DE2403649A1

DE2403649A1 - Bremssteueranlage fuer fahrzeuge

Info

Publication number: DE2403649A1
Application number: DE19742403649
Authority: DE
Inventors: Gary Lee Hopkins; Jun Joseph H Mcninch; John Arthur Urban
Original assignee: Eaton Corp
Current assignee: Eaton Corp
Priority date: 1973-01-26
Filing date: 1974-01-25
Publication date: 1974-08-01
Also published as: IT1006170B; CA1029455A; FR2215338A1; GB1460851A; FR2215338B1; AR205087A1; BR7400553D0; SE397316B; JPS49104088A

Description

2403649 Patentanwälte DipL-lng. W. Scherrmann Dr.-Ing. R. Riiger

7300 Esslingen (Neckar), Fabrikstraße 24, Postfach 348

25. Januar 1974 J^

PA 105 SChO 359619

Telegramme Patentschutz Esslingenneckar

Eaton Corporation, 100 Erievlew Plaza, Cleveland, Ohio 44114/USA

Bremssteueranlage für Fahrzeuge

Die Erfindung bezieht sich auf Bremssteueranlagen, mit denen die den Rädern eines mit einer Bremsanlage ausgestatteten Fahrzeuges angelegten Bremskräfte gesteuert werden« Im einzelnen betrifft die Erfindung eine Bremssteueranlage zur Anwendung bei einem Fahrzeug mit zwei um eine gemeinsame Achse rotierenden, in Abstand zueinander angeordneten Rädern.

Wenn ein Fahrer die Fahrzeugbremsanlage betätigt, werden den über die Bremse gesteuerten Rädern Bremskräfte angelegt, um das Fahrzeug zu verlangsamen. Vorzugsweise wird das Fahrzeug dabei auf die erwünschte niedrigere Geschwindigkeit oder bis zum Haltezustand verzögert, ohne daß die Räder auf der Fahrbahn rutschen bzw. ohne daß eine Bremsblockierung eintritt. Um das Blockieren der Bremse zu

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verhindern, muß das Fahrzeug mit einer abnehmenden Radgeschwindigkeit verzögert werden, die etwas niedriger als diejenige des Fahrzeuges ist. Verringert sich jedcch die Radgeschwindigkeit in wesentlich höherem Maß als die Fahrzeuggeschwindigkeit, so kennzeichnet dies eine bevorstehende Radblockierung bzw. einen Blockierzustand. Um die Padblockierung zu vermeiden/ ermitteln Brenissteueranlagen diesen bevorstehenden Blockierzustand und schalten die Bremskräfte ab. Sind die Bremskräfte entfernt, so kennen die Räder wieder auf die Fahrzeuggeschwindigkeit hochlaufen. Darauf werden die Bremskräfte von neuem angelegt, um die Verlangsamung des Fahrzeuges fortzusetzen.

Bei der Verzögerung eines Fahrzeuges kann sich ein Zustand ergeben, in dem die Geschwindigkeit eines Rades, die durch die Bremssteueranlage überwacht wird, sich wesentlich von der Geschwindigkeit des anderen Rades unterscheidet. Dies kennzeichnet normalerweise einen-unterschiedlichen Reibungskoeffizienten zwischen der Fahrbahnoberfläche und den beiden jeweiligen Rädern. Das langsamere Rad kann sich dabei einem Blockierzustand annähern. Kenn daher der Unterschied der Radgeschwindigkeiten zu groß wird, ist es zweckmäßig, die Bremskräfte freizugeben, um eine Blockierung des langsameren Rades zu verhindern.- über das schnellere der beiden Räder kann jedoch weiterhin eine wirksame Abbremsung des Fahrzeuges erfolgen, so daß es häufig sinnvoll ist, besonders bei einem Zustand mit unterschiedlichem Reibungskoeffizienten der beiden Räder, daß die Bremskräfte dem schneller drehenden Rad für eine zusätzliche Zeitdauer angelegt bleiben, auch wenn der Drehzahlunterschied zwischen den beiden' Rädern die festgelegten bzw« zweckmäßigen Grenzwerte überschreitet.

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Falls beide von der BremsSteueranlage bewachte Räder zu schnell verzögert werden, so kennzeichnet dies einen beginnenden Radblockierzustand. Da das schnellere Rad eine geringere Bremsung als das langsamere Rad hervorruft, ist es zweckmäßig, die Verzögerung des schnelleren Rades mit einem Verzögerungsbezugswert zu vergleichen. Ist die Verzögerung des schnelleren Rades größer als der Bezugswert, so können die Bremskräfte weggenommen werden.

Wenn ein beginnender Blockierzustand ermittelt worden ist, und die Bremskräfte beseitigt worden sind, so können die Fahrzeugräder wieder hochlaufen. Es ist bekannt, daß die günstigste Radgeschwindigkeit zum Abbremsen eines Fahrzeuges niedriger als die Fahrzeuggeschwindigkeit ist. Bei einem beginnenden Blockierzustand verringert sich die Radgeschwindigkeit erheblich unter diesen günstigsten Geschwindigkeitswert. Nachdem die Bremskräfte durch eine Antiblockieranlage beseitigt worden sind, können die Räder wieder auf die günstige Geschwindigkeit beschleunigen, worauf die Bremskräfte erneut angelegt werden können. Auf einer trockenen Fahrbahnoberfläche ist der Reibungskoeffizient zwischen den Rädern und der Fahrbahnoberfläche verhältnismäßig hoch, und man hat festgestellt, daß bei einer Hochlaufgeschwindigkeit in der Größenordnung von 5 g die Räder schnell wieder auf den günstigsten Geschwindigkeitswert gelangen und somit die Bremsen nicht gelüftet zu bleiben brauchen, da die Räder mit Wahrscheinlichkeit die Idealgeschwihdigkeit erreichen, auch wenn die Bremsen angelegt sind. Es ist jedoch wesentlich, daß die Radgeschwindigkeit nicht d«n günstigsten Geschwindigkeitswert überschreitet, weil dadurch der Bremsweg vergrößert werden würde. Demzufolge ist es zweckmäßig, eine hohe Hochlaufgeschwindigkeit, z.B. bei einem Wert von 5 g, zu ermitteln und dann das Wiederanlegen der Bremsen zu gestatten, so

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daß die Bremskräfte wirksam werden, wenn die Radgeschwindigkeit sich dem günstigsten Geschwindigkeitswert annähert.

Auf Fahrbahnoberflächen mit niedrigem Reibwert, z.B. auf Eis, wird die Kochlaufgeschwindigkeit zwischen 0,5 g und 5,0 g liegen, so daß ein feststehender Bremslüftungsbezugswert zu niedrig werden kann, um eine Radblockierung zu verhindern. Um diesen Zustand zu korrigieren, ist es zweckmäßig, daß die Bremsen während der Beschleunigung des Rades unbetätigt bleiben, wobei die Grenzwerte zwischen 0,5 g und 5,0 g liegen. Bei jeglicher Fahrbahnoberfläche wird die Radbeschleunigung auf Null zurückfallen, wenn die Räder die Fahrzeuggeschwindigkeit erreicht haben, so daß mit einer Beschleunigungs-Logik-Schaltung die Bremsen betätigt werden können, sobald die Beschleunigung unter 0,5 g fällt.

Außerdem ist es zweckmäßig, wenn eine Bremssteueranlage Uberwachungsschaltungen enthält, um verschiedene Betriebszustände der Anlage zu überwachen und festzustellen, ob sich der Betriebsablauf innerhalb vorbeschriebener Grenzwerte bewegt. Bei einer Bremssteueranlage mit einer Spannungsregelschaltung zur Erzeugung einer geregelten Gleichspannung zur Betätigung von Blockierzustand-Ermittlungsschaltungen kann eine fehlerhafte Anzeige entweder eines beginnenden Blockierzustandes oder ein Ausbleiben einer Blockieranzeige daraus resultieren, daß die Spannung unter einen Grenzwert absinkt. Eine bekannte Bremssteueranlage" arbeitet mit einem Magnetventil, das bei Betätigung auf die Bremssteueranlage zur Belüftung der Bremsen einwirkt. Dieses Magnetventil darf nicht erregt werden, wenn kein beginnender Blockierzustand vorliegt, sollte jedoch ansprechen bzw. erregt werden, wenn ein beginnender Blockierzustand ermittelt werden ist.

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Wenn darüber hinaus eine Blockierfühlerschaltung ein für einen beginnenden Elockierzustand kennzeichnendes Blockiersignal für eine unangemessene lange Zeitdauer anzeigt, so kann dies .für eine Fehlfunktion der Steueranlage kennzeichnend sein. Falls ein derartiger fehlerhafter Betriebszustand auftritt, sollte die Bremssteueranlage, zumindest vorübergehend, außer Betrieb gesetzt werden.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Bremssteueranlage anzugeben, die den vorgenannten Forderungen genügt. Im einzelnen soll die Anlage bei Ermittlung von Radgeschwindigkeiten der beiden überwachten Räder oberhalb eines vorbestimmten Wertes ein zeitlich verzögertes Blockiersignal abgeben, so daß die Bremskräfte mit leichter Verzögerung weggenommen werden und zusätzliche Bremskräfte dem schneller drehenden Rad angelegt -werden können. Die Bremssteueranlage soll für eine Bremslüftung sorgen, wenn die durchschnittliche Fadgeschwindigkeit der beiden von der Anlage überwachten Räder unter ein abnehmences Bezugssignal abfällt, das für eine zweckmäßige Geschwindigkeitsabnahme des schneller drehenden Rades kennzeichnend ist. Wenn die beiden überwachten Räder verzögern, und insbesondere, wenn das schneller drehende der beiden Räder in höherem Maße verzögert als ein Bezugsverzögerungswert; so soll die Bremssteueranlage die Bremskraft freigeben. Außerdem sollen Uberwachungsschaltungen vorgesehen werden, um den Betrieb der Bremssteueranlage zu überwachen und die Anlage abzuschalten, wenn sich der Betriebsablauf nicht innerhalb vorgeschriebener Grenzen bewegt.

