DE2757911A1 - Blockierschutz-regeleinrichtung - Google Patents

Blockierschutz-regeleinrichtung

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Description

Die Erfindung geht aus von einer Blockierschutz-Regeleinrichtung nach der Gattung des Hauptanspruchs. Eine solche Regeleinrichtung ist bekannt (DT-OS 2 610 585)· Mit dieser bekannten Einrichtung soll ein möglichst kurzer Bremsweg erreicht werden. Die Fahrstabilität ist aber nicht für alle Fahrzeug- und Fahrzustände ausreichend.
Die Typenvielfalt der Nutzfahrzeuge erfordert zum Teil fahrzeugspezifische Regelkreisanordnungen. Hierbei sind jedoch nur solche Anordnungen zulässigj bei denen das Fahrzeug auch bei extremen Fahrbahn- und Fahrzuständen bei kürzestmöglichem Bremsweg fahrstabil und durch den Fahrer beherrschbar bleibt.
Kritische Fahrsituationen treten häufig nur bei bestimmten Fahrzeug- und Fahrzuständen auf. Eine hierauf abgestimmte Regelkreisanordnung ist daher auch nur für diesen einen Zustand optimal.
Beispielsweise ist ein leeres Nutzfahrzeug mit kurzem Radstand kritisch in Bezug auf die Fahrstabilität. Eine Regelkreisanordnung j bei der die Hinterachse mit gemeinsamer Bremsdrucksteuerung nach dem niedrigsten Fahrbahnreibbeiwert geregelt würde, also nach select low, wäre daher für diesen leeren Fahrzeugzustand optimal. Bei beladenem Fahrzeug dagegen, wenn also die Hinterachse die höhere Achslast aufweist, wäre jedoch durch die select-low-Regelung ein unzulässig langer Bremsweg gegeben. Hier würde eine Einzelradregelung mit individueller Bremsdrucksteuerung der Hinterachse die optimale Regelkreisanordnung darstellen.
Vorteile der Erfindung
Die Blockierschutz-Regeleinrichtung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß eine optimale Reglerleistung bei allen Fahrzeug- und
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Fahrzuständen erzielt wird. Gegenüber bekannten Lösungen wird eine bessere Bremsung des Fahrzeugs erreicht.
Zeichnung
Mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 eine durch das Steuersignal steuerbare Umschaltlogik, Fig. 2 eine Tabelle für die logischen Zustände nach Fig. 1, Fig. 3 eine vorteilhafte Erweiterung der Umschaltlogik nach Fig. 1, Fig. 4 die logischen Auswirkungen der Umschaltlogik nach Fig. 1 und 3 und die Fig. 5 bis 11 Fahrzeug- bzw. Fahrzustände, bei denen die Umschaltlogik wirksam ist.
Beschreibung
In der Fig. 1 sind ein Fahrzeugrad 1 mit einem Sensor 1' und ein Fahrzeugrad 2 mit einem Sensor 2' dargestellt. Jedem Rad 1 und 2 sind je ein Eingangsverstärker 3' bzw. 41 und ein Einzelrad-Regelkanal 3 bzw. 4 und ein gemeinsamer Komparator 5 zugeordnet.
Die Einzelrad-Regelkanäle 3 und 4 liefern Magnetansteuersignale 6 und 7 an Endstufen 8 und 9 zur Steuerung von Magnetventilen 10 und 11. Vor den Endstufen 8 und 9 sind zwei UND-Glieder 12 und 13 angeordnet, und dem Komparator sind zwei UND-Glieder 14 und 15 nachgeschaltet. Zwischen diesen und den UND-Gliedern 12 und 13 liegen weitere UND-Glieder 16 und 17, und diesen nachgeschaltet sind zwei ODER-Glieder 18 und 19 vorgesehen. Ein Steuersignal trägt die Bezugszahl 20.
