DE1919141A1 - Anti-skid device for motor vehicles - Google Patents
Anti-skid device for motor vehiclesInfo
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Description
Antischleudervorrichtung für Kraftfahrzeuge. Anti-skid device for automobiles.
Die Erfindung bezieht sich generell auf Antischleudervorrichtungen für Kraftfahrzeuge und insbesondere auf eine Antischleudervorrichtung, die den Verlust der Steuerfähigkeit des Steuerrads oder unregelmäßiges Schleudern des Kraftfahrzeugkörpers verhindert, was dann auftritt, wenn die Räder infolge Notbremsung des Kraftfahrzeugs bei hoher Geschwindigkeit auf Straßenoberflächen mit niedrigen Reibungskoeffizienten zwischen den Rädern und der Straße, z.B. bei schneeglatter Oberfläche blockiert sind. The invention relates generally to anti-skid devices for motor vehicles and in particular to an anti-skid device that prevents the loss the controllability of the steering wheel or irregular skidding of the vehicle body prevents what occurs when the wheels as a result of emergency braking of the motor vehicle at high speed on road surfaces with low coefficients of friction between the wheels and the road, e.g. blocked on a slippery surface are.
Bisher waren Antischleudervorrichtungen so ausgelegt, daß sie durch Ermitteln der Verzögerung und der Beschleunigung der Räder die Bremskraft auf das Fahrzeug einwirken ließen oder aufheben. Z.B. wird die Bremskraft aufgehoben, wenn beim Anlegen der Bremskraft an das Fahrzeug Verzögerung der Räder einen vorgestimmten Wert überschreitet und die Bremskraft erneut einsetzt, wenn die Beschleunigung der Räder erfolgt, so daß auf diese Weise unter Behinderung eines Blockierens der Räder eine wirkungsvolle Bremsung des Kraftfahrzeugs bewirkt wird. Previously, anti-skid devices were designed so that they through Determine the deceleration and acceleration of the Wheels the braking power Let it act on the vehicle or cancel it. E.g. the braking force is canceled, if, when the braking force is applied to the vehicle, the wheels decelerate at a predetermined rate Exceeds the value and the braking force is used again when the acceleration of the Wheels takes place so that in this way while preventing the wheels from locking effective braking of the motor vehicle is effected.
Diese herkömmlichen Vorrichtungen sind jedoch insofern von Nachteil, als r... die Zeitänderung der Radgeschwindigkeit, d.h. die Radverzögerung, die der Differentialquotient der Radgeschwindigkeit ist, als ein Signal entnommen wird, das seinerseits für das Steuern des Anlegens und Aufhebens der Bremskraft am Fahrzeug verwendet wird, wobei eine Änderung in der dseschwindigkeit nur schwer in diesem Signal wiedergegeben wird und es somit schwierig ist, in der Praxis das erwünschte Signal von Geräuschsignalen zu unterscheiden. Dies kann insbesondere dann auStreten, wenn auf Grund der Betätigung des Getriebes die Zahnräder verschoben werden und eine kurzzeitige Änderung der Radgeschwindigkeit ein Geräuschsignal entwickelt, das zu einem irrtümlichen Antischleudervorgang führen kann; darüberhinaus kann ein derartiger fehlerhafter oder irrtümlicher Einsatz der Antischleudervorrichtung aus dem gleichen Grund auf einer Fahrbahn mit Kies oberfläche auftreten. However, these conventional devices are disadvantageous in that as r ... the time change of the wheel speed, i.e. the wheel deceleration that the The differential quotient of the wheel speed is taken as a signal, this in turn for controlling the application and release of the braking force on the vehicle is used, a change in the speed being difficult in this Signal is reproduced and it is therefore difficult to obtain the desired signal in practice Distinguish signal from noise signals. This can occur in particular if the gears are shifted due to the actuation of the gearbox and a brief change in wheel speed generates a noise signal, which can lead to an erroneous anti-skid process; in addition, a such incorrect or erroneous use of the anti-skid device the same reason can occur on a pavement with a gravel surface.
