DE1655432B2

DE1655432B2 - Antiblockierregelsystem fuer druckmittelbetaetigte fahr zeugbremsen mit einem einlass und einem auslassventil

Info

Publication number: DE1655432B2
Application number: DE19671655432
Authority: DE
Inventors: Heinz 6906 Leimen Steusloff Hartwig Dipl Ing 6803 Edingen Leiber
Original assignee: Teldix GmbH
Current assignee: Rockwell Collins Deutschland GmbH
Priority date: 1967-08-03
Filing date: 1967-08-03
Publication date: 1971-03-04
Also published as: ES354683A1; AT299730B; GB1217218A; DE1655432A1; US3542437A

Description

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Die Erfindung betrifft ein Antiblockierregelsystem

für druckrnittelbetätigte Fahrzeugbremsen mit einem Einlaß- und einem Auslaßventil die einzeln elektrisch betäiigbar sind und in einer ersten StellungskornbinatioB den Bremsdruck absinken lassen, in einer zweiten Stellungskombination ihn im wesentlichen konstant halten und in einer dritten Stellungskombination ihn ansteigen lassen, mit einer Drefaverzögerungs-Schaltvorrichtung, welche ein Drehverzögerungssignal abgibt und dadurch die Ventile in der ersten Stellungskombination hält, solange die Drehverzögerung des zu bremsenden Rades sich oberhalb eines Drehverzögerungs-Grenzwertes befindet, sowie mit einer Drehbeschleunigungs-Schaltvorrichtung, weiche ein Drehbeschleunigungssignal abgibt und dadurch die Ventile in der zweiten Stellungskombination hält, solange die Drehbeschleunigung sich oberhalb eines Drehbeschleunigungs-Grenzwertes befindet, wobei die Ventile die dritte Stellungskombination einnehmen, wenn keines der beiden Signale vorhanden ist.

Bekannt ist aus der USA.-Patentschrift 2 914 35$ ein Antiblockierregelsystem für Fahrzeugbremsen, das in der Wirkungsweise dem einleitend geschilderten System insofern nahe kommt, als es drei Druckbewegungszustände »Druck ansteigen lassen«, »Druck halten« und »Druck senken« kennt, die mittels eines Schieberventils eingestellt werden können. Das Schieberventil wird von einem Hubmagnet mit zwei Magnetwicklungen betätigt, die von zwei Kontakten eines Sensors mit träger Drehmasse geschaltet werden. Einer der Kontakte schließt, wenn die Drehverzögerung des Rades einen bestimmten Ansprechwert übersteigt, und bewirkt damit das Absinken des Bremsdruckes. Der andere Kontakt hingegen schließt sowohl, wenn die Drehverzögerung einen niedriger eingestellten Ansprechwert überschreitet, als auch beim Überschreiten eines Drehbeschleunigungs-Ansprechwertes und bewirkt dadurch, daß der Druck konstant gehalten wird. Es ist ferner eine aus einem RC-Zehglied bestehende elektronische Speicherschaltung vorgesehen. Nach dem öffnen des zuletzt genannten Kontaktes entlädt sich der Kondensator des Zeitglie-■des über eine der beiden Magnetwicklungen, wodurch der Druck είπε bestimmte Zeit lang konstant gehalten

Es hat sich herausgestellt, daß dieses System bei sehr geringem Reibbeiwert zwischen Rad und Fahrbahn, also z. B. bei Glatteis, nicht befriedigt, und zwar vor allem dann nicht, wenn es auf trockener Straße besonders gut funktioniert und dort das Blokkieren bis kurz vor dem Stillstand des Fahrzeuges verhindert wird und sich ein kürzerer Bremsweg ergibt als bei blockierten Rädern.

Um die Ursache dieser Erscheinung zu verstehen, muß man sich vor Augen halten, daß ja in Wirklichkeit die Druckabsenkung nicht genau beim Unterschreiten der festgelegten Drehverzögerangs-Ansprechgrenze endet, sondern etwas später. Einmal braucht die Drehmasse des Sensors Zeit, ran sich zurückzubewegen und den betreffenden Kontakt zu öffnen. Aber auch wenn kein mechanisch arbeitender Sensor vorhanden ist, verbleibt immer noch die Zeit von einigen wenigen Millisekunden, die zur Änderung des Magnetfeldes und zur Bewegung des Ankers des Betätigungsraagneten erforderlich ist. Femer bewirkt däe Massenträgheit des ausfließenden Druckmittels eine noch weitergehende Druckabsenkung im Radbremszylinder. Alle diese einzelnen Einfiüsse können für diese Betrachtung zusammengefaßt und als Totzeit bezeichnet werden. Die Totzeit ist praktisch eine Konstante des Systems. Sie bewirkt eine Verlängerung der Druckabsenkung im Anschluß an die Verzögerungsphase.

Es sind nun zwei Glatteisbetriebsfälle mit jeweils verschiedener Ursache für das mangelhafte Arbeiten des bekannten Systems zu unterscheiden. Zunächst

ίο der Fall des abrupten Übergangs auf Glatteis, Hier muß der Bremsdruck entsprechend der besonders großen Reibbeiwertänderung auch nach der Verzögerungsphase noch besonders weit abgesenkt werden. Dazu reicht aber die Totzeit nicht aus, da sie nach den Erfordernissen bei Fahrbetrieb auf normaler Straße mit geringeren Reibbeiwertschwankungen eingestellt ist.

