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Verfahren und Vorrichtung zum Regeln der Geschwindigkeitsänderung
eines Fahrzeugrades Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Regeln der Geschwindigkeitsänderung
eines Fahrzeugrades zum Zwecke der Übertragung eines größtmöglichen Fahrmoments
zwischen der Radlauffläche und dem Untergrund, bei dem eine die Geschwindigkeitsänderung
des Rades bewirkende Größe derart geregelt wird, daß ein Rutschen des Rades auf
dem Untergrund vermieden wird.
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Die Erfindung betrifft weiter eine Vorrichtung zum Durchfuhren des
Verfahrens für ein mehrrädriges Fahrzeug mit mindestens einem Rad, das durch Beaufschlagung
einer zu diesem Rad führenden Bremsleitung mit Druckmittel abbremsbar ist, an den
Rädern vorgesehenen Wandlern, die der Geschwindigkeit der Räder entsprechende Signale
erzeugen, und einem in der Bremsleitung angeordnetem Druckminderventil, das in Abhängigkeit
von den Signalen gesteuert wird.
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Die Erfindung beschäftigt sich insbesondere mit Antiblockierbremsanlagen
für Kraftfahrzeuge. Solche Bremsanlagen wurden bereits vor Jahren an Versuchsfahrzeugen
vorgestellt. Serienmäßig ist jedoch bis heute kein oder kaum ein Fahrzeug damit
ausgerüstet. Dies liegt wohl einerseits daran, daß die bekannten Antiblockierbremsanlagen
sehr teuer sind, doch andererseits auch daran, daß ihr Regelverhalten unbefriedigend
ist, d.h. daß sie so regeln, daß im 3edarfsfall nicht mit optimaler Bremswirkung
gebremst werden kann.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein insbesondere zur Verwendung
in Kraftfahrzeugen geeignetes Verfahren der eingangs beschriebenen Gattung zu schaffen,
bei dem im Bedarfsfalle die Geschwindigkeit eines Fahrzeugs unter bestmöglicher
Ausnutzung des jeweils höchstmöglichen Fahrmoments , d.h. des zwischen
Rad
und Untergrund übertragbaren Drehmoments, geändert werden kann. Der Erfindung liegt
weiter die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu Durchführen des Verfahrens anzugeben.
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Die erstere Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs be- -schriebenen
Gattung erfindungsgemäß.dadurch gelöst, daß der schlupf ds Rades ständig gemessen
wird und die die eschwindigkeitsänderung des Rades bewirkende Größe vermindert wird,
sobald der Schlupf einen voreinstellbaren Wert übersteigt.
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Während bei bekannten Verfahren zum Vermeiden von Blockieren oder
Durchrutschen eines bades als Meßgröße die jeweilige Beschleunigung des Hades verwendet
wird, benutzt das erfindungsgemäße verfahren den schlupf des ades, d.h. den Unterschied
zwischen der Fahrzeuggeschwindigkeit und der tatsächlichen Radgeschwindigkeit, das
Ganze dividiert durch die Fahrzeugge schwindigkeit.
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Die Madbeschleunigung ist bezüglich des burchdrehens eines Rades auf
dem jeweiligen Untergrund nur wenig aussagekräftig.
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Einer der gründe dafür ist, daß sich der Radbeschleunigung die jeweilige
Beschleunigung des Fahrzeugs insgesamt übrelagert, soda erst nach Berichtigung der
Radbelschleunigung mit der Fahrzeugbeschleunigung ein parameter zur verfügung steht,
der für die Neigung eines Rades zum Rutschen eine gewisse Aussagekraft hat. Ein
bereits rutschendes Rad erfährt keine Beschleunigungen mehr, sodaß dann an Hand
der Beschelunigung nicht mehr auf einen ungüngstigen Fahrzustand geschlossen werden
kann.