Wenn andererseits-auf einer nicht schlürigen Straßenoherfläche die Bremsen mit einer Stärke an dem Fahrzeug angelegt werden, die nicht so groß, sondern gemäßigt ist, können die Räder blockieren, ohne daß eine Radverzögerung verursacht wird, die einen vorbestimmten Wert überschreitet. Dies bedeutet, daß danach kein Bremskraftaufhebesignal geliefert wird und die Räder blockiert bleiben. Dies ist sehr gefährlich.If on the other hand - on a not slippery road surface the Brakes are applied to the vehicle with a strength that is not so great, but rather is moderate, the wheels can lock without causing wheel deceleration that exceeds a predetermined value. This means that no Brake force cancellation signal is delivered and the wheels remain locked. This is very dangerous.
Aus diesem Grunde wurde ein Versuch unternommen, die Bremskraft durch Ermittlung eines Rad-Rutschverhältnisses zu steuern, das durch die Geschwindigkeit des Fahrzeugkörpers und die Geschwindigkeit der Räder beim Anziehen der Bremsen bestimmt wird> so daß die Radverzögerung in dem Bremskraftaufhebesignal eliminiert wird. In diesem Falle ist es jedoch sehr schwierig,beim Zeitpunkt des Anziehens der Bremsen des Fahrzeugs die Fahrzeuggeschwindigkeit zu ermitteln. Um dies zu ermitteln, ist es notwendig, den Faprzeugköprer zusätzlich zu den nprmalen vier Rädern mit einem fünften Rad zu versehen, das ein Generatorelement treibt, das zum Zeitpunkt des Anziehens der Bremsen die Fahrzeuggeschwindigkeit mit sehr hoher Genauigkeit in eine elektrische Größe umsetzt. Dies ist jedoch in Hinsicht auf die Funktion des Fahrzeugs nahezu nicht ausführbar. Daher erfordert die Ermittlung der Fahrzeuggeschwindigkeit, daß die durch das Anziehen der Bremsen bedingte und mit einem Differentialumformer oder dergleichen ermittelte Fahrzeuggeschwindig keitsabnahme nach der Integration genau vor dem Anlegen der Bremsen von der Fahrzeuggeschwindigkeit subtrahiert wird. Dies führt unvermeidlich zu einer äusserst komplizierten elektrischen Steuerschaltung, wobei diese Steuerschaltung weiterhin dadurch ncch komplizierter wird, daß der Trägheitseinfluß in Hinsicht auf die Konstruktion eines derartigen Differentialumformers oder dergleichen berücksichtigt werden muß. Der komplizierte Aufbau der Steuerschaltung vergrößert die Anzahl der Bestandteile, wobei die Zuverlässigkeit der elektrischen Steuerschaltung umsomehr abnimmt, je größer die. For this reason, an attempt has been made to reduce the braking force Determine a wheel-slip ratio to be controlled by the speed of the vehicle body and the speed of the wheels when the brakes are applied is determined> so that the wheel deceleration is eliminated in the braking force cancellation signal will. In this case, however, it is very difficult at the time of tightening the brakes of the vehicle to determine the vehicle speed. To determine this, it is necessary to use the Faprzeugköprer in addition to the original four wheels to provide a fifth wheel that drives a generator element that at the time applying the brakes the vehicle speed with very high accuracy converted into an electrical quantity. However, this is in terms of function of the vehicle almost impossible. Therefore, the determination of the vehicle speed requires that caused by the application of the brakes and with a differential converter or the like determined vehicle speed decrease after integration is subtracted from the vehicle speed just before the brakes are applied. this inevitably leads to an extremely complicated electrical Control circuit, which control circuit continues to be more complicated as a result becomes that the inertia influence with regard to the construction of such Differential converter or the like must be taken into account. The complicated one Construction of the control circuit increases the number of components, while increasing the reliability the electrical control circuit decreases, the larger the.