Wenn der Bremsvorgang auf einer weithin vereisten Straße erst eingeleitet wird, sind dagegen keine besonders großen Druckabsenkungen nötig. Hier ist jedoch der sogenannte Ausgangsdruck, also der Bremsdruck, von dem aus abgesenkt wird, verhältnismäßig gering, und deshalb ergibt sich aus dem folgenden Grund ebenfalls eine zu geringe Absenkung.

as Bekanntlich müssen Antiblockierregelsysteme in einem verhältnismäßig großen Druckbereich arbeiten. Bei Personenkraftwagen mit hydraulischen Bremsanlagen bewegt sich der Ausgangsdruck z. B. zwischen 15 und 160 atü. Die Kurve des Bremsdrackabfalls über der Zeit bei geöffnetem Auslaßventil, beginnend beim höchsten Druck, ist nun aber stark gekrümmt und außerdem von vielerlei Betriebsveränderlichen, insbesondere von der Temperatur, abhängig. Grundsätzlich verläuft sie im oberen Teil sehr steil und im unteren Teil flacher. Während der Totzeit ist die Absenkung daher bei hohem Ausgangsdruck wesentlich größer als bei niedrigem. Das System ist bei hohen Ausgangsdrücken grundsätzlich »empfindlicher«, d. h., es reagiert schneller und nachhaltiger als bei niedrigen Ausgangsdrücken. Durch andere Einstellung der Totzeit kann man allenfalls einen verhältnismäßig günstigen Kompromiß erzielen. Im Grande bringt aber jede Verbesserung des Regelverhaltens auf Glatteis, die auf diesem Wege erzielt wird, eine Verschlechterung des Verhaltens auf trockener Straße mit sich, und umgekehrt.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin, daß -der Einfluß der obenerwähnten systembedingten Totzeit auf den Zeitpunkt der Beendigung der Druckabsenkung auszuschalten und dieser Zeitpunkt den Fahrbahnverhältnissen anzupassen ist.

Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Der Bremsdruck wird also im Anschluß an die Verzögerungsphase nicht mn eine feste Zeit langer abgesenkt, sondern gerade so lange, bis am Rad eine bestimmte Dr-ehbeschleunigung erstmals wieder auftritt. Damit ist nämlich die Gewißheit gegeben, daß die Druckabsenkung ausreichend war. Selbst wenn das Rad z. B. beim Übergang von trockener Straße auf Glatteis tatsächlich einmal zum Stillstand kommen sollte, so hält die Druckabsenkung so lange vor, bis das Rad auch bei dem äußerst geringen Reibbeiwert wieder mitgenommen wird. Bisher mußte ein blockiertes Rad dagegen weiter blockiert bleiben.

Die bistabile Schaltvorrichtung läßt sich z. B. durch einen mit der Drehmasse zusammenwirkenden Kipp-

hebel verwirklichen, der durch Haltekräfte in seinen gung, daß die Schaltvorrichtung nicht mehr zurück-

beidea stabilen Lagen gehalten wird und der in der fällt. Insbesondere am Schluß des Bremsvorganges ist

einen Lage elektrische Kontakte betätigt. Der Kipp- dies möglich, wenn das Rad mit einem Ruck zum

hebel wird von zwei Mitnehmern bewegt, die zu sei- Stillstand kommt. Die beim darauffolgenden Anfafa-

nen beiden Seiten in einem Abstand an der Dreh- 5 ren auftretende Drehbeschleunigung reicht normaler-

masse befestigt sind. weise nicht aus, um die Schaltvorrichtung zurückzu-

Der Kipphebel darf jedoch nicht die Möglichkeit kippen. Angenommen, es würde nun in voller Fahrt

haben, in seiner labilen Mittelstellung zu verbleiben, die Bremse betätigt, so stünde die Schaltvorrichtung

was z. B. vorkommen könnte, wenn sich die Dreh- immer noch in dieser Stellung, das Einlaßventil wäre

masse nur eben in die Mittelstellung und dann wieder io geschlossen und das Auslaßventil geöffnet, derDrack-

zuriick bewegt. Das hätte zur Folge, daB der Kipp- aufbau und jegliche Bremswirkung würden also ver-

hebel bei einer Erschütterung infolge seiner eigenen hindert werden.

Massenträgheit kippen könnte und dann der Druck Außerdem muß aber auch der seltene Fall in Be- '

abgesenkt würde. Außerdem könnte — eine verhält- tracht gezogen werden, daß während des Bremsvor-

nismäßig große Bemessung des Kipphebeldreh- 15 ganges nach einer sehr kurzen und starken Drehver-

inomentes bezüglich des Drehmassen-Fesselmomentes zögerang, welche die bistabile Schaltvorrichtung um-

vorausgesetzt — der Kippvorgang bei einer nachfol- gekippt hat, eine Beschleunigungsphase mit sehr ge-

genden schwachen Drehverzögerung, die weit unter- ringer Drehbeschleunigung folgt, welche unterhalb

halb der beabsichtigten Ansprechgrenze liegt, 'durch der Drehbeschleunigungs-Ansprechgrenze liegt und

die Drehmasse zu Ende gebracht werden. In beiden 20 die bistabile Schaltvorrichtung unbeeinflußt läßt. Das

Fällen würde also die Druckabsenkung zu einem völ- mag z. B. vorkommen, wenn der Druck zufällig so

lig falschen Zeitpunkt eingeleitet werden. Es wird weit abgesenkt worden ist, daß das Bremsmoment

deshalb eine elastische Verbindung zwischen dem und das Reibungsmoment zwischen Rad und Fahr-

Kipphebel und der Drehmasse vorgeschlagen, die bahn sich etwa die Waage halten oder wenn gerade

dies verhindert, 25 nach der Druckabsenkung sich der Reibbeiwert ent-

Femer kann als bistabile Schaltvorrichtung ein sprechend ändert. Die Radumfangsgeschwindigkeit Zweiwicklungsrelais folgender Art verwendet werden. würde also in diesem Fall — wenn auch unmerklich Wenn die eine, sogenannte Haltewicklung erregt ist, langsam — auf die Fahrzeuggeschwindigkeit anwachhält das Relais sich über einen zugehörigen Selbst- sen, und der Bremsdruck würde ungewollt bis auf haltekontakt, und der Druck wird abgesenkt. Sobald 30 Null absinken,

jedoch die zweite, sogenannte Rückstellwicklung Erfindungsgemäß werden diese Fälle dadurch beerregt wird, wird das Relais entgegen den Haltekräf- herrscht, daß die Rückstellung der bistabilen Schallten der anderen Wicklung zurückgestellt und ver- vorrichtung im Zusammenhang aiii der Abschaltung bleibt dann in dieser Normalstelluog. der Stromversorgung des ganzen Antiblockierregel-

