DE2826294C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung für eine Fahrzeugbremsanlage gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Gesetzliche Bestimmungen verlangen zwingend, daß bei mit Druckluftbremsen versehenen Fahrzeugen das Anlegen der Bremse beim Betätigen des Bremspedals sehr rasch erfolgt. Demzufolge müssen die Bauelemente verhältnismäßig große Druckmitteldurchsätze ermöglichen. Diese sind zwar beim normalen Bremsen vorteilhaft, jedoch dann von Nachteil, wenn die Fahrzeugbremsen mit einem Blockierschutz versehen werden sollen. Dann können die verhältnismäßig hohen Durchsätze an Druckmittel während der Druckaufbauzyklen des Blockierschutzes ein Blockieren der Räder herbeiführen. Hierdurch wird der Bremsweg vergrößert, da der Blockierschutz nicht rasch genug ansprechen kann, um bei Bremsen mit den schon erwähnten hohen Durchsätzen an Druckmittel ein Blockieren der Räder zu verhindern.

Es ist deshalb von großer Bedeutung, die Zunahme des Bremsdruckes während Druckaufbauzyklen dann zu verhindern, wenn die Druckmittelbeaufschlagung der Fahrzeugbremsen durch den Blockierschutz gesteuert wird.

Bei bekannten blockiergeschützten Bremsanlagen hat man dieses Problem dadurch ausgeräumt, daß man einen sog. "Arbeitszyklusübersetzer" vorsieht, der das Bremsdrucksteuersignal in ein entsprechendes, einen vorgegebenen Arbeitszyklus des Magnetventils des Bremsdruckmodulators vorgebendes Steuersignal umsetzt. Bei derartigen Bremsanlagen wird der Elektromagnet mit so hoher Frequenz betrieben, daß die innerhalb eines Arbeitszyklus des Magnetventiles herbeigeführte Druckänderung zu dem stationären Druck in den Radbremszylindern hinzuaddiert wird. Man erhält also ein integrales Arbeiten des Blockierschutzes. Derartige blockiergeschützte Bremsanlagen haben jedoch eine recht große Ansprechzeit, und dies ist umgekehrt wieder nachteilig für ein gutes Arbeiten des Blockierschutzes. Dies ist darauf zurückzuführen, daß diese Bremsanlagen keine Regelungen mit Rückführung darstellen. Durch Druckwandler zur Rückführung des Bremsdruckes werden jedoch die Kosten einer blockiergeschützten Bremsanlage erheblich vergrößert; außerdem ergeben sich durch die komplizierte Anbringung der Druckwandler zusätzliche Probleme. Aus der US-PS 39 53 083 ist eine blockiergeschützte Bremsanlage bekannt, die einen "Arbeitszyklusübersetzer" aufweist.

Die Erfindung geht von der US-PS 39 58 835 aus, in der ein Solldrucksignalgenerator ein abnehmendes Solldrucksignal erzeugt, das den optimalen Bremsdruck in den Radbremszylindern für den jeweiligen Fall darstellt. Das Solldrucksignal wird von dem den Arbeitszyklus des Bremsdruckmodulators vorgebenden Steuerkreis zur Ansteuerung des Elektromagneten des Bremsdrucksteuerventils verwendet, so daß auf diese Weise die Druckmittelzufuhr zu den Radbremszylindern gesteuert wird.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, den aus der US-PS 39 58 835 bekannten Solldrucksignalgenerator zu verbessern, um Einschwingvorgänge und damit Instabilitäten beim Ansprechen des Blockierschutzes zu vermeiden.

Die genannte Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

Die Schaltungsanordnung enthält erfindungsgemäß einen zusätzlichen Voreinstellkreis, der den Solldrucksignalgenerator so ansteuert, daß der Anfangswert des Solldrucksignals immer eine vorbestimmte Größe hat, wenn der Blockierschutz anspricht. Damit wird erreicht, daß Instabilitäten vermieden werden, wenn der Blockierschutz anspricht und der richtige Wert des vom Solldrucksignalgenerators abgegebenen Solldrucksignales erreicht werden soll. Auf diese Weise läßt sich das Ansprechverhalten des Blockierschutzes erheblich verbessern. Das erzeugte Solldrucksignal stellt stets den optimalen Wert für die Einsteuerung des Bremsdruckes dar.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigt

Fig. 1 ein Blockschaltbild der Schaltungsanordnung;

Fig. 2 einen Schaltplan eines Teiles der in Fig. 1 gezeigten Schaltungsanordnung;

Fig. 3 eine graphische Darstellung verschiedener elektrischer Signale der in Fig. 1 und 2 gezeigten Schaltungsanordnung;

Fig. 4 und 5 graphische Darstellungen von Signalen, die von dem Solldrucksignalgenerator bzw. dem Istdrucksimulator der in den Fig. 1 und 2 gezeigten Schaltungsanordnung erzeugt werden.

In der Zeichnung ist eine blockiergeschützte Bremsanlage insgesamt mit 10 bezeichnet. Zu ihr gehört ein Raddrehzahlgeber 12, der in Abhängigkeit von der Drehung eines Fahrzeugrades 14 ein Raddrehzahlsignal erzeugt, das von der Winkelgeschwindigkeit des Rades 14 abhängt. Das Raddrehzahlsignal gelangt vom Ausgang des Raddrehzahlgebers 12 auf den Eingang einer insgesamt mit 16 bezeichneten Detektorschaltung, die ausgehend von dem vom Raddrehzahlgeber 12 erzeugten Raddrehzahlsignal ein Blockiersignal erzeugt, wenn das zugeordnete Rad zu blockieren beginnt. Die Detektorschaltung 16 kann z. B. den in der US-PS 38 04 470 beschriebenen Aufbau haben. Es versteht sich, daß auch zwei oder mehr Raddrehzahlgeber 12, die verschiedenen Fahrzeugrädern zugeordnet sind und deren Drehzahlmessung, durch eine geeignete Auswahlschaltung mit einer einzigen Detektorschaltung verbunden sein, von der ab die Signalverarbeitung genauso erfolgt wie beim hier beschriebenen Ausführungsbeispiel.

