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"Antiblockiersystem für Fahrzeuge"
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Die Erfindung bezieht sich auf ein Antiblockiersystem für Fahrzeuge,
insbesondere für Nutzfahrzeuge mit einer Vorderachse und zwei Hinterachsen, mit
vier Regelkanälen, mit einem Sensor für jedes Rad und mit Individual- bzw. modifizierter
Individual-Regelung der Radbremsen an der Vorderachse.
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Die Aufgabe eines Antiblockiersystems (ABS) in Fahrzeugen ist, sicherzustellen,
daß beim vollen Betätigen der Betriebs Bremsanlage die Räder durch gesteuerte Bremsmomentenstufungen
nicht mehr blockieren können. Ein solcherart ausgerüstetes Fahrzeug ist auch beim
Bremsen, bis auf wenige Extremfäl.
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le, voll lenkfähig.
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Ein Antiblockiersystem (ABS) besteht aus einem oder mehreren Sensoren
zur Erfassung des Bewegungszustandes eines oder mehrerer Räder, aus einer Auswerte-
und Regelelektronik und einem oder mehreren Stellgliedern, wobei unter einem Regelkanal
der die Signale wenigstens eines Sensors auswertende Anteil der Auawerteelektronik
sowie das von den genannten Komponenten mittels der zugeordneten Regelelektronik
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steuerte Stellglied für die Modulation des Bremsdruckes in der
Bremsleitung des oder der von dem Stellglied zu regelnden Rades bzw. Räder verstanden
wird.
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In der Praxis sind verschiedene Regelungs-Philosophien reali siert
worden. Darunter ist die Zuordnung der einzelnen Radbremsen des Fahrzeuges zu den
regelnden Stellgliedern der Blockierschutzanlage zu verstehen. Als tchnisch vollwertiges"
System könnte man bei einem 2'Vierrad"-Fahrzeug ein Blockierschutzsystem ansehen,
bei welchem jedes einzelne Rad durcll ein eigonts Stellglied geregelt wird (Individuelle
Regelung = IR).
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Der Vorteil eines IR-Systems liegt darin, daß die physikalisch zur
Verfügung stehenden Reibbeiwerte zwischen Reifen und Fahrbahn - unter Wahrung der
Seitenführungs-Priorität -optimal für höchste Verzögerungen, d. h., für kürzeste
Bremswege genutzt werden können. Allerdings hat das IR-System auch Nachteile, und
zwar dann, wenn die Griffigkeitsverhältnisse der Räder der linken un<i rechten
Fahrzeugseite große Unterschiede aufweisen. In diesem Fall wird von der Antibloekiereinrichtung
die jeweils m;iximal mögliche Bremskraft eingesteuert, was unter den gegebenen Verhältnissen
zu einem relativ starken Giermoment führt. Es muß durch Seitenführungskräfte an
den Rädern aufgefangen werden, was zu starken notwendigen Lenkkorrekturen führt.
Diese Lenkkorrekturen sind dabei auch bei Fahrzeugen mit Lenkrollradius = null notwendig,
allerdings dann geringer und mit. entsprechend geringerem Kraftaufwand.
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Im Rahmen der Blockierschutz-Entwicklung wurde bereits früh erkannt,
daß ein solches Voll-Regelungssystem, bezogen auf das riesige Spektrum der möglichen
Bremssituationen, nicht immer das Optimum des Möglichen darstellt.
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In manchen Situationen wäre beispielsweise ein Regelungssystem besser,
bei welchem zugunsten verbesserter Spurhaltung ein nicht volles Ausnutzen der Bremskräfte
an dem "am besten bremsen könnenden Rad" erfolgen würde.
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Wenn man diesen Gedanken bis zu seinem absoluten Extrem weiterverfolgt,
käme man zu der sogenannten "Select-low-Reglung (SLR)", bei welcher die Bremsdrücke
an einer Achse immer gleich groß eingeregelt werden, wobei die absolute Größe jedoch
von dem Rad bestimmt wird, welches zuerst an den Blockierzustand herangeführt wird.