Bei Systemen mit elektronischer Signalverarbeitung 35 systems erfolgt, sei es im Zeitpunkt der Ab- oder

ist eine transistorisierte bistabile Kippschaltung vor- auch der Wiedereinschaltung. Es bedarf eines vorn

zuziehen, insbesondere ein statisches Flip-Flop, geregelten Bremsdruck beaufschlagten Druckschalters,

Die bei Bremsversuchen mit dem erindungsgemä- dessen Schaltschwelle etwa in der Höhe des zum Aaßea System erhaltenen Radgeschwindigkeitsschriebe legen der Bremsbacken oder Bremsblöcke erforderlassen erkennen, daß der Vorgang der Wiederbe- 40 liehen Bremsdruckes liegt und der die Stromversorschleunigung des Rades nach dem Absenke» des gung des Systems abschaltet, sobald der Bremsdruck Bremsdruckes unterschiedlich und unter Umständen unter die Schaltschwelle sinkt. Das ein als bistabile sehr ungleichmäßig verläuft. So steigt die Rad- Schaltvorrichtung verwendetes Relais im stromlosen geschwindigkeit sehr oft treppenförmig hoch, d. h., es Zustand in seine Ruhestellung fällt, ist ohne weiteres treten Beschleunigungsschwankungen auf. Dabei kann 45 klar. Ferner sind Flip-Hops bekannt, die nach einer der Ansprechwert der Drehbeschleuaigungs-Schalt- Stromunterbrechung beim Wiedereinschalten eine devorrichtung auch wieder einmal unterschritten wer- finierte Schaltstellung einnehmen. Dient als bistabile den. Während solcher Unterschreitungen öffnet jedes- Schaltvorrichtung jedoch ein Kipphebel, so wird vormal das Einlaßventil, und der Druck steigt stoßweise geschlagen, einen Rückstellhebel zu verwenden, welan. Der treppenförmige Drehgeschwindigkeitsanstieg 50 eher unter der Wirkung einer Rückstellfeder den ist aber eia gutes Zeichen dafür, daß sich genau der Kipphebel in der kontaktfreien Normallage hält, mitrichtige, d. h. reibgünstigste Bremsdruck -eingestellt tels eines Elektromagneten jedoch soweit geschwenkt hat. Ferner kann die Drehbeschleunigungsschaltvor- werden kann, daß der Kipphebel frei beweglich ist.
richtung prellen, was ebenfalls pulsförmige, hier un- In dieser allgemeinen Beschreibung der Erfindung erwünschte Druckanstiege zur Folge hätte, Aus die- 55 klingt vielfach die Vorstellung von einem mechasetn Grunde wird als Weiterbildung eine mooostabile nischen Sensor an, bei dem mittels einer Drehmasse Schaltvorrichtung vorgeschlagen, welche jeweils im in Abhängigkeit von der Drehbeschleunigung und Anschluß an das Zuriickkippen der bistabilen Schalt- Dreh verzögerung des Rades »echte Kontakte« bevorrichtung das Einlaßventil unabhängig vorn Ver- tätigt werden. Solche Sensoren haben sich bewährt halten des Drehbeschleunigungsschalters eine be- 60 und dienen daher auch zur Erläuterung in den Ausstimrnte Zeit lang, z. B. 25 Millisekunden, geschlossen führungsbeispielen.
hält. Im folgenden werden drei Ausführungsbeispiele

Das erfindungsgemäße System mit bistabüer Schalt- der Erfindung näher erläutert. Beim ersten Beispiel

vorrichtung muß auch den Fällen gewachsen sein, in nach F i g. 1 bis 6 wird mehr von den Hilfsmitteln

denen auf eine Drehverzögerung des Rades, die zum 65 der Mechanik Gebrauch gemacht, während das zweite

Kippen der Schaltvorrichtung in den Zustand »Druck Beispiel nach F i g. 7 und 8 bzw. das dritte Beispiel

senken« geführt hat, keine Drehbeschleunigung mehr nach Fig. 7, 9 und 10 sich mehr der Hilfsmittel der

folgt oder doch nur eine so geringe Drehbeschleuni- Elektrotechnik bzw. Elektronik bedient.

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F i g. 1 zeigt ein Diagramm des Radbewegungsverhalteos und des Bremsdruckes während eines Regelzyklus zur Verdeutlichung des Grundgedankens der Erfindung;

F i g. 2 ist eine schematische Darstellung eiies Sensors, der hier die bistabüe Schaltvorrichtung mit enthält; er befindet sich, in Normatsteilung;

F i g. 3 zeigt denselben Sensor bei einer Drehverzögerang,

F i g. 4 bei schwacher Drehbeschleunigung vor dem Umkippen und

F i g. 5 bei starker Drehbeschleunigung;

F i g. 6 zeigt das Schaltbild des erfindungsgemäBen Systems unter Verwendung des Sensors nach F i g. 2 bis 5;

F i g. 7 zeigt einen zweiten, konstruktiv wesentlich einfacheren Sensor, dessen Kontakte gemäß F i g. 8 oder 10 geschaltet sind;

F i g. 8 ist das Schaltbild eines zweiten Ausführungsbeispiels mit einem Sensor nach F i g. 7 und mit einem Zweiwicklungsrelais als bistabüe Schaltvorrichtung;

F i g. 9 ist ein Signaldiagramm zur Erläuterung von Fig. 10;

F i g. 10 ist ein Blockschaltbild eines dritten Ausführungsbeispiels mit elektronischer Verarbeitung der Signale des Sensors nach Fig.?.