Die Detektorschaltung 16 erzeugt an ihrer Ausgangsklemme immer dann ein Signal, wenn ein Rad unter unzulässig großem Schlupf zur Straßenoberfläche läuft. Dieses Blockiersignal wird dann beendet, wenn keine Gefahr eines Blockierens des Rades mehr besteht. Das Ausgangssignal der Detektorschaltung gelangt auf die Eingangsklemme einer Steuerschaltung 18, die in Fig. 2 genauer gezeigt ist. Diese erzeugt bei Erhalten eines Blockiersignales ein zur Bremsdruckmodulation verwendetes Steuersignal, mit welchem ein durch einen Elektromagneten gebildeter Stellmotor 20 eines insgesamt mit 22 bezeichneten Magnetventiles 22 erregt wird. Der Stellmotor 20 hat wie üblich eine Spule und einen Anker. Das zum Modulieren des Bremsdruckes dienende Magnetventil 22 steuert die Strömungsmittelverbindung zwischen einer in der Zeichnung nicht wiedergegebenen Druckmittelquelle, in der Regel dem Hauptbremszylinder des Fahrzeuges und den mit 24 bezeichneten Radbremszylindern. Auf diese Weise erhält man eine Druckmittelentlastung in den Radbremszylindern, wenn ein Rad zu blockieren beginnt, und eine gesteuerte Bremsdruckzunahme, wenn keine Gefahr eines Blockierens des Rades mehr vorliegt.

Wie aus Fig. 2 der Zeichnung ersichtlich ist, ist die invertierende Eingangsklemme 26 eines Operationsverstärkers 28 mit der Ausgangsklemme der Detektorschaltung 16 verbunden. Die nicht invertierende Eingangsklemme 30 des Operationsverstärkers 28 ist mit einer voreingestellten Festspannungsquelle verbunden, welche Widerstände 32, 33, 36 aufweist, die zwischen eine auf Erdpotential liegende Leitung 44 und eine Leitung 38 geschaltet sind und zusammen einen Spannungsteiler darstellen. Die Leitung 38 ist mit einem Spannungsregler 40 verbunden und wird durch diesen auf einem geregelten Potential gehalten. Der Spanungsregler 40 ist seinerseits mit dem schematisch als Block 42 gezeigten Bordnetz des Fahrzeuges verbunden.

Der Ausgang des Operationsverstärkers 28 ist mit seiner invertierenden Eingangsklemme 26 über einen Kondensator 46 verbunden. Die invertierende Eingangsklemme 26 des Operationsverstärkers 28 ist ferner mit einem Widerstand 116 verbunden, der seinerseits mit dem von der Detektorschaltung 16 bereitgestellten Blockiersignal beaufschlagt ist. Der Operationsverstärker 28, der Widerstand 116 und der Kondensator 46 stellen somit einen Integrator dar, der Teil eines Solldrucksignalgenerators 48 ist, der in der Zeichnung durch eine gestrichelte Linie eingefaßt ist. Die äußere Beschaltung des Operationsverstärkers 28 durch den Kondensator 46 ist so getroffen, daß das an der Ausgangsklemme des Operationsverstärkers 28 erhaltene Spannungssignal linear abnimmt, wenn die Amplitude des an der Eingangsklemme 26 anliegenden Signales größer ist als die Amplitude des an der Eingangsklemme 30 anstehenden Signales. Umgekehrt wächst das am Ausgang des Operationsverstärkers 28 erhaltene Signal linear mit der Zeit an, wenn die Amplitude des an der invertierenden Eingangsklemme 26 anliegenden Signales kleiner ist als die Amplitude des an der nicht invertierenden Eingangsklemme 30 liegenden Signales. Der Solldrucksignalgenerator 48 enthält ferner einen Widerstand 50, der parallel über den Kondensator 46 geschaltet ist und durch einen Schalttransistor 52 zu dem Netzwerk hinzugeschaltet werden kann. Ist der Widerstand 50 zu dem Netzwerk hinzugeschaltet, so ist der Kondensator 46 kurzgeschlossen und wirkungslos. Der Operationsverstärker 28 arbeitet dann als einfacher Trennverstärker. Das Ausgangssignal des Operationsverstärkers 28 ist dann also gleich der Amplitude des an der Eingangsklemme 30 liegenden Referenzsignales. Die Ansteuerung des Schalttransistors 52 erfolgt durch das Ausgangssignal eines insgesamt mit 54 bezeichneten, in der Zeichnung wiederum durch eine gestrichelte Linie eingefaßten Ansprech/Abfall-Simulator, der nachstehend noch genauer beschrieben wird. Dieser Ansprech/Abfallsimulator arbeitet grob gesprochen so, daß der Widerstand 50 immer dann über den Kondensator 46 geschaltet wird, wenn die Bremsanlage des Fahrzeuges nicht durch den Blockierschutz gesteuert wird.

Das am Ausgang des Solldrucksignalgenerators bereitgestellte Solldrucksignal gelangt auf die invertierende Eingangsklemme 56 eines Komparators 58, welcher die Arbeitszyklen des Magnetventils 22, d. h. des Bremsdruckmodulators vorgibt. Die nicht invertierende Eingangsklemme 60 des Komparators 58 ist mit der Ausgangsklemme eines insgesamt mit 62 bezeichneten Istdrucksimulators verbunden, der in der Zeichnung ebenfalls durch eine gestrichelte Linie eingefaßt ist. Der Istdrucksimulator 62 erzeugt eine Spannung, welche den in den Radbremszylindern des Fahrzeuges herrschenden Bremsdruck nachbildet. Dieses dem Bremsdruck proportionale Istdrucksignal gelangt vom Ausgang des Istdrucksimulators 62 auf die Eingangsklemme 60 des Komparators 58. Schaltungstechnische Einzelheiten und die Arbeitsweise des Istdrucksimulators 62 werden nachstehend noch genauer beschrieben. Der die Arbeitszyklen des Magnetventils 22 vorgebende Komparator 58 erzeugt immer dann an seinem Ausgang ein entsprechendes Steuersignal, wenn die Amplitude des an der Eingangsklemme 60 anstehenden Istdrucksignales größer ist als die Amplitude des an der Eingangsklemme 56 anliegenden Solldrucksignals. Die Überstellung des am Ausgang des Komparators 58 bereitgestellten Steuersignales an das Magnetventil 22 erfolgt unter Zwischenschaltung einer insgesamt mit 63 bezeichneten Treiberschaltung, die wiederum durch eine gestrichelte Linie eingefaßt ist.