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Dieses SLR-System erbringt zwar optimale Richtungs-Stabilität des
Fahrzeuges auf Fahrbahnen mit stark unterschiedlichen Griffigkeitswerten links/rechts
(p-Split), benötigt aber hierbei die längsten Bremswege bis zum Stillstand.
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Auferrund der hier geschilderten Erkenntnisse haben sich im Zuge der
Entwicklung Regel-Philosophien herauskristallisiert die zwischen der IR- und der
SLR-Philosophie liegen. Diese Regel-Philosophien können "Modifizierte Individual-Regelung
(MIR)" genannt werden.
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Gegenwärtig steht für mehrere PKW- und NFZ-Typen mit zwei Achsen ein
Antiblockiersystem mit drei oder mit vier Regelkanälen zur Verfügung. Für Nutzfahrzeuge
mit drei Achsen stellt sich das Problem, entweder ein Antiblockiersystem mit 6 Regelkanälen
zu schaffen oder auf vorhandene Systeme mit 4 Regelkanälen zurückzugreifen.
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Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Antiblockiersystem zu schaffen,
welches unter Verwendung eines 4-Kanal-Antiblockiersystems geeignet ist, alle Räder
von Dreiachsfahrzeugen, Tandem- und Liftachsen eingeschlossen, beim Bremsen mit
Sicherheit blockierfrei zu halten.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß jeweils für
die linken und die rechten Radbremsen beider Hinterachsen ein gemeinsamer Regel-Kanal
mit jeweils zwei Sensoreingängen vorgesehen ist.
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Durch die seitenweise Select-Low-Regelung der "Tandem-Räder" wird
weder in Kurven noch auf Fahrbahnen mit krassem CCSplit normalerweise eine Bremswegverlängerung
eintreten.
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Dies könnte nur dann auftreten, wenn der Kraftscflnßbedarf der ersten
und der zweiten Hinterachse in Funktion der Abbremsung stark uiittrschiedlicJie
Werte nnnllehmen würde. Deshalb eignet sich diese Anlage besonders gut für Fahrzeuge,
bei welchen der Kraftschlußbedarf an beiden Achsen des Tandemachsaggregates etwa
gleiche Werte über der Fahrzeugabbremsung aufweist.
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Bei Fahrzeugen mit Liftachse muß im Zustand mit geliftet er Achse
eine entsprechende Umschaltung in der Auswerteelektronik erfolgen, damit nicht beim
Bremsen durch fehlende Geschwindigkeitssignale der Räder der Liftachse die Sicherheitsschaltung
fäischlicherweise eine Störung in der Bremsanlage annimmt.
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Für Fahrzeuge mit einer Liftachse ist deshalb ein Indikationsschalter
vorgesehen, welcher den Liftzustand der Liftachse erkennt und ein entsprechendes
Signal an die Auswerte- und Regelelektronik gibt.
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Weitere Einzelheiten der Erfindung sind der nachfolgenden Beschreibung
eines Ausführungsbeispiels anhand einer schematischen Zeichnung zu entnehmen. Es
bezieht sich auf ein Nutzfahrzeug mit einer Vorderachse und zwei Hinterachsen, von
denen eine eine Liftachse ist.
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Die Radbremsen sind des besseren Verständnisses wegen als Scheibenbremsen
mit den Bremsscheiben 1 und 2 für die Vorderachse, 3 und 4 für die erste Hinterachse
sowie 3' und 4' für die zweite, als Liftachse ausgebildete Hinterachse, sowie mit
entsprechenden Bremssätteln B1...B4' und Radbremszylindern K1...K4' dargestellt.
Die Druckbeaufschlagung erfolgt in der Weise, daß der Fahrer auf das Bremspedal
5 tritt. Der dadurch eingesteuerte, eventuell durch einen Bremskraftverstärker 6
verstärkte Bremsdruck wird über die Leitung 7 den Regelkanälen 8 - K1 und 9 - K2
für die Vorderachse und über die Leitung 10 den Regelkanälen 11 - K3 und K3' und
12 - K4 und K4' für die Hinterachse zugeleitet.