Im oberen Teil der F i g. 1 ist schematisch der Verkuf der Raddrehverzögerung — b und der Raddrehbeschleunigung + 6 über der Zeit aufgetragen. Ebenso im unteren Teil der zugehörige Bremsdruck P. Außerdem sind die Zeiträume bezeichnet, in denen das normalerweise geöffnete Einlaßventil des Antiblockierregelsystems zu und das normalerweise geschlossene Auslaßventil auf ist. Man sieht, daß bei Erreichen einer bestimmten erhöhten Verzögerung das Auslaßventil öffnet und der Druck absinkt, Das Auslaßventil bleibt jedoch so lange geöffnet, und somit sinkt der Druck so lange ab, bis die Drehbeschleunigung des Rades eine bestimmte Grenze überschreitet.

Der Sensor nach den Fig. 2 bis 5 besteht aus einem Triebling 1 in Gestalt einer runden Platte, die um ihre Achse drehbar gelagert und mit einem Fahrzeugrad getrieblich verbunden ist. Der Triebling ist umgeben von einer koaxialen Drehmasse 2, die über Kugeln 3 bis 5 gelagert ist und sich gegenüber dem Triebling hin- und herdrehen kann. Diese ausgesprochen schematische Darstellungsweise erleichtert den Überblick und läßt die wirkliche konstruktive Durchbildung der Lagerung völlig frei.

An dem Triebling ist ein Kipphebel 6 gelagert. An seiner oberen Hälfte greift eine Zugfeder 8 an, die ihn nach links oder rechts zu schwenken sucht, je nachdem, ob ihre Wirkungslinie links oder rechts am Hebeldrehpunkt 7 vorbeigeht. An der unteren Hälfte des Kipphebels 6 ist eine U-förmig gebogene Blattfeder 9 befestigt, deren Bedeutung noch erläutert wird. Ihr freies Ende schließt mit dem oberen Ende des Kipphebels 6 eine linke, nach innen weisende Nase 10 der Drehmasse ein. Auf der anderen Seite des Kipphebels befindet sich in einem' gewissen Abstand eine ähnliche rechte Nase 11 an der Drehmasse. Die Zugfeder 8 des Kipphebels ist so stark, daß ausschließlich diese beiden Nasen der Drehmasse durch unmittelbare Berührung den Kipphebel umzulegen vermögen. In der Normalstellung nach F i g. 2 liegt der Kipphebel mit seinem unteren Ende an einem Anschlag 19 an. Die Winkelstellung der Drehmasse ist durch zwei gestreckte Blattfedern 12 α und 12 b festgelegt, die mittels eines gemeinsamen Spannblocks 13 am Triebling befestigt sind. Diese Federn legen sich unter Vorspannung an einem Anschlagstift 13 a des Tri&blings an und schließen eine Nase 14 der Drehmasse zwischen sich ein.

In F i g. 3 sind insbesondere die elektrischen Kontaktelemente bezeichnet. An dem Kipphebel sitzt eine

ίο Kontaktperle IS, die mit einer Kontaktperle 16 an einer Kontaktfeder 17 zusammenarbeitet. Der Spannblock dieser Feder 17 ist mit 18 bezeichnet und dient als Anschlag 19 für den Kipphebel. Die Kontaktperlen 15 und 16 werden im folgenden insgesamt als

$5 zweiter Verzögerangskontakt oder F₂-Kontakt bezeichnet. Etwa diametral gegenüber befindet sich an der Drehmasse eine runde Kontaktperle 20. Diese arbeitet einerseits mit einer Kontaktperle 21 und andererseits mit einer Kontaktfeder 24 zusammen. Die

a© Kontaktperle 21 sitzt an einer Kontaktfeder 22 und ist mittels eines Spannblocks 23 befestigt. Die Kontaktfeder 24 ist hakenförmig gebogen und mittels eines Spannblocks 23 befestigt. Die Kontaktfeder 24 ist ebenfalls hakenförmig gebogen und mittels eines

ag Spannblocks 25 befestigt. Die Kontaktperlen 20 und 21 bilden den ersten Verzögerungskontakt, den sogenannten F₁ -Kontakt, während die Kontaktperle 20 zusammen mit der Kontaktfeder 24, an der sie vorbeistreichen kann, den Beschleunigungskontakt, B-Kontakt, bildet.

In Fig. 4 ist insbesondere ein Rückstellhebel 26 bezeichnet, der sich um einen Drehpunkt 27 am Triebling drehen kann. Der mittlere Teil des Rückstellhebels ist als Magnetanker ausgebildet und wird von einem Ausschwenkmagnet 29, dessen Wicklung mit 28 bezeichnet ist, angezogen. Ist die Wicklung ausgeschaltet, dann zieht eine Rückstellfeder 30 -den Rückstellhebel so weit nach rechts, daß er sich am unteren Teil der U-Feder 9 anlegt und den Kipphebel 6 nach links schwenkt, wie es in F i g. 2 zu sehen ist.

Das zugehörige Schaltbild zeigt Fig. 6. Der Pluspol einer Stromquelle, normalerweise der Autobatterie, «ist über einen Druckschalter DS mit den drei Kontakten F₁, S und V₂ des Sensors verbunden. Der Druckschalter liegt im hydraulischen Leitungssystem hinter dem Einlaßventil und wird also von dem am Radbremszylinder wirksamen geregelten Bremsdruck beaufschlagt. Wenn nicht gebremst wird, ist kein

Druck vorhanden und das System elektrisch abgeschaltet. Ebenso wenn das Auslaßventil zu lange geöffnet war und infolgedessen trotz vorhandenen Vordruckes der Bremsdruck abgesunken ist. Die Kontakte F₁ und B liegen parallel zueinander und

mit dem Einlaßventil E in Reihe. Der Kontakt V₂ liegt mit dem Auslaßventil in Reihe und ist über eine Diode 30 außerdem mit dem Einlaßventil verbunden. Eine direkte Leitung geht ferner vom Druckschalter DS über die Wicklung des Ausschwenkmagneten 29.