Erfincungsgemäß wird vorgeschlagen, daß die Bremssteueranlage bei einem Fahrzeug mit wenigstens zwei "unter Abstand angeordneten unabhängig voneinander drehbaren Rädern zur

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Anwendung kommt, wobei eine Bremsanlage zur Bremsung der beiden Räder vorgesehen ist. Es ist eine Bremssteueranlage vorgesehen/ die auf ein zugeführtes Blockiersignal anspricht, um die Bremsanlage zu beeinflussen und die auf die P.äder wirkenden Eremskräfte zu entlasten. Es können Abfühleinrichtungen vorgesehen sein, um erste und zweite Radgeschwindigkeitssignale zu erzeugen, deren Größe den entsprechenden Padgeschwindigkeiten der beiden unter Abstand zueinander angeordneten Räder entsprechen.

Gemäß einem Merkmal der Erfindung ist eine Schaltungsanordnung vorgesehen, die aus den Drehzahlsignalen der beiden Räder ein Durchschnitts-Radgeschwindigkeitssignal erzeugt, dessen Größe für die Durchschnittsgeschwindigkeit der beiden Räder kennzeichnend ist. Außerdem ist eine Schaltung vorgesehen, um das Durchschnitts-Radgeschwindigkeitssignal mit einem Bezugssignal zu vergleichen und um ein Blockiersignal zu erzeugen, wenn die Größe des Durchschnittssignals diejenige eines Bezugssignals unterschreitet. Das Bezugssignal stammt aus einer Bezugssignal-Erzeugereinrichtung, die ein Eezugssignal zur Verfügung stellt, dessen Größe abnimmt, wenn die Drehzahl des.schneller drehenden Rades abnimmt. Das Bezugssignal verringert sich von einer Größe mit einem Anfangswert, der für die. Geschwindigkeit des schnelleren Rades kennzeichnend ist und bei einer Abfallgeschwindigkeit, die zunächst für eine erste Verzögerungs-geschwindigkeit kennzeichnend ist. Die Bezugssignalerzeugereinrichtung umfaßt ferner eine Schaltungsanordnung, die auf ein Blockiersignal anspricht, um die Äbfallzeit des Bezugssignals von einer ersten Geschwindigkeit auf eine zweite Geschwindigkeit zu verändern, die für eine geringere Verzögerungsgeschwindigkeit kennzeichnend ist, so daß bei Bremsbelüftung die Sadgeschwindigkeit auf einen höheren Viert ansteigen muß als wenn

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die erste Abfallgeschwindigkeit wirksam ist, bevor die Breirsen wieder angelegt werden können.

Gernäß einem v/eiteren Merkmal der Erfindung dient eine logische Schaltungsanordnung zur Erzeugung eines Blockiersignals, wenn die Padgeschwindigkeit eines der Räder von derjenigen ces anderen Fades uin einen vorbestimmten Betrag abweicht. Das Blcckiersignal wird der Bremssteueranlage mit Verzögerung zugeführt, se daß innerhalb einer begrenzten Zeitdauer dem schneller rotierenden Pad zusätzliche Bremskräfte angelegt werden können.

Gemäß einem v/eiteren Merkmal der Erfindung ist eine Schaltungsanordnung vorgesehen, um die Bremskräfte wegzunehmen, so daß die Räder auf die Fahrzeuggeschwindigkeit beschleunigen können. Eine Überwachungsschaltung dient zur überwachung von mindestens einem Betriebsverhalten des Blockiersteuersystems und eines Verhinderungsvorganges der Bremssteueranlage, um die Bremsen nicht zu lüften, falls die überwachten Betriebseigenschaften nicht innerhalb der erforderlichen Betriebsablaufwerte verbleiben.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand»eines bevorzugten Ausführungsbeispiels in. Verbindung mit den Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 ein Blockschaltbild der Antiblockieranlage nach

der Erfindung,

Fig. 2 ein Schaltbild zur Erläuterung eines Abschnittes

der Schaltungsanordnung nach Fig. 1,

Fig. 3 ein Schaltbild zur Erläuterung weiterer Abschnitte

der Schaltungsanordnung nach Fig. 1 und

Fig. 4 ein Schaltbild für weitere Abschnitte der Schaltungsanordnung nach Fig. 1.

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Die Bremssteuer- und Antiblockieranlage nach der Erfindung, von der ein Ausführungsbeisriel in Blockform in Fig. 1 gezeigt ist, dient im vorliegenden Fall zur Steuerung der Bremskräfte, die zwei unter Abstand angeordneten und auf einer gemeinsamen Achse rotierenden Rädern angelegt werden. Es kann eine beliebige Anzahl durch Anwendung einer entsprechenden Vielzahl von Steueranlagen, jeweils eine für jede Achse, gesteuert werden. Grundsätzlich dient die Steueranlage zur Überwachung der Radgeschwindigkeit der leiden Räder auf der zu steuernden Achse und zur Erzeugung eines Signals, nachfolgend Elockier- oder Rutschsignal genannt, wenn ein oder mehrere Zustände vorherrschen, die für einen bevorstehenden oder einen vorhandenen Blockierzustand kennzeichnend sind. Das Blockiersignal dient zur Betätigung einer Ventilstellmotorschaltung, die ihrerseits einen Hubmagneten erregt, über den auf die Bremsanlage zum Entlasten der Bremskräfte eingewirkt wird. Die Fahrzeugbremsen können pneumatisch oder hydraulisch betätigt sein, wobei es in jedem Fall darauf ankommt, daß bei Ermittlung eines bevorstehenden Blockierzustandes, bei dem das gebremste Rad rutscht, die auf die Räder wirkenden Bremskräfte zur Vermeidung der Blockierung entlastet werden. Wenn beispielsweise die unterschiede in den Geschwindigkeiten der beiden Räder auf der gesteuerten Achse einen Bezugswert überschreiten, wird ein sog. Blockiersignal erzeugt. Ein Biockiersignal wird ebenfalls erzeugt, wenn die Beschleunigung des schnelleren Rades der überwachten Achse einen Bezugswert überschreitetf wenn dann jedoch die Beschleunigung anhält und dann noch über einen zweiten Bezugswert ansteigt, so wird das Blockiersignal gelöscht. Auch bei einer stärkeren Verzögerung des schneller drehenden Rades als ein Bezugswert wird ein Blockiersignal erzeugt. Weiter unten ist im einzelnen erklärt, aus welchem Grund und unter welchen Bedingungen ein Blockiersignal

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entsteht, während es an dieser Stelle genügen soll, den allgemeinen Zweck der Steueranlage darzulegen.

Gemäß Fig. 1 werden in der ANtiblockiersteueranlage Radfühler WS-I und V7S-2 air Ermittlung der Radgeschwindigkeiten der beiden Räder auf der zu überwachenden Achse verwendet. Zur Ermittlung der Radgeschwindigkeit kann jeder geeignete Mechanismus dienen. Vorzugsweise bestehen die Radfühler jeweils aus einem Tachometergenerator zur Erzeugung eines Wechselstromsignals, dessen Frequenz der Raddrehzahl proportional ist. Die von den Fühlern WS-I und WS-2 erzeugten Frequenzsignale werden jeweils einer Signalverarbeitungsschaltung SC-I und SC-2 zugeführt. Diese Schaltungen enthalten jeweils einen Frequenz/Spannungs-ümformer zur Erzeugung eines Gleichstromsignals, dessen Größe der Frequenz des angelegten Signals und somit der Radgeschwindigkeit proportional ist. Vorzugsweise, obwohl nicht notwendig, besitzt das Gleichstromsignal eine positive Polarität. Die aus den Verarbeitungsschaltungen SC-I und SC-2 kommenden Radgeschwindigkeitssignale V. und V^ werden einem Summierverstärker SA und auch einem Selektor HS für das Rad mit der größten Geschwindigkeit zugeführt. Der Summierverstärker SA erzeugt ein Ausgangssignal, dessen Größe für die durchschnittliche Radgeschwindigkeit der beiden überwachten Räder kennzeichnend ist, während der Selektor HS feststellt, welches Rad die größere Geschwindigkeit besitzt, um dann ein für die Größe der Geschwindigkeit des schnelleren Rades kennzeichnendes Ausgangssignal abzugeben.

Der Selektor HS für das Rad mit der größten Geschwindigkeit ist im einzelnen in Fig. 2 dargestellt und umfaßt zwei NPN Transistoren 10 und 12, deren Kollektoren jeweils an eine positive Spannungsquelle B+ angeschlossen und deren Emitter gemeinsam über einen Widerstand 14 an Erde geführt sind.

