DE3636139A1 - Bremszylinderdruckregler fuer druckluftbremsen von fahrzeugen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Bremszylinderdruckregler für eine Druckmittelbremse von Fahrzeugen, mit wenigstens einem Bremsventil, das entsprechend einem elektrischen Bremsanforderungssignal betätigbar ist und einen Bremsdruck nach Maßgabe eines Soll-Istwert-Vergleichs steuert, und mit Mitteln zum Beschleunigen des Anlagevorganges der Druckmittelbremse.

Ein derartiger Bremsdruckregler ist beispielsweise aus der EP-B 14 369 bekannt. Dieser Bremszylinderdruckregler weist zwei als Magnetventile ausgebildete Zweiwege-Sitzventile zur Erhöhung bzw. zum Absenken des Bremszylinderdruckes und einen Druckaufnehmer zur Rückmeldung des ausgesteuerten Bremszylinderdruckes an die Steuerelektronik auf und ist als Analogwandler zu bezeichnen. Derartige Analogwandler können nach dem einfachen Dreipunktreglerprinzip angesteuert werden: bei einer Abweichung zwischen dem elektrischen Bremsanforderungssignal und dem ebenfalls elektrisch zurückgemeldeten Istwertsignal steuert die Elektronik eines der beiden Ventile an, bis der Istwert dem Anforderungswert angeglichen ist. Um eine stabile Funktion zu erreichen ist ein "Fenster" vorgesehen, d. h. eine Totzone, in der die Regelabweichung als Null angesehen wird. Erst wenn sich der Istwert außerhalb der Totzone befindet, steuert die Elektronik das entsprechende Ventil an. Die Breite des Fensters ist von der Druckänderungsgeschwindigkeit und von der Reaktionsgeschwindigkeit der Ventile abhängig zu wählen. Die Fensterbreite muß oftmals relativ groß gewählt werden, um Regelabweichungen innerhalb der Fensterbreite halten zu können, d. h. um ein ständiges, wechselweises Schalten der beiden Ventile vermeiden zu können. Für feinfühlige Regelungen wurden derartige Analogwandler statt mit Schaltmagnetventilen bereits mit Proportional-Magnetventilen bestückt. Die Ansteuerung dieser Ventile erfolgt proportional der Regelabweichung. Ein Integralanteil sorgt dabei dafür, daß keine noch so kleine Regelabweichung unausgeregelt bleibt. Weiterhin ist es für Bremszylinderdruckregler bekannt, Proportional-Schieberventile oder Proportional-Sitzventile zu verwenden. Bei dieser Art von Drucksteuerung wird eine dem elektrischen Bremsanforderungssignal entsprechende Kraft eines Proportionalmagneten mit der auf eine Steuerfläche wirkenden Druckkraft in einen Gleichgewichtszustand gesteuert. Bei Änderung des Bremsanforderungssignals ändert sich auch die Magnetkraft und das Ventil verläßt seine Abschlußstellung, um den Druckraum, d. h. den Bremszylinder, der Änderungsrichtung entsprechend mit einer höheren Versorgungsdruckquelle oder einem niedrigeren Tankdruck, bei pneumatischen Systemen zumeist der Atmosphäre, zu verbinden, bis der ausgesteuerte Druck der geänderten Magnetkraft entspricht und das Ventil wieder in seine Abschlußstellung zurückkehrt.

Die erwähnten Drucksteuer- und -regelungen arbeiten in einem relativ kleinen Durchfluß- bzw. Leistungsbereich recht gut, also in Systemen mit definierter, möglichst konstanter Steifheit des Druckmittelteiles.

Die Steifheit einer pneumatischen oder hydraulischen Direktbremsanlage, also einer Bremsanlage mit bei Druckmittelbeaufschlagung eine entsprechende Bremskraft abgebenden Bremszylindern, entspricht der Druckaufbau-Kennlinie in einem Diagramm, in welchem der Bremszylinderdruck über dem in die Bremszylinder eingespeisten Druckmittelvolumen aufgetragen ist. Diese Kennlinie weist anfangs einen flach ansteigenden Ast auf, welcher der Füllung des Totvolumens des Bremszylinders und dem Bremskolbenhub bis zum Bremsanlegen entspricht, und geht sodann über einen zumeist ausgeprägten Knickpunkt in einen relativ steil ansteigenden Ast über, welcher dem festen Zuspannen der bereits angelegten Bremse entspricht.

Bei pneumatischen oder hydraulischen Federspeicherbremsanlagen verläuft die der Steifheit entsprechende Kennlinie dagegen anfangs vom Lösedruck des Federspeicherbremszylinders schwach fallend bis zu einem Knickpunkt, in diesem Bereich wird der Federspeicherbremszylinder bis zum Bremsenanlegen entleert. Anschließend weist die Kennlinie einen steil abfallenden Ast auf, welcher wiederum dem festen Zuspannen der bereits angelegten Bremse entspricht.

Die Steifheit einer Druckmittelbremse kann sich insbesondere temperatur- und verschleißabhängig ändern.

Um bei einer Fahrzeugbremse das Schleifen der Bremsbeläge während der Fahrt zu vermeiden, müssen diese Bremsbeläge im Lösezustand um einen Lösehub vom rotierenden Bremsteil abgehoben werden. Es ergibt sich somit, daß zu Bremsbeginn in möglichst kurzer Zeit eine relativ große Druckmittelmenge durch den Bremsdruckregler strömen muß, um die Bremsbacken rasch anlegen zu können. Diese Anlegezeit ist von großer Bedeutung, sie stellt eine echte Totzeit dar, welche eine verzögerte Bremskraftentwicklung und damit eine Verlängerung des Bremsweges zur Folge hat.

Zum Kurzhalten der Anlagezeit sind Ventile mit großen Durchgangsquerschnitten erforderlich; mit derartigen Ventilen kann jedoch die nachfolgende Bremsdruckregelung beim dosierten Festspannen der Bremse nicht feinfühlig gesteuert werden.

Bei Federspeicherbremsen ist es beispielsweise aus der DE-C 27 17 560 bekannt, den Federspeicherbremszylindern ein großquerschnittiges Auslaßventil zuzuordnen, welches zu Beginn einer Druckabsenkung für den Federspeicher bis zum Erreichen eines bestimmten Druckniveaus geöffnet wird und somit ein rasches Bremsenanlegen bewirkt. Es kann naheliegen, den vorstehend erwähnten Bremszylinderdruckreglern entsprechende Auslaßventile nachzuordnen, doch wird hierdurch trotz beachtlich erhöhtem Bauaufwand keine grundlegende Anlege-Verbesserung erreicht.

Für Druckluftbremsen mit direkten Bremszylindern sind Steuerventile mit sogenannten Mindestdruckbegrenzern bekannt, bei welchen zu Bremsbeginn ein rasches Bremsenanlegen durch Öffnen eines weitgehend ungedrosselten Umgehungskanals zu einer Bremsdüse, als durch einen Drucklufteinschuß in die Bremszylinder bewirkt wird. Diese Einrichtungen sind jedoch auf Bremszylinderdruckregler der zur Rede stehenden Art nicht übertragbar.

Es ist Aufgabe der Erfindung, einen Bremszylinderdruckregler der eingangs genannten Art derart auszubilden, daß einerseits zu Bremsbeginn stets ein rasches Bremsenanlegen erfolgt, daß andererseits aber die Zuspannkraft für die Bremsen gut steuer- und regelbar ist.

Diese Aufgabe wird nach Erfindung dadurch gelöst, daß das Bremsventil einen variablen Durchströmungsquerschnitt aufweist, und daß, ausgehend vom Lösezustand der Druckmittelbremsen, das Bremsventil bei Erreichen eines einen Bremsbeginn signalisierenden Schwellwertes des Bremsanforderungssignals für eine Zeitspanne auf seinen größten Durchströmungsquerschnitt eingestellt wird, wobei die Zeitspanne wenigstens annähernd der zum Anlegen der Druckmittelbremse erforderlichen Zeit entspricht, und anschließend in seinem Durchströmungsquerschnitt reduziert und in Abhängigkeit vom Soll-Istwert-Vergleich gesteuert wird.

