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EINRICHTUNG ZUR AUFLADUNG EINES IM RAHMEN EINER
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VORTRIEBS-REGELEINRICHTUNG EINES KRAFTFAh-RZEUGES ALS DRUCKQUELLE
VORGESEHENEN DRUCKSPEICHERS.
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Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Aufladung eines im Rahmen
einer Vortriebs-Regeleinrichtung eines Kraftfahrzeuges als Druckquelle vorgesehenen
Druckspeichers,aus dem in Regelphasen der Vortriebs-Regeleinrichtung die Druckbeaufschlagung
der Radbremse des jeweils zum Durchdrehen neigenden Rades erfolgt,mit den weiteren
im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 genannten Merkmalen,wobei die Merkmalskombination
dieses Oberbegriffs einem von der Anmelderin betriebsintern realisierten Entwicklungsstand
entspricht.
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Die Kombination einer Vortriebs-Regeleinrichtung,die auch bei drastisch
unterschiedlichen raftschlußbeiwerten eine günstige Ausnutzung des Motor-Drehmoments
und eine gute Fahrstabilität ermöglicht,mit einem Antiblockiersystem ist deshalb
günstig,weil wesentliche Funktionsteile des Antiblockiersystems,z.B.die zur Überwachung
des Bewegungszustandes der Fahrzeugräder
vorgesehenen Raddrehzahlfühler
und die zur Bremsdruckregelung an den Radbremsen vorgesehenen Regelventile im Rahmen
der Vortriebs-Regeleinrichtung zweckanalog mit ausgenutzt werden können,sodaß diese
insoweit nur einen relativ geringen,zusätzlichen konstruktiven Aufwand erfordert.
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Problematisch ist jedoch im allgemeinen die geeignete Gestaltung der
Hilfsdruckquelle,aus der in den Regelungsphasen der Vortriebs-Regeleinrichtung die
Druckbeaufschlagung der Radbremse eines jeweils zum Durchdrehen neigenden Antriebsrades
erfolgt.
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Gemäß einer älteren,die Kombination eines Antiblockiersystems mit
einer Vortriebs-Regeleinrichtung betreffenden Patenanmeldung(P31 27 303..5!der Anmelderin
wird als Hilfsdruckquelle die ausgangsseitig mit einem Speicher gepufferte Pumpe
einer hydraulischen Lenkhilfe benutzt, deren Ausgangsdruck für eine direkte Beaufschlagung
der Radbremsen über deren zugeordnete Bremsdruck-Regelventile jedoch nicht ausreicht.Es
ist daher ein zusätzlicher Druckübersetzer erforderlich,der die hydraulische Ankopplung
der Hilfsdruckquelle an den Bremskreis der angetriebenen Fahrzeugräder auf dem erforderlichen
Druckniveau vermittelt.Der durch einen solchen Druckübersetzer bedingte bauliche
Mehraufwand für das hydraulische Stellglied einer mit einem Antiblockiersystem kombinierten
Vortriebs-Regeleinrichtung ist erheblich und mit entsprechenden Kosten verknüpft.Es
kommt hinzu,daß der Druckübersetzer,je nach dem Ausgangs-Druckniveau der als Hilfsdruckquelle
zur Verfügung stehenden,fahrzeugeigenen Druckquelle und dem maximal benötigten Bremsdruck
auf ein bestimmtes,für den jeweiligen Fahrzeugtyp spezifisches Übersetzungsverhältnis
ausgelegt sein muß;es ist
daher in praxi nicht möglich,einen solchen
Druckübersetzer in das die Bremsdruck-Regelventile und die Rückförderpumpe des Antiblockiersystems
bzw.der Vortriebs-Regeleinrichtung umfassende hydraulische Stellglied dieser kombinierten
Einrichtung baulich zu integrieren,was aus Gründen einer rationellen Serienfertigung
an sich erforderlich wäre.Entsprechendes gilt,wenn zur Aufladung des Druckspeichers
unter Verzicht auf die Ausnutzung einer fahrzeugeigenen Druckquelle eine gesonderte
Ladepumpe vorgesehen werden muß.
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Aufgabe der Erfindung ist es daher,eine Einrichtung der eingangs genannten
Art zu schaffen,deren hydraulisches Stellglied insgesamt wesentlich einfacher aufgebaut
ist und insoweit auch einer rationellen Serienfertigung zugänglich ist,wie dies,für
sich allein gesehen,für das hydraulische Stellglied des Antiblockiersystems gilt.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil
des Patentanspruchs 1 genannten Merkmale gelöst.Durch die hiernach vorgesehene Mitausnutzung
der Rückförderpumpe zur Aufladung des der Vortriebs-Regeleinrichtung zugeordneten
Druckspeichers wird eine für die Serienfertigung besonders vorteilhafte weitgehende
Integration der hydraulischen Komponenten der beiden unabhängig voneinander arbeitenden
Regelt in richtungen erzielt;ein Druckübersetzer oder eine zusätzliche,mit dem erforderlichen
Ausgangsdruckniveau arbeitende Ladepumpe werden nicht benötigt,sodaß,durch den Wegfall
solcher verschleißbehafteter Komponenten auch die Zuverlässigkeit der Vortriebs-Regeleinrichtung,
für sich gesehen'erhöht wird.
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Da die üblicherweise als Freikolbenpumpe ausgebildete Rückförderpumpe
keine Saugwirkung entfalten und Bremsflüssigkeit aus den Bremszangen - in der Rücklaufstellung
der Bremsdruck-Regelventile - nur solange in die Arbeitsdruckräume der Rückförderpumpe
einströmen kann, solange der Druck in der jeweiligen Rücklaufleitung größer ist
als der Öffnungsdruck der eingangsseitigen Rückschlagventile der Rückförderpumpe,würde
ohne zusätzliche Vorkehrungen mit zunehmender Zahl abgelaufener Regelspiele der
Vortriebs-Regeleinrichtung auch eine zunehmende Erschöpfung des Druckspeichers eintreten.Es
ist daher erforderlich,daß der Druckspeicher mindestens von Zeit zu Zeit auf ein
geeignetes Mindest-Druckniveau von ca.160-200 bar aufladbar ist. Auch zu einer solchen
Wiederaufladung des Druckspeichers,die außerhalb der Regelspiele der Vortriebs-Regeleinrichtung
erfolgt,kann die Rückförderpumpe ausgenutzt werden,wenn eine Förderpumpe vorgesehen
ist,mit der Bremsflüssigkeit aus dem Vorratsbehälter ansaugbar und in den dem Bremskreis
der angetriebenen Fahrzeugräder zugeordneten Druckraum der Rückförderpumpe förderbar
ist.Zwar ist eine solche Förderpumpe,die nur den für die Öffnung des eingangsseitigen
Rückschlagventils des dem Bremskreis der angetriebenen Fahrzeugräder zugeordneten
Druckraumes der Rückförderpumpe erforderlichen Druck von ca.6 bar entwickeln muß,kostengünstiger
herstellbar als eine Speicher-Ladepumpe mit einem Ausgangsdruck von 160-20C bar,jedoch
ist auch der mit der kleinen Förderpumpe verknüpfte Herstellungs- und Montageaufwand
noch erheblich.