Zahl der Bestandteile wird. Dies sind die unvermeidlichen Nachteile der bekannten Vorrichtung.Number of constituents will. These are the inevitable drawbacks the known device.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Antischleudervorrichtung zu schaffen, die diese Nachteile vermeidet. Diese Aufgabe ist gelöst durch eine Radgeschwindigkeitdetektorschaltung für die Umwandlung der Radgeschwindigkeit in eine Gleichspannung, einen den maximalen Ausgangswert der Detektorschaltung speicherndenKondensatüreine Schaltung für die Ermittlung der Differenz zwischen der Ausgangsspannungsänderung der Detektorschaltung und der KlemmenspannungsEnderung den Kondensator durch dessen Entladung und durch eine Relaisstufe ..... für das Energieren eines die Bremskraft aufhebenden Solenoidventils mit Hilfe des Ausgangssignals dieser Schaltung. The object of the invention is to create an anti-skid device, which avoids these disadvantages. This object is achieved by a wheel speed detector circuit for converting the wheel speed into a DC voltage, one the maximum A circuit for the condensate storing the output value of the detector circuit Determination of the difference between the output voltage change of the detector circuit and the terminal voltage change the capacitor through its discharge and through a relay stage ..... for energizing a solenoid valve which cancels the braking force with the help of the output signal of this circuit.
Erfindungsgemäß wird die Bremskraft dadurch überwacht oder gesteuert, daß man das Verhältnis zwischen dem'Maximalwert der in einem RondetakDrgespetcherten Radgeschwindigkeit und der tatsächlichen Radgeachwindigkeit ermittelt 80 daß es möglich ist, einen fehlerhaften Antischleudervorgang infolge kurzzeitiger Anderung in der Radgeschwindigkeit zu verhindern, der bei bisherigen Antischleudervorrichtungen auftreten kann, bei denen zur Steuerung der Bremskraft die Verzögerung eines Rades durch DiSferenzieren der Radgeschwindigkeit ermittelt wird. Die erfindungsgemäße Vorrichtung hat im Vergleich mit den herkömmlichen Antischleudervorrichtungen, bei denen das Rutschverhältnis eines Rads zur Steuerung der Bremskraft ermittelt wird, insofern besondere Vorteile, als die Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugkörpers nicht ermittelt zu werden vraucht und lediglich von der Radgeschwindigkeit ein Signal erhalten wird, wobei sich ein sehr einfacher Schaltungsaufbau ergibt, dessen Zuverlässigkeit beträchtlich verbessert und dessen Kosten auf ein sehr niedriges Niveau abgesenkt sind, so daß die Vorrichtung sehr gut für praktische Anwendung geeignet ist. According to the invention, the braking force is monitored or controlled by that the ratio between the maximum value of the spetched in a RondetakDr Wheel speed and the actual wheel speed determined 80 that it possible is a faulty anti-skid process due to short-term To prevent change in the wheel speed, the previous anti-skid devices can occur in which to control the braking force, the deceleration of a wheel is determined by differentiating the wheel speed. The inventive The device has in comparison with the conventional anti-skid devices which the slip ratio of a wheel is determined to control the braking force, particular advantages insofar as the speed of the motor vehicle body is not to be determined and only a signal of the wheel speed is obtained, resulting in a very simple circuit structure, its reliability improved considerably and reduced its cost to a very low level so that the device is very suitable for practical use.
Die Erfindung wird im folgenden anhand schematischer Zeichnungen an einem AuafGhrungsbeispiel näher erläutert: Fig. 1 ist ein elektrischer Schaltp B ,der eine Ausführungsform der erfindungstem§ßen Vorrichtung zeigt; Fig. 2 ist eine charakteristische Kurve, die bei der Vorrichtung nach der Erfindung die Beziehun& zwischen der durch ein Radgeschwindigkeitadetektorelementerzeugten Radgeschwindigkeitsspannang und der Spannung über einen die maximale Radgeschwindigkeit speichernden Kondensator sowie der Bremszeit zeigt; Fig. 3 verdeutlicht den Antischleudervorgang der erfindungsgemäßen Vorrichtung und zeigt eine charakteristische Kurve, die die Beziehung zwischen der durch das Radgeschwindigkeitsdetektorelement erzeugten Radgeschwindigkeitsspannung und der Spannung über den für die Speicherung der maximalen Radgeschwindigkeit vorgesehenen Konsensator sowie der Bremszeit wiedergibt. The invention is illustrated below with reference to schematic drawings explained in more detail using an exemplary embodiment: Fig. 1 is an electrical circuit board B, showing an embodiment of the device according to the invention; Fig. 2 is a characteristic curve which, in the device according to the invention, has the relationships between the wheel speed range generated by a wheel speed detecting element and the Voltage via a memory that stores the maximum wheel speed Shows capacitor as well as braking time; Fig. 3 illustrates the anti-skid process the device according to the invention and shows a characteristic curve that the Relationship between the wheel speed voltage generated by the wheel speed detecting element and the voltage above the one provided for storing the maximum wheel speed Consensator and the braking time.