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die, Der Schlupf eines Rades dagegen ist genau die Größe, falls es
zu einem Rutshcen des Rades kommt, stark anwächst. Dabei ist egal, ob sich der Rutschzustand
allmählich oder plötzlich ausbildet. Trägt man des jeweils übertragbare Fahrmoment
gegen den Schlupf auf, so ergibt sich eine zunächst annahernd linear ansteigende,
dann bei dem entsprechend dem jeweiligen Untergrund maximalen übertragbaren Fahrmoment
waaagerecht verlaufende und dann schließlich bis zum schlupfwert 1, d.h. vollständigem
Rutschen ds Rades, abfallende Schlupfkurve. Wird nun der voreinstelluare bchlupfwert
in der iiähe des bei dem maximalen Fahrmoment herrschenden Schlupfwertes gewählt
- in diesem Bereich verläuft die Schlußfkurve insgesamt sehr flach- so wird die
die Geschwindigkeitsänderung cie s Rades bewirkende Größe auf einen wert geregelt,
bei dem ein etwa dem maximalen ii'ahrmoment entsprechendes Fahrmoment übertragen
wird, d.h. die
Geschwindigkeitsänderung des Fahrzeugs mit möglichst
großer Beschleunigung oder Verzögerung durchgeführt wird.
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Das erfindungsgemäße verfahren arbeitet sehr zuverlässung, weil die
die Geschwindigkeitsänderung hervorrufende Größe immer erst dann und nur dann abgesenkt
wird, wenn bereits mit etwa dem maximalen Fahrmoment beschleunigt oder verzögert
wird.
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Der Schlupf kannbeispielsweise durch einen vergleich der Geschwindigkeit
das zu regelnden Rades mit dem Maximalwert aus den Geschwindigkeitem mehrer Fahrzeugräder
ermittelt werden.
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besonders vorteilhaft ist es, den schlupf durch einen Vergleich der
Geschwindigkeit eines frei auf dem Unter£>?rund laufenuen lastrades mit der Geschwindigkeit
des zu regelnden Rades zu ermitteln. Das Tastrad zeigt ziemlich genau die tatsächliche
Fahrzeuggeschwindigkeit an, sodaß durch diesen Vergleich auch der Schlupf sehr genau
ermittelt wird.
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bei einer Durchführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird
zusätzlich zum Schlupf das zwischen Rad und Untergrund wirkende Fahrmoment gemssen,
die Ableitung des Farhmoments nach dem Schlupf gebildet und die die Geschwindigkeitsänderung
des rades bewirkende Größe vermindert, sobald der Wert der Ableitung auf Null abnimmt.
Dieses Verfahren hat nach dem weiter oben über das Aussehen der Schlupfkurve Gesagten
den Vorteil, daß es sich selbständig an die verschiedenen Untergründe anpaßt, well
die Form der Kurve vom Untergrund unabhängig ist und mit dieser Regelung zuverlässig
erreicht wird, daß bei Bedarf die Geschwindigkeitsänderung unter maximalen Fahrmoment
abläuft, Selstverständlich ist itit iiull hier aucii der bereich kleiner positiver
und negativer .erte der leitung eingeschlosson. Das Fahrmoment kann beispielsweise
durch an der Radwelle angebrachte Drehmomentmeßgeräte gemessen werden.
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Eine bevorzugte Durchführungsform des Verfahrens zwichnet sich dadurch
aus, da13 zusätzlich zum Schlupf die die Geschwindigkeitsänderung des Rades bewirkende
Größe gemessen wird, die Aoleitung dieser Größe nach dem chlupf gebildet wird, und
die Größe vermindert wird, sobald die Ableitung einen vorbestimmten Wert unterschreitet.
Dieses Verfahren bietet die gleiche Vorteile wie die vorher geschilderte Durchführunbsform,
da zwischen dem Fahrmoment und der Größe im ansteigenden Bereich der Schlupfkurve
etwa Proportionalität besteht.
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Es hat den zusätzlichen Vorteil, daß die Größe, die beispielsweise
ein Bremsdruck, die Stellung einer Drosselklappe als iuaß für den Abtrieb eines
Verbrennungsmotors, das Produkt aus Strom und Spannung als Maß für den Abtrieb eines
Elektromotors, die von einer Wirbelstrombremse aufgenommene Leistung usw. sein kann,
auf einfache Weise genau gemessen werden !-ann .