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In der durch die Merkmale des Anspruchs 2 umrissenen Ausführungsform
hat
die erfindungsgemäße Einrichtung demgegenüber den großen Vorteil,daß für die Nachladung
des Druckspeichers keine zusätzliche Hilfs-Förderpumpe benötigt wird und insoweit
konstruktiver und herstellungstechnischer Mehraufwand für die Vortriebs-Regeleinrichtung
vollkommen entfällt.Dabei wird erfindungsgemäß die Speicherfähigkeit der Bremszangen
ausgenutzt,die bei üblicher Dimensionierung im Verlauf eines Bremsvorganges eine
unter dem aufgebrachten Bremsdruck stehende Bremsflüssigkeitsmenge von einigen Kubikzentimetern
aufnehmen, die mittels der im Anspruch 2 angegebenen zweckgerechten Ansteuerung
der Bremsdruck-Regelventile,der Rückförderpumpe und der die kommunizierende Verbindung
des Druckspeichers mit dieser vermittelnden Schalt-Ventilanordnung in einem hinreichenden
Umfang zu der erforderlichen Nachladung des Druckspeichers ausnutzbar ist.
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Bei den Gestaltungen der erfindungsgemäßen Einrichtung gemäß den Merkmalen
der Ansprüche 2-5 können Druckspeicher-Ladezyklen sowohl in der Druckaufbau- wie
auch in der Druckabbauphase eines Bremsvorganges ablaufenDurch die Merkmale der
Ansprüche 4 und 5 ist angegeben,wie durch einen impulsgesteuerten Ablauf der Ladezyklen
eine in Kauf zu nehmende Beeinträchtigung der Bremswirkung hinreichend niedrig gehalten
werden kann,wobei ein im Sinne eines bestmöglichen Kompromisses geeignetes Tastverhältnis
der Steuerimpulse experimentell auf einfache Weise ermittelbar ist.
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Durch eine g2I7af: Anspruch 6 vorgesehene Legrenzung der Auslösbarkeit
von Ladezyklen auf einen durch einen unteren
und einen oberen Druckgrenzwert
im Hauptbremszylinder beschränkten Wertebereich,der z.B.zwischen 10 und 40 bar liegt,ist
einerseits eine wirksame Aufladung des Druckspeichers sichergestellt und andererseits
gewährleistet, daß im Falle einer mit hohem Bremsdruck verlaufenden Vollbremsung
die Bremswirkung nicht durch in die Bremsphase eingeschachtelte Ladezyklen beeinträchtigt
werden kann.
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Entsprechendes gilt sinngemäß auch für die durch die Merkmale des
Anspruchs 7 umrissene und durch diejenige der Ansprüche 8 und 9 näher spezifizierte
Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Einrichtung,bei der die Aufladung des Druckspeichers
erst in der letzten Phase des Bremsvorgangs bzw.des Druckabbaues im Bremskreis der
angetriebenen Fahrzeugräder eingeleitet wird.
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Durch die Merkmale des Anspruchs 10 ist eine für eine rasche und wirksame
Aufladung des Druckspeichers besonders geeignete Gestaltung der Auflade-Einrichtung
mit einem gesonderten Lade-Steuerventil angegeben, in dessen gesperrtem Zustand
über ein in einem Bypass-Strömungspfad liegendes Rückschlagventil im Ladekreis des
Druckspeichers weiterhin Bremsdruck aufgebaut werden kann,Bremsflüssigkeit jedoch
aus dem Ladekreis nicht zum Hauptbremszylinder zurückströmen kann.
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In Verbindung mit dieser speziellen Gestaltung des hydraulischen Ladekreises
ist durch die Merkmale des Anspruchs 11 eine Ausbildung der Lade-Steuerschaltung
umrissen und durch diejenigen der Ansprüche 12 und 13 näher spezifiziert,die den
Vorteil vermittelt,daß der
durch die Aufladung des Speichers erzielte
Druckabbau in den Bremszangen des Bremskreises der angetriebenen Fahrzeugräder in
guter,schrittweiser Näherung der vom Fahrer durch eine langsame oder rasche Zurücknahme
des Bremspedals herbeigeführten Druckabsenkung im Hauptbremszylinder folgt.
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Um zu vermeiden,daß aus einer mit der SpeicherauEladung verknüpften
Bremsflüssigkeitsentnahme aus den Bremszangen ein unerwünscht rascher Abfall der
Bremswirkung resultiert,ist es vorteiihaft,wenn auch hier,wie gemäß Anspruch 14
vorgesehen,die Ladezyklen mittels eines Impulsgeber-AusgangssignEszeitlich gestaffelt
sind,wobei im Falle eines fest vorgegebenen Tastverhältnisses der Lade-Steuerimpulse
dieses zweckmäßigerweise derart eingestellt ist,daß in der Mehrzahl der auftretenden
Bremssituationen das Ansprechen der Fahrbremse der diesbezüglichen Erwartung des
die Bremse betätigenden Fahrers entspricht.
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Durch die Merkmale des Anspruchs 15 ist eine diesbezüglich besonders
vorteilhafte Ausbildung der Lade-Steuereinheit angegeben,durch die das Ansprechverhalten
der Fahrbremse nahezu exakt an das Betätigungsverhalten des Fahrers anpaßbar ist.
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Durch die Merkmale des Anspruchs 16 ist eine zur vorerwähnten Ausbildung
der Drucksensor- und -vergleichseinrichtung alternative Gestaltung angegeben,die
sich durch einfachen Aufbau und hohe Betriebssicherheit auszeichnet.