Die Treiberschaltung 63 für das Magnetventil 22 enthält einen ersten Treibertransistor 64, dessen Basisklemme über einen Widerstand 65 mit der Ausgangsklemme des Komparators 58 verbunden ist. Erzeugt der Komparator 58 an seiner Ausgangsklemme ein Steuersignal, so wird der Treibertransistor 64 durchgeschaltet, und hierdurch wird ein Strompfad zwischen einer mit dem Bordnetz verbundenen Leitung 66 und der auf Erdpotential liegenden Leitung 44 geschlossen. Die mit dem Bordnetz verbundene Leitung 66 ist zugleich mit einer ersten Anschlußklemme 68 des Magnetventils 22 verbunden. Die Basisklemme des Transistors 64 ist darüber hinaus direkt mit der Ausgangsklemme der Detektorschaltung 16 verbunden. Auf diese Weise wird der Treibertransistor 64 auch immer dann durchgeschaltet, wenn von der Detektorschaltung 16 ein Blockiersignal erzeugt wird. Die Treiberschaltung 63 enthält ferner einen weiteren, als Vorverstärker dienenden Transistor 72 sowie einen dritten Transistor 74, dessen Kollektor/ Emitterstrecke zwischen die zweite Anschlußklemme 73 des Magnetventils 22 und die auf Erdpotential liegende Leitung 44 geschaltet ist. Wird der Treibertransistor 64 durchgesteuert, so wird auch der Transistor 72 in den leitenden Zustand gebracht, und hierdurch wird dann der Transistor 74 durchgeschaltet, so daß die auf Erdpotential liegende Leitung 44 mit der zweiten Anschlußklemme 73 des Magnetventils verbunden ist. Damit wird das Magnetventil 22 immer dann erregt, und es wird immer dann eine Entlastung des Bremsdruckes erhalten, wenn der die Arbeitszyklen des Magnetventils vorgebende Komparator an seinem Ausgang ein Steuersignal bereitstellt oder wenn die Detektorschaltung 16 ein Blockiersignal bereitstellt.

Der schon oben erwähnte Ansprech/Abfall-Simulator 54 hat einen Komparator 78, dessen nichtinvertierende Eingangsklemme 76 über einen Widerstand 79 mit einem RC-Netzwerk verbunden ist, das einen Kondensator 83 und einen hierzu parallel geschalteten Widerstand 87 aufweist. Der dem Kondensator 83, dem Widerstand 87 und 79 gemeinsame Netzwerkknoten ist über einen Widerstand 75 und eine Diode 85 sowohl mit dem Widerstand 65 als auch mit der Ausgangsklemme des Komparators 58 verbunden. Die invertierende Eingangsklemme 80 des Komparators 78 ist mit einer Festspannungsquelle verbunden, die aus einem zwischen die Leitung 38 und die Leitung 44 geschalteten Spannungsteiler besteht. Letzterer weist zwei Widerstände 82, 84 auf. Immer dann, wenn die Amplitude des an der Eingangsklemme 76 liegenden Signales größer ist als die Amplitude des an der Eingangsklemme 80 liegenden Signales, erzeugt somit der Komparator 78 an seinem Ausgang ein Signal, mit dem der Schalttransistor 52 beaufschlagt wird. Bei Erhalt eines solchen Signales wird der Schalttransistor 52 in den Sperrzustand gebracht, und hierdurch wird der Widerstand 50 als äußere Beschaltung des Operationsverstärkers 28 wirkungslos.

Das an der Eingangsklemme 76 des Komparators 78 liegende Signal wird zugleich auch zum Aufladen des Kondensators 83 verwendet. Die Diode 85 verhindert, daß die Signale innerhalb des Ansprech/ Abfallsimulators 54 das Arbeiten der Treiberschaltung 63 stören. Der Widerstand 87 stellt eine Entladestrecke für den Kondensator 83 dar. Die Dimensionierung des Kondensators 83 und des Widerstands 87 ist so gewählt, daß die Zeitkonstante des durch sie gebildeten RC-Netzwerkes einige Sekunden beträgt. Diese Zeitspanne ist erheblich größer als die maximale Zeit, die zwischen aufeinanderfolgenden Steuersignalen verstreicht, durch welche das Magnetventil 22 bei arbeitendem Blockierschutz eingeschaltet wird. Sowie das Magnetventil 22 durch Ansprechen des Blockierschutzes einmal erregt wird, hält der Kondensator 83 das Potential an der Eingangsklemme 76 höher als das Potential an der Eingangsklemme 80, und zwar bis nach Überflüssigwerden des Arbeitens des Blockierschutzes einige Sekunden verstrichen sind.