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Besionders vorteilhaft ist es, zusätzlich zum Schlupf die die Geschwindigkeitsänderung
des Rades bewirkende Größe zu messen, die Ableitung des Schlupfes nach dieser Größe
zu bilden, und die Größe bei uberschreiten eines vorbestimmten ertes der Ableitung
proportional zur Abweichung von dem vorbestimmten Wert zu vemindern. Die Ableitung
wird nämlich in dem interessierenden Bereichmaximalen Fahrmoments Unendlich, sodaß
große Abweichungen zwischen der Ableitung und dem vorbestimmten Wert sich ergeben,
die zur schnellen und zuverlässigen Regelung herangezogen werden können. Die propor-ionale
Regelung hat den Jor-teil, da. starke Absenkungen der Größe genau dann ausgelöst
werden, wenn sie gebraucht werden , beispielsweise wcnn ein mit grobem @remsdruck
beaufschlagtes Rad von einem griffigen Untergrund auf einen glatten Untergrund gelangt
und dabei die Neigung hat,zu rutschen. Dieses Rutschen wird durhc die dann ausgelöste,
infolge des sich Unendlich nähernden wertes der Ableitung sehr starke Absenkung
des Bremsdruckes sicher vermieden.
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Das erfindungsgemäße Verfahren ist einfach durchzuführen und überall
dort anzuwenden, wo ein Rutschen zwischen Rad und Untergrund , sei es infolge eines
auf das Rad wirkenden Antriebsmoments, sei es infolge eines auf das Rad wirkenden
Bremsmoments, vermieden werden soll.
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Eine Vorrichtung der eingangs beschriebenen Gattung zum Durchführen
des efindungsgemäßen Verfahrens zeichnet sich dadurch aus, cials eine Sclupfmeßvorrichtung
zum Messen des Schlupfes des abbremsbaren Rades vorgesehen ist, die an einen Komparator
angeschlossen ist, der bei Überschreiten eines voreinstellbaren wertes ca Druckminderventil
betätigt.
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Diese Schlupfmeßvorrichtung ist bei einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Vorrichtung dadurch gebildet, daß an die Wandler von mindestens zwei Rädern ein
Maximalwertbildner angeschlossen ist, dessen Ausgang an einen Eingang einer Differenz/Dividierschaltung
gelegt ist,
von der ein weiterer Eingang mit dem wandler des abbremsbaren
Rades verbunden ist. Der Maximalwertbildner kann zusätzlich eine Schaltung aufweisen,
die bei über einen vorbestimmten ert liegender zeitlicher Veränderung des Maximalwertes
diesen mit einer' dem vorbestimmten ert entsprechenden Verzögerung verkleinert.
Damit wird erreicht, daß auch bei momentan sehr starkem Schlupf aller Räder der
Maximalwertbildner einen etwa der Fahrzeuggeschwindigkeit entsprechenden Wert anzeigt.
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bei einer vorteilhaften Ausführungsform der Vorrichtung gehört zur
o'chlupfmeßvorrichtung ein frei mit dem Fahrzeug mitlaufendes lastrad, dem ein Wandler
zugeordnet ist, und. sind der dem Tastrad zugeordnete Wandler und der dem abbremsbaren
Rad zugeordnete Wandler an Eingänge einer Differenz/Dividierschaltung gelegt.
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Eine weitere Ausführungform zeichnet t sich dadurch aus, daß zum
Messen des von der Abbremsung herrührenden, auf das Rad wirkenden Drehmoments ein
Drehmomentmeßgerät vorgesehen ist, das an einen Eingang eines Differenzeirgliedes
angeschlossen ist, dessen anderem Eingang der Schlupfwert des abbremsbaren Rades
zugeführt wird, und dalJ der iiusgang des Differenziergliedes mit einem Komparator
verbunden ist, der das Druckminderventil steuert.
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bei einer bevorzugten Ausführungsform ist in der Bremsleitung stromabwärts
des Druckminderventils ein Druckmeßgerät angeordnet, das an einen Eingang eines
Differenziergliedes angeschlossen ist, dessen anderem Eingang der schlupfwert zugeführt
wird, und ist der Ausgang des Differnziergliedes mit einem Komparator verbunden,
der das vruckminderventil steuert.
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in Druckminderventil für eine erfidnungsgemäße vorrichtung zeichnet
sich dadurch aus, dalJ ein Absperrventil vorgesehen ist, und in einer parallel zu
einem stromabwärts des 2 sperrventils gelgnen Teil der Bremsleitung geführten Zweigleitung
ein von einem Stellglied betätigter Stufenkolben arbeitet.
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Vorteilhafterweise wird das Absperrventil von einem mit dem Stufenkolben
zusammenwirkenden Schalter betätigt.