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Durch die Merkmale der Ansprüche 17 und 18 sind besonders
einfache
Gestaltungen erfindungsgemäßer Auflade-Einrichtungen angegeben,bei denen anstelle
von Analog-Druckgebern wesentlich einfachere Druckschalter bzw.
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Schaltelemente einsetzbar sind.
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Vorteilhaft kann es weiter sein,wenn Druckspeicher-Nachladezyklen
nur in einem definierten Bereich der Fahrzeuggeschwindigkeit,z.B.zwischen 10 km/h
und 40 km/h und/oder der Bremsverzögerung,z.B.zwischen 0,1 g und 0,3 g auslösbar
sind.
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Schließlich ist durch die Merkmale des Anspruchs 20 eine mit Zeitverzögerung
des Speicher-Ladevorganges arbeitende Lade-Steuereinheit der Vortriebs-Regeleinrichtung
umrissen,die verhindert,daß im Verlauf eines noch andauernden Bremsmanövers ein
Speicher-Ladezyklus ablaufen kann.
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Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der
nachfolgenden Beschreibung spezieller Ausführungsbeispiele anhand der Zeichnung.
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Es zeigen: Fig.1 eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen
Einrichtung zur Aufladung eines Druckspeichers,der im Rahmen einer Vortriebs-Regeleinrichtung
eines Kraftfahrzeuges als Hilfsdruckquelle eingesetzt ist, Figuren verschiedene
Ausbildungen im Rahmen der Ein-2-4 richtung gemäß Fig.1 zur Steuerung der Auf-.
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ladung des Druckspeichers einsetzbaren elektronischen Steuereinheit,
Fig.5 eine weitere Ausführungsform einer Druckspeicher-Ladeeinrichtung in einer
der Fig. 1 entsprechenden Darstellung, Fig.6 eine zur Steuerung der Aufladung des
Druckspeichers der Einrichtung gemäß Fig.5 geeignete Steuereinheit und Fig.7 eine
zusätzliche,insbesondere im Rahmen der Einrichtung gemäß Fig.1 geeignete elektronische
Steuereinheit.
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Die Fig.1,auf deren Einzelheiten ausdrücklich verwiesen sei,zeigt
in einem vereinfachten Schaltbild den hydraulischen Funktionsteil einer ihrer grundsätzlichen
Ausbildung und Funktion nach als bekannt voraussetzbaren Vortriebs-Regeleinrichtung
10 für ein Kraftfahrzeug,das auch mit einem hinsichtlich Aufbau und Funktion ebenfalls
als bekannt voraussetzbaren Antiblockiersystem ausgerüstet ist.
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Ohne Beschränkung der Allgemeinheit sei vorausgesetzt, daß das Fahrzeug
einen Hinterachsantrieb habe,wobeiden durch die Bremszangen 11 und 12 repräsentierten
Hinterradbremsen ein gemeinsamer Hinterachsbremskreis zugeordnet ist.
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Das Antiblockiersystem ist in der Fig.1 lediglich durch
den
dem Hinterachsbremskreis zugeordneten Teil seines hydraulischen Stellgliedes repräsentiert,der
äie den Radbremsen 11 und 12 des linken und des rechten Hinterrades zugeordneten
Bremsdruck-Regelventile 14 und 16 und die als Freikolbenpumpe ausgebildete Rückförderpumpe
17 umfaßt,deren Eingang 18 über ein Rückschlagventil 19 an die gemeinsame Rücklauf
leitung 21 der beiden Bremsdruck-Regelventile 14 und 16 angeschlossen ist,das durch.
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Druck in dieser Rücklaufleitung 21 in Öffnungsrichtung beaufschlagbar
ist.Der Ausgang 22 der Rückförderpumpe ist über ein Rückschlagventil 23 an die sich
zu den Bremsdruck-Regelventilen 14 und 16 hin verzweigende, insgesamt mit 24 bezeichnete
Bremsleitung des Hinterachs-3remskreises angeschlossen nd durch Druck in der Bremsleitung
24 in Sperr-Richtung beaufschlagbar.Außerdem ist im Rahmen des hydraulischen Stellgliedes
13 an die Rücklaufleitung 21 der Bremsdruck-Regelventile 14 und 16 ein Pumpenspeicher
26 angeschlossen.In der dar£estellten Grundstellung der Bremsdruck-Regelventile
14 und 16 sind die Bremszangen 11 und 12 über die Durchlaßpfade 27 der Bremsdruck-Regelventile
kommunizierend mit der Bremsleitung 24 verbunden.In dieser Grundstellung der Bremsdruck-Regelventile
14 und 16 kann z.B.aurch Betätigung des Tandem-Hauptzylinders 28 mittels des Bremspedals
29 oder durch ventilgesteuerten Anschluß des im Rahmen der Vortriebs-Regeleinrichtung
10 als Hilfsdruckquelle vorgesehenen Druckspeichers 31 an die Bremsleitung 24 Bremsdruck
in den Bremszangen 11 und 12 aufgebaut werden.Die als 3/3-Wege-Magnetventile ausgebildeten
Bremsdruck-Regelventile 14 und 16 sind durch 3A-bzw.6A-Steuersignale,die über die
elektrischen Steuerleitungen 32 bzw. 33 ihren
SLeuermagneten zuführbar
sind,in eine Sperr-Stellungund eine Rücklauf-Stellung gesteuert werden.Sowohl im
Rahmen der Antiblockierregelung wie auch im Rahmen der Vortriebs-Regelung ist die
dargestellte Grundstellung der Bremsdruck-Regelventile 14 und 16 der Druckaufbauphase,ihre
Sperr-Stellung der Druckhaltephase und ihre Rücklauf-Stellung,in der die Bremszangen
11 und 12 alternativ oder gemeinsam über den Rücklaufpfad 34 der Bremsdruck-Regelventile
14 und 16 an die Rückförderpumpe 17 angeschlossen sind der Druckabbauphase zugeordnet,ir.
der mittels der Rückförderpumpe 17 Bremsflüssigkeit aus den Bremszangen 11 und/oder
12 in die Bremsleitung 24 zurückförderbar ist.
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Die zur Bremsdruck-Regelung im Sinne der Antiblockier-oder der Vortriebs-Regelung
geeigneten Steuersignale werden von nicht dargestellten elektronischen Steuereinheiten
des Antiblockiersystems bzw.der Vortriebs-Regeleinrichtung 10 in dem jeweiligen
Regelungszweck entsprechender Folge und Kombination erzeugt.
