ab und unterwirft sie der Steuerung durch das Antiblockiersystem.

PCB Controls Ltd.

Pat 16/4-76 M 809822/0598

Leerseite

Claims (1)

1. DR. GEYER · DR HAGEMANN · FRANZ BFRR

   .'ATtMANWAl ΓΕ
   oiK hcssiraRo W) Postfach 400745 ■ B(K)O Münrhon 40 ■ telefon 089/30407V ■ Telex S-2161M. hagc d · Tclo(>ramm hageynalent

   PCB Controls Ltd., München, den

   Dublin, Republik Irland 30. Oktober 1977

   u.Z.: Pat 16/4-76M Dr.G/2/mi

   Ansprüche

   6.) Verfahren zum Verhindern des Blockierens eines ahrzeugrades auf einer Fahrbahn beim Bremsen, wobei die Verzögerung des Fahrzeugrades festgestellt und mit einem Festwert für eine untere Verzögerungsgrenze sowie einer Bezugsgröße für eine obere Verzögerungsgrenze derart zum Steuern eines an das Fahrzeugrad anlegbaren Bremsausgangsdruckes verglichen wird, daß dieser unabhängig von der Stellung der Bremsbetätigungseinrichtung weggenommen wird, wenn die Radverzögerung die obere Verzögerungsgrenze erreicht, und wieder voll angelegt wird, wenn die Radverzögerung die untere Verzögerungsgrenze erreicht, dadurch gekennzeichnet , daß die Bezugsgröße während des Bremsvorgangs in Abhängigkeit von einer Kenngröße, die für die Größe der zwischen Fahrbahn und Fahrzeugrad übertragbaren maximalen Reibungskräfte charakteristisch ist, geändert wird.

   2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Ermittlung der Kenngröße laufend ein Wert k gemäß der Formel

   k = -J- (Mg - I

   809822/0598

   ORIGINAL INSPECTED

   berechnet wird, wobei r den Abrollradius des Fahrzeugrades, M das am Fahrzeugrad augenblicklich anliegende Bremsmoment, I das Trägheitsmoment und 'θ' die augenblickliche Verzögerung des Fahrzeugrades bezeichnen, und daß die Kenngröße gleich k gesetzt wird, wobei im Falle eines Absinkens des Wertes von k die Kenngröße während aufeinanderfolgender Zeitintervalle vorgegebener Länge jeweils konstant auf dem zu Beginn jedes Zeitintervalls jeweils ermittelten Ausgangswert von k gehalten wird, bis innerhalb eines Zeitintervalles der momentane Wert von k wieder auf den zu Beginn des Zeitintervalles eingespeicherten Ausgangswert ansteigt oder diesen überschreitet.

   3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge der Zeitintervalle zwischen 1/10 sek. und 1/2 sek. gewählt wird.

   4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß beim Einleiten des Bremsvorganges zunächst ein vorgegebener Wert für die Bezugsgröße verwendet wird, der erst dann durch einen neuen Wert ersetzt wird, wenn entweder der Wert der ansteigenden Kenngröße größer als der vorgegebene Wert der Bezugsgröße wird oder wenn die Kenngröße ein erstes Maximum durchläuft.

   5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß auch der Bremsausgangsdruck während des Bremsvorganges derart geändert wird, daß er auf die Größe des beim Erreichen der oberen Verzogerungsgrenze am Fahrzeugrad anliegenden Bremsdruckes nach dessen Wegnahme eingestellt wird.

   6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß beim Einleiten des Bremsvorganges zunächst ein vorgegebener Bremsausgangsdruck solange verwendet wird, bis die Verzögerung des Fahrzeugrades erstmals die obere

   PCB controis Ltd. 809822/0 598 Pat 16/4-76M

   Verzögerungsgrenze erreicht und am Fahrzeugrad erstmals der anliegende Bremsdruck weggenommen wird.

   7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Größe des zunächst vorgegebenen Bremsausgangsdruckes mittels der Bremsbetatxgungseinrichtung einstellbar ist.

   8. Vorrichtung zum Verhindern des Blockierens eines Fahrzeugrades auf einer Fahrbahn beim Bremsen, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, mit einer Einrichtung zum Feststellen der Radverzögerung, einer Regeleinrichtung zum Anlegen eines Bremsausgangsdruckes aus einem Bremsdruckbehälter bei Erreichen eines unteren Grenzwertes für die Radverzögerung und zum Wegnehmen des Bremsausgangsdruckes bei einer oberen Bezugsgröße für die Radverzögerung, dadurch gekennzeichnet, daß zur Vorgabe der Bezugsgröße für die Regeleinrichtung (22) eine Einrichtung (25) vorgesehen ist, die eine Einrichtung zum Feststellen der Differenz zwischen einer dem Bremsmoment und einer der momentanen Radverzögerung proportionalen Größe, eine Einrichtung zum laufenden Speichern des Höchstwertes der Differenz sowie eine Einrichtung zur Abgabe des jeweils gespeicherten Höchstwertes der Differenz als Bezugsgröße aufweist.