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Die erfindungsgemäßen Vorrichtungen sind einfach aufgebaut, arbeiten
daher funktionssicher und sind wirtschaftlich herzustellen. Die in ihnen verwendeten
elektronischen Bausteine sind funktionell seit langem bekannt. ts kann daher auf
bewährte
und preiswerte bausteine zurückgegriffen werden.
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Die erfindung wird ini Folgenden anhand schematischer fleichnungen
beispielsweise und mit weiteren Einzelheiten erläutert. Als beispiel wird dabei
das Abbremsen eines Kraftfahrzeugs gewählt; die die Geschwindigkeitsänderung eines
Rades bewirkende Größe ist der Bremsdruck.
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Es zeigen: Fig. 1 Kurven, die das Bremsmoment in Abhängigkeit vom
Schlupf darstellen, Fig. 2 die Abhängigkeit der Bremskraft vom Schlupf, Fig. 3 ein
Blockschaltbild einer Schlupfmeßvorrichtung, liig. 4 ein blockschaltbild einer abgeänderten
Ausführungsform Schlupfmeßvorrichtung, Fig. 5 eine bremsregelvorrichtung, die als
Eingangsgröße den Schlupf verwendet, lig. 6 eine Bremsregelvorrichtung, die als
Eingangsgröße die Ableirtung der Bremskraft nach dem Schlupf verwendet und lig.
7 eine Ausführungsform eines Druckminderventils.
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In Fig. 1 sind Kurven dargestellt'die die Abhängigkeit zwischen dem
Bremsmoment M und dem Schlupf s zeigen. Dabei ist das Bremsmoment definiert als
zwischen der Radlauffläche und der Straßenoberfläche tangential zur Radlauffläche
übertragene Kraft, multipliziert mit dem Radius des Rades. Der schlupf ist definiert
als s = v D v wobei v v0 = Fahrzeuggeschwindigkeit und v = Radgeschwindigkeit, am
Umfang gemessen.
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alle kurven steigen zunächst annähernd linear an, durchlaufen dann
ein Maximum und fallen wieder ab, d.h. zum Übertragen von Bremsmoment ist schlupf
zwingend nötig. Mit größer werdendem bremsmoment nimmt der Schlupf zu und erreicht
bei dem maximal übertragbaren Bremsmoment Mm einen Wert s,. Das übertragbare Bremsmoment
nimmt bei über s, ansteigenuen Schlupf schließlich wieder ab und erreicht bei s
= 1 , d.h. blockierendem llad , seinen der Gleitreibung entsprechenden Wert.
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Die voll ausgezogene Kurve gilt für trockene Zementfahrbahn, die gestrichelte
Kurven gilt für feuchte Zementfahrbahn.
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Bisweilen werden auch Kurven in Art der strichpunktierten Kurve gemessen,
bei denen das bremsmoment von seinem maximalen
Wert Mm mit zunehmenden
Schlupfhrohr schnell fast auf den der Gleitreibung entsprechenden Wert abfällt und
dann nur langsam weiter abnimmt.
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Das maximal übertragbare Bremsmoment sowie der dabei auftretende Schlupf
liegen bei griffiger Fahrbahn höher als bei glatter Fahrbahn. Die grundsätzliche
Form der Schlupfkurven ist jedoch für alle Fahrbahnbeschaffenheiten gleich.
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In Hig. 2 ist der Bremsdruck B in Abhängigkeit vom schlupf dargestellt.
Dabei ist der Einfachheit halber angenommen, daß der bremsdruck b etwa proportional
zurn Bremsmoment M ist, eine Annahme, die insgesamt einigermaßen genau zutriftt,
die jedoch durch Erwärmung der Bremsläge usw. auftretende Veräderungen unberücksichtigt
läßt.
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Mit zunehmendem Bremsmoment M und entsprechend zunehmendem bremsdruck
B nimmt auch der Schlupf s zu. Wird der bremsdruck B jedoch bis über BmX d.i. der
dem maximalen Bremsmoment Mm entsprechende Wert, hinaus gesteigert, so ist das von
den bremsen auf das Rad aufgebracte Moment größer als das zwischen Rad und Straße
übertragbare Bremsmoment Mm, das Rad blockiert, der Schlupf springt von sm auf 1.