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Im folgenden wird anhand der Fig.1 und der Figuren 2-4, auf deren
Einzelheiten ebenfalls ausdrücklich verwiesen sei,mehr im einzelnen auf die Vortriebs-Regeleinrichtung
10 sowie die zur Aufladung des als Hilfsdruckquelle eingesetzten Druckspeichers
31 vorgesehene Einrichtung eingegangen: Der Druckspeicher 31 befindet sich im aufgeladenen
Zustand auf einem Druckniveau von ca.160-200 bar und enthält einen unter diesem
Druck stehenden,für die alternative oder gemeinsame Druckbeaufschlagung der Radbremsen
11 und 12 ausreichenden Vorrat von Bremsflüssigkeit,wobei
dieser
Druckspeicher 31 so dimensioniert ist,daß er sich im Verlauf aufeinander folgender
Regelspiele der Vortriebs-Regeleinrichtung 10 nicht völlig erschöpft.
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Zur regelungsgerechten Ankopplung des Druckspeichers 31 an den Bremskreis
11,12,24 der angetriebenen Fahrzeugräder ist beim dargestellten speziellen Ausführungsbeispiel
gemäß Fig.1 ein als 3/2-Wege-Magnetventil 36 ausgebildetes Umschaltventil vorgesehen,das
durch elektrische Ansteuerung über seine Steuerleitung 37 aus seiner dargestellten
Grundstellung,in der der Druckspeicher 31 gegen die Bremsleitung 24 abgesperrt,diese
jedoch über den ersten Druchflußpfad 38 des Umschaltventils 36 mit dem zugeordneten
Ausgangsdruckraumdes Tandem-Hauptzylinders 28 verbunden ist,in seine zweite Durchfluß-Stellung
steuerbar ist,in der der Druckspeicher 31 nunmehr über den zweiten Durchflußpfad
39 des Umschaltventils 36 an die Bremsleitung 24 angeschlossen,der der Ausgangsaruckraum
des Tandem-Hauptzylinders 28 jedoch gegen die Bremsleitung 24 abgesperrt ist.Mindestens
während der Druckabbau-Regelspiele der Vortriebs-Regeleinrichtung ist über die Steuerleitung
41 durch ein Ausgangssignal ihrer elektronischen Steuereinheit die Rückförderpumpe
17 aktiviert,die somit in den Druckabbau-Phasen der Vortriebs-Regelung Bremsflüssigkeit
aus der Bremszange 11 und/oder 12,in der jeweils der Druckabbau erfolgt,über die
Bremsleitung 24 und den zweiten Durchflußpfad 39 des Umschaltventils 36 in den Druckspeicher
31 zurückpumpt und diesen dadurch wieder auflädt.
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Durch diese itausnutzung der Rückförderpumpe 17 zur Aufladung des
Druckspeichers 31 wird,schon für sich allein gesehen,eine wesentliche bauliche Vereinfachung
des für die Vortriebs-Regeleinrichtung 10 insgesamt erforderlichen hydraulischen
Stellgliedes erzielt.
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Da der Druckspeicher 31,wie einleitend erwähnt,trotz der im Verlauf
der Druckabbauphasen erfolgenden - weitgehenden - Wiederaufladung erschöpfbar ist,muß
er mindestens von Zeit zu Zeit unabhängig von Regelspielen der Vortriebs-Regeleinrichtung
10 nachladbar sein.Eine zur bedarfsgerechten Wiederaufladung des Druckspeichers
31 geeignete Einrichtung umfaßt in spezieller Gestaltung einen ersten Druckschalter
42,der den Druck im Druckspeicher 31 überwacht und ein EIoch-PegeXAusgangssignal
abgibt,sobald der Speicherdruck einen Mindest-Sollwert von z.B.60 bar unterschreitet.¢in
zweiter Druckschalter 43 überwacht den Druck in dem vom Tandem-Hauptzylinder 28
zum Umschaltventil 36 führenden Abschnitt 44 der Bremsleitung 24 und gibt ein Hoch-Pegel-Ausgangssignal
ab,sobald dieser Druck einen vorgegebenen Schwellenwert von z.B.20 bar überschreitet.
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7;re aus einer Verarbeitun der Ausgangssignale der beiden Druckschalter
42 und 43 und gegebenenfalls des Ansprech-Ausgangssignals des Bremslichtschalters
46 für eine bedarfsgerechte Wiederaufladung des Druckspeichers 31 geeignete Ansteuersignale
für das Umschaltventil 36,die Bremsdruck-Regelventile 14 und 16 und die Rückförderpumpe
17 erzeugende elektronische Steuereinheit 47 hat in spezieller Ausbildung den aus
der Fig.2 ersichtlichen Aufbau:
Ein 2-Eingangs-UND-Glied 48 empfängt
an seinem einen Eingang das Ausgangssignal des zweiten Druckschalters 43 oder gegebenenfalls
das Ansprech-Ausgangssignal des Bremslichtschalters 46,die anzeigen,daß die Fahrbremse
aktiviert ist.An seinem anderen Eingang 51 empfängt das 2-Eingangs-UND-Glied 48
das Ausgangssignal eines als Sperrglied eingesetzten weiteren 2-Eingangs-UND-Gliedes
52,das einen negierten Eingang 53 und einen nicht negierten Eingang 54 hat.An dem
nicht negierten Eingang 54 empfängt dieses zweite UND-Glied das Ausgangssignal des
ersten Druckschalters 42.Solange am negierten Eingang 53 des zweiten UND-Gliedes
52 ein Hoch-Pegel-Ausgangssignal ansteht,was erst der Fall ist,wenn ein Ladezyklenzähler
56 einen vorgegebenen End-Zählerstand erreicht hat,ist das Ausgangssignal des zweiten
UND-Gliedes ein Hoch-Pegel-Signal und damit auch das Ausgangssignal des ersten UND-Gliedes
48,wenn an dessen erstem Eingang 49 gleichzeitig das Hoch-Pegel-Ausgangssignal des
zweiten Druckschalters 43 ansteht.Mit dem somit aus der UND-Verknüpfung der Ausgangssignale
der beiden Druckschalter 52 und 63 resultierenden Hoch-Pegel-Ausgangssignal des
ersten UND-Gliedes 48 wird die Rückförderpumpe 17 des hydraulischen Stellgliedes
13 der Vortriebs-Regeleinrichtung 10 bzw.des Antiblockiersystems aktiviert.