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Dabei kann es von Vorteil und/oder zur Erfüllung gesetzlicher Vorschriften
erforderlich sein, daß der vom Fahrer eingesteuerte Bremsdruck durch eine automatisch
lastabhängige Bremskraftregelung (ALB), abhängig von dem Beladungsgrad des Fahrzeuges
verändert wird. Die Ermittlung des Beladungsgrades erfolgt meist durch Messung der
Federlasten der Hinterachsen, wobei in der Regel eine Veränderung des zu den Kolben
K3 bis K4' der Hinterachsbremsen geleiteten Druckes durch einen entsprechenden ALB-Regler
16 ausreicht.
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In manchen Fällen kann eine zusätzliche, ebenfalls lastabhängige Veränderung
des Druckes der Vorderradbremsen weitere Vorteile bringen. Die hier beispielsweise
dargestellte Vord ?ruchYnli.treCEelune5 (Vori<,raciis-ALB) wird vermittels e
alles vom lSinterachs-ALB-Regler 16 gesteuerten Vorderachs-ALB-Reglers 17 erwirkt.
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Der von den Stellgliedern 8 und 9 für die Radbremsen der Vorderachse
entsprechend den Sensorsignalen modifizierte Bremsdruck gelangt in die zugehörigen
Radbremszylinder K1, K2, um dort, je nach IR- oder MIR-Philosophien geregelt, die
nicht dargestellten Bremsbeläge gegen die Bremsscheiben 1 bzw. 2 zu drücken. Weiters
führt vom "Bremsventil" 6 eine Leitung 10 - gegebenenfalls über den zuvor genannten
ALB-Regler 16 - zu den Stellgliedern 11 und 12 der Regelkanäle filr die Radbremsen
der Hinterachsen.
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Die beiden Hinternachsen werden erfindungsgemäß seitenweiseselect-low
(SSLR) geregelt. Für die rechte Seite mit den Bremsscheiben 3 und 3' geschieht dies
folgendermaßen: Die Bewegungen der beiden Räder (Bremsscheiben 3 und 3') werden
von den Sensoren S3 und S3' abgefühlt. Deren Signale werden in dem Regelkanal verarbeitet,
dessen Stellglied 11 den Druck für die Radbremszylinder K3 und K3' entsprechend
moduliert, wodurch ein Blockieren dieser Räder ausgeschlossen wird. Dasselbe geschieht
bezüglich der linken Seite über die Sensoren S4 und S4t, Regelkanal mit Stellglied
12 und K4 sowie K4'.
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Da bei dem Ausführungsbeispiel vorausgesetzt ist, daß der Kraftschlußbodrf
an der zweiton unter der dritten Fahrzeugachse ungleich ist, sind in den Bremsdruckleitungen
zwischen den Stellgliedern 11, 12 und den Radbremszylindern K3' und K4' einer beider
Fahrzeugachsen dieAnpassungsventile 13, 14 vorgesehen, welche den Druck in den Bremszylindern
einer dieser Fahrzeugachsen gegenüber dem Druck in den Bremszylindern der anderen
Fahrzeugachse in einem bestimmten nicht unbedingt konstanten Verhältnis halten.
Da weiter vorausgesetzt war, daß eine Hinterachse eine Liftachse ist, ist ein Indikationsschalter
15 vorgesehen, welcher im Falle, daß diese Achse geliftet ist, der Auswerteelektronik
18 für die betroffenen Regelkanäle ein Signal übermittelt, wodurch
beispielsweise
das fehlende Geschwindigkeitssignal der Sensoren S3' und S4' dieser Achse durch
dasjenige der Sensoren S3 und s4 der Räder der noch tragenden Achse des Tandem"
substituirt wird. Dadurch ergeben sich weder für die Regelungsphilosophie, für die
Regelgüte noch für die Sicherheitsschaltung negative Konsequenzen.
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Das Signal des Indikationsschalters kann auch dazu benutzt werden,
die Bremsdruckleitungen zu den Radbremsen der Liftachse zu sperren, so daß die Räder
bei gelifteter Achse nicht gebremst werden. Dies ist dann von Vorteil, wenn diese
Räder trotz geliefteter Achse z. B. infolge unebener Faltrbahn mit derselben kurzzeitig
in Berührung kommen und das Fahrzeug dann gerade gebremst wird.
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