   9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß als Einrichtung zum Feststellen der Differenz eine elektronische Schaltung vorgesehen ist.

   10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die elektronische Schaltung zum Feststellen der Differenz ein als Subtrahierer (505, 518, 519, 520, 521) geschalteter Operationsverstärker C505) ist, wobei an den einen Eingang des Subtrahierers die dem Bremsmoment proportionale Größe als Spannungsgröße und an den anderen Eingang die der Radverzögerung proportionale Größe als Spannungsgröße angelegt

   80982270598

   PCB Controls Ltd.
   Pat 16/4-76M

   11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum laufenden Speichern des Höchstwertes der Differenz ein dem Subtrahierer (505, 518 - 521) über eine Diode (D ) nachgeschalteter Speicherkondensator (C.) ist, wobei die Diode so eingesetzt ist, daß sie sperrt, wenn die Spannung am Ausgang des Subtrahierers betragsmäßig kleiner als am Speicherkondensator ist.

   12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang des Subtrahierers an den nicht-invertierenden Eingang eines weiteren Operationsverstärkers (513) angeschlossen ist, dessen Ausgang über die Diode (514) mit dem Speicherkondensator (C₁) verbunden ist, und daß der gemeinsame Punkt von Diode (514) und Speicherkondensator (C₁) mit dem invertierenden Eingang des weiteren Operationsverstärkers (513) verbunden, ist.

   13. Vorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß der gemeinsame Punkt von Diode (514) und Speicherkondensator (C₁) mit dem nicht-invertierenden Eingang eines Trennverstärkers (522) verbunden ist, daß an den Ausgang des Trennverstärkers (522) eine weitere Diode (D₁) und an eine veränderliche Spannungsquelle eine dritte Diode (D„) angeschlossen sind, und daß die Dioden mit ihren anderen Anschlüssen miteinander und mit einem Eingang der Einrichtung zum Anlegen und Wegnehmen des Bremsdruckes verbunden sind, wobei die Polaritäten der weiteren Diode (D₁) und der dritten Diode (D-) so gewählt sind, daß die Dioden sperren, wenn das Potential der miteinander verbundenen Anschlüsse höher ist als die Potentiale am Ausgang des Trennverstärkers (522) bzw. der veränderlichen Spannungsauelle .

   PCB Controls Ltd. 809822/0598 Pat 16/4-76M

   14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die anderen Anschlüsse der weiteren Diode (D.) und der dritten Diode (D_) über einen weiteren Trennverstärker (523) mit einem Eingang der Einrichtung zum Anlegen und Wegnehmen des Bremsdruckes verbunden sind.

   15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß ein Entladewiderstand (517) zur Vorgabe einer Entladezeitkonstante für den Speicherkondensator (C₁) vorgesehen ist.

   16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Entladewiderstand (517) einstellbar ist.

   17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung zur Vorgabe eines Anfangswertes für die Bezugsgröße vorgesehen ist.

   18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Regeleinrichtung zum Anlegen und Wegnehmen des Bremsausgangsdruckes eine Komparatorschaltung (609) zum Vergleichen der momentanen Radverzögerung mit dem unteren Grenzwert und eine Komparatorschaltung (602) zum Vergleichen der momentanen Radverzögerung mit einer dem Maximalwert der Differenz entsprechenden Radverzögerung umfaßt.

   19. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Komparatorschaltung zum Vergleichen der momentanen Radverzögerung mit dem unteren Grenzwert ein als Komparator geschalteter Operationsverstärker (609) ist, an dessen invertierenden Eingang eine dem unteren Grenzwert proportionale Spannung gelegt ist und an dessen nicht-invertierenden Eingang eine der momentanen Radverzögerung proportionale 'Spannung gelegt ist, daß die Komparatorschaltung zum Vergleichen der momentanen Radverzögerung mit einer dem Maximalwert der Differenz entsprechenden Radverzögerung ein

   809822/0598

   PCB Controls Ltd.
   Pat 16/4-76M

   weiterer als Komparator geschalteter Operationsverstärker (602) ist, an dessen invertierenden Eingang die der momentanen Radverzögerung proportionale Spannung gelegt ist und an dessen nicht-invertierenden Eingang eine Spannung gelegt ist, die der dem Maximalwert der Differenz entsprechenden Radverzögerung proportional ist, daß dem Ausgang jedes Operationsverstärkers (602; 609) ein Differenzierglied (605, 606; 612, 614) nachgeschaltet ist, und daß der Ausgang des einen Differenziergliedes (605, 606) über eine Diode (607) mit dem Setzeingang und der Ausgang des anderen Differenziergliedes (612, 614) über eine weitere mit der ersten Diode gleichsinnig gepolte Diode (615) mit dem Rücksetzeingang eines mit einem Ausgang (B) seiner Ausgänge (A, B) Steuerventile für den Bremsausgangsdruck steuernden Flip-Flops verbunden sind.