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Durch dasAusgangssignal des ersten UND-Gliedes 48 wird ein Impulsgenerator
57 angeregt,der Hoch-Pegel-Ausgangsimpulse vorgegebener Frequenz und vorgegebenen
Tastverhältnisses erzeugt.Mit den Ausgangs impulsen dieses Impulsgenerators 57 werden
die Bremsdruck-Regelventile 14 und 16 jeweils in ihre Rücklaufstellung gesteuert
und das Umschaltventil 36
erregt.Die Vortriebs-Regeleinrichtung
10 wird somit,ausgelöst durch eine Betätigung der Fahrbremse und das Anzeigesignal,daß
der Druck im Druckspeicher zu niedrig ist, periodisch in Druckabbauphvsen gesteuert,in
deren Verlauf Bremsflüssigkeit mittels der Rückförderpumpe 17 aus den Bremszangen
11 und 12 in den Druckspeicher 31 gefördert und dieser auf seinen Druck-Sollwert
aufgeladen wird.Dabei wird ausgenutzt,daß die Bremszangen während der zeitlich zwischen
die Druckabbau- bzw.Ladephasen geschachtelten Bremsphasen,in denen der Druck in
den Bremszangen 11 und 12 aufgebaut wird,eine beträchtliche Menge,in praxi einige
Kubikzentimeter,unter diesem Bremsdruck stehende Bremsflüssigkeit aufnehmen und
somit ihrerseits als Druckspeicher wirken,dessen Druckniveau hoch genug ist,um den
Öffnungsdruck des eingangsseitigen Rückschlagventils 19 der Rückförderpumpe 17 zu
überwinden und eine für die wirksame Aufladung des Druckspeichers 31 hinreichende
Bremsflüssigkeitsmenge an die Rückförderpumpe abzugeben.
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Die Folge der mittels der Steuereinheit 47 ausgelösten Ladezyklen
wird beendet,wenn entweder das Abfallen des Ausgangssignals des ersten Druckschalters
42 anzeigt, daß der Speicher 31 aufgeladen ist und/oder die Bremsung beendet wird,angezeigt
durch das Abfallen des Ausgangssignals des zweiten Druckschalters 43 oder das Abfallen
des Bremslichtschalter-Ausgangssignals oder wenn der die Ausgangs impulse des Impulsgenerators
57 zählende Ladezyklenzähler 56 seinen Endzählerstand erreicht,hierauf ein Hoch-Pegel-Ausgangssignal
abgibt'das zu einem Abfallen des Ausgangssignals des zweiten UND-Gliedes 52 und
damit auch zum Abfallen des Ausgangssignals des ersten UND-Gliedes
48
und als Folge davon zur Abschaltung der Rückförderpumpe 17 führt.Der Zyklenzähler
56 ist durch das Ansprechsignal des Bremslichtschalters 46 zurücksetzbar, sodaß
für die Beendigung aller durch eine Betätigung der Fahrbremse ausgelösten Ladezyklenfolgen
derselbe En-Zählerstand des Zyklenzählers 56 maßgeblich ist,sofern die Ladezyklen
nicht schon vorher durch das Abfallen der Druckschalter-Ausgangssignale beendet
worden sind.
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Bei der vorstehend erläuterten Steuerung der Ladezyklen ist ein typischer
Wert des Tastverhältnisses der die Lade-und Bremsphasen auslösenden Impulse des
Impulsgenerators 57 1:2,wobei das Ladeintervall ca.O,2 sec.beträgt und damit auch
das Bremsintervall.Es versteht sich, daß für verschiedene Fahrzeugtypen die optimale
Einstellung dieses Tastverhältnisses durch gezielte Versuche ermittelbar ist.
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Bei der insoweit beschriebenen Steuerung der Ladezyklen können diese
sowohl innerhalb der Druckaufbau- wie auch innerhalb der Druckabbauphase eines Bremsvorganges
ablaufen.In solchen Fällen muß eine gewisse,wenn auch geringfügige Reduzierung der
Bremswirkung in Kauf genommen werden.Um in kritischen Fahrsituationen,in denen ein
hoher Bremsdruck erforderlich ist,z.B.bei einer sogenannten Vollbremsung,zu gewährleisten,daß
Ladezyklen die Bremswirkung nicht beeinträchtigen können, ist vorgesehen,daß bei
Bremsdrücken,die z.B.größer als 60 bar sind,Speicher-Ladezyklen nicht mehr ausgelöst
werden können.
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Dies kann durch eine spezielle Gestaltung des den Druck
im
Tandem-Hauptzylinder 28 überwachenden Druckschalters 43 erreicht werden,derart,daß
dieser ein erstes Ausgangssignal abgibt,wenn ein Bremsdruck von z.B.10 bar erreicht
ist, wobei das Anstehen dieses Signals als Bedingung dafür ausgenutzt ist'daß Speicher-Ladezyklen
ablaufen können,und daß dieser Druckschalter 43 ein zweites Signal erzeugt, wenn
der Druck im Tandem-Hauptzylinder größer als z.B.
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40 bar ist und das Anstehen dieses Signals als Bedingung dafür benutzt
wird,daß Speicher-Ladezyklen nicht mehr ablaufen können.Eine geeignete Möglichkeit
kann auch darin bestehen,einen dritten Druckschalter vorzusehen, der bei dem oberen
Schwellenwert 40 bar ein entsprechendes,den Ablauf von Ladezyklen verhinderndes
Signal abgibt.Ein im dargelegten Sinne geeigneter Druckschalter könnte auch so ausgebildet
sein,daß er nur im Bereich zwischen ca.10 bar und ca.40 bar ein Hoch-Pegel-Ausgangssignal
abgibt,als Bedingung dafür,daß Speicher-Ladezyklen ablaufen können.