In Fig. 1 bezeichnet das Bezugszeichen 1 eine Radgeschwindigkeitdetektorschaltung; la ist ein Radgeschwindigkeitsdeteküor element, z.B. ein Wechselstromgenerator,der an die Radantriebsachsen zur Erzeugung einer zur Radgeschwindigkeit proportiona len Wechselspannung angeschlossen ist; 1b ist eine Gleichrichterdiode für das Gleichrichten des Ausgangssignals des-Elements la; le ist ein GlSttungskondensator, ici ist ein Glättungswiderstand. In Fig. 1, reference numeral 1 denotes a wheel speed detection circuit; la is a wheel speed detector element, e.g. an alternator that to the wheel drive axles to generate a proportional to the wheel speed len AC voltage is connected; 1b is a rectifier diode for rectification the output signal of the element la; le is an annealing capacitor, ici is a Smoothing resistance.
Das Bezugszeichen 2 bezeichnet einen Kondensator zur Speicherungdes maximalen Ausgangswerts der Radgeschwindigkeitdetektorschaltung 1; .3 bezeichnet eine Diode, die verhindert, daß der Entladungsstrom des Kondensators 2 in Richtung der Detektorschaltung 1 zurückfließt; 4 ist ein Transistor, durch den aer Kondensator 2 die gespeicherte Spannung mit einer richtigen- Zeitkonstanten entlädt. Das Bezugszeichen 5 bezeichnet eine Differentialverstärkerstufe; 5a und 5b sind Feldeffekttransistoren; 5o und 5d sind Spannungsteilungswiderstände, die die Klemmenspannüng des Transistors id teilen und die geteilte Spannung an das. Tor des Transistors 5a anlegen. Das Bezugszeichen 6 bezeichnet eine Detektorschaltung für die Ermittlung einer vorher eingestellten Spannungshöhe; 6a ist eine Referenzdiode; 6b und 6c sind Transistoren, die die Schnitt-Triggerschaltung bilden.Numeral 2 denotes a capacitor for storing the maximum output value of the wheel speed detection circuit 1; .3 designated a diode that prevents the discharge current of the capacitor 2 in the direction the detector circuit 1 flows back; 4 is a transistor through the capacitor 2 the stored voltage with a correct time constant discharges. Numeral 5 denotes a differential amplifier stage; 5a and 5b are Field effect transistors; 5o and 5d are voltage dividing resistors that control the terminal voltage of the transistor id divide and the divided voltage to the gate of the transistor 5a put on. Numeral 6 denotes a detection circuit for detection a previously set voltage level; 6a is a reference diode; 6b and 6c are Transistors that make up the cut trigger circuit.