Nunmehr wird der insgesamt mit 62 bezeichnete Istdruck-Simulator genauer beschrieben. Er enthält einen Kondensator 86, der über einen Widerstand 89 mit dem Kollektor des Transistors 72 verbunden ist, der seinerseits über ein Widerstandsnetzwerk mit der auf Erdpotential liegenden Leitung 44 verbunden ist. Erzeugt der die Arbeitszyklen des Magnetventils 22 vorgebende Komparator 58 an seinem Ausgang ein Steuersignal und wird dann der Transistor 72 durchgeschaltet, so wird folglich der Kondensator 86 über den Transistor 72 und den Widerstand 89 auf das Potential der Leitung 66 aufgeladen. Dieses Potential ist dasselbe, das zur elektrischen Erregung des Magnetventils zur Verfügung steht. Da die Leitung 66 direkt mit dem elektrischen Bordnetz 42 des Fahrzeuges verbunden ist, ändert sich die Ladespannung für den Kondensator 86 in Abhängigkeit vom Zustand des elektrischen Bordnetzes. Bei neuer Batterie und bei warmem Wetter wird somit der Kondensator 86 recht schnell aufgeladen, wie dies in Fig. 4 durch die Kurve A wiedergegeben ist. Bei alter Batterie und kaltem Wetter, d. h. bei verminderter Spannung auf der Leitung 66 wird der Kondensator 86 langsamer aufgeladen, wie dies durch die Kurve B von Fig. 4 gezeigt ist. Da genau dieselbe Spannung zum Erregen des Magnetventils 22 verwendet wird, ändert sich die Zeit, die benötigt wird, um in der Spule des Elektromagneten des Ventils ein so großes Feld aufzubauen, daß der Anker bewegt wird, ebenfalls in Abhängigkeit von der Spannung auf der Leitung 66. Die Zeit, die zum Aufladen des Kondensators 86 auf eine vorgegebene Spannung benötigt wird, ist somit ein Abbild der Zeitspanne, die zum Erregen des Elektromagneten des Magnetventiles 22 benötigt wird.

Der Kondensator 86 ist mit der invertierenden Eingangsklemme 88 eines Komparators 90 verbunden. Die nichtinvertierende Eingangsklemme 92 des letzteren ist wieder mit einer Referenzspannungsquelle verbunden, die durch einen Spannungsteiler gebildet ist. Letzterer weist zwei Widerstände 94, 96 auf. Die Amplitude des an der Eingangsklemme 92 anliegenden Spannungssignales ändert sich darüber hinaus in Abhängigkeit vom Ausgangssignal des Solldruck- Signalgenerators 48, dessen Ausgangssignal über einen Widerstand 98 auf die Eingangsklemme 92 gegeben wird.

Gibt der Solldruck-Signalgenerator 48 ein einem hohen Bremsdruck zugeordnetes Solldrucksignal ab, so wird folglich das an der Eingangsklemme 92 anstehende Spannungssignal vergrößert, erzeugt dagegen der Solldrucksignalgenerator 48 ein kleines Solldrucksignal zum Herbeiführen eines kleinen Bremsdruckes, so ist die an der Eingangsklemme 92 anliegende Spannung kleiner. Der Istdruck-Simulator 62 berücksichtigt somit nicht nur Änderungen in der Öffnungs- und Schließzeit des Elektromagneten, die auf Änderungen in der Spannung des Bordnetzes zurückzuführen sind, sondern berücksichtigt zugleich auch Unterschiede in der Ansprechzeit des Elektromagneten, die darauf zurückzuführen sind, daß im Bremsdruckmodulator unterschiedlich große Drucke herrschen. Dies sei wiederum anhand von Fig. 4 verdeutlicht. Ist der vom Solldrucksignalgenerator 48 befohlene Solldruck verhältnismäßig groß, so vergleicht der Komparator 90 die am Kondensator 86 abfallende Spannung mit einer größeren Vergleichsspannung, die in Fig. 4 mit V′ _Ref bezeichnet ist. Gibt der Solldrucksignalgenerator 48 einen kleineren Sollbremsdruck vor, so vergleicht der Komparator 90 die am Kondensator 86 abfallende Spannung mit einem kleineren Referenzsignal, das einem geringeren Bremsdruck zugeordnet ist und in Fig. 4 mit V _Ref bezeichnet ist. Der Komparator 90 schaltet also dann schneller durch, wenn das Fahrzeug eine neue Batterie hat und der befohlene Sollwert für den Bremsdruck verhältnismäßig klein ist (vgl. Punkt X von Fig. 4), und der Komparator 90 schaltet dann langsamer durch, wenn kaltes Wetter herrscht und das Fahrzeug eine alte Batterie hat und zugleich der befohlene Sollwert für den Bremsdruck verhältnismäßig groß ist (vgl. Punkt Y von Fig. 4). Das Ausgangssignal des Komparators 90 trägt also einerseits Änderungen in der Ansprechzeit des Elektromagneten Rechnung, die auf Änderungen in der Batteriespannung zurückzuführen sind, und trägt andererseits auch solchen Änderungen in der Ansprechzeit des Elektromagneten Rechnung, die auf die unterschiedlich großen, vom Solldrucksignalgenerator 48 vorgegebenen Drucke im Bremsdruckmodulator zurückzuführen sind.

Der Istdrucksimulator 62 enthält ferner einen ausgangsseitigen Kondensator 100, der über einen nicht mit Bezugszeichen versehenen Widerstand mit der Ausgangsklemme des Komparators 90 verbunden ist. Das an diesem Kondensator liegende Signal ist ein simuliertes Druck-Rückkoppelsignal, welches zu der Eingangsklemme 60 des Komparators 58 zurückgeführt wird und die Größe des wirklichen Bremsdruckes in den Radbremszylindern nachbildet.