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In der Fig.3 ist eine weitere zur Steuerung der Aufladung des Druckspeichers
31 geeignete elektronische Steuereinheit 58 dargestellt.Sie umfaßt ein 2-Eingangs-UND-Glied
59, das als Eingangssignale die Ausgangssignale der beiden Druckschalter 42 und
43 der Vortriebs-Regeleinrichtung 10 gemäß Fig.1 empfängtDemUND-Glied 59 ist ein
Differenzierglied 61 nachgeschaltet,diesem eine bezüglich negativer Ausgangssignale
in Durchlaßrichtung gepolte Diode 61 und dieser wiederum ein abfallverzögertes Zeitglied
63.Mit dem Ausgangssignal des Zeitgliedes 63 werden das Umschaltventil36 in dessen
den Druckspeicher 31 mit der Bremsleitung 24 verbindende Schaltstellung,und die
Bremsdruck-Regelventile 14 und 16 in deren Rücklaufstellung gesteuert
und
gleichzeitig die Rückförderpumpe 17 aktiviert.Da bei der in der Fig.3 wiedergegebenen
Ausbildung der Steuereinheit 58 das Zeitglied 63 mit der abfallenden Flanke des
Hoch-Pegel-Ausgangssignals des Druckschalters 43 ausgelöst wird,wird hierbei der
Ladevorgang des Speichers 31 erst in der letzten Phase des Druckabbaues im Tandem-Hauptzylinder
28 eingeleitet,d.h.,nachdem der Fahrer die Fußkraft praktisch vollständig zurückgenommen
hat und der Bremsvorgang gleichsam abgeschlossen ist.Der Ladevorgang wird nach der
durch die Verzögerungszeit des Zeigliedes 63 bestimmten Zeitspanne beendet.
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Typische Beträge dieser Zeitspanne liegen zwischen 0,2 und 0,5 sec.
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Um zu vermeiden,daß nach einem erstmaligen Abfallen des den Druck
im Tandem-Hauptzylinder 28 überwachenden Druckschalters 43 durch eine mit mäßiger
Pedalkraft wiederholte Betätigung der Fahrbremse,die zu einem im 10 bar-Bereich
liegenden Druckaufbau im Tandem-Hauptzylinder 28 führt, wiederholte Druckspeicher-Nachladezyklen
eingeleitet werden,ist es zweckmäßig,wenn nach einem erstmaligen Abfallen des Ausgangssignals
des Druckschalters 43 wiederum eine Begrenzung der nachfolgend möglichen Ladezyklen
vorgenommen wird.Eine zu diesem Zweck geeignete Steuereinheit 65 ist in der Fig.4
dargestellt.Ihr Aufbau entspricht im wesentlichen demjenigen der Steuereinheit 58
gemäß Fig.3.Sie umfaßt zusätzlich einen Zyklenzähler 64 und ein UND-Glied 66 mit
einem negierten Eingang 67,an dem das End-Zählerstands-Signal des Zyklenzählers
64 empfangen wird.An seinem anderen Eingang empfängt das UND-Glied 66 das Ausgangssignal
des zweiten Druckschalters 43.
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Der Ausgang des UND-Gliedes 66 ist mit dem zweiten Eingang
des
UND-Gliedes 59 verbunden.Der Zyklenzähler 64 ist wiederum durch das Ansprechsignal
des Bremslichtschalters 46 zurücksetzbar.
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Die in der Fig.5 dargestellte Vortriebs-Regeleinrichtung 70 entspricht
in ihrem Aufbau weitgehend derjenigen gemäß Fig.1.Demgemäß sind bau- und funktionsgleiche
Elemente jeweils mit denselben Bezugszeichen belegt.
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Im Unterschied zur Einrichtung 10 gemäß Fig.1 umfaßt die Einrichtung
70 gemäß Fig.5 ein zusätzliches'als Lade-Steuerventil ausgebildetes Sperrventil
71,das als 2/2-Wege-Magnetventil ausgebildet ist.Das Umschaltventil 36 ist bei der
Vortriebs-Regeleinrichtung 70 lediglich noch zur regelungsgerechten Ankopplung des
Druckspeichers 31 an das hydraulische Stellglied 13 der Vortriebs-Regeleinrichtung
ausgenutzt.
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In der dargestellten Grundstellung der beiden Ventile 36 und 71 ist
der Tandem-Hauptzylinder 28 über den ersten Durchlaßpfad 38 des Umschaltventils
36 und den Durchlaßpfad 72 des Sperrventils 71 mit dem zu den Bremsdruck-Regelventilen
14 und 16 weiterführenden Abschnitt 73 der insgesamt wiederum mit 24 bezeichneten
Bremsleitung verbunden.Im Nebenschluß zu dem Sperrventil 71 liegt ein Rückschlagventil
7d,das,wenn der Druck in dem weiterführenden Abschnitt 73 der Bremsleitung 24 höher
ist als in dem zum Sperrventil 71 führenden Zweig derselben,in Sperr-Richtung beaufschlagt
ist.Von dem weiterführenden Abschnitt 73 der Bremsleitung 24 zweigt die zum Druckspeicher
31 führende Ladeleitung 76 ab,in der ein Rückschlagventil 77 liegt,das,wenn der
Druck in der Ladeleitung
76 größer ist als im Druckspeicher 31,in
Öffnungsrichtung beaufschlagt ist.
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Im weiteren Unterschied zum Ausführungsbeispiel gemäß Fig.1 ist zusätzlich
zu dem den Ausgangsdruck des Tandem-Hauptzylinders 28 überwachenden Druckschalter
43 ein Druckgeber 78 vorgesehen,der ein zum Druck im Tandem-Hauptzylinder 28 proportionales
Ausgangssignal abgibt.An eine der beiden,zu den Bremszangen 11 ofler 12 führenden
Druckleitungen z.B.die Druckleitun 75 ist ein zweiter Druckgeber 79 angeschlossen,der
ebenfalls ein Druck-proportionales Ausgangssignal abgibt.
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Die in Verbindung mit der Vortriebs-Regeleinrichtung 70 zur Steuerung
der Aufladung des Druckspeichers 31 vorgesehene elektronische Steuereinheit 80 ist
in der Fig.6 dargestllt'auf deren Einzelheiten wiederum ausdrücklich verwiesen sei.