Die Differentialverstärkerstufe 5 und die Detektorschaltung 6 für die Ermittlung der vorbestimmten Spannungshöhe bilden eine Schaltung für die Ermittlung der Differenz zwischen der Änderung der Ausgangsspannung der Radgeschwindigkeitdetektorschaltung 1 und der Anderung der Klemmenspannung des Kondensators 2 durch dessen Entladung. Das Bezugszeichen 7 bezeichnet eine Relaisstufe; 7a ist eine Erregerspule; 7b ist ein Transistors der die Erregerspule 7a in Betrieb setzt; 7c ist ein beweglicher Kontakt, der unter der Wirkung der Anziehungskraft der Erregerspule 7a mit einem stationären Kontakt 7b in Berührung bringbar ist. Das Bezugszeichen 8 bezeichnet ein Solenoidventil für die Aufhebung der BremsknSt, das nur dann zur Verringerung des Hydraulikdrucks des (nicht gezeigten )hydraulischen Bremssystems energiert wird, wenn die Kontakte 7e und 7b geschlossen sind.The differential amplifier stage 5 and the detector circuit 6 for the determination of the predetermined voltage level form a circuit for the determination the difference between the change in the output voltage of the wheel speed detection circuit 1 and the change in the terminal voltage of the capacitor 2 due to its discharge. Numeral 7 denotes a relay stage; 7a is an exciting coil; 7b is a transistor which sets the excitation coil 7a in operation; 7c is a movable one Contact, which is under the action of the attraction of the exciting coil 7a with a stationary contact 7b can be brought into contact. The reference number 8 denotes a solenoid valve for releasing the brake knock, which is only used to reduce it the hydraulic pressure of the hydraulic brake system (not shown) is energized, when contacts 7e and 7b are closed.
Das Bezugszeichen 9 bezeichnet eine Energiequelle.Numeral 9 denotes a power source.
Es wird nunmehr die Arbeitsweise der erfindungsgemEßen Vorrichtung beschrieben. In den Fig. 2 und 3 ist die Bremszeit auf der horizontalen Achse markiert und die Radgeschwindigkeitsspannung VG und die Spannung VC ueber den Kondensator 2 auf der vertikalen Achse angegeben, wobei die Kurve A die Anderungen der Radgeschwind-igkeitsspannung VG und die Kurve B die Änderungen der Spannung VC über den Kondensator 2 zeigen. The operation of the apparatus of the present invention will now be described described. In Figs. 2 and 3, the braking time is on the horizontal Axis marked and the wheel speed voltage VG and the voltage VC over the capacitor 2 indicated on the vertical axis, curve A showing the changes the wheel speed voltage VG and curve B the changes in voltage Show VC across capacitor 2.
Die Kurve C in Fig. 3 zeigt die 70%-Werte der Klemmenspannung VC des Kondenators 2, die sich augenblicklich entsprechend der Entladung der in dem Kondensator 2 gespeicherten Ladung Endert. Es sei angenommen, daß das Fahrzeug mit einer konstanten Geschwindigkeit läuft und keine Bremskraft angelegt- wird, so daß an den Klemmen des Widerstands 1d eine Gleichs'pannung erzeugt wird, die der Umlaufgeschwindigkeit der Räder proportional ist. Diese Spannung ist die Radgeschwindigkeitsspannung VG. Diese Radgeschwindigkeitsspannung VG wird durch die Diode 3 unmittelbar an den Kondensator 2 angelegt, so daß der Kondensator 2 die maximale Umlaufgeschwindigkeit der RSder unmittelbar vor- dem Anlegen der Bremse speichert. Die Spannung des Widerstands ic wird durch die Widerstände 5c- und 5d- geteilt und an das Tor des Transistors 5b angelegt. Erfolgt Notbremsung des Fahrzeugs, so fällt gem. der Kurve A in Fig. 2 die Radgeschwindigkeitsspannung VG schnell ab. In der Zwischenzeit wird die in dem Kondenator 2 gespeicherte Ladung gemäß der Kurve- B durch den Transistor 4 mit einer geeigneten Zeitkonstanten entladen, die im Vergl-eich zu den Änderurgender Radgeschwindigkeitsspannung V genü'gen<i- klein- ist. Es wird nunmehr unter-Hinweisauf Fig. 3 der Antischleudervorgang erläutert, die den fortgesetzten Zustand der Fig. 2 verdeutlicht. Ist die an das Fahrzeug angelegte Bremskraft so groß, daß die Radgeschwindigkeits-Spannung Va unter einen Punkt aabfällt,derdo.rt jO; d.Klemmenspannung VC des Kondensators 2 repräsentiert, so wird durch die Differentialverstärkerstufe 5 die Differenz zwischen beiden Spannungen verstärkt und am Abfluß ihres Transistors 5b eine Signalspannung entwickelt, die ausreicht, die