Dabei kann es nach der weiteren Erfindung zweckmäßig sein, wenn die Größe der Zeitspanne in Abhängigkeit von der Änderungsgeschwindigkeit (Gradienten) des Bremsanforderungssignals und/oder eines Ist-Wertsignals für den Bremsdruck gesteuert ist. Weiterhin kann hierbei die Änderungsgeschwindigkeit (Gradient) des Bremsanforderungssignals und/oder des Istwertsignals durch Vergleich eines innerhalb der Zeitspanne gemessenen Meßwertes mit einem Grenzwert bzw. dem Ausgangswert zu Bremsbeginn bestimmt werden. Nach der weiteren Erfindung kann es auch vorteilhaft sein, wenn die Größe der Zeitspanne in Abhängigkeit von der Steifheitskennlinie des Druckmittelteils der Druckmittelbremse bzw. von der Knickpunktlage der Bremsdruck-Kennlinie gesteuert ist, und wenn des weiteren die Steifheitskennlinie bzw. Knickpunktlage bei jeder Bremsung gemessen bzw. bestimmt, gegebenenfalls ausgewertet und gespeichert wird und der Speicherwert bei der folgenden Bremsung die Größe der Zeitspanne steuert. Dabei kann die Zeitspanne um eine Schaltzeit des Bremsventils verkürzt vor dem Knickpunkt der Bremsdruck-Kennlinie der vorangehenden Bremsung enden.

Die Größe der Zeitspanne kann dabei in einen von zwei unterschiedlichen Werten einsteuerbar oder wenigstens annähernd kontinuierlich veränderbar sein.

Nach der weiteren Erfindung kann es zweckmäßig sein, den Durchströmungsquerschnitt des Bremsventils wenigstens in einem Teilbereich der Verstellbarkeit kontinuierlich verstellbar zu gestalten oder das Bremsventil in wenigstens zwei unabhängig voneinander schaltbare, in zueinander parallele Durchströmungswege eingeordnete Ventile aufzugliedern.

Nach der weiteren Erfindung kann es zweckmäßig sein, ein vom Bremsanforderungssignal ansteuerbares, elektronisches Regelgerät vorzusehen, welches ein Betätigungssignal für das als wenigstens ein Magnetventil ausgebildete Bremsventil erstellt.

Nach der weiteren Erfindung ist es besonders vorteilhaft, wenn bei einer Bremsung die Änderungsgeschwindigkeit des Istwertsignals während der Zeitspanne gemessen, bei Vorliegen eines positiven Istwertgradienten am Ende der Zeitspanne diese um einen bestimmten Betrag verlängert, bei Auftreten eines negativen Istwertgradienten dagegen um einen bestimmten Betrag verkürzt und als so geänderte, neu bestimmte Zeitspanne bei der nächstfolgenden Bremsung genutzt wird, wobei die beiden Beträge vorzugsweise gleich groß bemessen sind. Hierdurch ergibt sich, daß bei positivem Gradienten die Zeitspanne um den Betrag verlängert, bei negativem Gradienten um den gleichen Betrag verkürzt wird. Dies bedeutet, daß der Bremszylinderdruckregler sich von der einen oder der anderen Seite an die richtige Zeitspanne stufenweise herantastet. Bei richtiger Zeispanne schwankt sodann der Bremszylinderdruckregler innerhalb einer Fensterbreite zwischen dem positivem und negativem Gradienten hin und her, der Bremszylinderdruckregler ist also hinsichtlich der richtigen Zeitspanne "selbstlernend".

Nach der weiteren Erfindung kann es hierbei des weiteren zweckmäßig sein, wenn während einer Bremsung eine einen Schwellenwert erstmalig übersteigende Änderungsgeschwindigkeit des Istwertsignals, die ab dem Ende einer Verzögerungszeit nach Beginn der Zeitspanne auftritt, eine Änderung der Zeitspanne um den bestimmten Betrag für die nächstfolgende Bremsung bewirkt, wobei die Verzögerungszeit kürzer als die kürzest mögliche Zeitspanne ist. Hierdurch wird das Erkennen zwischen dem flachen und steilen Ast der Steifheitskennlinie, also der Lage des Knickpunktes, in seiner Sicherheit verbessert.

Nach der weiteren Erfindung können nach Auftreten eines die Zeitspanne ändernden Istwertgradienten weitere Messungen des Istwertgradienten unterdrückt werden. Hierdurch wird erreicht, daß weitere Gradientenänderungen, die z. B. durch Einschwingvorgänge bedingt sind, die Länge der Zeitspanne nicht beeinflussen können.

Nach der weiteren Erfindung kann es zur Ausbildung des Bremszylinderdruckreglers zweckmäßig sein, wenn das Bremsanforderungssignal zueinander parallel einem Schalter und einem einen Bremsbeginn signalisierenden Trigger zugeführt wird, wenn der Schalter eine erste Schaltstellung zur Abgabe eines bremsanforderungssignalabhängigen, in seinem Gradienten begrenzten Betätigungssignals und eine zweite Schaltstellung zur Abgabe eines maximalen Durchströmungsquerschnitt des Bremsventils einstellenden Betätigungssignals aufweist, wenn das den Bremsbeginn signalisierende Ausgangssignal des Triggers als Startsignal unverzögert einen die Zeitspanne bestimmenden ersten Zeitglied und parallel hierzu über ein zweites Zeitglied um die Verzögerungszeit verzögert als Freigabesignal einem Freigabeglied zugeführt wird, wenn das Freigabeglied in eine Zuführung des Istwertsignals zu zwei Gradienten-Meßgliedern eingeordnet ist, welche bei Auftreten einer den Schwellenwert übersteigenden, positiven bzw. negativen Änderungsgeschwindigkeit (Gradienten) des Istwertsignals jeweils ein Ausgangssignal abgeben, wenn die Ausgangssignale der Gradienten-Meßglieder über ein Blockierglied als Blockiersignal dem Freigabeglied zum Sperren des Durchganges des Istwertsignals und parallel hierzu zwei Zeitschrittgliedern zugeführt werden, deren Ausgangssignale das erste Zeitglied bei jedem Auftreten eines eine positive Änderungsgeschwindigkeit signalisierenden Ausgangssignals der Gradienten-Meßglieder zur Verlängerung und bei Auftreten eines eine negative Änderungsgeschwindigkeit signalisierenden Ausgangssignals der Gradienten-Meßglieder zur Verkürzung der Zeitspanne um jeweils einen bestimmten Zeitschritt ansteuern, wenn das Zeitglied während des Ablaufs der Zeitspanne dem Schalter ein Schaltsignal zuführt, wenn der Schalter nur bei anstehendem Schaltsignal auf Abgabe eines den maximalen Durchströmungsquerschnitt des Bremsventils einstellenden Betätigungssignal schaltet, und wenn das erste Zeitglied den Wert der bei einer Bremsung eingestellten Zeitspanne als Ausgangswert der Zeitspanne für die nächstfolgende Bremsung speichert.

Der Bremszylinderdruckregler kann nach der weiteren Erfindung zweckmäßig dadurch gekennzeichnet sein, daß das Betätigungssignal am Ende der Zeitspanne auf einen bestimmten, ersten Bremsstufenwert geschaltet wird, von welchem aus es entsprechend dem Verlauf des Bremsanforderungssignals gesteuert wird. Der Bremszylinderdruckregler kann hierzu eine dem Schalter nachgeschaltete Schaltvorrichtung aufweisen, welche das Betätigungssignal zum Endzeitpunkt der Zeitspanne auf den ersten Bremsstufenwert als Ausgangswert für die weitere, dem Verlauf des Bremsforderungssignals entsprechende Steuerung schaltet. Der bestimmte, erste Bremsstufenwert kann hierbei in Abhängigkeit von der Änderungsgeschwindigkeit des Bremsanforderungssignals gesteuert bei niedriger Änderungsgeschwindigkeit einen niedrigeren Bremswert als bei hoher Änderungsgeschwindigkeit aufweisen.

In den Zeichnungen ist die Erfindung beispielsweise erläutert, hierbei bedeuten

Fig. 1 bis 4 und 6, 8 und 9 nachstehend näher erläuterte Diagramme;

Fig. 5 zeigt schematisch den Aufbau eines Bremsventils und

Fig. 7 zeigt ebenfalls schematisch und beispielsweise den Aufbau eines Bremszylinderdruckreglers.

Das Diagramm nach Fig. 1 zeigt die Steifheit einer pneumatischen oder hydraulischen Direktbremsanlage, wobei der Bremsdruck P über den von der Direktbremsanlage aufgenommenen Druckmittelvolumen V aufgetragen ist. Man sieht, daß die Steifheitskennlinie anfänglich sehr flach verläuft, d. h., daß ein großes Druckmittelvolumen zum Erreichen eines nur niedrigen Bremszylinderdruckes erforderlich ist; während dieses Abschnittes der Steifheitskennlinie wird der Anlegehub von gelöster Bremse bis zum Anlegen der Bremse ausgeführt. Es folgt ein Knickpunkt K, an welchem die Steifheitskennlinie in einem steil aufwärts verlaufenen Abschnitt übergeht; während dieses Abschnittes baut sich bei Zufuhr eines geringen, weiteren Druckmittel-Volumens rasch ein hoher Bremszylinderdruck P auf, die Bremse wird in diesem Abschnitt der Steifheitskennlinie fest zugespannt.

In Fig. 2 ist ein der Fig. 1 entsprechendes Diagramm für eine Federspeicherbremsanlage dargestellt. Ausgehend von einem hohen Lösedruck fällt die Steifheitskennlinie mit einem großen, aus der Federspeicheranlage abzuführenden Druckmittelvolumen flach ab, bis beim Erreichen des Bremseanlegens wiederum ein Knickpunkt K erreicht wird. Anschließend fällt die Steifheitskennlinie bei geringem, abzuführenden Volumen rasch auf niedrige Druckwerte ab, die Federspeicherbremse wird während dieses Abschnittes der Steifheitskennlinie fest zugespannt.

Es ist offensichtlich, daß der jeweils flache Abschnitt der Steifheitskennlinie während einer Bremsung möglichst rasch durchlaufen werden muß, da die Zeitspanne, die erforderlich ist, um ausgehend von gelösten Bremsen den Anlegezustand der Bremsen zu erreichen, eine echte Totzeit darstellt, um welche das Einsetzen einer Bremswirkung nach Auftreten eines Bremsanforderungssignals verzögert wird. Während des Durchlaufens des flachen Abschnittes der Steifheitskennlinie muß das Bremsventil des Bremszylinderdruckreglers daher von einer großen Druckmittelmenge durchsetzt werden. Während des steilen Abschnittes der Steifheitskennlinie soll das Bremsventil des Bremszylinderdruckreglers dagegen sehr geringe Druckmittelmengen genau steuern können, damit eine genaue Bremszylinderdruck- und damit Bremskraftregelung möglich ist.

Im Diagramm nach Fig. 3 ist die Größe eines Bremsanforderungssignals U _soll über der Zeit t für eine vom Lösezustand bis zum Erreichen einer Vollbremsung verlaufende Bremsung angegeben, wobei das Bremsanforderungssignal U _soll als elektrischer Spannungswert vorgegeben wird. Man sieht, daß das Bremsanforderungssignal U _soll zu Bremsbeginn einer bestimmten Spannung entspricht, welche zum Erreichen einer Vollbremsung über der Zeit, der sogenannten "Rampenzeit", auf den Wert Null absinkt. Es ist offensichtlich, daß, wird dieses Bremsanforderungssignal einem Bremsdruckregler üblicher Bauart, beispielsweise gemäß der bereits erwähnten EP-PS 14 369 zugeführt, Bremsventil dieses Bremsdruckreglers zu Bremsbeginn infolge der nur noch geringen Abweichung von Bremsanforderungssignal und Istwertsignal nur wenig öffnet und somit nur einen geringen Volumenstrom für Druckmittelbremsanlagen durchläßt, wodurch sich eine hohe Totzeit bis zum Erreichen des Bremsenanlegens ergibt.

Zum Vermeiden dieses Mangels wird beim erfindungsgemäßen Bremszylinderdruckregler das der Fig. 3 entsprechende Bremsanforderungssignal U _soll in ein dem Bremsventil des Bremszylinderdruckreglers zuzuführendes Betätigungssignal B gemäß Fig. 4 umgesetzt; im Diagramm nach Fig. 4 ist das wiederum als elektrisches Potential anstehende Betätigungssignal B über der Zeit t angegeben. Im Lösezustand können das Bremsanforderungssignal U _soll und das Betätigungssignal B einander entsprechen. Zu Bremsbeginn sinkt das Betätigungssignal B mit dem Bremsanforderungssignal U _soll während einer sehr kurzen Zeitspanne und für einen sehr kleinen Betrag ab, bis ein Schwellenwert S erreicht ist. Während der Zeit bis zum Erreichen des Schwellenwertes S stellt der Bremszylinderdruckregler das Einleiten einer Bremsung fest. Um nunmehr den jeweils flachen Abschnitt der Steifheitskennlinie rasch durchlaufen zu können, wird bei Erreichen des Schwellenwertes S das Betätigungssignal B gestuft innerhalb einer vernachlässigbar kleinen Zeitspanne auf den Wert für maximale Bremsung, so beispielsweise den Wert Null, herabgesetzt, wie es der senkrecht abwärts verlaufende Abschnitt des Betätigungssignal-Verlaufes zeigt. Sodann wird während einer Zeitspanne T das Betätigungssignal B auf den der Maximalbremsung entsprechenden Null-Wert gehalten. Während dieser Zeitspanne T wird das Bremsventil des Bremszylinderdruckreglers voll aufgesteuert, es kann also von einem maximalen Druckmittelstrom durchsetzt werden. Nach Ablauf der Zeitspanne T wird zu einem Zeitpunkt T _A , welcher möglichst nahe beim Erreichen des Anlegens der Bremse liegt, das Betätigungssignal B innerhalb einer vernachlässigbar kurzen Zeitspanne auf einen Wert angehoben, welcher im wesentlichen dem zu diesem Zeitpunkt T _A erreichten Wert des Bremsanforderungssignals U _soll entspricht; in Fig. 4 ist dieser Anstieg des Betätigungssignals B als senkrecht aufwärts verlaufender Abschnitt zu erkennen; zum Verdeutlichen ist der Verlauf des Bremsanforderungssignals während der Zeitspanne T in Fig. 4 gestrichelt eingezeichnet. Im Anschluß hieran fällt das Betätigungssignal B entsprechend dem Bremsanforderungssignal U _soll bis zum Erreichen seines maximaler Bremsung entsprechenden Wertes ab, die Neigung dieses schräg abwärts verlaufenden Abschnittes des Betätigungssignals B ist allerdings durch eine sogenannte "Ruckbegrenzung" begrenzt oder vorgegeben, wodurch der Gradient des Bremszylinderdruck- und damit Bremskraftanstieges so begrenzt wird, daß am Fahrzeug keine unzulässig hohen Bremsrucke auftreten. Durch diesen Verlauf des Betätigungssignales B wird unmittelbar nach Bremsbeginn durch die maximale Betätigung des Bremsventils des Bremszylinderdruckreglers während der Zeitspanne T ein raschestmöglicher Durchlauf des flachen Abschnittes der Steifheitskennlinie und damit ein rasches Anlegen der Bremsen mit nur geringer Totzeit sichergestellt. In Abänderung von der beschriebenen Ausführung kann das Betätigungssignal B auch während der kurzen Zeitspanne vom Lösezustand bis zum Erreichen des Schwellenwertes S auf dem Schwellenwert S konstantgehalten werden, der Schwellenwert S entspricht hiermit gelösten Bremsen. In weiterer Abänderung können das Bremsanforderungssignal und/oder das Betätigungssignal nicht als Spannung-, sondern als Stromwerte vorliegen.

Es ist wesentlich, daß der Zeitpunkt T _A nach Fig. 4 wie erwähnt wenigstens annähernd beim Erreichen des Knickpunktes K der Steifheitskennlinien nach Fig. 1 und Fig. 2 der jeweiligen Bremsanlage liegt: liegt der Zeitpunkt T _A früher, so befindet sich die Bremsanlage noch in ihrer Anlegephase, das restliche Anlegevolumen für die Bremsanlage muß dann ein nicht mehr voll geöffnetes Bremsventil durchströmen, wodurch die Totzeit bis zum Bremsenanlegen unnötig verlängert wird; liegt der Zeitpunkt T _A jedoch nach dem Knickpunkt K, so befindet sich die Bremsanlage bereits in ihrer Festbremsphase, bis zum Erreichen des Zeitpunktes T _A durchsetzt noch ein beachtliches Volumen das voll geöffnete Bremsventil und baut in der Druckmittelbremse eine entsprechende Bremswirkung auf. Es erfolgt somit ein ruckbehaftetes, beachtliches Einbremsen und die Regelbarkeit der Bremsanlage wird beeinträchtigt.

Man erkennt, daß das einen variablen Durchströmungsquerschnitt aufweisende Bremsventil ausgehend vom Lösezustand der Druckmittelbremse bei Erreichen eines einen Bremsbeginn signalisierenden Schwellenwertes S des Bremsanforderungssignals U _soll für eine Zeitspanne T auf seinen größtmöglichen Durchströmungsquerschnitt eingestellt wird, wobei die Zeitspanne T wenigstens annähernd der zum Anliegen der Druckmittelbremse erforderliche Zeit entspricht, und anschließend seinen Durchströmungsquerschnitt reduziert und in Abhängigkeit vom weiteren Verlauf des Bremsanforderungssignals U _soll gesteuert wird. Zum Erreichen einen hierzu nötigen, in weiten Grenzen variablen Durchströmungsquerschnittes für das Bremsventil ist es zweckmäßig, das Bremsventil gemäß Fig. 5 auszubilden. Gemäß Fig. 5 weist das Bremsventil 1 ein einen durch eine Rohrleitung 2 mit einer nicht gezeigten Druckluftquelle zu verbindenden Eingang und einen durch eine Rohrleitung 3 mit einem Bremszylinder 4 zu verbindenden Ausgang auf. Das Bremsventil 1 beinhaltet zwei zueinander parallel geschaltete Absperrventile 5 und 6, deren eines Absperrventil 6 als Regelmagnetventil mit variablen als veränderliche Drossel 7 dargestellten Durchströmungsquerschnitt ausgebildet ist. Dem anderen Absperrventil 5 kann eine feste Drossel 8 nachgeordnet sein, die Drossel 8 kann auch durch Leitungsquerschnitte fest vorgegeben sein und somit entfallen. Bei maximaler Einbremsung entsprechendem Betätigungssignal B sind beide Absperrventile 5 und 6 voll geöffnet, so daß sich infolge ihrer Parallelschaltung die Durchströmungsquerschnitte beider Absperrventile 5 und 6 addieren und sich ein maximaler Durchströmungsquerschnitt für das Bremsventil 1 ergibt. Während der Regelphase des Bremsdruckes bei schwächerem Betätigungssignal B wird dagegen das Absperrventil 5 geschlossen und nur das Absperrventil 6 ganz oder teilweise geöffnet; hierdurch ergibt sich eine wesentliche Verringerung des Durchströmungsquerschnittes des Bremsventils 1, wodurch eine gute Bremsdruckregelung im steilen Abschnitt der Steifheitskennlinie möglich ist. Das Absperrventil 6 kann zur Vereinfachung auch als einfaches Auf-Zu-Magnetventil mit einem bestimmten Durchströmungsquerschnitt ausgebildet sein. Es ist jedoch auch möglich, nur ein Regelmagnetventil als Bremsventil vorzusehen, dessen Durchströmungsquerschnitt innerhalb weiter Grenzen steuerbar ist, wobei jedoch nur im Bereich kleinerer Durchströmungsquerschnitte eine feinfühlige Steuerbarkeit gegeben sein muß.

Das Anpassen der Zeitspanne T an die jeweilige Anlegezeit der Bremse kann in verschiedener Weise erfolgen. So kann die Größe der Zeitspanne T in Abhängigkeit von der Steifheitskennlinie der Druckmittelbremse, also von der Lage des Knickpunktes K, oder in Abhängigkeit von einer entsprechenden Knickpunktlage der Bremsdruck-Kennlinie gesteuert sein. Die Steifheitskennlinie bzw. Knickpunktlage wird hierbei bei jeder Bremsung gemessen bzw. durch Auswertung von Meßwerten bestimmt, gespeichert und zur Steuerung der Zeitspanne T bei der nächsten Bremsung genutzt. Hierbei ist die Schaltzeit bzw. Ansprechzeit des Bremsventils zu berücksichtigen, die Zeitspanne T wird als zweckmäßig gegenüber der ermittelten Knickpunktlage um die Bremsventil-Schaltzeit früher beendet. Die Größe der Zeitspanne T kann jedoch auch in Abhängigkeit von der Änderungsgeschwindigkeit (Gradienten) des Bremsanforderungssignals und/oder eines Istwertsignals für den Bremsdruck selbst gesteuert sein. Hinzu kann die Änderungsgeschwindigkeit (Gradient) des Bremsanforderungssignals und/oder des Istwertsignals durch Vergleich eines innerhalb der Zeitspanne gemessenen Meßwertes mit einem vorgegebenen Grenzwert bzw. dem Ausgangswert zu Bremsbeginn bestimmt werden. In Abänderung hierzu hat es sich jedoch bewährt, nach dem in Fig. 6 dargestellten Diagramm vorzugehen. In Fig. 6 sind in durchgehender Linie das Bremsanforderungssignal U _soll sowie in strichgepunktierter Linie das dem gemessenen Bremszylinderdruck entsprechende, als elektrisches Spannungssignal vorliegende Istwertsignal U _ist über der Zeit t aufgetragen. Liegt für den jeweils anstehenden Bremsenzustand eine zu kurze Zeitspanne T ₁ vor, so tritt zu Ende dieser Zeitspanne T ₁ ein gestrichelt eingezeichneter, positiver Istwertgradient a auf, welcher besagt, daß die Bremse zu diesem Zeitpunkt noch nicht angelegt hat. Liegt jedoch eine zu große Zeitspanne T ₂ vor, so tritt am Ende dieser zu großen Zeitspanne T ₂ ein gepunktet eingezeichneter, negativer Istwertgradient b auf, welcher besagt, daß die Bremse bei Beendigen der Zeitspanne T ₂ bereits angelegt ist. Der Bremszylinderdruckregler kann daher zweckmäßig derart ausgebildet werden, daß bei einer Bremsung die Änderungsgeschwindigkeit des Istwertsignals U _ist während der Zeitspanne T gemessen, bei Vorliegen eines positiven Istwertgradienten a am Ende der Zeitspanne T diese Zeitspanne um einen bestimmten Betrag verringert, bei Auftreten eines negativen Istwertgradienten b um einen bestimmten Betrag verkürzt und als so geänderte, neu bestimmte Zeitspanne T bei der nächstfolgenden Bremsung genutzt wird, wobei die beiden Beträge vorzugsweise gleich groß bemessen werden. Dabei wird zweckmäßig während einer Bremsung eine einen Schwellenwert erstmalig übersteigende Änderungsgeschwindigkeit a, b des Istwertsignals, die ab dem Ende einer Verzögerungszeit nach dem Beginn der Zeitspanne T auftritt, zur Änderung der Zeitspanne T um den bestimmten Betrag für die nächstfolgende Bremsung genutzt, wobei die Verzögerungszeit wesentlich kürzer als die kürzestmögliche Zeitspanne T ist. Weiterhin ist der Bremszylinderdruckregler zweckmäßig derart auszubilden, daß nach Auftreten eines die Zeitspanne T ändernden Istwertgradienten a oder b weitere Messungen des Istwertgradienten unterdrückt werden, die Zeitspanne T während jedes Bremsvorganges also nur einmal geändert wird. Die durch diese Maßnahmen bewirkte Nicht-Auswertung des Istwertgradienten zu Beginn der Zeitspanne T und nach erstmaligem Auftreten eines zur Änderung der Zeitspanne ausreichenden Istwertgradienten a oder b während der Zeitspanne T werden Fehlmessungen durch Druckschwingungen vermieden.

Die Steuerung der Zeitspanne T kann zweistufig oder, besser, wenigstens annähernd kontinuierlich, beispielsweise mit den erwähnten, bestimmten Beträgen in vielen, kleinen Stufen, erfolgen.

Die Fig. 7 zeigt den Aufbau des elektronischen Teils eines derart arbeitenden Bremszylinderdruckreglers. Das Sollwertsignal U _soll wird hiernach durch eine elektrische Verbindung 10 einen Trigger 11 zugeführt, welcher unmittelbar nach Bremsbeginn bei noch ganz geringfügiger Änderung des Bremsanforderungssignals U _soll relativ zu einem dem Trigger 11 zugeführten, nicht dargestellten Bezugssignal in eine bis dahin signalfreie Verbindung 12 ein den Bremsbeginn signalisierendes Spannungspotential einsteuert. Dieses Spannungspotential wird durch die Verbindung 12 einem Zeitverzögerungsglied 13 und parallel hierzu einem Startzeitglied 14 zugeführt. Das Startzeitglied 14 gibt unverzögert zum Auftreten des Spannungspotentials in der Verbindung 12 durch eine Verbindung 15 ein Startsignal an ein steuerbares Zeitglied 16 ab. Bei Ansteuerung durch die Verbindung 15 beginnt das Zeitglied 16 durch eine Verbindung 17 einen Schalter 18 anzusteuern, welcher für die Zeitspanne seiner Ansteuerung das an seinem Eingang durch eine Verbindung 19 anstehende Bremsanforderungssignal U _soll von einem Ausgang 20 abtrennt und an einen Ausgang 21 anlegt. Der Ausgang 20 des Schalters 18 ist durch eine Verbindung 22 mit einer Ruckbegrenzung 23 mit dem Steuereingang eines Bremsventils 24 verbunden; das Bremsventil 24 kann in der bereits vorstehend erwähnten Art ausgeführt sein, an seinem Steuereingang steht das Betätigungssignal B an. Die Ruckbegrenzung 23 begrenzt das sie bei entsprechender Schalterstellung durchlaufende Bremsanforderungssignal U _soll in seinem Gradienten derart, daß keine Bremsrucke durch übermäßig rasches Festziehen der Bremse am Fahrzeug auftreten können. An den Ausgang 21 ist durch eine Verbindung 26 ein Einschußglied 26 angeschlossen, welches bei durch entsprechende Schalterstellung ihm zugeführten Bremsanforderungssignal U _soll ein eine maximale Öffnung des Bremsventils 24 entsprechendes Betätigungssignal B in eine Verbindung 27 aussteuert. Die Verbindung 27 führt durch eine Anlegestufe 28 ebenfalls zum Steuereingang des Bremsventils 24. Die Anlegestufe 28 prägt dem Steuereingang des Bremsventils 24 bei Abklingen des vom Einschußglied 26 in die Verbindung 27 eingesteuerten Signals kurzzeitig einen Wert auf, welcher dem Sollwert zum Zeitpunkt des Bremsenanlegens entspricht. Durch eine gestrichelt eingezeichnete Verbindung 29 kann die Anlegestufe 28 zum Variieren dieses aufgeprägten Wertes veranlaßt werden.

Das Zeitverzögerungsglied 13 gibt um eine kurze Verzögerungszeit gegenüber dem Auftreten eines Ausgangssignals des Triggers 11 in der Verbindung 12 verzögert durch eine Verbindung 30 ein Signal an ein Startglied für eine Freigabe 31, welches unverzögert durch eine Verbindung 32 ein Freigabeglied 33 auf Freigabe eines Signaldurchganges von seinem Eingang 34 zu seinem Ausgang 35 schaltet. Der Eingang 34 des Freigabegliedes 33 ist durch eine Verbindung 36 mit einem in das Bremsventil 24 integrierten und daher nicht gesondert dargestellten Druck-Spannungswandler verbunden, welcher den vom Bremsventil 24 ausgesteuerten, durch eine Rohrleitung 37 einem Bremszylinder 38 zuzuführenden Druck in ein elektrisches Istwertsignal U _ist umsetzt; dem Eingang 34 wird somit das Istwertsignal U _ist zugeführt. Der Ausgang 35 des Freigabegliedes 33 ist zueinander parallel mit den Eingängen eines positiven Gradienten-Meßgliedes 39 und eines negativen Gradienten-Meßgliedes 40 verbunden; das positive Gradienten-Meßglied 39 gibt bei Auftreten eines einen bestimmten Schwellenwert überschreitenden, positiven Gradienten a des ihm durch das Freigabeglied 33 zugeführten Istwertsignal U _ist ein Ausgangssignal in eine Verbindung 41 und das negative Gradienten-Meßglied 40 entsprechend bei einem Auftreten eines einen Schwellenwert übersteigenden, negativen Gradienten b des Istwertsignals U _ist ein Ausgangssignal in eine Verbindung 42 ab. Von beiden Verbindungen 41 und 42 führen Zweigverbindungen zu einem Blockierglied 43 für die Freigabe, welches bei Auftreten eines Signals in einer der Verbindungen 41 oder 42 in eine Verbindung 44 ein Signal einsteuert, welches dem Freigabeglied 33 zugeführt wird und letzteres auf Sperren des Durchganges des Istwertsignals U _ist vom Eingang 34 zum Ausgang 35 schaltet.

Die Verbindung 41 führt das Ausgangssignal des positiven Gradienten-Meßgliedes 39 einem positiven Zeitschrittglied 45 und die Verbindung 42 das Ausgangssignal des negativen Gradienten-Meßgliedes 40 einem negativen Zeitschrittglied 46 zu. Bei ihrer Ansteuerung geben die Zeitschrittglieder 45 bzw. 46 durch Verbindungen 47 bzw. 48 Signale an einen Zähler 49 ab, wobei ein Ausgangssignal des positiven Zeitschrittgliedes 45 den Zähler 49 um einen Zählwert hoch und ein Ausgangssignal des negativen Zeitschrittgliedes 46 um einen Zählwert herunterschaltet. Der jeweilige Zählstand des Zählers 49 wird durch eine Verbindung 50 einen Zeitvorgabeglied 51 zugeführt, welches den ihm durch die Verbindung 50 zugeführten Zählstand des Zählers 49 in ein durch eine Verbindung 52 dem Zeitglied 16 zuzuführendes Steuersignal umsetzt; das durch die Verbindung 52 dem Zeitglied 16 zugeführte Steuersignal steuert das Zeitglied 16 derart, daß das Zeitglied 16 nach Zuführung eines Startsignals durch die Verbindung 50 in die Verbindung 17 ein Ausgangssignal ansteuert, welches für eine durch das in der Verbindung 52 anstehende Signal bestimmte Zeitspanne T ansteht. Die Zeitspanne T ist damit in ihrer Länge abhängig vom vorliegenden Zählstand im Zähler 49 abhängig, bei jedem Ansteuern des Zählers 49 durch eine der Verbindungen 47 oder 48 wird die Zeitspanne T um einen Zeitschritt vergrößert oder verkleinert, wobei der Zeitschritt relativ kurz im Vergleich zur Zeitspanne T ist.

Die gestrichelt eingezeichnete Verbindung 29 führt zum negativen Gradienten-Meßglied 40, welches durch diese Verbindung der Anlegestufe 28 ein den jeweiligen, negativen Gradienten des Istwertsignals U _ist entsprechendes Steuersignal zuführt, welches die Anlegestufe 28 zum Ansteuern eines bei großem, negativen Gradienten einer stärkeren Bremsung entsprechenden, bei geringem, negativen Gradienten des Istwertsignals U _ist eines einer schwächeren Bremsung entsprechenden Anlegedruckes veranlaßt.

Der Bremszylinderdruckregeler nach Fig. 7 arbeitet wie folgt:

Im Lösezustand wird das gelöstem Bremsen entsprechende Bremsanforderungssignal U _soll durch die Verbindungen 10, 19, dem auf dem Ausgang 20 geschalteten Schalter 18 und die Verbindung 22 der Ruckbegrenzung 23 und von dieser als gelösten Bremsen entsprechendes Betätigungssignal B dem Bremsventil 24 zugeführt, welches dem als aktiven oder als Federspeicherbremszylinder ausgebildeten Bremszylinder 38 infolgedessen mit einem Lösedruck beaufschlagt. Das Istwertsignal U _ist entspricht damit dem Lösedruck. Das Freigabeglied 33 befindet sich in seiner Sperrstellung, am Zähler 49 ist ein von der vorausgehenden Bremsung bestimmter Zählstand vorhanden und das Zeitglied 16 somit auf eine bestimmte Zeitspanne T eingestellt, die Verbindung 17 ist jedoch signalfrei.

Wird das Bremsanforderungssignal U _soll in Richtung Bremsen geändert, so gelangt diese Änderung einerseits durch die Ruckbegrenzung 23 als Betätigungssignal B kurzzeitig zum Bremsventil 24, andererseits wird jedoch der Trigger 11 sehr rasch zum Aussteuern eines Signals in die Verbindung 12 veranlaßt, wodurch über das Startzeitglied 14 das Zeitglied 16 gestartet wird und letzteres durch Signalabgabe in die Verbindung 17 den Schalter 18 zum Umschalten auf seinen Ausgang 21 veranlaßt.

Damit wird das Bremsanforderungssignal U _soll durch die Verbindung 25 dem Einschußglied 26 zugeführt, welches durch die Verbindung 17 und die Anlegestufe 28 dem am Eingang des Bremsventils 24 anstehenden Betätigungssignal B einen einer maximalen Öffnung des Bremsventils 24 entsprechenden Wert aufprägt. Das Bremsventil 24 wird hierdurch auf maximalen Druckmitteldurchlaß gesteuert, so daß dem Bremszylinder 38 rasch große Druckmittelmengen zu- bzw. abgeführt werden. Das Zeitglied 16 hält durch Signalabgabe in die Verbindung 17 den Schalter 18 für eine Zeitspanne T in seiner Schaltstellung, welche dem Zählstand des Zählers 49 entspricht.

Während des Ablaufes der Zeitspanne T gibt um eine kurze Verzögerungszeit zum Auftreten des Ausgangssignals des Triggers 11 in der Verbindung 12 verzögert das Zeitverzögerungsglied 13 ein Signal durch die Verbindung 30 an das Startglied für die Freigabe 31, welches durch die Verbindung 32 seinerseits unverzögert das Freigabeglied 33 auf Freigabe des Signaldurchgangs von seinem Eingang 34 auf den Ausgang 35 schaltet; das bisher gesperrte Istwertsignal U _ist gelangt nunmehr zu den positiven und negativen Gradienten-Meßgliedern 39 und 40. Die um die Verzögerungszeit des Zeitverzögerungsgliedes 13 bestimmte Verzögerung der Öffnung des Freigabegliedes 33, bezogen auf das Auftreten eines das Einleiten einer Bremsung anzeigendes Signals in der Verbindung 12, verhindert, daß durch unmittelbar zu Bremsbeginn mögliche Druckschwingungen des am Bremsventil 24 anstehenden Bremszylinderdruckes bedingte Schwingungen des Istwertsignals U _ist zu den Gradienten-Meßgliedern 39 und 40 gelangen und diese zur Abgabe falscher Signale veranlassen. Sobald ein positiver Gradient a/m Istwertsignal U _ist auftritt, gibt das positive Gradienten-Meßglied 39 ein Signal in die Verbindung 41 ab, welche durch das Blockierglied für die Freigabe 43 das Freigabeglied 33 auf Sperren des Durchganges des Istwertsignals U _ist schaltet und parallel hierzu das positive Zeitschrittglied 55 zur Abgabe eines Signals durch die Verbindung 47 zum Zähler 39 veranlaßt, wodurch der am Zähler 49 anstehende Zählstand um einen Zählwert bzw. Schritt erhöht wird; der Zähler 49 speichert den neuen Zählstand. Diese Änderung des Zählstandes des Zählers 39 kann noch für die vorliegende Bremsung zur Änderung der am Zeitglied 16 eingestellten Zeitspanne T genutzt werden, es ist jedoch auch möglich, die am Zeitglied 16 eingestellte Zeitspanne T für die gegenwärtige Bremsung konstant zu halten und erst nach Abschluß der Bremsung dem neuen Zählstand des Zählers 49 anzugleichen.

Nach Ablauf der Zeitspanne T beendet das Zeitglied 16 die Signalabgabe durch die Verbindung 17 zum Schalter 18, so daß letzterer auf seinen Ausgang 20 zurückschaltet. Das Einschußglied 26 wird damit unwirksam und die Anlegestufe 28 setzt das am Bremsventil 24 anstehende Betätigungssignal B kurzfristig auf einen dem Bremsenanlegezustand entsprechenden Wert. Anschließend gelangt das inzwischen einer bestimmten Bremsstufe entsprechende Bremsanforderungssignal U _soll durch die Ruckbegrenzung 23 in seinem negativen Gradienten begrenzt als Betätigungssignal B zum Bremsventil 24 und veranlaßt letzteres, den im Bremszylinder 38 anstehenden Bremszylinderdruck entsprechend zu ändern bzw. einzustellen.

Falls die Bremsen beim Übergang der Steuerung des Betätigungssignals B von der Anlegestufe 28 auf die Ruckbegrenzung 23 bereits angelegt sind, erfährt das Istwertsignal U _ist einen einen Schwellenwert übersteigenden, negativen Gradienten b. Falls vorangehend, während des Ablaufes der Zeitspanne T, kein positiver, das positive Gradienten-Meßglied 39 schaltender Gradient a aufgetreten ist, ist das Freigabeglied 33 noch geöffnet und der erwähnte, negative Istwertsignal-Gradient kann zum negativen Gradienten-Meßglied 40 gelangen und dieses auf Abgabe eines Signals in die Verbindung 42 schalten. Über das Blockierglied für die Freigabe 43 wird hierdurch das Freigabeglied 33 in seine Sperrstellung geschaltet und zugleich das negative Zeitschrittglied 46 zur Abgabe eines Signals in die Verbindung 48 veranlaßt, wodurch der Zählstand des Zählers 49 um einen Zählwert bzw. Schritt zurückgeschaltet wird; der Zähler 49 speichert den neuen Zählstand für die nächstfolgende Bremsung, bei welcher die Zeitvorgabe für das Zeitglied 16 entsprechend eingestellt wird.

Durch das Sperren des Freigabegliedes 33 bei Signalabgabe durch die Gradienten-Meßglieder 39 oder 40 wird verhindert, daß nachfolgende Schwingungen des Istwertsignals U _ist ungewollte Änderungen des Zählstandes des Zählers 49 bewirken können.

Durch die Verbindung 29 kann das negative Gradienten-Meßglied 40 der Anlegestufe 28 einen dem jeweils vorliegenden, negativen Gradienten des Istwertsignals U _ist entsprechenden Meßwert zuführen, durch welchen die Anlegestufe 28 veranlaßt wird, den Anlegedruck zu variieren: Bei hohem, negativen Gradienten steuert die Anlegestufe 28 einen in Richtung stärkerer Bremsung und bei niedrigem Gradienten in Richtung schwächerer Bremsung variierten Ausgangswert als Betätigungssignal B dem Bremsventil 27 zu.

In Abänderung zur vorbeschriebenen Ausführung ist es auch möglich, der Anlegestufe 28 das Bremsanforderungssignal U _soll oder einen hiervon abgeleiteten, seinem negativen Gradienten entsprechenden Wert durch die Verbindung 29 als Steuersignal zuzuführen. In Fig. 8 sind diese Funktionen erläutert:

Das Diagramm nach Fig. 8 zeigt den Verlauf des Bremsanforderungssignals U _soll über der Zeit t, wobei nach Kurve I das Bremsanforderungssignal U _soll einen großen und nach Kurve II einen kleinen, negativen Gradienten aufweist. Es ist ersichtlich, daß nach Ablauf der Zeitspanne T das Bremsanforderungssignal U _soll nach Kurve I einen einer stärkeren Bremsung und nach Kurve II einen einer schwächeren Bremsung entsprechenden Wert erreicht hat: Die Anlegestufe 28 (Fig. 7) stellt den Anlegewert für das Betätigungssignal B durch das in Verbindung 29 anstehende Meßsignal entsprechend ein.

Es ist noch zu erwähnen, daß das Bremsventil 24 beispielsweise gemäß der bereits erwähnten EB-B 14 369 ausgebildet sein kann; es kann jedoch auch gemäß Fig. 5 ausgebildet sein, wobei nur dem Absperrventil 6 von der Ruckbegrenzung 23 ausgehende Betätigungssignale und beiden Absperrventilen 5 und 6 von dem Einschußglied 26 ausgehende Betätigungssignale zuzuführen sind. Die Anlegestufe 28 kann bei entsprechend großquerschnittigem Absperrventil 5 ihr Ausgangssignal auch nur diesem Absperrventil 5 zuführen.

In Abänderung zu vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen kann der Bremszylinderdruckregler vereinfacht auch derart ausgebildet werden, daß er gemäß dem Diagramm nach Fig. 9 arbeitet. Im Diagramm gemäß Fig. 9 ist das Bremsanforderungssignal U _soll über der Zeit t aufgetragen. Abhängig davon, ob zu Bremsbeginn das Bremsanforderungssignal nach einer Zeitspanne t _x einen vorbestimmten Wert U ₁ zumindest erreicht oder nicht, handelt es sich um eine schnelle oder langsame Änderung des Bremsanforderungssignals U _soll , also um ein rasches oder langsames, gefordertes Einbremsen. Bei Nichterreichen des Bremsanforderungssignal-Wertes U ₁, also bei langsamen Einbremsvorgängen, und die Zeitspanne T auf einen kürzeren Wert T ₁, bei Erreichen oder Überschreiten des Bremsanforderungssignal-Wertes U ₁ dagegen auf den längeren Wert T 2 geschaltet. Während des Ablaufes der Zeitspanne T ₁ bzw. T ₂ wird das Bremsventil jeweils auf maximalen Durchgang geschaltet. Bei Ablauf der Zeitspanne T ₁ wird auf einen einer schwächeren Bremsung und bei Ablauf der Zeitspanne T ₂ auf einen einer stärkeren Bremsung entsprechenden Bremsanlegewert des Bremsanforderungssignals U _soll zurückgeschaltet. Vom jeweiligen Rückschaltpunkt aus wird das Bremsventil entsprechend der Rampe des Bremsanforderungssignals U _soll gesteuert.

Die Änderung der Zeitspanne T kann auch kontinuierlich erfolgen. Zu einem Zeitpunkt t _x , welcher wiederum kleiner als die kleinstmögliche Zeitspanne T ist, wird der momentane Wert des Bremsanforderungssignals U _soll ermittelt, mit einem Grenzwert verglichen und daraus die Änderungsgeschwindigkeit errechnet. An diese Änderungsgeschwindigkeit ist die Dauer der Zeitspanne T anzupassen.

In Abänderung zu den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen kann als Bremsanforderungssignal U _soll , welches einem elektrischen Potential entspricht, auch eine elektrische Stromstärke I _soll vorliegen und verwendet werden. Dabei wird zweckmäßig auch das Istwertsignal nicht als Potential U _ist , sondern als Stromsignal I _ist ausgebildet und genutzt, und auch das Betätigungssignal B kann als Stromsignal ausgegeben werden.

Kurzfassung Der Bremszylinderdruckregler setzt ein elektrisches Bremsanforderungssignal U _soll in ein Betätigungssignal B für einen Bremskraftregler um, wobei das Betätigungssignal B unmittelbar nach Bremsbeginn auf einen maximalen Druckmitteldurchgang durch das Bremsventil geschaltet wird. Nach Ablauf einer etwa dem Erreichen des Anlegezustandes entsprechenden Zeitspanne T wird das Betätigungssignal B derart geändert, daß das Bremsventil etwa auf den Anlegedruck der Bremse eingestellt und in seinem Durchströmquerschnitt entsprechend reduziert wird. Im weiteren Verlauf wird das Betätigungssignal B entsprechend dem Bremsanforderungssignal U _soll variiert. Durch die maximale Betätigung des Bremsventils zu Bremsbeginn während der Zeitspanne T wird der Anlegezustand der Bremse sehr schnell erreicht, anschließend ist ein feinfühliges Steuern der Bremskraft möglich.

• Bezugszeichenliste  1  Bremsventil  2  Rohrleitung  3  Rohrleitung  4  Bremszylinder  5  Absperrventil  6  Absperrventil  7  Drossel  8  Drossel 10  Verbindung 11  Trigger 12  Verbindung 13  Zeitverzögerungsglied 14  Startzeitglied 15  Verbindung 16  Zeitglied 17  Verbindung 18  Schalter 19  Verbindung 20  Ausgang 21  Ausgang 22  Verbindung 23  Ruckbegrenzung 24  Bremsventil 25  Verbindung 26  Einschußglied 27  Verbindung 28  Anlegestufe 29  Verbindung 30  Verbindung 31  Startglied für Freigabe 32  Verbindung 33  Freigabeglied 34  Eingang 35  Ausgang 36  Verbindung 37  Rohrleitung 38  Bremszylinder 39  pos. Gradienten-Meßglied 40  neg. Gradienten-Meßglied 41  Verbindung 42  Verbindung 43  Blockierglied für Freigabe 44  Verbindung 45  pos. Zeitschrittglied 46  neg. Zeitschrittglied 47  Verbindung 48  Verbindung 49  Zähler 50  Verbindung 51  Zeitvorgabeglied 52  Verbindung P  Bremszylinderdruck V  Volumen K  Knickpunkt U _soll   Bremsanforderungssignal t  Zeit B  Betätigungssignal S  Schwellenwert T  Zeitspanne T _A   Zeitpunkt U _ist   Istwertsignal U ₁  Wert T ₁  Zeitspanne T ₂  Zeitspanne a  Istwertgradient b  Istwertgradient I  Kurve II  Kurve

Claims (18)

1. Bremszylinderdruckregler für eine Druckmittelbremse von Fahrzeugen, mit wenigstens einem Bremsventil (1; 24), das entsprechend einem elektrischen Bremsanforderungssignal (U _soll ) betätigbar ist und einen Bremsdruck nach Maßgabe eines Soll-Istwert-Vergleichs steuert, und mit Mitteln zum Beschleunigen des Anlegevorganges der Druckmittelbremse, dadurch gekennzeichnet, daß das Bremsventil (1; 24) einen variablen Durchströmungsquerschnitt aufweist und daß, ausgehend vom Lösezustand der Druckmittelbremse, das Bremsventil (1; 24) bei Erreichen eines einen Bremsbeginn signalisierenden Schwellenwertes des Bremsanforderungssignals (U _soll ) für eine Zeitspanne (T) auf seinen größten Durchströmungsquerschnitt eingestellt wird, wobei die Zeitspanne (T) wenigstens annähernd der zum Anlegen der Druckmittelbremse erforderlichen Zeit entspricht, und anschließend in seinem Durchströmungsquerschnitt reduziert und in Abhängigkeit vom Soll-Istwert-Vergleich gesteuert wird.

2. Bremszylinderdruckregler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Größe der Zeitspanne (T) in Abhängigkeit von der Änderungsgeschwindigkeit (Gradienten) des Bremsanforderungssignals (U _soll ) und/oder eines Istwertsignals (U _ist ) für den Bremsdruck gesteuert ist.

3. Bremszylinderdruckregler nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Änderungsgeschwindigkeit (Gradient) des Bremsanforderungssignals (U _soll ) und/oder des Istwertsignals (U _ist ) durch Vergleich eines innerhalb der Zeitspanne (T) gemessenen Meßwertes mit einem Grenzwert (U ₁) bzw. dem Ausgangswert zu Bremsbeginn bestimmt wird.

4. Bremszylinderdruckregler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Größe der Zeitspanne (T) in Abhängigkeit von der Steifheitskennlinie des Druckmittelteils der Druckmittelbremse bzw. von der Knickpunktlage der Bremsdruck-Kennlinien gesteuert ist.

5. Bremszylinderdruckregler nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Steifheitskennlinie bzw. Knickpunktlage bei jeder Bremsung gemessen bzw. bestimmt, gegebenenfalls ausgewertet und gespeichert wird und daß der Speicherwert bei der folgenden Bremsung die Größe der Zeitspanne (T) steuert.

6. Bremszylinderdruckregler nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitspanne (T) um eine Schaltzeit des Bremsventils (1; 24) verkürzt vor dem Knickpunkt (K) der Steifheits- bzw. Bremsdruck-Kennlinie der vorangehenden Bremsung endet.

7. Bremszylinderdruckregler nach Anspruch 2 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Größe der Zeitspanne (T) in einen von zwei unterschiedlichen Werten (T ₁ bzw. T ₂) einsteuerbar ist.

8. Bremszylinderdruckregler nach Anspruch 2 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Größe der Zeitspanne (T) wenigstens annähernd kontinuierlich veränderbar ist.

9. Bremszylinderdruckregler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchströmungsquerschnitt des Bremsventils (1; 24) wenigstens in einem Teilbereich der Verstellbarkeit kontinuierlich verstellbar ist.

10. Bremszylinderdruckregler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Bremsventil wenigstens zwei unabhängig voneinander schaltbare, in zueinander parallele Durchströmungswege eingeordnete Ventile (5 und 6) aufweist.

11. Bremszylinderdruckregler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein vom Bremsanforderungssignal (U _soll ) ansteuerbares, elektronisches Regelgerät vorgesehen ist, welches ein Betätigungssignal (B) für das als wenigstens ein Magnetventil ausgebildete Bremsventil (1; 24) erstellt.

12. Bremszylinderdruckregler nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer Bremsung die Änderungsgeschwindigkeit (a; b) des Istwertsignals (U _ist ) während der Zeitspanne (T) gemessen, bei Vorliegen eines positiven Istwertgradienten (a) am Ende der Zeitspanne (T) diese um einen bestimmten Betrag verlängert, bei Auftreten eines negativen Istwertgradienten (b) dagegen um einen bestimmten Betrag verkürzt und als so geänderte, neu bestimmte Zeitspanne (T) bei der nächstfolgenden Bremsung genutzt wird, wobei die beiden Beträge vorzugsweise gleich groß bemessen sind.

13. Bremszylinderdruckregler nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß während einer Bremsung eine einen Schwellenwert erstmalig übersteigende Änderungsgeschwindigkeit des Istwertsignals (Istwertgradient a, b), die ab dem Ende einer Verzögerungszeit nach dem Beginn der Zeitspanne (T) auftritt, eine Änderung der Zeitspanne (T) um den bestimmten Betrag für die nächstfolgende Bremsung bewirkt, wobei die Verzögerungszeit kürzer als die kürzestmögliche Zeitspanne (T) ist.

14. Bremszylinderdruckregler nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß nach Auftreten eines die Zeitspanne (T) ändernden Istwertgradienten (a; b) weitere Messungen des Istwertgradienten unterdrückt werden.

15. Bremszylinderdruckregler nach den Ansprüchen 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Bremsanforderungssignal (U _soll ) zueinander parallel einem Schalter (18) und einem einen Bremsbeginn signalisierenden Trigger (11) zugeführt wird, daß der Schalter (14 ) eine erste Schaltstellung (20) zur Abgabe eines bremsanforderungssignalabhängigen, in seinem Gradienten begrenzten (23) Betätigungssignals (B) und eine zweite Schaltstellung (21) zur Abgabe eines maximalen Durchströmungsquerschnitt des Bremsventils (24) einstellenden Betätigungssignals (B) aufweist, daß das den Bremsbeginn signalisierende Ausgangssignal des Triggers (11) als Startsignal (14) unverzögert einem die Zeitspanne (T) bestimmenden, ersten Zeitglied (16) und parallel hierzu über ein zweites Zeitglied (13) um die Verzögerungszeit verzögert als Freigabesignal (31) einem Freigabeglied (33) zugeführt wird, daß das Freigabeglied (33) in eine Zuführung des Istwertsignals (U _ist ) zu zwei Gradienten-Meßgliedern (39 und 40) eingeordnet ist, welche bei Auftreten einer den Schwellenwert übersteigenden, positiven bzw. negativen Änderungsgeschwindigkeit des Istwertsignals (Istwertgradient a, b) jeweils ein Ausgangssignal abgeben, daß die Ausgangssignale der Gradienten-Meßglieder (39 und 40) über ein Blockierglied (43) als Blockiersignal dem Freigabeglied (33) zum Sperren des Durchganges des Istwertsignals (U _ist ) und parallel hierzu Zeitschrittgliedern (45 und 46) zugeführt werden, deren Ausgangssignale das erste Zeitglied (16) bei jedem Auftreten eines eine positive Änderungsgeschwindigkeit (a) signalisierenden Ausgangssignals der Gradienten-Meßglieder (39) zur Verlängerung und bei Auftreten eines eine negative Änderungsgeschwindigkeit (b) signalisierenden Ausgangssignals der Gradienten-Meßglieder (40) zur Verkürzung der Zeitspanne (T) um jeweils einen bestimmten Zeitschritt ansteuern, daß das Zeitglied (16) während des Ablaufes der Zeitspanne (T) dem Schalter (18) ein Schaltsignal zuführt, daß der Schalter (18) nur bei anstehendem Schaltsignal auf Abgabe eines dem maximalen Durchströmungsquerschnitt des Bremsventils (24) einstellenden Betätigungssignals (B) schaltet, und daß das erste Zeitglied (16) den Wert der bei einer Bremsung eingestellten Zeitspanne (T) als Ausgangswert der Zeitspanne (T) für die nächstfolgende Bremsung speichert.

16. Bremszylinderdruckregler nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungssignal (B) am Ende der Zeitspanne (T) auf einen bestimmten, ersten Bremsstufenwert geschaltet wird, von welchem aus es entsprechend dem Verlauf des Bremsanforderungssignals (U _soll ) gesteuert wird.

17. Bremszylinderdruckregler nach den Ansprüchen 15 und 16, dadurch gekennzeichnet, daß dem Schalter (18) eine Anlegestufe (28) nachgeschaltet ist, welche das Betätigungssignal (B) zum Endzeitpunkt der Zeitspanne (T) auf den ersten Bremsstufenwert als Ausgangswert für die weitere, dem Verlauf des Bremsanforderungssignals (U _soll ) entsprechende Steuerung schaltet.

18. Bremszylinderdruckregler nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der bestimmte, erste Bremsstufenwert in Abhängigkeit von der Änderungsgeschwindigkeit des Bremsanforderungssignals (U _soll ) gesteuert bei niedriger Änderungsgeschwindigkeit einen niedrigeren Bremswert als bei hoher Änderungsgeschwindigkeit aufweist.