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Die Steuerschaltung 80 umfaßt ein 2-Eingangs-UND-Glied 81, dem als
Eingangssignale das Ausgangssignal des ersten,den Druck im Druckspeicher 31 überwachenden
Druckschalter 42 und das Ausgangssignal des zweiten Druckschalters 43 zugeleitet
sind.Durch das Hoch-Pegel-Ausgangssignal des UND-Gliedes 81 ist das Lade-Steuerventil
71 in seine Sperr-Stellung gesteuert.Die Ausgangssignale der beiden Druckgeber 78
und 79 werden mittels eines Komparators 89 ständig miteinander verglichen.Bei Ungleichheit
der beiden Ausgangssignale bzw.Drücke in der Bremsleitung 24 bzw.der Druckleitung
79 der überwachten Bremszange 12 ist das Ausgangssignal dieses Komparators 82 ebenfalls
ein Hoch-Pegelsignal,mit dem die Bremsdruck-Regelventile
in ihre
Rücklaufstellung steuerbar sind,in der die Rückförderpumpe 17 über die Ladeleitung
76 und das Rückschlagventil 77 den Druckspeicher 31 auflädt.
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Wenn das Lade-Steuerventil 71 in seine Sperr-Stellung gesteuert ist,kann
zwar über das im Nebenschluß dazu liegendeRückschlagventil 74 Bremsdruck aufgebaut
werden,ein Zurückströmen von Bremsflüssigkeit zum Tandem-Hauptzylinder 28 ist jedoch
nicht möglich.Dies bedeutet wiederum,daß für die jeweiligen Nachladezyklen der den
Bremszangen 11 und 12 und den mit diesen kommunizierenden Teilen der Hydraulik-Einheit
gespeicherte Druck bzw.Bremsflüssigkeitsvorrat für die Nachladung des Druckspeichers
31 voll zur Verfügung steht.
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Der Komparator 82 vermittelt einen ständigen Druckvergleich, wcdurch
der Druckabfall im Verlauf der Nachladezyklen schrittweise dem Druckabfall eines
normalen Bremsvorganges,gleichsam in der art einer BremsentrennenfiniktionXangenähert
ist. Dabei ist es jedoch möglich,daß der Druckabfall,z.B.während des ersten Nachladezyklus
so stark ist,daß die Bremswirkung an der Hinterachse schlagartig reduziert wird.
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Um hier Abhilfe zu schaffen,ist es zweckmäßig,wenn mit dem Ausgangssignal
des Komparators 82 ein Impulsgenerator 83, z.B.ein astabilder Multivibrator,angesteuert
wird,der mit seinen mit bestimmter Impulsfolgefrequenz abgegebenen Hoch-Pegel-Ausgangsimpulsen
die Nachladezyklen steuert.
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Dabei ist es weiter zweckmäßig,wenn das Tastverhältnis des Impulsgeber-Ausgangssignals
der Ausgangsspannung des Komparators 82 proportional ist,die ihrerseits der überwachten
Druckdifferenz proportional ist.Durch die impulsförmige
Ansteuerung
der Bremsdruck-Regelventile 14 und 16 mittels des Impulsgenerators 83 mit steuerbarem
Tastverhältnis wird ein Verlauf des Druckabfalls erzielt,der dem vom Fahrer subjektiv
erwarteten Abfall bestmöglich entspricht,wobei,wenn der Fahrer die Pedal-Betätigungskraft
plötzlich aufhebt,der Druckabfall schneller erfolgt,als wenn der Fahrer die Fußkraft
allmählich zurücknimmt.
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Eine Variante der Vortriebs-Regeleinrichtung 70 gemäß Fig.5 bzw.ihrer
Einrichtung zur Aufladung des Druckspeichers 31 kann darin bestehen,daß,wenn der
Bremslichtschalter 46 oder der Druckschalter 43 bei Erreichen eines Druckschwellenwertes
schließt und damit ein Ausgangssignal abgibt,das Ladesteuerventil 71 in seine Sperrstellung
gesteuert wird,sodaß zwar Druck aufgebaut,nicht aber Bremsflüssigkeit aus den Bremszangen
11 und 12 im Tandem-Hauptzylinder 28 zurückströmen kann.Erst wenn dann der Druckschalter
43 bzw.der Bremslichtschalter 26 wieder öffnet, was beim Unterschreiten des genannten
Druckschwellenwertes des Fall ist,wird der Nachladevorgang ausgelöst.
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Dabei ist jedoch zu beachten,daß in der Zeitspanne zwischen dem Aufheben
der Betätigungskraft am Bremspedal 29 bis zum Unterschreiten des Ansprech-Schwellenwertes
des Druckschalters 43 bzw.dem Abfallen des Bremslichtschalters 46 die volle Bremskraft
an den Bremszangen 11 und 12 erhalten bleibt,mithin noch gebremst wird,wenn der
Fahrer schon längst nicht mehr bremsen will.Der Vorteil dieser Variante besteht
jedoch darin,daß der Druckgeber 78 und auch der zweite Druckgeber 79 entfallen können.
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Als Alternative zur Steuereinheit 80 gemäß Fig.6 kann anstelle des
Komparators 82 auch ein Differenz-Druckschalter
vorgesehen werden,
dessen Druckräume mit dem Ausgangsdruck des Tandem-Hauptzylinders 28 und der überwachten
Bremszange 12 beaufschlagt sind. Dieser Differenz-Druckschalter erzeugt ein elektrisches
Ausgangssignal, sobald der Druck an der Bremszange 12 größer ist als im Tandem-Hauptzylinder
28, wobei mit diesem Signal des Differenz-Druckschalters jeweils ein Nachladezyklus
für den Druckspeicher 31 eingeleitet wird, der beendet wird, wenn die überwachten
Drücke wieder ausgeglichen sind.
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Dieses Spiel wiederholt sich entlang der abfallenden Kurve des Bremsdruckverlaufs,
je nach Trägheit und Vorspannung des Differenz-Druckschalters dann einige Male.
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Auch bei dieser Ausbildung einer Steuereinheit kann auf Analog-Druckgeber
78 und 79 verzichtet werden, und der Aufbau der elektronischen Steuereinheit wird
einfacher.
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Anhand der in der Fig. 7, auf deren Einzelheiten wiederum ausdrücklich
verwiesen sei, im Schaltbild wiedergegebenen Steuereinheit 86 soll im folgenden
eine weitere mögliche Betriebsvariante der Vortriebs-Regeleinr ichtung 10 gemäß
Fig. 1 erläutert werden. Zweck der Steuereinheit 86 ist eine Steuerung der Ladezyklen
derart, daß der Druckspeicher 31 nur dann aufgeladen werden kann, wenn sichergestellt
ist, daß nicht gleichzeitig gebremst werden muß. Unter der Voraussetzung, daß der
Speicher 31 ladebedürftig ist, angezeigt durch das Hoch-Pegel-Ausgangssignal des
Druckschalters 42, arbeitet die dargestellte Steuereinheit 86 wie folgt: Bei Betätigung
der Bremse wird an dem zweiten Druckschalter 43, sobald dessen Schaltschwelle überschritten
ist, ein
Hoch-Pegel-Ausgangssignal abgegeben,das in der Fig.7 durch
den Impuls 87 repräsentiert ist.Ein Differenzierglied 88 gibt mit dem Auslösen des
Ausgangssignals 87 einen positiven Nadelimpuls 89 ab,der über eine in Durchlaßrichtung
gepolte Diode 91 zu einem 2-Eingangs-UND-Glied 92 gelangt,das als zweites Eingangssignal
das Ausgangssignal eines RS-Flip-Flops 93 empfängt,gegebenenfalls mit geringfügiger
Abfallveruögerung,angedeutet durch ein abfallverzögertes Zeitglied 94.Das Flip-Flop
94 ist noch nicht gesetzt und gibt demzufolge an das nachgeschaltete 2-Eingangs-UND-Glied
96 auch noch kein Ausgangssignal ab.
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Mit dem durch das Abfallen des Ausgangssignalimpulses 87 des zweiten
Druckschalters 43 ausgelösten negativen Nadelimpuls 97 wird nun das RS-Flip-Flop
93 gesetzt.Durch eine UND-Verknüpfung des Ausgangssignals des RS-Flip-Flops 93 mit
dem Hoch-Pegel-Ausgangssignal des erstenden Speicherdruck überwachenden Druckschalters
42 mittels des UND-Gliedes 96 werden die Bremsdruck-Regelventile 14 und 16 in ihre
Rücklauf stellung gesteuert und das Umschaltventil 36 in seine zweite Durchfluß-Stellung
umgeschaltet.
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In der Rücklaufstellung der Bremsdruck-Regelventile 14 und 16 ist
der Pumpenspeicher 26 der Rückförderpumpe 17 mit den Bremszangen 11 und 12 kommunizierend
verbunden und kann aus diesen Bremsflüssigkeit aufnehmen.Da bislang die Rückförderpumpe
17 noch nicht aktiviert ist, wird auch noch nicht Bremsflüssigkeit in den Druckspeicher
31 gefördert.Wird nunmehr die zur Betätigung der Fahrbremse aufgebrachte Fußkraft
zurückgenommen ,wobei das in der Fig.1 durch den Hoch-Pegel-Impuls 98 repräsentierte
Ausgangssignal des Bremslichtschalters 46 abfällt,so wird mit dessen abfallender
Flanke 99 mittels eines Differenziergliedes 101 und eines Inverters 102,sowie über
ein
2-Eingangs-ODER-Glied 103 und ein abfallverzögertes Zeitglied
104 die Rückförderpumpe 17 angesteuert.In diesem Betriebszustand der Steuereinheit
86 bzw.der Vortriebs-Regeleinrichtung 10 wird sowohl aus dem Pumpenspeicher 26 wie
auch aus den Bremszangen 11 und 12 Bremsflüssigkeit in den Druckspeicher 31 zu dessen
Aufladung zurückgefördert.Mit dem in der Fig.7 durch den Hoeh-Pegel-Impuls 106 repräsentierten
Ausgangssignal des Zeitgliedes 104 wird über ein weiteres Zeitglied 107,das als
anstiegsverzögertes Zeitglied ausgebildet ist und über ein zweites 2-Eingangs-ODER-Glied
108 das RS-Flip-Flop 93 zurückgesetzt, mit der Folge,daß die Bremsdruck-Regelventile
14 und 16 und das Umschaltventil 36 wieder in ihre Grundstellung abfallen.
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Wird im Unterschied zum vorstehend beschriebenen Bremsvorgang der
Bremsdruck wieder erhöht,bevor der Bremslichtschalter 46 abgefallen ist'wird wegen
der UND-Verknüpfung des Ausgangssignals des noch gesetzten RS-Flip-Flops 93 mit
dem positiven Nadelimpuls 109 des Differenziergliedes 88 der beim erneuten Überschreiten
der 10-bar-Druckschwelle des zweiten Druckschalters 43 ausgelöst wird,über das erste
ODER-Glied 103 die Rückförderpumpe 17 ebenfalls angesteuert.Gleichzeitig wird durch
das ebenfalls nadelimpulsförmige Ausgangssignal 111 des UND-Gliedes 92 das RS-Flip-Flop
93 zurückgesetzt,sodaß auch in diesem Falle die Bremsdruck-Regelventile 14 und 16
und das Umschaltventil 36 in ihre Grundstellung abfallen.Die Rückförderpumpe 17
fördert nun Bremsflüssigkeit aus dem noch aufgeladenen Druckspeicher 26 in den Bremskreis
der angetriebenen Fahrzeugräder zurück,sodaß bei einemwievorstehend erläuterten
Bremsvorgang,d.h.,wenn nach einem
anfänglichen Zurücknehmen der
Bremskraft diese wieder erhöht wird, im Rahmen ein und desselben Bremsvorganges
- d.h., wenn der Bremslichtschalter 46 noch nicht abgefallen war - in dem Bremskreis
das volle Bremsflüssigkeitsvolumen zur Verfügung steht.
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Abschließend sei noch auf eine weitere Variante der Vortriebs-Regeleinrichtung
gemäß Fig. 1 eingegangen: Zur Umsteuerung des Umschaltventils 36 kann auch ein sogenannter
Schleppschalter eingesetzt werden, der bei einer Betätigung des Bremspedals 29 geschlossen
wird und so lange geschlossen bleibt, wie der Fahrer die Fußkraft am Bremspedal
29 steigert oder konstant hält und wieder öffnet, sowie der Fahrer die Fußkraft
zurücknimmt. Dadurch wird folgendes erreicht: Bei geschlossenem Druckschalter 42
können Nachladezyklen erst dann stattfinden, wenn der Schleppschalter, nachdem er
einmal geschlossen war, wieder öffnet, d.h. ein Nachladezyklus wird nur mit der
abfallenden Flanke des Schleppschalter-Ausgangssignals ausgelöst.
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Diese Art der Steuerung von Nachladezyklen ist mit geringem technischem
Aufwand realisierbar.