Es ist vorteilhaft, daß der Kondensator 86 bei jedem Antiblockierregelzyklus ausgehend vom selben Spannungspegel aufgeladen und entladen wird. Hierzu ist der Istdruck-Simulator 62 mit Feldeffekttransistoren 102, 104, 106, 108 versehen, die in Reihe zwischen die auf Versorgungsspannung liegende Leitung 38 und die auf Erdpotential liegende Leitung 44 geschaltet sind. Die Steuerelektroden der Feldeffekttransistoren 102, 108 sind mit dem Treibertransistor 64 verbunden. Auf diese Weise wird der Feldeffekttransistor 102 immer dann eingeschaltet, wenn das Magnetventil 22 erregt wird, und er wird immer dann ausgeschaltet, wenn das Magnetventil 22 nicht erregt wird. Umgekehrt wird der Feldeffekttransistor 108 immer dann eingeschaltet, wenn das Magnetventil 22 nicht erregt ist, und er wird immer dann ausgeschaltet, wenn das Magnetventil 22 erregt ist. Die Steuerelektroden der Feldeffekttransistoren 104, 106 sind mit Ausgangsklemme des Komparators 90 verbunden. Der Feldeffekttransistor 104 wird also immer dann eingeschaltet, wenn das Ausgangssignal des Komparators 90 niederpegelig ist, und dann ausgeschaltet, wenn dieses Ausgangssignal hochpegelig ist. Der Feldeffekttransistor 106 wird dann eingeschaltet, wenn das Ausgangssignal des Komparators 90 hochpegelig ist und dann ausgeschaltet, wenn dieses Ausgangssignal niederpegelig ist. Die Feldeffekttransistoren 104, 106 haben eine gemeinsame Anschlußklemme, die mit dem Kondensator 86 verbunden ist. Damit wird der Kondensator 86 über die Feldeffekttransistoren 102, 104 direkt mit dem Spannungspegel auf der Leitung 38 beaufschlagt, wenn diese beiden Feldeffekttransistoren beide eingeschaltet sind. Dies ist also dann der Fall, wenn das Magnetventil 22 eingeschaltet ist und das Ausgangssignal des Komparators 90 niederpegelig ist. Umgekehrt wird der Kondensator 86 dann mit der auf Erde liegenden Leitung 44 verbunden, wenn die Feldeffekttransistoren 106, 108 eingeschaltet sind, d. h. dann, wenn das Magnetventil 22 ausgeschaltet ist und das Ausgangssignal des Komparators 90 hochpegelig ist.

Die Arbeitsweise der Feldeffekttransistoren 102 bis 108 ist graphisch in Fig. 5 wiedergegeben. In Fig. 5 bedeutet V _Ref den Spannungspegel, mit dem die nichtinvertierende Eingangsklemme 92 des Komparators 90 beaufschlagt ist. Wie aus Fig. 5 ersichtlich ist, wird der Kondensator 86 exponentiell aufgeladen, wenn zuvor die Treiberschaltung 63 für das Magnetventil 22 ein Steuersignal erhalten hat und der Komparator 90 noch nicht durchgeschaltet hat. Diese Aufladung ist in Fig. 5 durch das Kurvensegment M-N wiedergegeben. Dieses Kurvensegment entspricht der Zeitspanne, die zwischen der Überstellung eines Steuersignales an die Treiberschaltung 63 und dem Schalten des Magnetventils 22 verstreicht. Wie oben schon dargelegt worden ist, ist diese Verzögerung darauf zurückzuführen, daß eine gewisse Zeitspanne dazu benötigt wird, in der Spule des Magnetventiles einen ausreichend großen Strom und ein ausreichend großes Magnetfeld aufzubauen; diese Verzögerung ist aber auch auf das zeitlich verzögerte Ansprechen der mechanischen Bauteile des Bremsdruckmodulators zurückzuführen, das diesen Bauteilen eigen ist. Die letztgenannte Verzögerung hängt von der Größe des Druckes ab, der im Bremsdruckmodulator herrscht. Zu dem in Fig. 5 mit N bezeichneten Zeitpunkt sind die Feldeffekttransistoren 102, 104 beide durchgeschaltet. Infolgedessen ist der Kondensator 86 nun direkt mit der mit geregelter Spannung beaufschlagten Leitung 38 verbunden. Der Kondensator 86 wird nun praktisch sofort auf das Potential der Leitung 38 aufgeladen, wie in Fig. 5 durch das Kurvensegment N-O wiedergegeben ist. Zu dem in Fig. 5 mit P bezeichneten Zeitpunkt findet das Steuersignal, mit dem die Treiberschaltung 63 beaufschlagt ist, sein Ende. Die Ladung auf dem Kondensator 86 wird nun exponentiell abgebaut, wie in Fig. 5 durch das Kurvensegment P-Q dargestellt. Die zum Entladen des Kondensators 86 von der Versorgungsspannung V _D auf die Spannung V _Ref benötigte Zeitspanne entspricht der Zeitspanne, die dazu benötigt wird, den Elektromagneten abfallen zu lassen. Die entsprechende Zeitspanne ist derjenigen vergleichbar, die zum Erregen des Elektromagneten benötigt wird. Zu dem in Fig. 5 mit Q bezeichneten Zeitpunkt schaltet der Komparator 90 durch, und hierdurch wird der Feldeffekttransistor 106 durchgeschaltet, so daß der Kondensator 86 mit der auf Erdpotential liegenden Leitung 44 verbunden wird. Der Kondensator 86 wird dann danach praktisch ohne jegliche Zeitverzögerung entladen, wie in Fig. 5 durch das Kurvensegment Q-R wiedergegeben ist. Der Kondensator 86 kann nun von neuem aufgeladen werden, wenn die Treiberschaltung 63 für das Magnetventil 62 mit einem neuen Steuersignal beaufschlagt wird.