Wirkungsweise
Die von den Sensoren I1 und 21 gelieferten Radgeschwindigkeitssignale der Räder 1, 2 bei welchen die Umschaltung wirksam sein soll, werden in den Eingangsverstärkern 31 bzw. 4' aufbereitet und vor dem jeweils zugehörigen Einzelradregelkanal 3 bzw. 4 auf einen Komparator 5 geführt, der durch Vergleich
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der beteiligten Radgeschwindigkeiten die niedrigste auswählt und so auf einfachste Weise eine "low"-Erkennung ermöglicht. Das Ausgangssignal des Komparators 5 log 1 oder log 0 ist frei wählbar dem jeweiligen low-Kanal zugeordnet. Bei dem Ausführungsbeispiel ist beispielsweise bei log 1 die Geschwindigkeit von Rad 1 die niedrigere und damit ist dies der low-Kanal, bei log 0 ist die Geschwindigkeit von Rad 2 die niedrigere und damit ist bei Rad 2 der low-Kanal.
Der Tabelle in Fig. 2 entsprechend sind jetzt lediglich
I) bei Steuersignal 20 log 0 die Magnetansteuersignale 6, ausgehend von den Einzelradregelkanälen 3> 4 auf die zugehörigen Endstufen 8, 9 zur Steuerung der Magnetventile 10, 11 getrennt durchzuschalten. In diesem Falle ist die erwünschte Einzelradregelung mit individueller Bremsdrucksteuerung wirksam.
Die UND-mäßige Verknüpfung der Magnetansteuersignale 6 bzw. 7 mit Steuersignal 20 gibt hierbei den Durchgang der UND-Glieder 12, 13 durch Negierung des Steuersignals 20 log 0 für die Magnetansteuersignale 6, 7 frei und sperrt gleichzeitig über die UND-Glieder 14, 15 den Durchgriff des Komparators 5.
II) Bei Steuersignal 20 log 1 wird dagegen über die UND-Glieder 12, 13 der getrennte Durchgriff der Magnetansteuersignale 6, 7 gesperrt und bei Vorliegen von low-Erkennung log 1 über die UND-Glieder 14, 16 und der ODER-mäßigen Verknüpfung 18, 19 die parallele Ansteuerung der Endstufen 8, 9 vom Magnetansteuersignal 6 freigegeben.
III) Bei Steuersignal log 1 und low-Erkennung log 0 wird dagegen über die UND-Glieder 15, 17 die parallele Ansteuerung der Endstufen 8, 9 durch das Magnetansteuersignal 7 freigegeben.
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Der besseren Übersicht wegen ist in der Logik nach Fig. 1 nur jeweils ein Magnetventil 10 bzw. 11 dargestellt. In der Regel sind jedoch jedem Regelkreis zwei Magnetventile sowie je ein Ein- und Auslaßventil, zugeordnet.
Bei einer 2-Magnetventilsteuerung ist für Ein- und Auslaßmagnetventil die zu Fig. 1 exakt gleiche Verknüpfungslogik erforderlich. Die Funktionsweise ist hierbei ebenfalls exakt gleich.
Die Fig. 3 zeigt eine Weiterbildung der Bauart nach der Fig. 1. Hier wird ein Steuersignal 20' an ein Zeitglied 21 und einen Taktgenerator 22 weitergegeben. Ein Abgriff 23 für die low-Signalerkennung ist ebenso wie der Taktgenerator 22 über zwei UND-Schalter 2H und 25 und zwei ODER-Schalter 26 und 27 den Magnetventilen 10' und 11' vorangestellt, wobei die beiden Magnetventile 10' und 11' lediglich Einlaß-Magnetventile für Rad 1 bzw. 2 sind.
Bei dieser Ausführung ist die Tatsache berücksichtigt, daß bei einer Umschaltung von select-low auf Einzelradregelung insbesondere auf asymmetrische Fahrbahnen die schlagartige Druckerhöhung des Nicht-low-Kanals eine ebenso plötzliche Erhöhung des Giermomentes bewirkt, die durch einen rasch erforderlichen Lenkausgleich kompensiert werden muß. Hierbei ist der Fahrer jedoch häufig überfordert, und es treten ebenfalls kritische Fahrsituationen auf.