Die Ventile und die Magnetwickluog sind auf der anderen Seite mit Masse verbunden.

Das Druckmittel-Leitungssystem und die Lage des Einlaß- und Auslaßveatils in diesem sind nicht eigens in einer Figur dargestellt. Aus einem älteren Vorschlag (Offenlegungsschrift 1555 581) ergibt sich kurz zusammengefaßt:

Das Einlaßventil ist in nicht erregtem Zustand geöffnet und läßt dabei den bei der Brernsbetätigung

durch dea Fahrer erzeugten Druck zu den Radbremszyiindem gelaagen. Das Auslaßveotil ist hingegen in nicht erregtem Zustand geschlossen und gibt bei öffnung einen Weg vom Radbremszylinder zu einer Rücklaufleitung, einer Speicherkammer oder bei 5 Luftdruckbremssystemeii zur Außenluft frei.

Mit Bezug auf F i g. 1 bis 6 ergibt sich folgende Wirkungsweise. Es wird davon ausgegangen, daß das Fahrzeug sich mit etwa gleichbleibender Geschwindigkeit vorwärts bewegt und Triebling 1 und Drehmasse 2 sich gemeinsam drehen, wobei ihre Relativstellung in Fig. 2 gezeigt ist. Der Ausschwenkmagnet 29 ist stromlos and der Rückstellhebel 26 hat den Kipphebel 6 nach links geschwenkt Sämtliche Kontakte sind geöfinet. Wenn nun der Fahrer bremst, so sieigt der Bremsdruck P gemäß F i g. 1 an. Schon bei wenigen atü schließt daan der Druckschalter DS und setzt das System unter Spannung. Der Ausschwenkmagnet 29 zieht den Rückstellhebel 26 an and gibt den Kipphebel δ frei. Durch die Drehverzögemng beginnt sich die Drehmasse nach rechts gegenüber dem Triebling zu verdrehen^ wobei die Nase 14 die Blattfeder 12 a ausbiegt und die Nase 10 den Kipphebel mitnimmt. Zum Zeitpunkt I₁ ist die Brehverzögerung des betrachteten Rades so groß as geworden, daß die Drehmasse sich so weit verdreht hat, daß V₁ schließt. Dadurch schließt das Einlaßventil, und der Druck bleibt konstant, In diesem Augenblick befindet sich der Kipphebel 6 aber erst kurz vor seiner Mittelstellung, Steigt die Verzögerung nicht weiter an, neigt das Rad also nicht zum Blokkierea, dann schwenkt die Drehmasse wieder zurück, und das Einlaßventil öffnet wieder. Selbst wenn der Kipphebel bis zur Mittelstellung mitgenommen worden wäre, würde er dort nicht verbleiben. Denn beim Zurückgehen spannt die Nase 10 die U-Feder 9, und diese zieht den Kipphebel nach links.

Wenn das Rad zum Blockieren neigt, steigt die Drehverzögerung weiter an. Die Kontaktfeder 22 und die Blattfeder 12 α werden weiter durchgebogen, und *o die Nase 10 wirft den Kipphebel zum Zeitpunkt t_t nach rechts um. Dadurch schließt der F,-Kontakt (Fig. 3),. und der Bremsdruck sinkt. Die Zugfeder 8 hält den Kipphebel nun in dieser Stellung, auch wenn infolge der Druckabsenkung die Verzögerung 4S nachläßt and die Drehmasse sich unter der Wirkung insbesondere der Blattfeder 12 a in die Stellung nach F i g. 2 zurück bewegt.

Wenn nun das Rad wieder beschleunigt (F i g. 4), so bewegt sich die Drehmasse in umgekehrter Rieh- 5s tang. Die Nase 11 kommt am Kipphebel zur Anlage and nimmt ihn entgegen seiner Zugfeder 8 mit. Die U-fönnige Blattfeder 9, welche schon vorher durch die Nase 1© gespannt worden war, kann den Kipphebel nicht allein umwerfen, da die Spannfeder 8 stärker ist. Wenn jedoch die Nase 11 den Kipphebel bis zur Mittelstellung geschwenkt hat, dann zieht die U-Feder, auch wenn die Drehmasse in diesem Augenblick wieder umkehren würde, den Kipphebel in die Normalsteltung, Er kann also auch in diesem Fall aicht in der Mittelstellung verweilen. Bevor der Kj-Kontakt wieder öffnet, schließt der B-Kontakt. Er übernimmt die Stromversorgung des Einlaßventils, so daß dieses ununterbrochen geschlossen bleibt. Zum Zeitpunkt f₃ (Fig. 1) öffnet der V._f Koniakt, der Kipphebel fällt in die Normalstellung zurück, und das Auslaßventil schließt. Der Druck bleibt dann noch so lange konstant, wie eine ausreichende Beschleunigung wirksam ist. Sinkt die Beschleunigung bei I₄ unter die Ansprechgreoze ab_s dann öffnet der B-Kontakt infolge der Rückbewegung der Drehmasse in die Normalstellung. Ein neuer Bremsregelzyklus kann also beginnen.

Steigt die Beschleunigung nach dem Zeitpunkt f, noch besonders stark an, z.B. weil der Druck zu weit abgesenkt worden ist oder weil die Fahrbahn zufällig besonders reibgüastig wird, dann bewegt sich die Drehmasse gemäß Fig. 5 in Pfeilrichtung so weit, daß die Kontaktperle 20 an der Kontaktfeder 24 vorbeigleitet und somit der B-Kontakt kurz öffnet. Dem folgt auch das Einlaßventil, so daß der Bremsdruck kurz ansteigt. Infolgedessen muß die Beschleunigung dann geringer werden. Bei der Rückbewegung wird der Druck vorübergehend noch einmal konstant gehalten. Sodann stellt sich ebenfalls der vorher beschriebene Normalzustand gemäß F i g. 2 ein.