Die oben beschriebene blockiergeschützte Bremsanlage arbeitet wie folgt:
Stellt die Detektorschaltung 16 ein beginnendes Blockieren eines der Fahrzeugräder fest, so erzeugt sie an ihrem Ausgang ein Blockiersignal, das direkt auf die Basisklemme des Treibertransistors 64 der Treiberschaltung 63 gelangt. Das Blockiersignal führt dann zu einer Erregung des Elektromagneten des Magnetventils 22, und hierdurch wird eine Bremsdruckentlastung erhalten. Das Blockiersignal gelangt gleichzeitig auf die nichtinvertierende Eingangsklemme des Komparators 78, der in dem Ansprech/Abfall-Simulator 54 enthalten ist, da die Eingangsklemme 76 über den Widerstand 79, den Widerstand 75, die Diode 85 und den Widerstand 65 mit der Basisklemme des Treibertransistors 64 verbunden ist. Da die Amplitude des an der positiven Eingangsklemme 76 des Komparators 78 anstehenden Signales nun größer ist als die Amplitude des an der negativen Eingangsklemme 80 anstehenden Signales, erzeugt der Komparator 78 ein Ausgangssignal, durch welches der Schalttransistor 52 in den Sperrzustand gebracht wird. Damit wird der Widerstand 50 als äußere Beschaltung des Operationsverstärkers 28 unwirksam. Bevor der Schalttransistor 52 in den Sperrzustand gebracht wird, arbeitet der Operationsverstärker 28 als einfacher Trennverstärker; das Signal an seiner Ausgangsklemme ist also gleich dem Referenzsignal, mit dem seine nichtinvertierende Eingangsklemme 30 beaufschlagt ist. Wird nun der Schalttransistor 52 gesperrt und der Widerstand 50 so als äußere Beschaltung des Operationsverstärkers 28 unwirksam gemacht, so entspricht das zunächst vom Solldrucksignalgenerator 48 abgegebene Solldrucksignal dem Referenzsignal, das an der Eingangsklemme 30 anliegt. Nach dem Abtrennen des Widerstands 50 von der Ausgangsklemme des Operationsverstärkers 28 arbeitet der Solldrucksignalgenerator 48 wie ein Integrator. Die negative Eingangsklemme des Operationsverstärkers 28 ist - wie schon oben dargelegt - direkt mit der Ausgangsklemme der Detektorschaltung 16 verbunden. Wird der Treibertransistor 64 durchgeschaltet, so wird durch das an der negativen Eingangsklemme 26 anstehende Signal eine lineare Abnahme des Ausgangssignales des Operationsverstärkers 28 herbeigeführt. Wie in Fig. 3 graphisch dargestellt ist, erzeugt die Detektorschaltung 16 zum Zeitpunkt t₁ ein Blockiersignal (vgl. die oberste Darstellung von Fig. 3). Wie aus der zweiten Darstellung von Fig. 3 ersichtlich ist, führt die ansteigende Flanke des von der Detektorschaltung 16 erzeugten Blockiersignales dazu, daß das Ausgangssignal des Komparators 78 auf hohen Pegel geschaltet wird. Auf diesem hohen Pegel verbleibt es so lange, bis der Blockierschutz sein Arbeiten beendet. Dies ist darauf zurückzuführen, daß der Kondensator 83 durch das von der Detektorschaltung 16 erzeugte Blockiersignal aufgeladen wird. Wie aus der dritten Darstellung von Fig. 3 ersichtlich ist, beginnt zum Zeitpunkt t₁ das am Ausgang des Solldrucksignalgenerators 48 bereitgestellte Solldrucksignal linear abzunehmen (vgl. das Kurvensegment AB von Fig. 3). Zum Zeitpunkt t₂ endet das am Ausgang der Detektorschaltung 16 bereitgestellte Blockiersignal, was bedeutet, daß für das Rad keine unmittelbare Gefahr eines Blockierens mehr besteht. Es kann also ein Druckaufbauzyklus eingeleitet werden. Der Operationsverstärker 28 arbeitet nun anders, nämlich so, daß die an seiner Ausgangsklemme erhaltene Spannung linear anwächst, wie durch das Kurvensegment BC von Fig. 3 wiedergegeben ist. Dieses Arbeiten des Solldrucksignalgenerators 48 hält über eine nicht genau vorgegebene Anzahl von Arbeitszyklen an, wie in Fig. 3 gezeigt ist.

Wie oben schon ausgeführt worden ist, stellt das am Kondensator 100 anliegende Signal ein Istdrucksignal dar, das den wirklichen Druck in den Radbremszylindern wiedergibt. Dieses Istdrucksignal hat eine Amplitude, die abhängt von der Amplitude des am Ausgang des Solldrucksignalgenerators 48 bereitgestellten Solldrucksignales. Dieses repräsentiert den gewünschten Bremsdruck in den Radbremszylindern. Das am Kondensator 100 abgegriffene Istdrucksignal hängt aber zusätzlich noch von den Zeitspannen ab, die zum Öffnen und Schließen des Magnetventils 22 erforderlich sind.