   20. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung zur Erzeugung eines vorgegebenen Anfangszustandes für die Ausgänge (A, B) des Flip-Flops vorgesehen ist.

   21. Vorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Erzeugung eines vorgegebenen Anfangszustandes einen mit seinem Emitter-Kollektorkreis zwischen einen Pol der Versorgungsspannung und den zweiten Ausgang (A) des Flip-Flops geschalteten Transistor (628) und einen zwischen die Basis des Transistors (628) und den anderen Pol der Versorgungsspannung geschalteten Kondensator (629) aufweist.

   22. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 21, gekennzeichnet durch eine Bremsdruck-Steuereinrichtung (15), mittels der das Druckniveau des an das Fahrzeugrad (1) anlegbaren Bremsausgangsdruckes im Bremsdruckbehälter (5) einstellbar ist.

   809822/0598

   PCB Controls Ltd.
   Pat 16/4-76M

   23. Vorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremsdruck-Steuereinrichtung (15) eine Einrichtung zur Speicherung einer Größe aufweist, die dem am Fahrzeugrad (1) während des Anlegens des Bremsausgangsdruckes unmittelbar auftretenden maximalen Bremsdruck proportional ist.

   24. Vorrichtung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Speicherung ein über ein Analoggate (405) aufladbarer Kondensator (408) ist, wobei das Analoggate über den einen Ausgang (B) des Flip-Flops ansteuerbar ist.

   25. Vorrichtung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß ein Subtrahierer vorgesehen ist, an dessen einen Eingang eine der Spannung an dem Kondensator (408) proportional der Spannung und an dessen zweiten Eingang eine dem Druck im Bremsdruckbehälter (5) proportionale Spannung gelegt ist, und daß der Ausgang des Subtrahierers durch ein weiteres über den zweiten Ausgang (A) des Flip-Flops ansteuerbares Analoggate (707) mit dem Eingang einer Vergleicherschaltung zum Vergleichen der Differenz mit. einem oberen und unteren Grenzwert verbunden ist.

   26. Vorrichtung nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß der Eingang der Vergleicherschaltung mit einer bei Abwesenheit eines vom zweiten Ausgang (A) des Flip-Flops kommenden Ansteuersignals für das weitere Analoggate (707) eine über dem oberen Grenzwert liegende Spannung mit vorgegebener Zeitkonstante erzeugenden Einrichtung verbunden ist.

   27. Vorrichtung nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß die eine über dem Grenzwert liegende Spannung erzeugende Einrichtung einen Über einen Widerstand (723, 724) aufladbaren und mit dem Eingang der Vergleicherschaltung

   κ» control. Ltd. 809822/0598

   Pat 16/4-76M

   verbundenen Kondensator (727) aufweist, dem der Emitter-Kollektorkreis eines Transistors (721) parallelgeschaltet ist, dessen Basis mit dem zweiten Ausgang (A) des Flip-Flops verbunden ist.

   28. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 22 bis 27, dadurch gekennzeichnet, daß der Bremsdruckbehälter (5) über eine erste Ventileinrichtung (11) mit einem Hauptdruckbehälter konstanten Druckniveaus und über eine zweite Ventileinrichtung (10) zum Entlüften mit der Umgebung verbindbar ist, und daß beide Ventileinrichtungen (10, 11) von der Bremsdruck-Steuereinrichtung (15) steuerbar sind.

   29. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 28, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung zur Vorgabe eines Bremsausgangsdruckes für die Einleitung eines Bremsvorganges vorgesehen ist.

   30. Vorrichtung nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Vorgabe eines Bremsausgangsdruckes für die Einleitung eines BremsVorganges aus einer durch ein Ventil (12) zu- und abschaltbaren Leitung (100, 9a) besteht, die den Hauptdruckbehälter mit der zum Fahrzeugrad (1) führenden Bremsleitung (4) verbindet.

   31. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 30, dadurch gekennzeichnet, daß hinter dem Ausgang des Bremsdruckbehälters (5) eine Absperreinrichtung (6) zum Blockieren des Durchlasses (4) zum Fahrzeugrad (1) angeordnet ist.

   32. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 31, gekennzeichnet durch eine Anzeigeeinrichtung (28) für den Wert der beim Bremsen ermittelten Bezugsgröße.

   33. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 32, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventileinrichtungen (6,

   PCB Controls Ltd. 809822/0598 Pat 16/4-76M

   - 9 7,10-12,32) elektromagnetisch ansteuerbar sind.

   34. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 33, dadurch gekennzeichnet, daß das zum Bremsen verwendete Druckmedium Luft ist.

   35. Verwendung einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 34 für ein Anti-Blockier-System eines Kraftfahrzeuges.

   controls Ltd. 809822/0598

   Pat 16/4-76M