Daher wird für diesen Fall, also bei Umschaltung von select low auf- Einzelradregelung, für den ersten Druckaufbau des Nicht-low-Kanals unmittelbar nach der Umschaltung nur ein deutlich reduzierter Druckanstieg zugelassen.
Die Rückflanke des Steuersignales 20' von log 1 auf log 0, die die Umschaltung bewirkt, setzt gleichzeitig ein Zeitglied 21, das für eine bestimmte Zeit einen Taktgenerator 22 freigibt, der nur einen gepulsten und damit flachen Druckaufbau auf das Druckniveau des Nicht-low-Kanales zuläßt.
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Der Taktgenerator 22 wirkt hierbei nur auf das Einlaßmagnetventil 10' bzw. 11'.
Fig. 4 zeigt in einem Bremsdruckdiagramm die Wirksamkeit dieser vorteilhaften Maßnahme. Dabei ist auf der Ordinate der Bremsdruck und auf der Abszisse die Zeit t aufgetragen. Kurve a zeigt den Bremsdruckverlauf, der bis zum Zeitpunkt der Umschaltung tu als gemeinsame Bremsdrucksteuerung mit Regelung nach select low für die betreffenden Räder gültig ist.
Ab Zeitpunkt tu erfolgt dagegen ein verzögerter Bremsdruckaufbau nach Kurve b auf das übertragbare Bremsdruckniveau c des Nicht-low-Kanals. Würde die vorgeschlagene Maßnahme nicht wirksam sein, so würde der Druckanstieg nach der Umschaltung unverzögert entsprechend der Kurve d erfolgen.
Die Fig. 5 zeigt einen Wegschalter 30 als Geberschaltung an einem Betätigungsgestänge 31 einer automatisch lastabhängigen Bremseinrichtung 32.
Wie in dem bereits eingangs genannten Beispiel aufgezeigt, ist es vorteilhaft, ein leeres Fahrzeug, bei dem beispielsweise die Hinterachse die geringere Achslast aufweist, nach select low zu regeln, um ausreichende Fahrstabilität zu erzielen. Andererseits ist bei beladenem Fahrzeug durch die hohe Hinterachslast eine Einzelradregelung zur Erzielung eines kurzen Bremsweges obligatorisch.
Durch Koppelung der Geberschaltung (Wegschalter 30) mit einer beladungserfassenden Bremseinrichtung 32 zur Erzeugung eines Steuersignales können durch Umschahltung dem leeren und beladenen Fahrzustand die jeweils optimale Regelkreisanordnung zugeordnet werden.
Die Geberschaltung kann bei stahlgefederten Achsen, wie dargestellt, aus einem einfachen Wegschalter 30 bestehen, der über die Einfederung den jeweiligen Fahrzeugzustand erfaßt.
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Bei luftgefederten Achsen kann die Geberschaltung aus einem Druckschalter bestehen, der über den Balgdruck den jeweiligen Beladungszustand erfaßt.
Ebenfalls beladungsabhängig ist eine Umschaltung der Regelkreisanordnung erwünscht bei Fahrzeugen mit Nachlaufachsen, die als Liftachsen ausgeführt, bei leerem Fahrzeug angehoben und Jjei beladenem Fahrzeug ausgefahren werden. Ein solches Fahrzeug 33 mit Liftachse 3^ ist in der Fig. 6 dargestellt.
Bei angehobener Liftachse 34 und damit leerem Fahrzeug 33 ist ein Regelverhalten der Hinterachse nach select low dringlich, weil für dieses Fahrzeug bei Kombination mit einem Anhänger durch einen großen Überhang S (Hinterachse zur Anhängerkupplung) bei anderem Regelverhalten, beispielsweise Einzelradregelung, keine ausreichenden Seitenführungskräfte bereitgestellt werden können. Erst eine Regelung der Hinterachse nach select low gewährleistet für dieses Fahrzeug in diesem Fahrzustand die erforderliche Seitenführungskraft. Bei beladenem Fahrzeug dagegen wird durch die ausgefahrene Liftachse zusätzliche Seitenführungskraft aufgebracht, so daß bei diesem Fahrzeug mit diesem Fahrzustand zur Erzielung eines kurzen Bremsweges die Hinterachse nach Einzelradkriterien geregelt werden kann.