Nach der ersten Ansteuerung des Treiberkreises 63 für das Magnetventil 22 zum Herbeiführen einer Bremsdruckentlastung wird der Kondensator 100 weiterhin aufgeladen, da das Ausgangssignal des Komparators 90 weiterhin hochpegelig ist. Dies erfolgt so lange, bis die Amplitude des am Kondensator 86 liegenden Signales größer wird als die Amplitude des an der Eingangsklemme 92 liegenden Signales. Es sei darauf hingewiesen, daß die Aufladung des Kondensators 86 dann beginnt, wenn das Magnetventil 22 erregt wird. Der Komparator 90 schaltet dann durch, so daß die auf dem Kondensator 100 gespeicherte Ladungsmenge abgebaut werden kann. Auf diese Weise wird die Verminderung des Bremsdruckes nachgebildet, die durch Erregung des Magnetventiles 22 herbeigeführt wird. Die Zeitspanne, die nach dem Erzeugen eines eine Bremsdruckentlastung befehlenden Signales und vor Verminderung der auf dem Kondensator 100 befindlichen Ladung verstreicht, repräsentiert wieder diejenige Zeitspanne, die vom Elektromagneten zur Betätigung des Bremsdruckmodulators benötigt wird. Wie oben schon ausgeführt worden ist, ist diejenige Zeitspanne, während der der Kondensator 100 nach Erregen des Elektromagneten noch weitergeladen wird, durch das Kurvensegment M-N von Fig. 5 wiedergegeben. Umgekehrt wird der Kondensator 100 auch nach Beendigung des Steuersignales für die Treiberschaltung 63 des Magnetventiles 22 noch für eine Zeitspanne weiterhin entladen, die dem in Fig. 5 mit P-Q bezeichneten Kurvensegment entspricht. Wie weiter oben schon dargelegt worden ist, entsprechen die den Kurvensegmenten M-N und P-Q von Fig. 5 entsprechenden Zeitspannen den Zeiten, die für das Anziehen bzw. Abfallen des Elektromagneten benötigt werden. Das an dem Kondensator 100 anliegende Signal ist ein simuliertes Druckrückkoppelsignal, das im wesentlichen dem in den Radbremszylindern herrschenden Bremsdruck entspricht. Dieses Signal wird daher auch als Istdrucksignal bezeichnet. Es ist in der vierten Darstellung von Fig. 3 durch eine ausgezogene Linie wiedergegeben. Das von dem Solldrucksignalgenerator 48 am Ausgang bereitgestellte Solldrucksignal, welches dem gewünschten Bremsdruck in den Radbremszylindern entspricht, ist dagegen in der vierten Darstellung von Fig. 3 durch eine gestrichelte Linie wiedergegeben. Wie oben schon dargestellt worden ist, wird das simulierte Istdrucksignal auf die nichtinvertierende Eingangsklemme des die Arbeitszyklen des Magnetventiles 22 vorgebenden Komparators 58 zurückgeführt. Dieser vergleicht das Istdrucksignal mit dem am Ausgang des Solldrucksignalgenerators bereitgestellten Solldrucksignal. Innerhalb eines Druckaufbauzyklus nimmt das am Ausgang des Solldrucksignalgenerators 48 bereitgestellte Solldrucksignal linear zu, wie in der dritten Darstellung von Fig. 3 durch den Kurvenabschnitt B-C wiedergegeben ist. Der Komparator 58 vergleicht dieses linear zunehmende Solldrucksignal mit dem am Kondensator 100 anliegenden Istdrucksignal, das wie gesagt den in den Radbremszylindern herrschenden Bremsdruck nachbildet. Entsprechend diesem Vergleich erzeugt der Komparator 58 impulsförmige Steuersignale für die Treiberschaltung 63 des Magnetventils 22, die in der untersten Darstellung von Fig. 3 wiedergegeben sind. Diese Steuersignale geben die Geschwindigkeit des Bremsdruckanstieges so vor, wie dies dem Solldrucksignal am Ausgang des Solldrucksignalgenerators 48 entspricht. Dieser Anstieg des Bremsdruckes ist kleiner als derjenige, der erhalten würde, wenn man eine unbehinderte Druckmittelzufuhr zu den Radbremszylindern vorsehen würde. Wie weiter oben schon ausgeführt worden ist, würde eine derartige unbegrenzte Anstiegsgeschwindigkeit der Bremsdruckzunahme zu einem Blockieren der Räder durch die Bremsen führen, bevor der Blockierschutz auch nur Gelegenheit hat, zu reagieren. Dies gilt dann, wenn man einen in der Geschwindigkeit völlig unbehinderten Druckaufbau während der Arbeitsphase des Blockierschutzes der Fahrzeugbremsanlage zuläßt. Dies ist darauf zurückzuführen, daß die verschiedenen Bauteile des den Bremsdruckmodulator bildenden Magnetventils 22 infolge gesetzlicher Bestimmungen so ausgelegt werden müssen, daß man eine zufriedenstellende Ansprechzeit dann erhält, wenn der Blockierschutz nicht benötigt wird.

Es gibt jedoch auch Fälle, in denen der Druckaufbauzyklus durch entsprechende, hierarchisch übergeordnete Anlagenteile verhindert werden muß, wenn das von der Detektorschaltung 16 bereitgestellte Blockiersignal endet. Dies gilt z. B. dann, wenn das Fahrzeug auf einer Oberfläche mit extrem schlechtem Reibbeiwert fährt, z. B. auf Glatteis. Würde man unter solchen Bedingungen am Ende des Blockiersignales den Bremsdruck wieder erhöhen, so würden die Räder des Fahrzeuges blockieren, bevor der Blockierschutz überhaupt eine Gelegenheit hat, hierauf zu reagieren. Infolgedessen sind bei der hier betrachteten blockiergeschützten Bremsanlage Vorkehrungen getroffen, welche eine zeitliche Verzögerung des Druckaufbauzyklus sicherstellen, wenn das Fahrzeug auf einer Oberfläche mit extrem schlechtem Reibungsbeiwert fährt. Auf diese Weise wird der Beginn eines Druckaufbauzyklus so lange hinausgezögert, bis sich die Räder des Fahrzeuges noch weiter gefangen haben und ihr Laufzustand noch weiter von einem unmittelbar bevorstehenden Blockieren entfernt ist, welches zum Ansprechen des Blockierschutzes geführt hat. Ein derartiger Betriebszustand liegt in Fig. 3 zwischen den Zeitpunkten t₅ und t₆ vor. Wie aus Fig. 3 ersichtlich ist, hat die Detektorschaltung 16 innerhalb dieser Zeitspanne für eine ungewöhnlich lange Zeit ein Blockiersignal bereitgestellt. Dies zeigt an, daß das Fahrzeug auf einer extrem schlüpfrigen Oberfläche fährt. Wie dies das Kurvensegment D-E erkennen läßt, hat das am Ausgang des Solldrucksignalgenerators 48 bereitgestellte Solldrucksignal nach linearer Abnahme seinen geringstmöglichen Wert erreicht. Da alle Spannungen bei der hier betrachteten Steuerschaltung positiv sind, ist dieser niederstmögliche Wert theoretisch Null, in Wirklichkeit jedoch etwas größer als Null. Beim Punkt E der dritten Darstellung von Fig. 3, die das am Ausgang des Solldrucksignalgenerators bereitgestellte Solldrucksignal wiedergibt, ersichtlich ist, hat das Solldrucksignal seinen niederstmöglichen Wert erreicht, bevor das am Ausgang der Detektorschaltung 16 bereitgestellte Blockiersignal beendet wird. Da die negative Eingangsklemme 26 des Operationsverstärkers 28 immer noch ein Eingangssignal erhält, und da das Ausgangssignal des Operationsverstärkers 28 nicht mehr kleiner werden kann, wird der Kondensator 46 exponentiell so lange aufgeladen, wie die Detektorschaltung 16 ein Blockiersignal bereitstellt. Endet dann das von der Detektorschaltung 16 abgegebene Blockiersignal, so wird der Kondensator 46 über eine Entladestrecke entladen, zu welcher die Widerstände 112, 114, 116 gehören. Die Widerstände 112, 114 sind in Reihe zwischen die Leitungen 38 und 44 geschaltet, während der Widerstand 116 zwischen den Mittelpunkt des durch die Widerstände 112, 114 gebildeten Spannungsteilers und die invertierende Eingangsklemme des Operationsverstärkers 28 geschaltet ist. Obwohl das von der Detektorschaltung 16 abgegebene Blockiersignal schon beendet worden ist, beginnt das am Ausgang des Solldrucksignalgenerators 48 anstehende Solldrucksignal so lange nicht wieder linear zuzunehmen, bis der Kondensator 46 so weit entladen worden ist, daß die Amplitude des an der Amplitude des an der Eingangsklemme 26 anstehenden Signales kleiner ist als die des an der Eingangsklemme 30 anstehenden Signales. Da die Zunahme des Bremsdruckes durch das vom Solldrucksignalgenerator abgegebene Solldrucksignal vorgegeben ist, läuft der Bremsdruckabbauzyklus auch dann noch weiter, nachdem das Blockiersignal sein Ende gefunden hat. Dies entspricht der Zeitspanne t₆ bis t₇, die verstreicht, bis der Kondensator 46 auf die oben angegebene Spannung entladen worden ist. Fährt das Fahrzeug auf einer sehr schlüpfrigen Straße, was dazu führt, daß die Detektorschaltung 16 für eine ungewöhnlich lange Zeit ein Blockiersignal bereitstellt, so wird der nachfolgende Bremsdruckaufbauzyklus um eine Zeitspanne verzögert, die von der Zeit abhängt, über die hinweg sich das am Ausgang des Solldrucksignalgenerators 48 bereitgestellte Solldrucksignal auf seinem niederstmöglichen Pegel befand. Die oben beschriebene blockiergeschützte Bremsanlage sorgt somit automatisch für eine Kompensation ihres Arbeitens beim Fahren des Fahrzeuges auf derartig extrem rutschigen Oberflächen. Bei Verwendung einer üblichen blockiergeschützten Bremsanlage würde man unter diesen Bedingungen ein Blockieren der Fahrzeugräder erhalten.

Claims (4)

1. Schaltungsanordnung für eine blockiergeschützte Fahrzeug-Bremsanlage zum Regeln des Bremsdruckes im Radbremszylinder,
mit einem Raddrehzahlgeber, mit einer das Raddrehzahlsignal empfangenden Auswerteschaltung, welche ein Blockiersignal erzeugt, wenn das Rad zu blockieren droht,
mit einem Solldrucksignalgenerator, der das Blokiersignal mit einem ersten Referenzsignal vorgegebener Größe vergleicht und ein abnehmendes Solldrucksignal für einen gewünschten Bremsdruck erzeugt, wenn er ein Blockiersignal erhält, und ein zunehmendes Solldrucksignal erzeugt, wenn er kein Blockiersignal erhält,
mit einem Steuerkreis, der mit dem Solldrucksignal beaufschlagt ist und aus diesem ein Bremsdrucksteuersignal ableitet,
und mit einem vom Bremsdrucksteuersignal beaufschlagten Bremsdrucksteuerventil, das den Druck im Radbremszylinder anpaßt, dadurch gekennzeichnet, daß ein Voreinstellkreis (50, 52, 54) vorgesehen ist, durch welchen der Anfangswert des Solldrucksignals einstellbar ist,
und daß der Voreinstellkreis einen Komparator (78) für den Vergleich des Blockiersignals mit einem zweiten Referenzsignal aufweist, um beim Ansprechen des Blockierschutzes ein Ausgangssignal zu erzeugen, mit dem der Anfangswert des Solldrucksignals auf den Wert des ersten Referenzsignals eingestellt wird.

2. Schaltungsanordung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Solldrucksignalgenerator (48) einen Operationsverstärker (28) aufweist, dessen eine Eingangsklemme (26) das Blockiersignal und dessen zweite Eingangsklemme (30) das Referenzsignal erhält, daß ein Kondensator zwischen die zweite Eingangsklemme (30) und die Ausgangsklemme des Operationsverstärkers (28) geschaltet ist, daß der Voreinstellkreis einen Widerstand (50) aufweist, der mittels eines steuerbaren Schalters (52) parallel zum Kondensator (46) schaltbar ist, und daß der Komparator (78) das Ausgangssignal erzeugt, wenn das Blockiersignal größer ist als die zweite Referenzspannung, durch welches Hilfssteuersignal der steuerbare Schalter (52) geöffnet wird, um den Widerstand (50) wirkungslos zu schalten.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Energiespeicher (83) mit der nichtinvertierenden Eingangsklemme (76) des den Beginn eines Antiblockierregelzyklus feststellenden Komparators (78) verbunden ist, und daß dieser Energiespeicher (83) durch das dem Bremsdrucksteuerventil überstellte Steuersignal aufgeladen wird.

4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerkreis zum Erzeugen des Bremsdrucksteuersignals einen Komparator (58) aufweist, welcher das Solldrucksignal mit einem Istdrucksignal vergleicht, das im wesentlichen dem wirklichen Bremsdruck entspricht, und der ein Steuersignal dann erzeugt, wenn das Istdrucksignal größer ist als das Solldrucksignal, und daß der Ladekreis für den Energiespeicher (83) so ausgelegt ist, daß die Zeit, die verstreicht, bis das am Energiespeicher anliegende Signal unter den Wert des zweiten Referenzsignals abfällt, größer ist als die maximale Zeitspanne, die zwischen aufeinanderfolgenden Bremsdrucksteuersignalen innerhalb eines Antiblockierregelzyklus verstreicht.