Referenzdiode 6a zu einem Leiter zu machen. Tritt dieser Zustand ein, so wird die aus den Transistoren 6b und 6c bestehende Schmitt-Triggerschaltung betätigt, so daß eine Signalspannung aus der Schmitt-Triggerschaltung ; den Transistor 7b einschaltet und gleichzeitig die Erregerspule 7a energiert. Hierdurch werden der bewegliche Kontakt 7c und der stationäre Kontakt 7d geschlossen, so daß durch das Solenoidventil 8 ein Strom fließt. Dies führt zu einer Abnahme des Hydraulikdrucks in dem hydraulischen Bremssystem, so daß die auf das Fahrzeug wirkende Bremskraft aufgehoben wird. Steigt dann die Radgeschwindigkeitsspannung VG allmählich an und übersteigt anschließend einen Punkt b, der zu diesem Zeitpunkt 70% der Klemmenspannung VC des Kondensatprs 2 repräsentiert, so wird das Signal am Abfluß des Transistors 5b kleiner als die Zusammenbruchspannung der Referenzdiode 6a und die Schmitt-Triggerschaltung inaktiv. Hierdurch wird die Erregerspule 7b deenergiert, so daß erneut die Bremskraft an das Fahrzeug angelegt wird. Dies bedeutet mit anderen Worten, daß die auf das Fahrzeug wirkende Bremskraft lediglich während der Zeitspanne aufgehoben wird, bei der die Radgeschwindigkeitsspannung von Punkt a nach Punkt b fortschreitet. Danach azird der vorbeschriebene Antischleudervorgang wiederholt, um eine wirksame Bremsung auf einer schlüpfrigen Straßenoberfläche zu erreichen.Curve C in Fig. 3 shows the 70% values of the terminal voltage VC des Capacitor 2, which is instantaneously corresponding to the discharge of the in the capacitor 2 stored charge Endert. Assume that the vehicle is running at a constant Speed is running and no braking force is applied, so that on the terminals of the resistor 1d a DC voltage is generated, which corresponds to the rotational speed the wheels is proportional. This voltage is the wheel speed voltage VG. This wheel speed voltage VG is passed through the diode 3 directly to the capacitor 2 applied so that the capacitor 2 has the maximum speed of rotation of the RSder saves immediately before applying the brake. The tension of the resistor ic is divided by resistors 5c- and 5d- and applied to the gate of the transistor 5b applied. If the vehicle is braked in an emergency, according to curve A in Fig. 2, the wheel speed voltage VG decreases rapidly. In the meantime, the in the capacitor 2 stored charge according to the curve B through the transistor 4 with a suitable time constant, which in comparison to the change gen Wheel speed voltage V suffice <i- small- is. It is now under reference to Fig. 3 illustrates the anti-skid process, the continued State 2 clarifies. Is the braking force applied to the vehicle so great that the wheel speed voltage Va drops below a point a derdo.rt jO; d.Terminal voltage VC of the capacitor 2 is represented by the differential amplifier stage 5 amplifies the difference between the two voltages and drains their transistor 5b develops a signal voltage sufficient to turn the reference diode 6a into a Make ladder. When this state occurs, the transistors 6b and 6c existing Schmitt trigger circuit operated so that a signal voltage from the Schmitt trigger circuit; turns on the transistor 7b and at the same time energizes the excitation coil 7a. As a result, the movable contact 7c and stationary contact 7d closed so that a current flows through the solenoid valve 8. This leads to a decrease in hydraulic pressure in the hydraulic brake system, so that the braking force acting on the vehicle is canceled. Then increases the Wheel speed voltage VG gradually increases and then exceeds a point b, which at this point in time represents 70% of the terminal voltage VC of the capacitor 2, so the signal at the drain of the transistor 5b becomes smaller than the breakdown voltage the reference diode 6a and the Schmitt trigger circuit inactive. This will make the Excitation coil 7b deenergized, so that the braking force is again applied to the vehicle will. In other words, this means that the braking force acting on the vehicle is only released during the period when the wheel speed voltage from Point a progresses to point b. Then the anti-skid process described above is carried out repeated to provide effective braking on a slippery road surface reach.
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