Das Steuersignal kann bei dem Fahrzeug 33 direkt an einem Betätigungsschalter für die Liftachse 34 oder an einem zusätzlich montierten Endschalter abgegriffen werden.
Umfangreiche Fahrversuche haben gezeigt, daß eine solofahrende, also abgesattelte Sattelzugmaschine in Folge des kurzen Radstandes und der geringen Hinterachslast auf asymmetrischen Fahrbahnen durch den Fahrer nur bei einer Hinterachsregelung nach select low beherrschbar ist. Beim aufgesattelten und beladenen Sattelzug würde sich jedoch bei gleichem Regelverhalten und auf gleicher Fahrbahn ein unzulässig langer Bremsweg einstellen. Hier ist nur eine Einzelradregelung vertretbar. Das Steuersignal kann hier-
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bei mit einer Geberschaltung nach Fig. 5 erzeugt werden oder aber auch an der elektrischen Steckeinheit der Anhänger-Zugwagen-Kabelverbindung angebracht sein.
In der Fig. 7 ist mit der Bezugszahl 35 eine Zugwagensteckverbindung und mit der Bezugszahl 36 eine Anhängersteckverbindung dargestellt. Außerdem ist ein Schaltkontakt 37 und eine Schaltzunge 38 sowie ein Steuersignal 39 gezeigt. Der Schaltkontakt 37 an der elektrischen Steckeinheit ist bei nicht gesteckter Anhängersteckverbindung 36, also solofahrender Zugmaschine, geschlossen, damit wird das Steuersignal 39 log 1 ausgesteuert; bei aufgesatteltem Anhänger ist dagen der Schaltkontakt 37 geöffnet und damit gilt der Zustand log
In der Fig. 8 ist ein Wagenzug mit je einer ABS-Einrichtung 42 bzw. 43 an jedem Einzelfahrzeug 40 und 4l versehen. Bei dieser Bauart ist ein Warnsignal 44 des Anhängers zum Zwecke des Umschaltens außer auf einer Warneinrichtung des Zugwagens auch auf die ABS-Einrichtung 42 des Zugwagens ' geführt. Die ABS-Einrichtungen 42 und 43 sind mit elektronischen Schaltelementen bestückt.
Bei gekoppeltem Anhänger 41 ohne ABS oder fehlerhafter ABS-Funktion im Anhänger stellen sich aufgrund der physikalischen Gegebenheiten des geregelten und nichtgeregelten Rades bei Bremsvorgängen zum Teil erhebliche, auflaufende Dechselkräfte ein, die bei Kurvenfahrt beispielsweise teilweise auch über die Seitenführungskraft der Hinterachse des Zugfahrzeuges 40 abgestützt werden müssen.
Um hier eine Kompensierung der unterschiedlichen Abbremsungen der Einzelfahrzeuge Zugwagen und Anhänger als Ursache der Deichselkräfte zu erzielen, ist in diesem Fall eine Redizierung der Bremswirkung des Zugfahrzeuges 40 durch Regelung der Hinterachse nach select low erwünscht. Beim solofahrenden Zugfahrzeug oder aber bei einer Zugkombination mit einer intakten Anhänger-ABS-Funktion muß zur Erzielung eines kurzen Bremsweges die Zugwagen-Hin-
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terachse ein Einzelrad-Regelverhalten aufweisen.
Das erforderliche Steuersignal zur Erkennung des jeweiligen Fahrzeugstandes kann bei Koppelung eines Anhängers ohne ABS wie in Fig. 7 ausgeführt sein. Bei der in Fig. 8 dargestellten, installierten ABS-Einrichtung 43 im Anhänger 41 wird dagegen das Warnsignal 44 für die Warneinrichtung 45, die dem Fahrer die fehlerhafte Anhänger-ABS-Funktion anzeigt, als Steuersignal abgegriffen.
Das Steuersignal, das die Umschaltung nach select low bewirken soll, kann natürlich auch direkt deichselkraftabhängig ausgesteuert werden.