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Das in Gleichstrom vorliegende Geschwindigkeitssignal V. gelangt an die Easis des Transistors 10, während das Geschwindigkeitssignal V₂ zur Basis des Transistors 12 kommt. Demzufolge ist das Ausgangssignal V₁₁ der Geschwindigkeit des Rades mit der höheren Geschwindigkeit abzüglich eines geringen Spannungsabfalls proportional.

Der Summierverstärker EA ist ebenfalls im einzelnen in Fig. 2 gezeigt und umfaßt einen Operationsverstärker 16 mit einer Rückkopplung, bestehend aus den Kiderständen und 20. Die Signale V, und V_ werden über Summierwiderstände 22 und 24 dem nicht-umkehrenden Eingang des Verstärkers 16 zugeführt. Demnach dient der Verstärker zur Erzeugung eines positiven Gleichstromsignals, dessen Größe gleich dem Mittelwert der Eingangssignale V. und V mal dem Verstärkungsraaß (1,5) des Verstärkers ist, entsprechend den Rückkopplungswiderständen 18 und 20.

Beschleunigungs-Verzögerungs-Schaltung

Gemäß Fig. 1 wird das Geschwindigkeitssignal für das schneller drehende Rad V„, das aus dem Selektor H„ stammt, einer Beschleunigungs-Verzögerungs-Logik AD sowie einer Bezugsschaltung DR für eine veränderliche Verzögerung zugeführt. Die Schaltung AD dient zur Differenzierung des Geschwindigkeitssignals V,_T zur Erzeugung eines Ausgangssignals, das für die Größe der Geschwindigkeitsänderung kennzeichnend ist. Wie weiter unten noch ausführlicher beschrieben, ist dieses Ausgangssignal positiv, wenn die Radgeschwindigkeit abnimmt und negativ, wenn die Radgeschwindigkeit zunimmt. Das positive oder Verzögerungssignal wird einer Verzögerungs-Vergleichsschaltung DC zugeführt, in der dies Signal mit einem veränderlichen Verzögerungs-Bezugssignal verglichen wird, das aus der Schaltung DR stammt, übersteigt das Verzögerungssignal

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das Bezugssignal, so erzeugt die Vergleichsschaltung DC ein hohes oder binäres Ausgangssignal "1", das über ein ODER-Glied OG zur Betätigung der Ventilstellmotorschaltung VD angelegt wird. Diese Stellmotorschaltung betätigt ein Magnetventil VS, um die Bremskräfte v/egzunehmen bzw. zu entlasten.

In gleicher Weise wird das negative oder Beschleunigungssignal aus der Schaltung AD einem Beschleunigungskcmparator AC zugeführt, wo das Signal mit einem Bezugswert verglichen wird. Ist die Beschleunigung größer als das Bezugssignal, so erzeugt der Komparator AC ein Blockiersignal in Form

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einer binären "1", wobei dies Signal durch das ODER-Glied OG zur Betätigung des Ventilstellmotors VD kommt. Der Vergleich der Beschleunigung erfolgt dadurch zweistufig, daß ein Blockiersignal erzeugt wird, wenn das aus der Schaltung AD stammende Beschleunigungssignal einen Pegel übersteigt, der für die Beschleunigung von 0,5 g kennzeichnend ist. Steigert sich cie Beschleunigung jedcch soweit, daß ein für den Wert 5,0 g kennzeichnender Pegel erreicht wird, se spricht auf diesen Zustand die Sperrschaltiang AI an, um zu vermeiden, daß der Komparator AC ein Blockiersignal abgibt. Der Schaltungsaufbau zur Durchführung der vorbeschriebenen Beschleunigungs- und Verzögerungs-Vergleichsfunktionen ist nachfolgend mit Bezug auf Fig, 3 beschrieben. Das aus der Selektorschaltung HS stammende Geschwindigkeitssignal V für das schneller drehende Rad wird der Basis eines NPN Transistor 30 in einem Ausschaltkreis LSC-I für die niedrige Geschwindigkeit zugeführt. Der Emitter des Transistors 30 ist über einen Widerstand 32 an Erde geführt. Der Transistor 30 dient als Emitterfolger mit Einheitsverstärkung. Da der Transistor nicht unterhalb seiner Basis-Emitter-Schwellwertspannung leitet, bleiben

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die abhängigen Schaltungen bei Geschwindigkeiten unterhalb dieser Schwellwertspannung inaktiv, z.B. unterhalb von 5 km/h. Oberhalb dieser Geschwindigkeit wird das Ausgangssignal aus dem Ausschaltkreis dem umkehrenden Eingang eines Operationsverstärkers 36 über Widerstand und Kondensator 38 in der Beschieunigungs-Verzögerungs-Lcgik AD zugeführt. Ein Rückkopplungstransistor 40 ist zwischen dem Ausgang des Verstärkers und seinem Xnvertier-Eingang angeschlossen. Kondensator 38 und Widerstand 40 bilden einen Differenzierweg und ein zum Widerstand 40 parallel liegender Kondensator 42 dient in Verbindung mit dem Widerstand 34 zur ünempfindlichkeit gegen Hochfrequenzrauschen. Das Ausgangssignal aus dem Verstärker 3C ändert sich proportional zur Xnderungsgeschwindigkeit der Drehzahl bzw. der Geschwindigkeit des schneller drehenden Rades. Das Signal ändert sich in positiver Richtung, wenn die Radgeschwindigkeit abnimmt und ändert sich in negativer Richtung bei zunehmender Radgeschwindigkeit.

Das Ausgangssignal aus der Schaltung AD gelangt an den nicht-invertierenden Eingang eines Operationsverstärkers in der Verzögerungsvergleichsschaltung DC. Das dem invertierenden Eingang des^ Operationsverstärkers 50 anliegende Bezugssignal umfaßt einen feststehenden Pegel und einen mit der Geschwindigkeit veränderlichen Pegel. Der Festpegel stammt aus einem Spannungsteiler, bestehend aus Widerständen 52, 54 und 56, die zwischen der Spannungsquelle B+ und Erde in Reihe liegen. Der mit der Geschwindigkeit veränderbare Pegel stammt aus einem zweiten Ausschaltkreis LSC-2 für niedrige Geschwindigkeiten, der einen NPN Transistor 60 enthält, dessen Basis das Hochgeschwindigkeitssignal V-. zugeführt wird und dessen Kollektor an die Strom-

quelle B+ angeschlossen ist. Der Emitter des Transistors ist über miteinander in Reihe geschaltete Widerstände 62

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und 64 an eine Stromversorgung B- angeschlossen. Demzufolge ist das aus dem Ausschaltkreis LSC-2 stammende und am Widerstand 66 auftretende Signal oberhalb eines niedrigen Geschwindigkeitswertes, z.B. 9 km/h, der Geschwindigkeit des schneller drehenden Rades proportional« Die Transistoren 66 und 56 dienen als Spannungsteiler für dieses Signal, das dann über den Widerstand 54 dem invertierenden Eingang des Operationsverstärkers zugeführt wird. Wenn dies dem Verstärker 50 anliegende Verzögerungssignal in positiver Richtung größer wird als das dem invertierenden Eingang anliegende veränderliche Bezugssignal, erzeugt der Verstärker 50 ein Blockiersignal In Form eines positiven Signals bzw. einer binärer. "I¹O Dies positive Blockiersignal wird über eine Diode 70, deren Anschlußrichtung in Fig. 3 gezeigt ist, zur Betätigung des Ventilstellmotors VD benutzt. Damit wird das Magnetventil VS erregt, um die aufden Rädern lastenden Bremskräfte wegzunehmen, so daß die Räder wieder auf die Fahrzeuggeschwindigkeit fochlaufen können.

Wenn sich die Drehzahl der Räder der Fahrzeuggeschwindigkeit angleicht, erzeugt die Schaltung AD ein negativ gerichtetes Beschleunigungssignal, das für die Geschwindigkeitszunahme kennzeichnend ist. Diese Hochdreh-Geschwindigkeit wird von dem Beschleunigungskomparator AC überwacht, um ein Blockiersignal zwecks Bremslüftung abzugeben, wenn die Beschleunigungswerte zwischen 0,5 g und 5,0 g liegen. Das aufgrund der Beschleunigung erzeugte Signal wird somit ignoriert, wenn die Räder mit einer größeren Beschleunigung als 5,0 g hochlaufen zur Angleichung an die Fahrzeuggeschwindigkeit. Dies ist erwünscht, um elektrische und pneumatische Systemverzögerungen auszuschalten, so daß das Rad nicht die günstigste Geschwindigkeit zur Abbremsung

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übersteigt. Der Änglelchungs- bzw. Hochdrehvorgang sollte jedoch nicht dazis führen, daß die Radgeschwindigkeit diesen günstigsten Wert überschreitet. Man hat festgestellt, daß eine Hochdrehbeschleunigung oberhalb 5,Og kennzeichnend ist für eine sehr schnelle Wiederaufnahme bzw. Angleichung der Radgeschwindigkeit, wodurch, falls das durch die Beschleunigung erzeugte Blockiersignal nicht beseitigt wire, die Radgeschwindigkeit den erwünschten Optimalwert überschreiten wird» Aus diesem Grund ist der Beschleunigungskomparator so programmiert, daß er das von ihm erzeugte Blockiersignal bei einer Hochdrehbeschleunigung von 5 g beseitigt bzw. löscht. Auf einer Fahrbahnoberfläche mit niedrigem Reibungskoeffizienten, z.B. auf Eis, wird die liochdrehbeschleunigung niemals 5,0 g überschreiten. Wenn die Räder sich der Fahrzeuggeschwindigkeit annähern, wird die Hochdrehbeschleunigung auf KuIl zurückfallen, wobei die Bremsen betätigt werden, wenn die Beschleunigung bei 0,5 g liegt. Unterhalb dieser Beschleunigung erzeugt der Beschleunigungskomparator kein Blockiersignal.

Das Ausgangssignal aus der Schaltung AD gelangt an den invertierenden Eingang eines Operationsverstärkers 80 in dem Beschleunigungskomparator AC. Hier wird das negativ gerichtete Beschleunigungssignal mit einem festen Bezugswert verglichen, der aus einem Spannungsteiler stammt, bestehend aus Widerständen 82 und 84, die zwischen Erde und einer Spannungsquelle B- liegen. Der Verbindungspunkt der Widerstände 82 und 84 ist an den nicht-invertierenden Eingang des Verstärkers 80 angeschlossen. Demzufolge wird ein fester Bezugswert definiert, und die Widerstandswerte sind so gewählt, daß der Bezugswert für eine Beschleunigung von 1,5 g kennzeichnend ist. Erreicht das Beschleunigungs-

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signal einen Wert, bei dem es stärker negativ als das Bezugssignal ist, so erzeugt der Verstärker 80 ein Blockiersignal in Form eines positivem Signals oder einer binären "1", wobei dies Signal über eine entsprechend der Zeichnung gepolte Diode 86 zur Betätigung des Ver.tilsteilmotors VD dient, usa die Eremskräfte wegzunehmen.

'Das positive Blockiersignal ans dem Beschleunigungskcmparatcr AC wird unterdrückt, wenn das Beschleunigungssignal über einer, höheren Eezugswert ansteigt,, vorzugsweise in der Größenordnung von 5,0 g. Die Unterdrückungsschaltung AI dient, sobald dieser Zustand ermittelt ist„ zur Beseitigung des positiven Blockiersignals ₉ um das Wiederanlegen der Bremse zu ermöglichen. Die unterdrückungsschaltung ist in Fig. 3 gezeigt und nachfolgend erläutert.

Das aus der Schaltung AD staeiende Signal wird dem nichtinvertierencien Lingang eines Operationsverstärkers 90 in eier Unterdrückungsschaltung Al zugeführt. Das Beschleunigungssignal wird mit einem Bezugssignal verglichen, das den; invertierenden Eingang des Verstärkers 90 anliegt. Das Bezugssignal stammt aus einem Spannungsteiler, bestehend aus Kiderständen 62 und 64 und ist durch seine Kopplung mit dem Ausschaltkreis L,SC-2 geschwindigkeitsabhängig. Venn das Beschleunigungssigr.al das Bezugssignal übersteigt, d.h. wenn es stärker negativ als das Bezugssignal wird, so ändert sich der Ausgang des Verstärkers 90 von einem hohen Wert auf einen niedrigen Wert, um dadurch eine entsprechend der Zeichnung gepolte Diode in Durchlaßrichtung vorzuspannen. Diese Diode bewirkt, daß das Eingangssignal an dem nicht-invertierenden Eingang des Verstärkers 80 in- dem Beschleunigungskomparator AC stärker negativ wird und dadurch verhindert, daß in der Ausgangsschaltung des Verstärkers SO ein pcsitives Blockiersignal mitgeführt wird.

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Lin Kondensator 94, der zwischen Erde und dem Anschlußpunkt der Diode 92 und dem nicht-invertierenden Eingang des Verstärkers 80 liegt, dient in Verbindung mit Widerstand 84 als ein PC-Zeitglied, um das Beschleunigungs-Bezugssignal auf seinen Lormalwert zurückzuführen, nachdem der Ausgang des Verstärkers 90 vieder seinen normalen hohen Wert erreicht hat. Solange demnach das Eeschleunigungssignal größer ist als der feste Bezugswert aus dem Eeschleunigungskomparator AC, aber geringer als das Bezugssignal für die ünterdrückerschaltung AI,wird ein positives Blokkiersignal erzeugt und über die Diode 86 dem ODER-Glied OC zur Eetätigung des Ventilstellmotors VD zugeführt.

Schaltungsanordnung für Differential-Radgeschwindigkeit und feststehende Anzapfung

Das Signal VAfür die durchschnittliche Radgeschwindigkeit aus dem Summierverstärker Sh wird einem Differential-Radgeschwindigkeits-Komparatcr mit fester Anzapfung DVC zugeführt. Dieser Komparator hat zwei verschiedene Betriebsarten. Bei einer Betriebsart werden die beiden Radgeschwindigkeiten der überwachten Achse miteinander verglichen, und falls die Geschwindigkeit eines Fades diejenige des anderen um einen festen Betrag übersteigt, wird dem Ventilstellmotor VD ein positives Signal über eine Verzögerungsschaltung DVD und das ODER-Glied OG zugeführt. Bei der zweiten Betriebsart dient der Komparator DVC zum Vergleich der durchschnittlichen Radgeschwindigkeit (mal einem Verstärkungswert von 1,5 entsprechend dem Verstärker SA) mit einem Bezugssignal, das eine zweistufige Abklingzeit besitzt. Die Abklingzeit oder -geschwindigkeit ist abhängig vom Zustand der logischen Schaltung, wobei die Ausklingzeit bzw. die Dämpfung zunächst stark und anschließend schwächer erfolgt und kennzeichnend für hohe bzw. niedrige Verzögerungen ist.

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Die erste Arbeitsweise findet statt, wenn das Geschwindigkeitssignal VH, kennzeichnend für die Geschwindigkeit des schneller drehenden Rades, konstant ist oder wenn sie sich langsamer verringert als die vorgenannte Abklingzeit in der ersten Stufe. Entsprechend Fig. 2 enthält der Komparator DVC einen Operationsverstärker 100, dessen invertierender Eingang an den Summierverstärker SA angeschlossen ist, um das Signal VA für die Durchschnittsradgeschwindigkeit zu empfangen. Der nicht-invertierende Eingang des Verstärkers 100 ist an die Ausgangsseite einer Schaltung CR für eine berechnete Bezugsgeschwindigkeit angeschlossen, an deren Eingang das Hochgeschwindigkeitssignal VH aus dem Selektor HS empfangen wird₀ Die Eezugsgeschwindigkeitsschaltung CR erzeugt ein Bezugssignal, das im wesentlichen gleich dem Hochgeschwindigkeitssignal VH weniger einem Diodenspannungsabfall ist. Zu diesem Zweck wird das Signal VH über eine Dioae 102 und einen Widerstand 104 einem Kondensator 106 angelegt. Der Kondensator lädt sich dabei auf einen Wert auf, der für die Geschwindigkeit des schnelleren Rades abzüglich des Spannungsabfalles der Ladeschaltung kennzeichnend ist. Die Bezugsschaltung CR enthält außerdem eine Diode in dem Entladekreis des Kondensators 106 zusammen mit einer Diode 112, die der Reihenschaltung, bestehend aus Diode 102, Widerstand 104 und Diode 110 parallel geschaltet ist. Demzufolge ist bei konstanter Geschwindigkeit oder während der Beschleunigung die Spannung an der Verbindungsstelle von den Dioden 110 und 112, die als Ausgang der Bezugsschaltung CR dient, gleich oder größer als die Ladespannung im Kondensator 106. Das dem nicht-invertierenden Eingang des Verstärkers 105 anliegende Bezugssignal ist etwa gleich dem Signal VH für die Geschwindigkeit des schneller drehenden Rades abzüglich des Spannungsabfalles über die Diode 112.

Wenn eines der Räder um einen ausreichenden Betrag schneller als das andere Rad dreht, wird das Durchschnitts-Geschwindig-

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keitssignal VA kleiner als das Eezugssignal, wodurch der Verstärker zur Abgabe eines positiven Blockiersignals dient. Dieses Elcckiersignal wird in der Verzögerungsschaltung DFD verzögert, bevor es über das ODER-Glied OG dem Ventilsteljjrib/tor VD zugeführt wird, um die Bremskräfte zu entlasten. Diese Betriebsart hält solange an, als das Geschwlndigkeitssignal VE konstant ist oder ansteigt oder mit einer Geschwindigkeit zunimmt_s die kleiner als eine vorbestiiniRte Geschwindigkeit ist.

Die zweite Betriebsart des !Comparators DFC setzt ein, wenn das Signal VL für das schneller drehende Rad mit einer Geschwindigkeit abnimmt, die größer als ein vorgegebener fcert ist. Sobald die Schaltung feststellt, daß das schnellere der beiden Räder verzögert, wird sich der Kondensator 1O6 über die Diode 110 entladen, wobei die EntlftaegeschtfiiRt^iokeit durch eine zweistufe feste Anzapfschaltung FE gesteuert wird. Die. Entladung des Kondensators 1O6 wird so in zwei Stufen gesteuert;, daß sie zunächst bei einer Geschwindigkeit erfolgt, die kennzeichnend ist für einen Prozentsatz der- Geschwindigkeit des schneller drehenden bei einer Beschleunigung von 1,Og verzögernden Rades. Zu diesem Zweck wird der Entladestrom durch zwei NPN Transistoren 120 und 122 mit konstantem AbfluB in der Schaltung FE begrenzt. Die Transistoren 12O und 122 sind mit ihren Kollektoren untereinander verbunden und von dort an den Verbindungspunkt der Dioden HO und 112 geführt. Die Emitter der beiden Transistoren sind über die Kiderstände 124, 126 verbunden, die über einen gemeinsamen Anschluß an eine Zenerdiode 128 geführt sind, welche entsprechend Fig. 2 gepolt und geerdet ist, während ein weiterer Anschluß über einen Widerstand 13O zu einer Versorgungsspannung B- führt.