Ist das Rad am Ende des Bremsvorganges, also z. B. bei Vollbremsung aus hoher Geschwindigkeit innerhalb der letzten Meter der Bremsstrecke mit einem Ruck zum Stillstand gekommen, so bleibt der Kipphebel nur so lange in der zuletzt eingenommenen Stellung, bis der Bremsdruck abgesunken ist. Dann öSnet der Druckschalter DS, und die Magnetventile sowie der Ausschwenkmagnet 29 werden stromlos. Der Rücksteilhebei 26 wird jetzt von seiner Rückstellfeder 30 nach rechts geschwenkt. Er drückt auf die untere Hälfte der U-förmigen Blattfeder 9 und legt den Kipphebel nach links in die Normalstellung zurück.

Der Sensor nach F i g. 7, wie er für die folgenden Ausführungsbeispiele Verwendung findet, ist wesentlich einfacher aufgebaut. Er besteht wieder aus einer Drehrnasse 31, einem Triebling 32 und der durch Kugeln 33 bis 36 schematisch angedeuteten gegenseitigen Lagerung. An der Drehmasse befindet sich wieder ein Kontaktperle 37, welche bei Beschleunigung des Rades an einer Kontaktperle 38 vorbeistreicht. Letztere sitzt an einer Kontaktfeder 39, die mittels eines Spannblocks 40 am Triebling befestigt ist. Insgesamt ist dies der sogenannte B*-Kontakt. Bei entgegengesetzter Bewegung der Drehmasse drückt die Koaiaktperls 37 auf eins Kontaktpsrle 41, und bei noch weiter gehender Bewegung in dieser Richtung berührt die Perle 41 eine Perle 42. Leitende Verbindung zwischen 37 und 41 heißt im folgenden ^♦-Kontakt geschlossen und leitende Verbindung zwischen 37, 41 und 42 bedeutet F,*-Kontakt geschlossen. Die zuletzt erwähnten "Kontaktperlen sitzen auf zwei gestreckten Kontaktfedern 43 und 44, die mittels eines gemeinsamen Spannblocks 45 am Triebling 'befestigt sind. Die Rückstellung der Drehmasse und die Festlegung ihrer Normalstellung übernehmen hier zwei Blattfedern 46 a und 46 b, die eine Nase 48 der Drehmasse zwischen sich einschließen und mittels eines gemeinsamen Spannblocks 49 am Triebling befestigt sind. Auch diese Blattfedern liegen unter Vorspannung an einem am Triebling sitzenden Anschlagstift 47 an.

Mit einem solchen Sensor kann die Erfindung z. B. nach dem in F i g. 8 gezeigten Schaltbild verwirklicht werden. Vor dieser Schaltung ist ebenfalls ein Druckschalter DS angeordnet, der demjenigen von F i g. 6 entspricht. Der Kernpunkt der Schaltung ist ein Zweiwicklungsrelais mit einer Haltewicklung 50, welche, wie durch einen Pfeil angezeigt, einen

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gemeinsamen Magnetanker 52 entgegen einer Rückstellfeder 53 nach oben bewegt, wobei ein Selbsthaltekontakt 54 schließt. Eine Rückstellwicklung 51 ist so bemessen, daß sie in erregtem Zustand den Magnetanker entgegen der Haltewicklung 50 nach S unten bewegt und den Selbsthaltekontakt öffnet. Es sind zunächst drei Parallelzweige zwischen Plus und Masse zu unterscheiden. Im ersten Zweig liegt der Koniakt F₁* in Reihe mit dem Einlaßventil £, im zweitea Zweig liegt der Kontakt B* in Reihe mit der Rückstellwicklung 51 und im dritten Zweig liegt der Kontakt F₂* in Reihe mit der Haltewicklung 50, Parallel zur Haltewicklung liegt das Auslaßventil A. Parallel zu F₂* liegt der Selbsthaltekontakt 54. Die Verbindungsleitung 56 zwischen dem Kontakt F₁* und dem Einlaßventil und die Verbindungsleitung 57 zwischen dem Kontakt B* und der Rückstellwicklung 51 sind über eine Diode 58 miteinander verbunden. Sie ist so gepolt, daß bei geschlossenem B*-Kontakt das Einlaßventil erregt ist. Die Verbindungsleitung zwischen dem Kontakt V₂* und dem Selbsthaltekontakt ist über zwei Dioden Sf und 6§ mit der Ve'rbiadungsleitung 56 verbunden. Der Verbindungspunkt der beiden letztgenannten Dioden ist über einen Kondensator 61 und einen Widerstand 62 mit es Masse verbunden. Diese ßC-Reihenschaltung stellt eine Kurzzeit-Halteeinrichtung für das Einlaßventil dar. Die Dioden 59 und 6§ sind so gepolt, daß bei geschlossenem Kontakt V₃* das Einlaßventil erregt ist und gleichzeitig die Kurzzeit-Halteeinrichtung aufgeladen wird. Andererseits soll jedoch bei geschlossenem Kontakt F₁* die Halteeinrichtung nicht aufgeladen werden.