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Wird der Bremsdruck B nun etwas abgesenkt , so läuft das Rad bistabil,
d.h. , wie aus Fig 2 ersichtlich , es gibt zwei Schlupfwerte, die einem Bremsdruck
von beispielsweise Bb entsprechen. um wieder in den breich zu kommen, in dem der
Schluof s mit zunehmendem bremsdruck B ansteigt - dieser bereich kleiner Schlupfwerte
ist wegen der dort geringeren Erwärmung der Radlauffläche anzustreben - muß der
Bremsdruck bis unter den Wert Dg augesenkt werten, der der Gleitreibung entspricht.
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Um ein Kraftfahrzeug möglichst wirksam abzubremsen, ist es nötig,
möglichst mit maximalem bremsmoment Mm zu bremsen, d.h.
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den bremsdruck derart zu regeln, daß er, aucn wenn vom Bremse pedal
her ein über Bm liegender Druck erzeugt wird, in diesem Bereich liegt.
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Dieser Notwendigkeit nun kommt die Schlupfkurve wegen ihres zunächst
etwq linearen Anstiegs bis fast zu sm , dem dort relativ plötzlich erfolgenden Übergang
iti die Waagerechte und dem anschließenden abfallen entgegen, da sie eine Regelung
des Bremsdruckes derart zuläßt, daß mit s<sm aber s#sm gebremst werden kann,
wie im Folgenden naher erläutert werden
wird.
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Zunächst aber seien an Hand derFig. 3 und 4 Schlupfmeßvorichtungen
erläutert: In ig. 3 ist ein abzubremsendes kad eines Fahrzeugs mit 12 und sind weitere,
gegebenenfalls ebenfalls abzubremsende Rader mit 14 bezeichnet. Den nädern 12 und
14 sind wandler 16 zugeordnet, die der iirehgeschwindigkeit der Räder 12,14 proportionale
Signale abgeben. Solche Wandler sind allgemein bekannt und brauchen daher nicht
genauer beschrieben zu werden.
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Die wandler 16 sind an einen ilaximalwertbildner 18 angeschlossen
an dessen Ausgang ein Signal erscheint, das der größten Drehgeschwindigkeit der
Räder 12,14 entspricht. Dieser Maximalwertbildner ist ebenfalls bekannter . auart
und wird daher nicht näher erläutert.
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i)a in der praxis kaum der Fall auftritt, daß alle Fahrzeugräder gleichzeitig
rutschen oder - da dies vermieden werden soll -gleichzeitig die Tendenz zuin Rutschen
zeiLn, entspricht das am Ausgang des Maximalwertbildners erscheinende Signal jeweils
annähernd der tatsächlichen Fahrzeuggeschwindigkeit v0.
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Der Ausgang des Maximalwertbildners 18 ist mit einem Eingang einer
Differenz/Dividierschaltung 20 verbunden, an deren anderen eingang der Wandler 16
des abzubremsenden Rades 12 angeschlossen ist, der ein der Geschwindigkeit v es
abzubremsenden Rades entsprec endes Signal abgibt. In der Differenz/Dividierv0 -
v schaltung 20 wird der Schlupf nach der Formel s = v0 errechnet. Die Differenz/Dividierschaltung
ist ebenfalls eine Rechenschaltung allgemein bekannter Bauart, sodal3 deren nähere
Erläuterung in diesem Zusammenhang überflüssig erscheint.
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Eine abgeänderte und mit maximaler Genauigkeit arbeitende Schlupfmeßvorrichtung
ist in der Fig. 4 dargestellt: Hier weist das Fahrzeug zusätzlich zu dem abzubremsenden
Rad 12 ein Tastrad 24 auf, das frei, d.h. ohne nenenswerten Schlupf, mitläuft, sodaß
der ihm zugeordnete Wandler 16 ein der tatsächlichten Fahrzeuggeschwindigkeit entsprechendes
;signal anzeigt.
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Das Tastrad 24 kann beispielsweise unmittelbar hinter einem Fahr zeugrad
laufen, sodaß gewährleistet ist, daß es ständig unmittelbaren Bodenkontakt hat und
sein Lauf nicht durch möglicherweise auf der Fahrbahn befindliche Schutzschichten
beeinträchtigt ist. Zusätzlich kann das Tastrad 24 federn an die Straßenoberfläche
angedrückt sein, damit es von der Straßenoberfläche sicher mitgenommen wird. Der
de Tastrad 24 zugeordnete Wandler16
und der dem abzubremsenden
Rad zugeordnete wandler 16 sind an die Differenz/Dividierschaltung 20 angeschlossen,
an deren Ausgang somit ein genau dem Schlupf s des abzubremsenden Rades 12 entsprechendes
signal erscheint.
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Die Differenz/Dividierschaltung kann zusätzlich eine bohaltung enthalten,
die bewirkt,.. daß ein Schlupfsignal nur dann abgegeben wird, wenn v0>v , d,h,
wenn das Tatrad tatsächlich mit läuft.
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ln Fig. 5 ist der grundsätzliche weitere Aufbau der Borrichtungen
gemäß den jig. 3 und 4 zur Regelung des Bremsdrucks n dargestellt; Ein Eingang eines
Komparators 26 ist an den Ausgang 21 der sifierenz/Dividierscllaltung 20 angeschlossen.
bin weiterer Schwellwerteingang 28 des Komparators 26 ist auf einen Schwellen wert
einstellbar, sodaß der Komparator ein Ausgangssignal lieerst, sobald der Schlupf
s über dem behwellenvJert liegt.
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Die lunktion des Komparators, der ebenfalls bekannter bauart ist und
deshalb nicht näher beschrieben wird, besteht nun darin, ein in einer Bremsleitung
zu der bremse 34 des abzubremsenden Rades 12 enthaltenes Drcukminderventil zu betätigen,
wenn das vom ausgang der Differenz/Dividiervorrichtung 20 am Ausgang 21 abgegebene
, dem Schlupf des bades 12 entsprechende signal den Schwellenwert übersteigt. Das
dazu an das Druckminderventil abgegebene Ausgangssignal kann proportional zur Abweichung
zwischen dem Schlupfwertsignal und dem Schwellenwert sein, es kann auch einen bestimmten
Minimalwert aufweisen, der eine Druckminderung auslöst, die den Bremsdruck B sofort
unter den der Gleitreibung entsprechen-Wert absenkt, und dann mit dem Unterschied
weiter zunimmt.
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Durch die Druckminderung stromabwärts des Druckminderventils 32 vermindert
das Rad 12 seinen Schlupf, das vom Komparator abgegebene Ausgangssignal nimmt ab,
das Druckminderventil wird weniger wirksam., das Rad 12 wird , falls nicht)bevor
das Ausgangssignal Null wird, infolge zu starken schlupfes das Ausgangs signal erneut
ansteigt, wieder normal abgebremst.
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Eine bevorzugte Ausführungsform der Vorrichtung ist in Fig.6 dargestellt.
Zusätzlich zu der Schlupfmeßvorrichtung gemäß der jig. 4 weist diese vorrichtung
ein Differenzierglied 36 auf, dessen einer Eingang mit der Difierenz/Dividierschaltung
20 und dessen anderer Eingang mit einem Druckmeßgerät 38
verbunden
ist, das in die BremsLeitung 28 zwischen das Druckminderventil 32 und die Bremse
34 geschaltet ist.
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Das Differenzierglied 36 ist mit einem Eingang eines Komparators 26'
verbunden, der ähnlich wie der Komparator 26 gemäß Fig. 5 einen Schwellwerteingang
28' aufweist, und dessen Ausgang an das Druckminderventil 28 angeschlossen ist.
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Die Funktion dieser Vorrichtung ist folgende: Dem Differenzierglied
36 wird aus der Differenz/Dividierschaltung 20 der Schlupf s und aus dem Druckmeßgerät
32 der jeweilige Bremsdruck B zugeführt. Das Differenzierglied 36 bildet die Ableitung
des Bremsdruckes nach dem Schlupf dB/ds.
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Diese Größe wird dem Komparator 26' zugeführt, dessen Schwellenwert
bei 28' auf einen sehr kleinen Wert eingestellt ist. Der Komparator 26' liefert
an das Druckminderventil 32 ein Ausgangssignal, sobald der WerXeibleitung dB/ds
unter den voreingestellten, kleinen Schwellenwert absinkt.
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Damit wird folgendes erreicht: Aus den Fig. 1 und 2 ist ersichtlich,
daß im Bereich des maximalen BremsmomentsHm dB/ds = 0 ist. Dies gilt unabhängig
von allen Untergrundarten. Die Vorrichtung gemäß der Fig. 6 vermindert also genau
bei dem Bremsdruck B, bei dem die Gefahr besteht, daß "überbremst" wird, d.h. daß
mit höherem Bremsdruck B gebremst wird als dem jeweils entsprechend der Straßenoberfläche
zulässigen maximalen Bremsmoment Mm entspricht, den am Rad wirksamen Bremsdruck.