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Die Basis des Transistors 120 ist direkt geerdet und die des Transistors 122 über einen Widerstand 132. Demzufolge sind beide Transistoren normalerweise in Durchlaßrichtung vorgespannt, ue Eutladungsstrom aus dens Kondensator 106 abzuziehen, und zwar bei einem gesteuerten Äbklingmaß von 1 g. Das berechnete Geschwindigkeits-Bezugssignal, das dem nicht-imvertierenden Eingang des Verstärkers 100 anliegt;, wird sich daher von einem Ursprung liehen Pegel verringern, der für das schneller drehende Rad vor dessen Verzögerung kennzeichnend war, und zwar mit: einer schnellen Abfallzeit in der Größenordnung von lg_t wobei dieser Viert kennzeichnend ist für eine durch starke Bremsung hervorgerufene Verzögerung, wie sie möglicht ist, bevor die Bremskräfte freigegeben werden.

Kenn das Signal ¥Ä für die Durchschnittsgeschwindigkeit ausreichend schnell abnimmt, so wird seine Größe kleiner als diejenige des abklingenden Bezugssignals, wodurch der Operationsverstärker 100 ein positives Blockiersignal abgibt. Das Signal wird jedoch durch die Verzögerungsschaltung DFD nrexzStjert, bevor es über das ODER-Glied OG sum Vent ils tellüT-Otor VD gelangt, um die Bremskräfte zu entlasten» Durcli diese zeitliche Verzögerung kann das schneller dretieaaöe Rad für eine längere Zeitdauer gebremst werden, bevor die Bremskräfte in Abhängigkeit von dem Blockiersignal aufgehoben bzw. weggenommen werden.

Das versögerte Blbckiersignal oder ein beliebiges Blockiersignal dient zer Betätigung der Schaltung FB in ihre, zweite Betriebsstufe_? wodurch die Entladung des Kondensators 106 von der 1 g-£sitladezeit auf die 0,5 g-Entiadezeit verringert wird. Dies erfolgt durch eine Rückkoppitingsschaltung, in der das positive Blockiersignal dem invertierenden Eingang eines Operationsverstärkers 140 zugeführt wird. Der andere Eingang dieses Verstärkers liegst auf einem festen Bezugswert

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über einen Spannungsteiler, bestehend aus Widerständen 142 und 144, die gemäß Fig. 2 an Erde und an eine Versorgungsspannung B+ angeschlossen sind. Das positive Blockiersignal ist ausreichend positiv bezüglich des Bezugspegels, damit der Ausgang des Verstärkers 140 auf einen niedrigen Pegelgeschaltet werden kann. Diese Pegelumschaltung am Ausgang des Verstärkers 140 dient zur Sperrung des Transistors 122 über eine Diode 145.

Ist der Transistor 12 2 in Sperrichtung vorgespannt und somit nicht leitend, so erfolgt ein Strcmabzug nur durch den Transistor 120, wodurch die Entladegeschwindigkeit des Kondensators 106 auf ein Verzögerungsmaß von 0,5 g, bestimmt durch die Werte des Transistors 120 und des V7iderstandes 124, begrenzt ist. Wenn während der zweiten Betriebsstufe die durchschnittliche Radgeschwindigkeit so stark abnimmt, daß das Signal VA kleiner als das Bezugssignal wird, das bei einem 0,5 g-Maß abklingt, so wirö der Komparator DFC wiederum ein positives Blockiersignal abgeben. Dies Blockiersignal wird wie auch das aus der ersten Stufe in der Schaltung DFD verzögert, bevor es durch das ODER-Glied an den Ventilstellmotor VD gelangt.

Der Zweck der zweiten Stufe dieser Anzapf- oder Ableitschaltung ist die Steuerung des Zeitpunktes der erneuten Bremsbetätigung und nicht die Steuerung der Bremslüftungsdauer. Die zweite Stufe der Ableitschaltung wird somit wirksam, nachdem eine Blockierung begonnen hat und die Bremsen gelüftet sind. Die zweite Betriebsart dient zur Verzögerung des Wiederanlegens der Bremsen zu einem späteren Zeitpunkt als dies geschehen würde, wenn die Abklingdauer der ersten Stufe wirksam wäre. Ein Fahrzeugfahrer kann daher bei Betätigung der Bremsen das Fahrzeug bei 0,8 g verzögern, wobei unter Umständen keine Notwendigkeitbesteht, daß die Antiblockieranlage eine Bremslüftung

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hervorruft. Falls die 0,5 g-Abklinggeschwindigkeit zu diesem Zeitpunkt gültig wäre, würde ein Blockiersignal erzeugt und dadurch eine unnötige Bremslüftung hervorgerufen. Sobald jedoch ein Blockierzustand beginnt, muß die Bremslüftung durchgeführt werden. Unabhägig davon, welche der hier beschriebenen Schaltungen einen bevorstehenden Blockierzustand ermittelt und ein positives Blockiersignal abgibt, wird die Ableitschaltung in ihre zweite Betriebsart (0,5 g-Abklingzeit) wieder eingeschaltet. Wenn die Bremsen gelüftet worden sind und die Räder aus einem anfänglichen Blockierzustand wieder hochzudrehen beginnen, müssen sie auf eine etwas höhere Geschwindigkeit hochdrehen, um das 0,5 g-Abklingzeit-Bezugssignal zu erreichen, als für das 1,0 g-Bezugssignal. Demzufolge bewirkt die zweite Stufe der Ableitschaltung FB das Kiederanlegen der Bremsen bei einer größeren Radgeschwindigkeit, die der günstigsten Geschwindigkeit näher liegt.

Dieser Funktionsablauf ist besonders nützlich bei Fahrbahnoberflächen mit niedrigem Reibungskoeffizient, z.B. Eis. Die zweite Stufe der Ableitschaltung verlängert außerdem die Zeitdauer, die zur Entleerung der Bremsbetätigungseinrichtung zur Verfügung steht und zum Beginn des Hochlaufens der Räder, wenn diese kurzzeitig bei Fahrbahnoberflächen mit niedriger Reibung blockiert gewesen sind.

Die Differential-Radgeschwindigkeitsschaltung mit fester Ableitung ist besonders nützlich bei einem unterschiedlichen Reibungskoeffizienten. In solchen Fällen kann das schnellere Fahrzeugrad eine größere Bremswirkung hervorrufen als das langsamere Rad, falls das schnellere Rad sich nicht frei durchdreht. Der Unterschied der Padgeschwindigkeiten kann ausreichend sein, um über den

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Komparator DFC ein Blockiersignal zu erzeugen. Man hat festgestellt, daß der Bremsweg verkleinert werden kann, wenn man die Bremslüftung verzögert, damit das schneller drehende Rad noch Zeit hat, auf die günstigste Geschwindigkeit herunterzukommen* Diese Verzögerung erhöht das Bremsmoment, das auf das Rad mit dem hohen Reibungskoeffizienten wirkt und wird durch die Verzögerungsschaltung DFD hervorgerufen, die das Blockiersignal dem Ventilstellmotor um 0,1 see. später zuführt.

Differentialradgeschwindigkeit - Verzögerungsschaltung mit fester Ableitung

über die Verzögerungsschaltung DFD wird ein Verzug von ungefähr 0,1 see. für das Blockiersignal aus dem Komparator DFC erzeugt. Das positive Blockiersignal aus dem Komparator DFC wird der Verzögerungsschaltung DFD angelegt, die eine Diode 200 enthält, welche mit einem Kondensator 202 und Widerständen 204, 206 in Reihe geschaltet ist. Ein Widerstand 208 liegt parallel zu der Reihenschaltung der Schaltglieder 202, 204, 206. Der Verbindungspunkt zwischen den Widerständen 204, 206 ist an das Tor eines gegatterten Halbleiters 212 angeschlossen, dessen Anode mit dem Ausgang des Operationsverstärkers 100 in Verbindung steht. Der Halbleiter bleibt solange für das positive Blockiersignal gesperrt, bis die der Anode anliegende Spannung in positivem Sinne größer als die am Gatter anliegende Spannung wird. Wenn daher der Kondensator 202 ausreichend entladen ist, um die Gatterspannung unter die Anodenspannung zu bringen, wird der Halbleiter 212 das positive Blockiersignal zum Ventilstellmotor VD weiterleiten. Diese Verzögerung liegt vorzugsweise in der Größenordnung von 0,1 see. entsprechend den RC-Werten im Ladekreis.

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Die Verzögerungsschaltung DFD ist Geschwindigkeitsabhängig, da bei niedren Geschwindigkeiten,z.B. bei 9 km/h oder darunter die Verzögerung etwa Null ist, während bei höheren Geschwindigkeiten von ca. 30 km/h und darüber die Verzögerung in der Größenordnung von 0,1 see, liegt. Zu diesem Zweck sind der Kondensator 202 und der Widerstand 204 vorgesehen. In der Verzögerungsschaltung wird die Spannung am Verbindungspunkt vom Kondensator 202 und Widerstand 204 augenblicklich durch ein logisches Signal erhöht, was gleichzeitig auch die Torspannung am Halbleiter 212 erhöht. Falls die Anfangsspannung an dem Anschlußpunkt bei 0 Volt liegt, wird dieser Spannungsanstieg nicht ausreichen, um den Halbleiter zu sperren. Befindet sich jedoch der Verbindungspunkt auf der gleichen positiven Spannung, so bewirkt der konstante Spannungsanstieg, daß die Gatterspannung augenblicklich die Anodenspannung übersteigt. Beim Entladen des Kondensators fällt die Gatterspannung ab und wird gleichzeitig unter die Anodenspannung absinken. Diese Anfangsspannung wird von dem Geschwindigkeitssignal hervorgerufen.

Ventilstellmotor-überwachungsschaltung

Der Ventilstellmotor VD dient zum Empfang eines positiven Blockiersignals aus dem ODER-Glied OG, um dann das Magnetventil VS zu erregen und die Bremsen zu lüften. Das ODER-Glied OG besteht aus den Dioden 70, 86 und dem Halbleiter 212, deren Kathoden direkt miteinander in Verbindung stehen. Das Magnetventil VS wird für eine Zeitdauer erregt, die von der Dauer des Blockiersignals abhängig ist. Ein Unterdrückerschalter IS dient dazu, die Erregung des Stellmotors VD zu verhindern, wenn bestimmte Betriebsfehler-zustände vorliegen. Außerdem ist beim Ausführungsbeispiel nach Fig. eine Sicherung F in der Erregerschaltung für den Stellmotor VD vorgesehen, die beim Auftreten von bestimmten solcher Fehlerzuständemspricht.

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Beim gezeigten und beschriebenen Ausführungsbeispiel der Erfindung werden vier Fehlerzustände überwacht:

1) eine niedrige Ausgangsspannung aus dem Leistungsregler wird den·Ventilstellmotor sperren. Bei Kormalbetrieb wird der Stellmotor gängig, sobald die Spannung auf den Normalwert zurückkehrt.

2) Ein Blockiersignal aus dem ODER-Glied OG für eine größere Zeitdauer als eine Sekunde, falls nicht innerhalb dieser Zeit ein Blockiersignal aus dem Beschleunigungskomparatcr AC den Ventilstellmotor sperrt. Der Normalbetrieb des Stellmotors wird wieder hergestellt, wenn das Elockiersignal aus dem ODER-Glied OG endet.

3) Ein Blockiersignal aus dem ODER-Glied OG für eine größere Zeitdauer als 6 see. führt zu einem Ansprechen der Sicherung, wodurch der Ventilstellmotcr dauernd gesperrt bleibt.

4) Verlust des kontinuierlichen Betriebs des Magnetventils oder des Betriebs des Kubmagneten bei fehlendem Kubsignal führt zum Ansprechen der Sicherung, so daß der Stellmotor dauernd gesperrt bleibt.

Die vorgenannten Funktionen werden von der in Blockform in Fig. 1 gezeigten Schaltung durchgeführt. Der Spannungsregler oder Spannungswandler PC gibt für die Antiblockiersteueranlage geregelte Spannungen B+ und E- ab. Dieser Spannungswandler kann beliebiger bekannter Bauart sein, um aus einer Stromquelle oder einer Batterie B geregelte Spannungswerte B+ und B- zur Verfügung zu stellen. Außerdem liefert diese Baueinheit Spannung zur Betätigung des Ventilstellmotors über eine Sicherung F.

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Ein Niederspannungs-Monitor VM dient zur überwachung des Ausgangs aus dem Spannungswandler PC, wobei ein Unterdrückerschalter IS betätigt wird, wenn die Spannung zu niedrig wird, um den Betrieb des Stellmotors VD zu unterbinden und eine Anzeigeschaltung IC zu erregen. Eine überwachungsschaltung M-I für den Betriebszustand 1 dient zur überwachung der Stellmotorschaltung VD bei einem Blockiersignal,das länger als eine Sekunde dauert, wenn das Blockiersignal nicht aus dem Beschleunigungskomparator AC stammt, und um den Unterdrückerschalter IS zu betätigen und damit den Stellmotor VD zu sperren und die Anzeigeschaltung IC zu erregen.

Die Sicherung F brennt durch oder spricht an auf Zustände, die von den Überwachungsschaltungen für den Betriebszustand 2 und den Betriebszustand 3 ermittelt werden. Die Schaltung M-2 dient zur überwachung des Stellmotors VD, wobei die Sicherung F durchbrennt, wenn ein Blockiersignal langer als 6 see. dauert. In ähnlicher Weise überwacht die Schaltung M-3 den Betrieb des Magnetventils VS. Falls der Hubmagnet nicht kontinuierlich betätigt bleibt oder ohne vorliegendes Blockiersignal betätigt wird, läßt die Schaltung M-3 die Sicherung F durchbrennen. Die Schaltung für diese Funktionen ist im einzelnen in Fig. 4 gezeigt.

Der Ventilstellmotor VD und der Unterdrückerschalter IS sind im oberen Abschnitt der Fig. 4 gezeigt. Der Schalter IS besteht aus einem NPN Transistor 300, der normalerweise leitend ist. Die Stellmotorschaltung VD enthält NPK Transistoren 302, 304 und einen PNP-Transistor 306. Ein aus dem ODER-Glied OG stammendes positives Blockiersignal wird der Basis des Transistors 302 über einen Widerstand 308 und der Basis des Transistors 304 über einen Widerstand 310 angelegt. Durch das Blockiersignal wird der Transistor 302 in seinen leitenden Zustand gebracht, und zwar von der positiven Spannungsquelle C- über den Widerstand 312, Gleichermaßen

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macht das Blockiersignal den Transistor 304 leitend. In diesem Zustand zieht der Transistor Strom über den Emitter zur Basisschaltung des Transistors 306, über den Kollektor zum Emitter des Transistors 300 und schließlich über eine Diode 316 und einen in Reihe dazu liegenden Widerstand· 318. Demzufolge wird der Transistor 306 in Durchlaßrichtung vorgespannt, so daß ein Strom fließt von seinem Emitter zum Kollektor und dadurch die Wicklung 320 des Magnetventils erregt. Wenn das positive Blockiersignal vom Ausgang des ODER-Gliedes OG verschwindet, gelangen die Transistoren 302 und 304 in ihren Sperrzustand. Damit wird auch die Diode 316 über Widerstand 312 in Sperrichtung vorgespannt, und der Leitweg von Emitter zur Basis im Transistor 306 gesperrt. Der Transistor 306 schaltet somit die Magnetwicklung 120 ab.

Normalerweise ist der Transistor 300 für den Unterdrückerschalter in Durchlaßrichtung vorgespannt. Falls jedoch ein Fehlerzustand in der Anlage von der Niederspannungsüberwachungsschaltung VM oder der Schaltung M-I ermittelt wird, gelangt der Transistor in seinen Sperrzustand, wodurch auch die Leitung des Transistors 306 und die Erregung der Wicklung 320 des Magnetventils verhindert wird. Die Betriebsleitung für den Transistor 306 stammt aus der Spannungsquelle C+, SD daß dieser Transistor immer dann in Sperrichtung vorgespannt ist, wenn die Sicherung F durch die Monitorschaltungen M-2 oder M-3 angesprochen bzw. herausgebrannt wird.

Niederspannungs-Überwachungsschaltung

Diese Überwachungsschaltung VM dient zur überwachung der Ausgangsspannung aus der Wandlereinheit PC. Die Schaltung ist im unteren Abschnitt von Fig. 4 gezeigt und enthält

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eine große Zenerdiode 350, deren Kathode an die Ausgangsklemme B+ des Spannungswandlers und dessen Anode über einen Widerstand 352 zur Basis eines NPN-Transistors 354 geführt ist. Der Kollektor des Transistors 354 ist über einen Widerstand 356 an die Spannungsklenutie C+ des Spannungswandlers PC angeschlossen. Die C+-Spannung kann an der Eingangsstufe des Spannungsreglers zur Verfügung stehen, der normalerweise einen Vollweg-Gleichrichter und einen Glättungskondensator umfaßt. Die C+-Spannung wird dann der Regelschaltung zugeführt, um die geregelten Spannungen B+ und B- zu erzeugen. Die B+-Spannung, die der Kathode der Zenerdiode 350 anliegt, ist normalerweise größer als die Durchbruchspannung, v/obei die Zenerdiode leitet, um den Transistor 354 eingeschaltet zu halten. Der Kollektor des Transistors 354 befindet sich im wesentlichen auf Erdpotential und dient über den Widerstand 358 dazu, den NPN Transistor 360 gesperrt zu halten. Wenn jedoch die geregelte B+-Spannung genügend absinkt, hört die Zenerdiode 350 zu leiten auf, wodurch der Transistor 354 abschaltet. Da der Kollektor dieses Transistors über den Widerstand 356 mit der C+-Spannung in Verbindung steht, ist der Kollektor des Transistors ausreichend positiv, um den Transistor 360 über die Diode 357 und den Widerstand 358 leitend zu machen. Die Basis des Transistors befindet sich normalerweise auf einem positiven Spannungswert, damit der Transistor über den Widerstand 36 2 zur C+-Spannungsquell'e leitend bleibt. Wenn jedoch Transistor 360 in Durchlaßrichtung vorgespannt ist, liegt sein Kollektor auf Erdpotential, so daß der Transistor 300 sperrt.

Wenn Transistor 360 in Durchlaßrichtung vorgespannt ist, um die Ventilstellmotorschaltung über den Unterdrückerschalter IS zu sperren, erfolgt außerdem die Erregung der

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Anzeigeschaltung IC. Der Kollektor des Transistors 360 ist über einen Widerstand 370 an die Baals eines PNP Transistor 372 angeschlossen, dessen Emitter über einen Widerstand 374 an Erde und auch an die Anzeigeschaltung IC geführt ist. Der Kollektor dieses Transistors ist außerdem über einen Widerstand 376 an die C+-Spannung über die Sicherung F angeschlossen. Normalerweise bleibt der Transistor 372 in leitendem Zustand, wodurch die Anzeigeschaltung IC abgeschaltet ist. Wird jedoch Transistor 360 in Durchlaßrichtung vorgespannt, so sperrt er über den Basiswiderstand 370 den Transistor 372. Bei diesem Sperrzustand des Transistors 372 wird die Anzeigeschaltung IC veranlaßt, eine geeignete Anzeige oder einen Alarm zu geben. Beliebige Anzeige- oder Alarmeinrichtungen können für die nicht gezeigte Anzeigeschaltung IC verwendet werden. Maßgebend ist allein, daß eine Anzeige erfolgt, wenn der Transistor 372 sperrt.

Das Bremslüftungssignal ist größer als eine Sekunde

Die überwachungsschaltung M-I befindet sich ebenfalls in der Schaltungsanordnung, die im unteren Abschnitt von Fig.4 gezeigt ist. Diese Schaltung dient zur Sperrung des Ventilstellmotors und zur Betätigung der Anzeigeschaltung, wenn ein Blockiersignal über eine längere Zeitdauer als eine Sekunde auftritt, vorausgesetzt, daß aus dem Beschleunigungskomparator AC nicht während der Zwischenzeit ein Beschleunigungssignal abgegeben wird. Die Schaltung M-I enthält einen Kondensator 400, der mit Widerständen 402, und 406 in Reihe liegt. Der Verbindungspunkt der Widerstände 402 und 404 ist an das Gatter eines gattergesteuerten Halbleiters 408 angeschlossen. Die Anode des Halbleiters 408 liegt an dem Kollektor eines PNP-Transistors 410. Solange kein Blockiersignal vorliegt, ist der Transistor 410 durch eine positive Spannung an seiner Basis über den Widerstand

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gesperrt. Auch der Verbindungspunkt von Kondensator 400 und Widerstand 402 liegt über eine Diode 414 auf einem positiven Spannungswert. Bei Empfang eines positiven Blockiersignals wird jedoch der Transistor 304 leitend, so daß über seinen Kollektor und über den Widerstand 412 an der Basis des Transistors 410 im wesentlichen Erdpotential anliegt. Dadurch wird dieser Transistor leitfähig. Wenn der Kollektor des Transistors 410 positiv wird und der Verbindungspunkt des Kondensators 400 mit dem Widerstand 402 vorübergehend auf einem höheren Potential liegt, so entlädt sich der Kondensator 400 über die Widerstände 402, 404 und 406. Wenn das über die Widerstände 404 und 406 erzeugte Potential ausreichend ab-fällt, so daß die Gatterspannung des Halbleiters 408 unter seiner Anodenspannung sinkt, so leitet der Halbleiter 408 ein positives Signal über den Widerstand 358, um den Transistor 360 gleitfähig zu machen. Wie bereits erwähnt, wird bei leitendem Transistor 360 die Anzeigeschaltung IC erregt, um die Stellmotorschaltung VD über den Unterdrückerschalter IS zu sperren.

In diesem Betriebsablauf erfordert die Entladung des Kondensators 400 bis zu dem Zeitpunkt, wo der Transistor 408 leitend wird, eine Zeitdauer von etwa 1 see. Wenn während der Zwischenzeit von dem Beschleunigungskomparator AC ein Blockiersignal abgegeben wird, so gelangt an die Verbindungsstelle der Widerstände 404 und 406 ein positives Signal. Dies hebt die Spannung an den Widerständen 404 und 406 ausreichend an, um zu verhindern, daß die Gatterspannung für den Halbleiter 408 niedriger als dessen Anodenspannung wird, um das Leiten des Halbleiters 408 zu verhindern.

Das Bremslüftungssignal ist größer als 6 see.

Die überwachungsschaltung M-2 für den Betriebs zustand 2 wird benutzt, um die Sicherung F zu betätigen, wenn ein Blockiersignal länger als 6 see. dauert. Die zu diesem Zweck verwendete

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Schaltung befindet sich im unteren Abschnitt von Fig. 4 und umfaßt einen Kondensator 450. Empfängt die Stellmotorschaltung VD ein positives Blockiersignal, so leitet der Transistor 304. Demzufolge gelangt das Potential des Kollektor dieses Transistors etwa auf Erdpotential, was über den Widerstand 412 dazu führt, den Transistor 410 leitend zu machen. Bei leitendem Transistor 410 fließt sein Emitter -Kollektorstrom durch einen Widerstand 452, um den Kondensator 450 aufzuladen. Reicht die Ladung des Kondensators 450 aus, damit das an der Anode des Halbleiters 454 anliegende Potential größer als das an seinem Gatter wird, wobei das Gatter von dem Verbindungspunkt einer aus Widerstand 456 und 458 bestehenden Spannungsteiler beaufschlagt wird, so gelangt der Halbleiter in seinen leitenden Zustand und erzeugt über seinen Belastungswi-derstand ein Taktpotential. Dadurch wird der siliziumgesteuerte Gleichrichter 462 leitend, wobei im wesentlichen über die Sicherung F ein Kurzschluß entsteht. Dadurch spricht die Sicherung an, so daß die Stellmotorschaltung VD dauernd gesperrt wird. Außerdem wird der Unterdrückerschalter IS betätigt, um die Anzeigeschaltung IC zu erregen. Die Zeitdauer, bei der die Spannung auf dem Kondensator 450 einen Wert erreicht, um den Halbleiter 454 leitend zu machen, liegt vorzugsweise in der Größenordnung von 6 sec, was durch die RC-Zeitkonstanten im Ladekreis bestimmt wird.

Betrieb des Ventilstellmotors

Wenn im Normalbetrieb an der Ventilstellmotorschaltung VD kein positives Blockiersignal anliegt, befindet sich der Kollektor des Transistors 302 über eine in Fig. 4 in ihrer Polarität gezeigten Diode 500 etwa auf Erdpotential, die mit der Magnetwicklung 320 in Reihe an Erde liegt. Auch der Kollektor des Transistors 302 befindet sich im wesentlichen auf Erdpotential, solange der Transistor während

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des Empfanges eines positiven Blocklersignals In Durchlaßrichtung vorgespannt ist. Falls jedoch durch einen Betriebsfehler o.dgl. der Transistor 306 eine Erregung der Magnetventilwicklung 320 ermöglicht, solange kein positives Blockiersignal vorliegt, so wird die Diode 500 in Sperrrichtung vorgespannt. Demzufolge wird das Potential des Kollektors des Transistors 302 positiv, da der vorgeschaltete Widerstand 312 an die positive Spannungsquelle angeschlossen ist. Dadurch wird: sich der Kondensator 450 über den Widerstand 501 und die Diode 502 aufladen. Bei genügender Ladung des Kondensators 450,'um das Anodenpotential des Halbleiters 454 größer zu machen als das Gatterpotential wird dieser Halbleiter in seinen leitenden Zustand gelangen. Am Belastungswiderstand 460 entsteht eine Triggerspannung, um den siliziumgesteuerten Gleichrichter 462 in seinen leitenden Zustand zu bringen* Der Gleichrichter 462 bildet dann im wesentlichen einen Kurzschluß über die Sicherung F. Dadurch brennt die Sicherung durch" und wird der Ventilstellmotor gesperrt. Gleichzeitig wird dadurch der Transistor 300 gesperrt und die Anzeigeschaltung IC erregt.

Falls aus irgend einem Grund in der Magneterregerschaltung eine Unterbrechung vorliegt, fehlt der Erdrückweg über die Diode 5OO. Somit wird der Kollektor des Transistors 302 positiv, so daß der Kondensator 540 über den Widerstand auflädt. Nach ausreichender Ladung des Kondensators wird der Halbleiter 454 leitend, um an seinem Belastungswiderstand 460 eine Triggerspannung zu erzeugen, die den siliziumgesteuerten Gleichrichter 462 einschaltet, womit die Sicherung F durchbrennt.

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Claims

Patentansprüche

1.)Bremssteuer- und Antiblockieranlage zur Anwendung ^5ei einem Fahrzeug mit wenigstens zwei unter Abstand zueinander angeordneten voneinander unabhängig drehbaren Rädern auf einer gemeinsamen Achse und mit einer Bremsanlage zur Erzeugung von auf die Räder einwirkenden Bremskräften, gekennzeichnet durch

eine Bremssteuereinrichtung, die auf ein Blockiersignal zur Steuerung der Bremsanlage anspricht, um die auf den Rädern wirkenden Bremskräfte zu entlasten; eine Einrichtung zur Erzeugung erster und zweiter Radgeschwindigkeitssignale, deren Größen kennzeichnend sind für die Geschwindigkeiten des ersten und zweiten Rades; eine Einrichtung zur Erzeugung eines Durchschnittsgeschwindigkeitssignals aus den beiden Radgeschwindigkeitssignalen, dessen Größe kennzeichnend für die Durchschnittsgeschwindigkeit ist;

durch eine Komparatorschaltung (AC) zum Vergleich des Durchschnittsgeschwindigkeitssignales mit einem Bezugssignal und zur Erzeugung eines Blockiersignales, wenn die Größe des Durchschnittssignals kleiner als die des Bezugssignals ist;

eine Einrichtung zur Erzeugung eines Bezugssignals, dessen Größe von einem Ausgangswert abnimmt, wenn die Geschwindigkeit des schneller drehenden Rades abnimmt, wobei der Ausgangswert kennzeichnend für die Geschwindigkeit des

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schneller drehenden Rades ist, und zwar mit einer Abnahmegeschwindigkeit, die anfänglich kennzeichnend für einen ersten Verzögerungswert ist, wobei die Einrichtung zur Erzeugung des Bezugssignals Schaltungen enthält, die auf das Blockiersignal ansprechen, um die Abnahmegeschwindigkeit des Bezugsignals von einem ersten auf einen zweiten Geschwindigkeitswert zu verändern, der für einen niedrigeren Verzögerungswert kennzeichnend ist.

2. Anlage nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Verzögerungseinrichtung, die an den Ausgangskreis der Komparatorschaltung angeschlossen ist,um das Anlegen des Blockiersignals an die Bremssteuereinrichtung zu verzögern.

3. Anlage nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zur Verstellung des Verzögerungswertes in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit des schneller drehenden Rades.

4. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Erzeugung des Bezugssignals einen Energiespeicher zur Speicherung eines Signals enthält mit einer Größe, die kennzeichnend ist für die Größe der Drehzahl des schneller drehenden Rades, und daß eine Schaltung zum Entladen der Speichereinrichtung vorgesehen ist, wenn das Geschwindigkeitssignal für das schneller drehende Rad auf einen Wert absinkt, der kleiner ist als das gespeicherte Signal, wobei die Ladeschaltung erste und zweite .Entladungswege und eine Schalteinrichtung aufweist, die auf das Blockiersignal anspricht, um einen der Entladewege zu sperren.

5. Anlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Speichereinrichtung einen Kondensator enthält und der erste Entladungsweg einen festgelegten Abzug aufweist, der für ein Verzögerungsmaß in der Größenordnung von 0,5 g kennzeichnend ist, während der zweite Entladeweg parallel zum ersten Entladeweg liegt, und für einen Energieabaug sorgt, der für ein Verzögerungsmaß in der Größenordnung von 1,0 g kennzeichnend is^_{Q 983} -j /Q849 ^Λ

6. Anlage nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Beschleunigungsfühler-Einrichtung zur Erzeugung eines Blockiersignals, wenn die Beschleunigung des schneller drehenden Rades einen ersten Beschleunigungswert übersteigt und noch unterhalb eines zweiten Beschleunigungswertes verbleibt, so daß die Bremssteuereinrichtung und die Einrichtung zur Erzeugung des Bezugssignals auf das Blockiersignal ansprechen, das entweder aus der ersten Vergleichseinrichtung stammt oder aus den Beschleunigungsfühlern, um die Bremskräfte zu entlasten bzw. um die Abklingzeit des Bezugssignals entsprechend der zweiten Abklingzeit zu verändern.

7. Anlage nach einem, der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Schaltungslogik zur Erzeugung eines Blockiersignals, wenn das Geschwindigkeitssignal eines der Räder von dem Signal um einen vorbestimmten Wert abweicht und durch eine Einrichtung zur Verzögerung des Anlegens des Blockiersignals an die Bremssteuereinrjthtung zur Erzielung einer zusätzlichen Bremskraft während einer begrenzten Zeitdauer an den Rädern, so daß das schneller drehende Rad einen zusätzlichen Bremseffekt bei der Abbremsung des Fahrzeuges ausübt«

8. Anlage nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch Einrichtungen zur Veränderung der Verzögerungsdauer in Abhängigkeit, von der Drehzahl des schneller drehenden Rades.

9. Anlage nach einem der vorangehenden Ansprüche, mit wenigstens zwei unter seitlichem Abstand zueinander angeordneten drehbaren Rädern, gekennzeichnet durch eine logische Schaltung zur Erzeugung des Blockiersignals, wenn die Radgeschwindigkeitssignale in der Größe so abnehmen, daß die durchschnittliche Radgeschwindigkeit schneller abnimmt als ein vorbestimmter Verzögerungswert, und durch eine Verzögerungseinrichtung, um die Zeit bis

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zum Anlegen des Blockiersignals an die Bremssteuereinrichtung in einer begrenzten Zeitdauer zu verzögern, damit das oder die schneller drehenden Räder für eine zusätzliche Zeitspanne gebremst werden und das Fahrzeug verlangsamen, bevor die Bremskraft in Abhängigkeit von dem Blockiersignal weggenommen wird.

10. Anlage nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zur Veränderung der Verzögerungsdauer in Abhängigkeit von der Drehzahl des schneller drehenden Rades,

11. Anlage nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine logische Schaltungsanordnung zur Erzeugung eines Blockiersignals, wenn die Beschleunigung des schneller drehenden Rades einen vorbestimmten Wert übersdxeitet und durch eine Einrichtung zur Unterdrückung der logischen Schaltung in der Erzeugung des Blockiersignals, wenn die Beschleunigung des schneller drehenden Rades einen Wert erreicht,der für eine zweite vorbestimmte Beschleunigung kennzeichnend und größer als die erste vorbestimmte Beschleunigung ist.

12. Anlage nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterdrückungs- oder Sperrschaltung Schaltmittel enthält, um den zweiten vorbestimmten Beschleunigungswert in Abhängigkeit von der Drehzahl des schneller 'drehenden Rades zu verändern.

13. Anlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine logische Schaltungsanordnung zur Verarbeitung der ersten und zweiten Radgeschwindigkeitssignale, um bei wenigstens einem der Räder einen bevorstehenden Blockierzustand festzustellen und ein Blockiersignal (= Bremslüftungssignal) zu erzeugen, und durch eine Monitorschaltung zur Überwachung von mindestens einer

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Betriebsverhaltensweise der Anlage und zur Unterdrückung des Betriebs der Bremssteueranlage hinsichtlich ihres Ahsprechens auf das Blockiersignal, wenn das Betriebsverhalten nicht innerhalb vorbestimmter Grenzwerte verläuft.

14. Anlage nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremssteuereinrichtung ein Magnetventil (VS) aufweist, das in erregtem Zustand auf die Bremsanlage einwirkt, um die auf den Rädern lastenden Bremskräfte zu entfernen und daß eine Ventilstellmotorschaltung (VD) auf das Blockiersignal anspricht, um das Magnetventil zu erregen.

15. Anlage nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Monitoreinrichtung wenigstens eine Schaltung zur Überwachung des Betriebs des Magnetventils und der Ventilstellmotorschaltung aufweist, um die Unterdrückerschaltung (IS) zu betätigen, wenn das Magnetventil erregt ist und ein Blockiersignal nicht in der Ventilstellmotorschaltung empfangen worden ist.

16. Anlage nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Monitoreinrichtung eine Schaltung zur überwachung des Betriebs der Hubmagnetwicklung und der Ventilstellmotorschaltung aufweist und die Unterdrückerschaltung (IS) betätigt, wenn die Magnetwicklung während einer Zeitdauer nicht erregt ist, in der ein Blockiersignal der Ventilstellmotorschaltung angelegt ist,

17. Anlage nach Anspruch 13, gekennzeichnet durch einen Spannungsregler zur Erzeugung einer geregelten Gleichspannung zum Betrieb der logischen Schaltungsanordnung, wobei die Monitoreinrichtung eine Niederspannungsüber-

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wachungsschaltung (VM) enthält, um den Spannungsregler (TC) zu überwachen und die Bremssteuereinrichtung gegenüber dem Signal zu sperren, v/enn die Ausgangsspannung außerhalb eines vorbestimmten Wertebereiches liegt.

18. Anlage nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Monitoreinrichtung eine Schaltung zur Überwachung der Zeitdauer des Blockiersignals aufweist, um die Ventilstellmotorschaltung zu sperren, wenn das Blockiersignal länger ist als ein vorbestimmter Zeitwert.

19. Anlage nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die logische Schaltungsanordnung eine Schaltung zur Erzeugung eines Blockiersignals aufweist, wenn die Beschleunigung des schneller drehenden Rades einen Bezugswert übersteigt, daß die Schaltung zur Begrenzung der Zeitdauer des Blockiersignals Schaltungsmittel zur Sperrung des Betriebs der Ventilstellmotorschaltung nur für den Fall aufweist, daß das Blockiersignal eine längere Zeitdauer besitzt als eine vorbestimmte Zeitdauer, falls nicht ein Blockiersignal innerhalb dieser Zeitdauer von der Beschleunigungsschaltung erzeugt worden ist.

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