Es ergibt sich folgende Wirkungsweise der Anordnung nach Fig. 8 in Verbindung mit Fig. 7: Im Normalzustand sind alle drei Sensorkontakte und der Selbsthaltekontakt 54 geöffnet. Beim Bremsen schließt zunächst F₁*, das Einlaßventil wird geschlossen und der Druck konstant gehalten. Wächst die Drehverzögerung weiter an, so schließt auch F_?*. Damit wird das Auslaßventil A und die Haltewicklung 50 unter Strom gesetzt. Gleichzeitig lädt sich der Kondensator 61 über die Diode 59 auf. Der Anker 52 bewegt sich nach oben «nd schließt den Selbsthaltekontakt 54, womit dieser Schaltzustand fixiert ist, auch wenn F₂* wieder öffnet. Dies ist nämlich, nachdem nun der Bremsdruck absinkt, bald der Fall. Auch wenn anschließend F₁* öffnet, sinkt der Bremsdruck immer noch weiter ab. Dann folgt die Beschleunigungsphase. Es schließt B* und erregt die Rückstellwicklung 51 und im Parallelzweig über die Diode 58 auch das Einlaßventil E. Der Anker 52 des Zweiwicklungsrelais fällt dadurch ab, und der Selbsthaltekontakt öffnet. Das Auslaßventil schließt, und der Druck bleibt so lange konstant, bis B* entweder durch zurückgehen oder durch Überlaufen der Drebmasse öffnet. Bei Druckabsenkung öffnet DS, und neben den Ventilen wird auch die Haltewicklung 50 stromlos. Der Anker 52 wird in diesem Fall ausschließlich voa der Rückstellfeder 53 in die Ausgangsstellung zurückgestellt. Die Wirkungsweise ist also im Prinzip dieselbe wie im vorhergehenden Beispiel. Der besondere Einfluß dar Kurzzeit-Haltevorrichtong 61, 62 wird am Schluß des folgenden Aus- iührungsbeispieles und in Verbindung mit diesem erläutert.

In F i g. 9 ist nach Art eines Impulsdiagramms der jeweilige Schalteustand einzelner Elemente des Blockschaltbildes gemäB F i g. 10 über der Zeit dargestellt. Es werden daher zunächst die logischen Schaltelemente des Blockschaltbildes nach. F i g. 10 im einzelnen erläutert. Die Schaltsymboie sind der logischen Schaltungstechnik entnommen. Mit 63 ist ein Flip-Flop bezeichnet, das die Eingänge 64 und 65 und einen Ausgang 66 aufweist. Es kann auch als bistabile Kippschaltang bezeichnet werden. Im einen Schaltzustand ist am Ausgang 66 Potential vorhanden und im anderen Schaltzustand nicht. Wenn ein beliebig langer Impuls oder ein dauerndes Signal auf den Eingang 65 gelangt, kippt es in den Schaltzustand, in dem am Ausgang 66 Potential vorhanden ist. Weitere Impulse-auf den Eingang 65 ändern daran nichts. Der erste Impuls auf den Eingang 64 kippt es dagegen in den anderen Schaltzustand. Der folgende Impuls auf dea Eingang 65 legt es wieder um usw. Ein ODER-Glied 69 hat vier Eingänge 67, 68, 74 und 77.. An seinem- Ausgang ist Potential vorhanden, wenn an einem -der Eingänge oder an mehreren Potential ansteht. Ein UND-Glied 70 hat zwei Eingänge 71 und 72 und einen Ausgang 73. Hier ist die Verknüpfung so,- daß am Ausgang nur dann Potential vorhanden ist, wenn "dies auch für beide Eingänge gleichzeitig zutrifft. Eine monostabile Schaltung M, ein sogenanntes Mono-Flop, hat an seinem Ausgang 74a normalerweise kein Potential. Jeder gegebenenfalls auch kurze Impuls auf seinen Eingang 73 δ kippt es jedoch in einen Schaltzustand, in dem am Ausgang 74 a Potential anliegt. Nach einer bestimmten festen Zeit, hier z. B. nach 25 Millisekunden, fällt es in den Ausgangszustand zurück. Mit 75 und 76 sind zwei elektronische Verstärker bezeichnet, die dem Einlaß- und dem Auslaßventil vorgeschaltet sind. Der Eingang 77 des ODER-Gliedes 69 ist am Ausgang 66 des Flip-Flops angeschlossen. Die drei Kontakte des Sensors gemäß F i g. 7 sind in Blockform dargestellt und mit den gleichen Bezeichnungen wie in Fig. 7 versehen. F₁* liegt arn Eingang 67 und B * am Eingang 68 des ODER-Gliedes. Außerdem gehen die Signale von B* zum Eingang 64 des Flip-Flops und zum Eingang 71 des UND-Gliedes.

Zur Erläuterung der Wirkungsweise in Verbindung mit F i g. 9 wird wieder vom Normalzustand ausgegangen, in dem alle drei Sensorkontalcte geöffnet sind und am ■ Ausgang des Flip-Flops 63 kein Potential ansteht. Zunächst schließt F₁*. Über' das ODER-Glied 69 -'und den Verstärker 75 wird das Einlaßventil erregt und' schließt. Der Druck bleibt konstant. Wenn bei stärkerer Verzögerung auch V_t* schließt, gelangt ein Signal' auf den Eingang 65 des Flip-Flops 63, 'so daß dieses kippt. Das Auslaßventil^ wird also erregt über den Verstärker 76, und der Druck' sinkt' Gleichzeitig wird über den Eingang 77"' des- ODER-Gliedes auch das Einlaßventil E erregt. Wenn also 'F₁* und F₂* wieder öffnen, ändert sich daran zunächst nichts. Erst das Beschleunigungsigrial, welches später folgt, gelangt auf den Eingang 64 des Flip-Flops 63 und wirft dieses in den Ausgangszustand zurück. Damit schließt das Auslaßventil, während das Einlaßventil E über das ODER-Glied 69 weiter erregt und damit geschlossen gehalten wird. Fällt das Beschleunigungssignal während einer plötzlichen überhöhten Beschleunigung aus, so öffnet das Einlaßventil. Auch dies ist aus F i g. 9 zu ersehen. Gleichzeitig steigt der Druck auf eine höhere Stufe an. Das Einlaßventil E wird dann

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noch weiter erregt, bis das Beschleunigungssignal B* endgültig aufhört. In der Beschreibungseinleltung wurde sehon erwähnt, daß Beschleunigungsschwankuagen in unmittelbarem Anschluß an die Druckabsenkung Unterbrechungen des Beschleunigungssignals zur Folge haben können, die zumindest in der ersten Zeit unmittelbar nach der Druckabsenkung unerwünscht sind. In der Zeile B* der F i g. 9 sind zwei solche Unterbrechungen gestrichelt eingezeichnet. Mit Hilfe des Mono-Flops M wird das Einlaßventil gegenüber diesen Unterbrechungen unempfindlich gemacht. Wenn das Beschleunigungssignal erstmals einsetzt, dann steht am Eingang 71 und vom Flip-Flop her auch am Eingang 72 des UND-Gliedes 70 Potential an. Es gelangt also ein Aastoßimpuls auf das Mono-Flop M, so daß dieses während der ersten 25 Millisekunden das Einlaßventil geschlossen hält, auch wenn das Signal B* flattert. Die Zeile M in F i g, 9 zeigt die Umschaltzeit des Mono-Hops. Ein zweites Mal kann das Mono- ae Flop nicht mehr angestoßen werden, da bis zur nächsten Druckabsenkung der Eingang 72 des UND-Gliedes 70 signalfrei bleibt.