Die Fig. 9 zeigt einen Schaltkontakt 46 an der Zugwagenoder Anhänger-Kupplungseinrichtung 47· Dieser Schaltkontakt 46 erkennt auflaufende Deichselkräfte über eine Federanordnung 48, und bei Erreichen eines eingestellten Schwellwertes bewirkt dieser die Umschaltung des Regelverhaltens.
Ganz anders geartete Ursachen machen eine Umschaltung der Vorderachse nach Regelverhalten select low in der Anbremsphase erforderlich. Wie bereits in der Erläuterung zu Fig. 3 und Fig. 4 aufgezeigt, stellt ein plötzlich wirksam werdendes Giermoment erhebliche Anforderungen an das Reaktionsvermögen des Fahrers. Besonders bei panikartig durchgeführten Bremsvorgängen auf asymmetrischen Fahrbahnen ist der Fahrer hierbei häufig überfordert und stellt durch Spurversatz seines Fahrzeuges auch eine Gefahr für den Gegenverkehr dar.
Eine mit Bremsbeginn wirksame select-low-Regelung an der Vorderachse, die nach dem ersten Regelzyklus oder nach einem Zeitkriterium in der in Fig. 3 und Fig. 4 beschriebenen Weise auf Einzelradregelung umschaltet, gibt dem Fahrer die erforderliche Zeit, bei spurtreuem Fahrzeug den nötigen Lenkeinschlag zur Giermomentenkompensation aufzubringen.
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Ähnlich ist die Fahrsituation bei großem Lenkwinkel. Ein großer Lenkwinkel ist dann erforderlich, wenn ein großes Giermoment kompensiert werden muß oder aber extreme Kurvenfahrt oder Ausweichmanöver durchgeführt werden. Der große Lenkwinkel ist hierbei gleichzeitig Maßstab dafür, daß hohe Seitenführungskräfte aufgebracht werden müssen. Diese können in vielen Fällen nur durch eine Regelung nach select low bereitgestellt werden.
Damit durch die Umschaltung keine aufschaukelnde Wirkung auf das Lenkverhalten gegeben ist, ist außer dem gedrosselten Druckanstieg bei Umschaltung von select low auf Einzelradregelung in der in Fig. 3 und Fig. 4 beschriebenen Weise auch ein gedrosselter bzw. getakteter Druckabfall des Nicht-low-Kanales bei Umschaltung von Einzelradregelung auf select-low-Regelung vorteilhaft.
Die hierzu erforderliche Logik ist ähnlich ausgeführt wie in Fig. 2, der Taktgenerator wird jedoch von der Vorderflanke des Steuersignals angesteuert und wirkt auf das Auslaßmagnetventil.
Das Steuersignal selber kann, wie in Fig. 10 dargestellt, durch einen einfachen Schaltkontakt 50 an einem Lenkgetriebe 51 abgenommen werden. Dem Schaltkontakt 50 steht ein Nocken 52 gegenüber.
Ebenfalls stark beeinträchtigt ist die Seitenführungs- . ~" kraft, wenn ein Rad einen großen Radschlupf über eine bestimmte Zeit aufweist. Hierbei kann es erforderlich sein, daß zumindest das andere Rad der betreffenden Achse oder auch Fahrzeugseite eine optimale Seitenführungskraft erbringen muß. Diese kann jedoch nur dadurch sichergestellt werden, daß durch select-low-Regelung dieses Rad im stabilen Schlupfbereich geregelt bzw. zurückgeführt wird. Das Steuersignal zur Umschaltung ist in diesem Fall eine Schlupfschwelle, die zur Ausfilterung nur kurzzeitig anstehender großer Schlupfwerte durch ein Zeitglied überwacht wird.
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Die Fig. 11 zeigt einen Radverlauf, bei dem das Steuersignal trotz erreichter Schlupfschwelle erst nach einer bestimmten Zeit t wirksam ist. Dabei sind auf der Ordinaten die Radgeschwindigkeit V und auf der Abszisse die Zeit t aufgetragen. Eine Kurve 55 ist die der Fahrzeuggeschwindigkeit, eine Kurve 56 die des nach select low geregelten Rades 1 und eine Kurve die des anderen Rades 2. Die Schlupfschwelle ist gestrichelt dargestellt und trägt die Bezugszahl 58. Schließlich ist auf der Abszisse noch das Steuersignal s aufgetragen.
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Claims (12)

  1. 20. 12. 1977 He/Do
    Robert Bosch GmbH, Stuttgart
    Ansprüche
    Blockierschutz-Regeleinrichtung für Kraftfahrzeuge mit einer Regellogik, die die Bremsdruckanpassung nach dem Raddrehverhalten durchführt, dadurch gekennzeichnet, daß das Regelverhalten wenigstens zweier Fahrzeugräder (1,2) änderbar ist und daß für diese beiden Fahrzeugräder eine Einzelrad-Regelung mit individueller Bremsdrucksteuerung selbsttätig auf eine gemeinsame Bremsdrucksteuerung mit Regelverhalten nach select low umschaltbar ist und umgekehrt.
  2. 2. Blockierschutz-Regeleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Umschaltung des Regelverhaltens ein Steuersignal (20) verwendet ist, das von einer Geberschaltung bei kritischen Fahrzeug- und Fahrzuständen aussteuerbar ist.
  3. 3. Blockierschutz-Regeleinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Umschaltung beladungsabhängig erfolgt, (Fig. 5).
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  4. 4. Blockierschutz-Regeleinrichtung nach Anspruch 1 oder 2 für ein Fahrzeug mit Liftachse, dadurch gekennzeichnet, daß die Umschaltung beladungsabhängig bzw. abhängig von der Stellung der Liftachse (3*0 in der Art erfolgt, daß bei leerem Fahrzeug bzw. bei angehobener Liftachse sich ein Regelverhalten nach select low einstellt (Fig. 6).
  5. 5· Blockierschutz-Regeleinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, für ein Fahrzeug mit Anhänger, dadurch gekennzeichnet, daß die Umschaltung erfolgt, wenn ein Anhänger (4l) ohne oder mit defekter Blockierschutzeinrichtung (43) an das Zugfahrzeug (40) angekuppelt, vorzugsweise an der Hintersachse (Fig. 8).
  6. 6. Blockierschutz-Regeleinrichtung nach Anspruch 1 oder 2 für einen Sattelzug, dadurch gekennzeichnet, daß die Umschaltung bei abgesatteltem Sattelanhänger, an wenigstens einer Hinter- ■ achse der Zugmaschine erfolgt.
  7. 7· Blockierschutz-Regeleinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Umschaltung erfolgt bei durch auflaufendem Anhänger sich einstellender hoher Deichselkraft wenigstens an den Rädern einer Achse des Zugfahrzeugs (Fig. 9)·
  8. 8. Blockierschutz-Regeleinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Umschaltung bei großem Lenkwinkel an den Rädern einer Achse, vorzugsweise an der Lenkachse erfolgt (Fig. 10).
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  9. 9. Blockierschutz-Regeleinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Umschaltung bei großem, über eine bestimmte Zeit anhaltendem Radschlupf erfolgt (Fig. 11).
  10. 10. Blockierschutz-Regeleinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß für den ersten Druckaufbau des Nicht-low-Kanals unmittelbar nach der Umschaltung nur ein deutlich reduzierten Druckanstieg zulaßbar ist (Fig. 3 und 4).
  11. 11. Blockierschutz-Regeleinrichtung nach Anspruch 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß unmittelbar nach der Umschaltung von select low auf Einzelradregelung für den ersten Druckanstieg des Nicht-low-Kanals nur ein gedrosselter Druckanstieg zugelassen wird (Fig. 3 und Fig. M).
  12. 12. Blockierschutz-Regeleinrichtung nach
    dadurch gekennzeichnet, daß unmittelbar nach der Umschaltung von Einzelradregelung auf select-low der erste Druckabbau des Nicht-low-Kanals gedrosselt bzw. getaktet ausgebildet ist (Fig. Ό.
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