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Mit der Vorrichtung wird auch dann ein Blockieren des Rades 12 verhindert,
wenn das Rad auf griffigem Untergrund entsprechend einem hohen, maximalen Bremsmoment
Mm und hohen Bremsdruck 3 abgebrems ird und bef diesem Bremsdruck -lotzltch auf
glatten Untergrund gelangt. Der Schlupf steigt nämlich plötzlich an, ohne daß sich
B ändert, d.h., dB/ds = 0; der Bremsdruck wird augenblicklich verringert bis das
Rad 12 etwa mit dem Bremsdruck B abgebremst wird, der dem maximalen Bremsmoment
Ivim auf glattem Untergrund entspricht.
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In Fig. 7 ist eine Ausführungsform eines Druckminderventils 32 dargestellt,
das sich gut zur Verwendung in der beschriebenen Vorrichtung eignet. Die Bremsleitung
30 weist längs eines Abschnitts eine Zweigleitung 40 auf, die bei 42 abgestuft ist.
In der Zweigleitung 40 arbeitet ein Stufenkolben
44, dessen größerer
Querschnitt im dargestellten Ausführungsbeispiel auf der Seite einer Kolbenstange
46 liegt, die von einem Stellglied 48, beispielsweise einem Stellmotor, aus bewegt
wird. Stromaufwarts der Zweigleitung 40 ist ein Absperrventil 50 angeordnet, das
von einem mit der Kolbenstange 46 zusammenarbeitenden Schalter 52 betätigt wird.
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Die Funktion des Druckminderventils 32 ist folgende: Normalerweise
ist das Absperrventil 50 offen und ist das Stellglied 48 in seiner Ruhelage. Sobald
der Komparator 26' der Fig. 6 beispielsweise ein Ausgangssignal zur Betätigung des
Druckminderventils 32 liefert, bewegt das Stellglied 48 den Stufenkolben 44 gemäß
der Fig. 7 nach unten und öffnet dabei sofort den Schalter 52. Das Absperrventil
50 schließt sich, die Bewegung des Stufenkolbens 44 vergrößert das stromabwärts
des Absperrventils 50 dem Druckmittel zur Verfügung stehende Volumen, der in der
Bremse 34 wirksame Druck sinkt augenblicklich. Der Schlupf des zugehörigen Rades
nimmt ab, das Betäiungssignal für das Stellglied 48 abnimmt entsprechend ab, das
Stellglied 48 bewegt die Kolbenstange 46 und den Stufenkolben 44 zurück in Richtung
auf seine Ruhelage und, falls ein genügend hoher Bremsdruck zulässig ist, voilständig
in die Ruhelage zurück, so daß der Schalter 52 das Absperrventil 50 wieder öffnet
und das Druckminderventil 32 unwirksam ist. Die ganze Druckminderung spielt sich
ohne Rückwirkung auf das Druckmittel stromoberhalb des Absperrventils 50 und entsprechend
die Abbremsung der anderen Fahrzeugräder ab, die entsprechend den an ihnen herrschenden
Verhältnissen von ihren zugehörigen Vorrichtungen geregelt werden. Der Fahrer selbst
spürt ein Schließen eines Absperrventils 50 nur dadurch, daß sich das Bremspedal
"härter" anfühlt, da das insgesamt vom Bremspedal her betätigte Druckmittelvolumen
abnimmt.
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Das anhand der Ausführungsbeispiele erläuterte Prinzip, zum Regeln
des Bremsdruckes nicht nur den Schlupf, sondern seine Ableitung nach dem an der
Bremse wirksamen Bremsdruck zu verwenden, kann auch auf die herkömmlichen Regelungen
ausgedehnt werden, die die Beschleunigung eines Rades als Meßgröße verwenden.Hier
läßt sich durch die Berechnung der Ableitung der Beschleunigung nach der die Beschleunigung
des Rades bewirkenden
Größe, beispielsweise dem Bremsdruck, und
die Verwendung des jeweiligen Wertes dieser Ableitung die Regelung ebenfalls verbessern.
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- Patentansprüche -