Derselbe Effekt wird auch bei der Anordnung nach Fig, 8 erzielt durch die Kurzzeit-Halteeinrich- as tang 61, 62. Der Kondensator 61, wird, wie beschrieben, während der Druckabsenkung aufgeladen und entlädt sich dann über die Diode 60 und das Einlaßventil, so daß dieser Entladestrom das Einlaßventil auch dann erregt, wenn das B*-Signal Unterbrechengen zeigen sollte.

Es muB noch hinzugefügt werden, daß Fig. 9 zum größten Teil (außer M) auch zur Erläuterung voa F i g. 8 herangezogen werden kann. In der Praxis kommen Unterbrechungen des 5*-Signals und entsprechende stufenförmige Druckanhebungen nicht nur einmal, sondern meist häufiger, z. B. zwei- bis fünfmal innerhalb eines Regelzyklus vor.

Claims

Patentansprüche:

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i. Antiblockierregelsystem für druckmittelbetätigte Fahrzeugbremsen mit einem Einlaß- und einem Auslaßventil, die einzeln elektrisch betitigbar sind und in einer ersten Stellungskombi'natiott den Bremsdruck absinken lassen, in einer rweiten Stellungskombination ihn im wesentlichen konstant halten und in einer dritten Stellungskombination ihn ansteigen lassen, mit 5» einer Drehverzögerungs-Schaltvorrichtung, welche ein Drehverzögerungssignal abgibt und dadurch die Ventile in der ersten Stellungskombination hält, solange die Drehverzögerung des zu bremsenden Rades sich oberhalb eines Drehverzögerungs-Grenzwertes befindet, sowie mit einer Drehbeschleunigungs-Schaitvorrichtung, welche ein Drehbeschleunigungssignal abgibt und dadurch die Ventile in der zweiten Stellungskombination hält, solange die Drehbeschleuni- gung sich oberhalb eines Drehbeschleunigungs-Grenzwertes belndet, wobei die Ventile die dritte Stellungskombination einnehmen, wenn keines der beiden Signale vorhanden ist, gekennzeichnet durch eine bistabile Schaltvorrichtung (6,52, 63) mit einem Signaleingang (V₂, V_t*) welcher beim Auftreten einer Drehverzögerang einen Schaltzustand herbeiführt, der das Verbleiben der Ventile (E, A) in der ersten Stellungskombination bewirkt und im anderen Signalemgang (B, S*), welcher beim Auftreten einer Drehbeschleunigung die Schaltvorrichtung in einen anderen Schaltzustand zuriickkippt, der keinen Einluß auf die Ventilstellung ausübt.
2. Antiblockierregelsystem nach Ansprach 1, dadurch gekennzeichnet, daß als bistabile Schaltvorrichtung ein mit einer Drehmasse (2) zusammenwirkender Kipphebel (6) vorgesehen ist, der durch Haltekräfte (Feder 8) in seinen beiden stabilen Lagen gehalten wird und der in der einen Lage einen elektrischen Kontakt (F₈) betätigt.
3. Antiblockierregelsystem nach Ansprach 2, dadurch gekennzeichnet, daß an der Drehmasse zu beiden Seiten des Kipphebels in einem Abstand Mitnehmer (10, 11) angeordnet und außerdem eine elastische Verbindung (9) zwischen dem Kipphebe! und der Drehmasse vorgesehen ist, die ein Verbleiben des Kipphebels in der labilen Mittelstellung verhindert.
4. Antiblockierregelsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als bistabile Schaltvorrichtung ein an sich bekanntes Relais verwendet ist, das eine Haltewicklung (SO) mit zugehörigem Selbsthaltekontakt (54) und eine entgegengesetzt und stärker wirkende Rückstellwicklung (51) aufweist.
5. Antiblockierregelsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als bistalibe Schaltvorrichtung eine an sich bekannte transistorisierte bistabile Kippschaltung (Flip-Flop 63) verwendet ist.
6. Antiblockierregelsystem nach Ansprach 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine monostabile Schaltvorrichtung (M) vorgesehen ist, welche jeweils im Anschluß an das Zurückkippen der bistabilen Schaltvorrichtung das Einlaßventil unabhängig vom Verhalten des Drehbeschleunigungsschalters eine bestimmte Zeit lang geschlossen hält.
7. Antiblockierregelsystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein vom geregelten Bremsdruck beaufschlagter, an sich bekannter Druckschalter (DS) vorgesehen ist, dessen Schaltschwelle etwa in der Höhe des zum Anlegen der Bremsbacken erforderlichen Bremsdruckes liegt und der die Stromversorgung des Systems abschaltet, sobald der Bremsdruck unter die Schaltschwelle sinkt, und dabei die bistabile Schaltvorrichtung in den normalen Schaltzustand zuriickkippt.
8. Antiblockierregelsystem nach Ansprach 3, gekennzeichnet durch einen Rückstellhebel (26), welcher unter der Wirkung einer Rückstellfeder (30) den Kipphebel (16) in der kontakifreien Normallage hält und durch einen Elektromagneten (29), der in erregtem Zustand den Rückstellhebel (26) so weit schwenkt, daß der Kipphebel (16) frei beweglich ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen