DE3413738C2 - Schlupfgeregelte bremsanlage fuer strassenfahrzeuge - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine schlupfgeregelte Bremsanlage für Straßenfahrzeuge, die mit Bremsdruckmodulatoren ausgerüstet ist, mit denen der Bremsdruck an den einzelnen Rädern individuell oder gruppenweise vaiierbar ist, und die zur Ermittlung des Drehverhaltens der einzelnen Räder über Sensoren verfügt, mit deren Signalen nach Aufbereitung, logischer Verknüpfung und Verarbeitung mit Hilfe von elektronischen Schaltkreisen die Bremsdruckmodulatoren steuerbar sind, wozu die elektronischen Schaltkreise die aktuellen Schlupfwerte an den Fahrzeugrädern ermitteln und wobei die elektronischen Schaltkreise eine Kurvenfahrterkennungsschaltung umfassen, die ein Kurvenfahrterkennungssignal erzeugt, welches dazu dient, die Bremsdruckmodulatoren bei erkannter Kurvenfahrt nach anderen Regelungsstrategien anzusteuern als bei Geradeausfahrt.

Eine Bremsanlage dieser Art ist aus der Offenlegungsschrift DE-OS 21 19 590 bekannt. Bei diesem bekannten Antiblockiersystem wird das Kurvenfahrterkennungssignal mit Hilfe eines Querbeschleunigungs-Meßgerätes, z. B. eines Quecksilberschalters, gewonnen. Im Vergleich zu Systemen ohne Kurvenfahrterkennungssignalen ist folglich ein höherer Herstellungsaufwand erforderlich.

Nach der Offenlegungsschrift DE-OS 19 65 391 ist es außerdem bereits bekannt, bei einem Antiblockierregelsystem die Schlupfwerte der einzelnen Räder zu ermitteln und zur Regelung des Bremsdruckes heranzuziehen. Die Bildung eines Kurvenfahrterkennungssignals ist nicht vorgesehen.

Ferner ist es im Zusammenhang mit Blockierschutzregelungen bekannt, zur Vereinfachung und Verbilligung der Bremsanlagen anstelle einer individuellen Regelung aller Räder nur einen oder zwei Bremsdruckregelkanäle vorzusehen. Um dennoch auch in diesem Fall das Blockieren der an einem gemeinsamen Kanal angeschlossenen Räder zu vermeiden, wird nach dem "select-low"-Prinzip das Rad mit der stärksten Verzögerung zur Führung des Bremsdruckes herangezogen. Dabei muß in Kauf genommen werden, daß die maximal mögliche Haftwertausnutzung des zweiten, mitgeregelten Rades in den meisten Fällen nicht erreicht wird, wodurch sich der erforderliche Bremsweg verlängern kann. Richtet sich andererseits die Schlupfregelung nach dem "select-high"-Prinzip, d. h. nach dem schnelleren bzw. nach dem schwächer verzögerten Rad, läßt sich in manchen Fällen ein zu hoher Schlupf oder gar ein Blockieren des mitgeregelten Rades nicht vermeiden.

Auch ist es bekannt, von einer festen Zuordnung der Räder zu einer bestimmten Regelgruppe, für die entweder "select-low" oder "select-high" gilt, abzugehen. Statt dessen werden bei einem bekannten Anti-Blockiersystem (EP 00 51 801 A2) zunächst das Rad mit dem schlechtesten Straßenkontakt ermittelt, dessen Drehverhalten außer Acht gelassen und alle übrigen Räder gemeinsam nach dem "select-low"-Kriterium geregelt. Im Falle einer diagonal aufgeteilten 2-Kreis-Bremsanlage wird bei dieser Anlage der Kreis mit dem zuerst instabil werdenden Rad auf "select-high" und der andere Kreis auf "select-low" geschaltet. Diese Methode hat den Nachteil, daß sich in manchen Situationen, z. B. beim Spurwechsel und in der Kurve, eine zu starke Entbremsung einstellen kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Bremsanlage der eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, daß ohne wesentlichen Mehraufwand ein eindeutiges Kurvenfahrterkennungssignal erzeugt und in die Regelung einbezogen wird.

Es hat sich gezeigt, daß diese Aufgabe durch die im Anspruch 1 beschriebene Weiterbildung der gattungsgemäßen Bremsanlage gelöst werden kann.

Die Erfindung beruht also auf der Erkenntnis, daß sich durch Summenbildung des Radschlupfes jeder Fahrzeugseite und Vergleich der Summen eindeutig und zuverlässig feststellen läßt, ob das Fahrzeug momentan geradeaus fährt oder eine Kurve beschreibt. Mit der Kurvenfahrterkennungsschaltung läßt sich dann z. B. durch Umschaltung der Auswahlkriterien bzw. durch Anpassung der Bremsdruckregelung an die besonderen Bedingungen einer Kurvenfahrt ein Unterbremsen zuverlässig vermeiden, wodurch die Fahrstabilität erhalten bleibt und sich ein ausreichend geregeltes Abbremsen mit kurzem Bremsweg erreichen läßt.

Einige vorteilhafte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.

Weitere Einzelheiten der Erfindung gehen aus der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der beigefügten Abbildung hervor.

Es zeigt

Fig. 1 in schematisch vereinfachter Darstellung das Prinzip einer zweikreisigen Bremsanlage der erfindungsgemäßen Art, bei der jeweils ein Vorderrad und ein Hinterrad an einem gemeinsamen Bremsdruckregelkanal angeschlossen und

Fig. 2 das Schaltbild einer Kurvenfahrterkennungsschaltung, z. B. für die Bremsanlage nach Fig. 1.

Die Bremsanlage besteht nach Fig. 1 aus einem Bremsdruckgeber 1, der beispielsweise aus einem Tandem-Hauptzylinder 2 und einem hydraulischen Bremskraftverstärker 3 zusammengesetzt ist. An diesen Bremsdruckgeber 1 sind über hydraulische Anschlußleitungen 4, 5 und über die diagonalen Verbindungsleitungen 6, 7 die Radbremsen 8-11 der Vorderräder VL, VR und der Hinterräder HL, HR angeschlossen. Es handelt sich hier um eine zweikreisige Bremsanlage mit diagonaler Aufteilung.

In dem Druckmittelweg zu den Radbremsen 8 bis 11 der Vorder- und Hinterräder sind elektromagnetisch betätigbare 2/2-Wegeventile 12, 13 eingefügt, die in der dargestellten Ruhelage auf Durchlaß geschaltet sind. Im Rückfluß von den Radzylindern zu einem Druckausgleichbehälter 14 ist in jeder Diagonalen 6, 7 ein in der Ruhestellung gesperrtes, ebenfalls elektromagnetisch betätigbares 2/2-Wegeventil 15, 16 eingesetzt.

Zur Versorgung mit Hilfsenergie besitzt die dargestellte Bremsanlage eine elektromotorisch angetriebene Pumpe 17 mit dem zugehörigen Rückschlagventil 18 und mit einem hydraulischen Druckspeicher 19.

Alle Fahrzeugräder VL, VR, HL, HR sind hier noch mit induktiven Sensoren S1 bis S4 ausgerüstet, die über die eingezeichneten Signal- bzw. Verbindungsleitungen Informationen über das Raddrehverhalten in eine elektronische Schaltung 20 einspeisen, in der die Sensorsignale aufbereitet, logisch verknüpft und verarbeitet werden, und die schließlich Ausgangssignale zur Betätigung der 2/2-Wegeventile 12, 13, 15, 16 erzeugt. Die Schaltung 20 kann durch eine festverdrahtete oder durch eine programmgesteuerte elektronische Schaltung mit den zugehörigen Peripherieeinheiten, wie Stromversorgung, Überwachung usw., realisiert werden.

Schließlich sind in dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel in dem Hydraulikweg von dem Bremsdruckgeber 1 zu den Hinterradbremsen 10, 11 noch Druckminderer 21, 22 eingefügt, mit denen in bekannter Weise zum Ausgleich dynamischer Achslastverlagerungen die Bremskraftverteilung auf Vorderachse und Hinterachse beeinflußt werden kann.

Mit Hilfe der 2/2-Wegeventile 12, 13, 15, 16 kann in bekannter Weise der Schlupf geregelt werden, indem in einem oder in beiden hydraulischen Kreisen durch Umschaltung der Ventile 12, 13 der Druck unabhängig von der Pedalkraft F konstant gehalten oder durch Umschalten der Ventile 15, 16 im Rückfluß zu dem Druckausgleichsbehälter 15 abgesenkt werden kann.

Erfindungsgemäß ist die Bremsanlage zusätzlich mit einer Kurvenfahrterkennungsschaltung ausgerüstet, die durch den Teil 20′ der Elektronikschaltung 20 in Fig. 1 symbolisiert ist. Eine eindeutige Aussage, ob das Fahrzeug momentan geradeaus fährt oder eine Kurve beschreibt, läßt sich erfindungsgemäß dadurch erhalten, daß elektronisch mit Hilfe der Schaltung 20′ die momentanen Schlupfwerte der linken Räder VL, HL einerseits und der rechten Räder VR, HR andererseits addiert und die Summen miteinander verglichen werden.

Fig. 2 zeigt den grundsätzlichen Aufbau der Schaltung 20′ bzw. der entsprechenden Logik. In den Baustufen 21, 22, 23 und 24 wird jeweils die Fahrzeuggeschwindigkeit oder eine Referenzgröße v_Fzg mit der Geschwindigkeit eines Rades v_VL, v_HL, v_VR und v_HR verglichen, und jeweils die Differenz zwischen der Fahrzeuggeschwindigkeit und der Radgeschwindigkeit gebildet und daraus eine dem Schlupf der einzelnen Räder proportionale Größe gewonnen. In den anschließenden Stufen 25 und 26 werden die Schlupfwerte S_VL und S_HL einerseits sowie S_VR und S_HR andererseits addiert, und es wird die Schlupfsumme S_L der linken Räder mit der Schlupfsumme S_R der rechten Räder in einer Baustufe 27 verglichen.

Ist der Schlupf auf beiden Fahrzeugseiten annähernd gleich, schließt daraus die Logik 20′, daß Geradeausfahrt vorliegt. Ist dagegen der Schlupf links oder rechts wesentlich größer als auf der Gegenseite, erhält die Logik 20 über ein ODER-Gatter 28 eine entsprechende Information, die zur Umschaltung der Auswahlkriterien führt und hier insbesondere veranlaßt, daß die Vorderräder VR, VL den Bremsdruckverlauf bestimmen. Die Kurvenfahrterkennungsschaltung spricht allerdings erst an, was in Fig. 2 nicht gezeigt ist, wenn die Schlupfdifferenz über einen vorgegebenen Mindest- oder Grenzwert ansteigt.

Mit dem ODER-Gatter 28 wird hier dem Umstand Rechnung getragen, daß die Information über die Richtung der Kurvenfahrt nicht benötigt wird, weil sowohl in der rechten als auch in der linken Kurve die Vorderräder die Bremsdruck-Führung übernehmen sollen.

Die Funktion der erfindungsgemäßen Bremsanlage wird im folgenden anhand eines PKW mit diagonaler Bremskreis- und Regelkanalaufteilung beschrieben.

Während der Geradeausfahrt wird ein Überbremsen der Hinterräder, das für die Richtungs- bzw. Fahrstabilität des Fahrzeugs gefährlich wäre, dadurch verhindert, daß der eine Bremsdruckregelkanal auf "select-low", der andere auf "select-high", allerdings mit der Zusatzbedingung der Umschaltung auf Druckführung durch das Vorderrad bei Erreichen eines Hinterrad-Schlupfgrenzwertes, eingestellt wird.

Eine Bremsdruckregelung nach den vorgenannten Kriterien erweist sich bei der Geradeausfahrt des Fahrzeugs selbst bei sehr verschiedenen Straßenbedingungen als sehr günstig. Beim Abbremsen in der Kurve könnte sich jedoch unter ungünstigen Bedingungen eine zu starke Bremsdruckabsenkung und damit eine unerwünschte Bremswegverlängerung ergeben. Das kurveninnere Hinterrad, das in dieser Situation gering belastet ist und frühzeitig zum Blockieren neigt, würde nämlich zu einem relativ geringen Druck an dem im gleichen Regelkreis liegenden kurvenäußeren Vorderrad führen, obwohl dieses in dieser Situation am höchsten belastet ist. Das Ergebnis wäre unter ungünstigen Bedingungen eine zu starke Entbremsung infolge der Schlupfregelung.

Erfindungsgemäß wird jedoch durch die Bildung und den Vergleich der Schlupfsumme jeder Fahrzeugseite eindeutig erkannt, daß sich das Fahrzeug in einer Kurve befindet, mit der Konsequenz, daß die Regelung von - im Vergleich zur Geradeausfahrt - anderen Auswahlkriterien abhängig wird. Der Vergleich der Schlupfsummen führt in dieser Situation, d. h. während der Kurvenfahrt, in der Regelungslogik zu der Entscheidung, daß in beiden Diagonalen der Bremsdruckverlauf allein von den Vorderrädern geführt wird. Dadurch stellt sich an dem am stärksten belasteten kurvenäußeren Vorderrad die maximal mögliche Kraftschlußanstrengung ein, selbst wenn durch den dazu erforderlichen Bremsdruck das kurveninnere Hinterrad überbremst würde und blockieren könnte. Das von dem kurveninneren, während der Kurvenfahrt entlastete Vorderrad geführte kurvenäußere Hinterrad erhält folglich einen derart bemessenen Bremsdruck, daß es mit hoher Wahrscheinlichkeit nicht blockieren kann; es liefert somit einen hohen Beitrag zur Seitenführung des Fahrzeugs. Auch bei blockierendem kurveninneren Hinterrad bleibt folglich die Seitenstabilität erhalten.

Insgesamt wird mit der erfindungsgemäßen Bremsanlage beim Abbremsen in der Kurve ein besonders kurzer Bremsweg und eine hohe Fahrstabilität erreicht. Die Auswahlkriterien und die Zusatzbedingungen für die Abbremsung bei der Geradeausfahrt können unabhängig von den besonderen Bedingungen der Kurvenfahrt ausgewählt werden.

Durch die erfindungsgemäße Bildung der Schlupfsummen, durch den Vergleich mit der Schlupfsumme an der Gegenseite und durch Auswertung dieser Information kann nicht nur die zuvor als Ausführungsbeispiel beschriebene, mit zwei geregelten Hydraulikkreisen ausgerüstete Bremsanlage erheblich verbessert werden, sondern es lassen sich ganz allgemein die durch das unterschiedliche Verhalten des Fahrzeugs während der Kurvenfahrt und bei der Geradeausfahrt hervorgerufenen Schwierigkeiten bei der Regelung des Bremsschlupfes oder des Antriebsschlupfes überwinden, unabhängig von der Anzahl der vorhandenen hydraulischen Kreise und Bremsdruckregelkanäle. Beispielsweise ist es möglich, in Abhängigkeit von dem Ausgangssignal der Kurvenfahrterkennungsschaltung den Gradienten zu variieren, mit dem die Fahrzeugreferenzgeschwindigkeit in der jeweiligen Regelphase gesenkt oder angehoben wird. Durch Integration über ausreichend lange Zeitspannen kann im Bedarfsfalle der Einfluß unterschiedlicher Reibwerte an den Fahrzeugseiten eliminiert werden.

Claims (8)

1. Schlupfgeregelte Bremsanlage für Straßenfahrzeuge, die mit Bremsdruckmodulatoren ausgerüstet ist, mit denen der Bremsdruck an den einzelnen Rädern individuell oder gruppenweise variierbar ist, und die zur Ermittlung des Drehverhaltens der einzelnen Räder über Sensoren verfügt, mit deren Signalen nach Aufbereitung, logischer Verknüpfung und Verarbeitung mit Hilfe von elektronischen Schaltkreisen die Bremsdruckmodulatoren steuerbar sind, wozu die elektronischen Schaltkreise die aktuellen Schlupfwerte an den Fahrzeugrädern ermitteln und wobei die elektronischen Schaltkreise eine Kurvenfahrterkennungsschaltung umfassen, die ein Kurvenfahrterkennungssignal erzeugt, welches dazu dient, die Bremsdruckmodulatoren bei erkannter Kurvenfahrt nach anderen Regelungsstrategien anzusteuern als bei Geradausfahrt, dadurch gekennzeichnet, daß die Kurvenfahrterkennungsschaltung (20′) die Schlupfwerte (S_VR, S_HR; S_VL, S_VH) an den Rädern einer Fahrzeugseite addiert, mit der Schlupfsumme (S_R bzw. S_L) der Räder auf der anderen Fahrzeugseite vergleicht und das Kurvenfahrterkennungssignal erzeugt, sobald die Differenz der Schlupfsummen (S_R-S_L) beider Fahrzeugseiten betragsmäßig einen vorgegebenen Grenzwert überschreitet.

2. Bremsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei oder mehrere Räder (VR, HL; VL, HR) an einen gemeinsamen Bremsdruckregelkanal angeschlossen sind, daß der Druckverlauf in den Bremsdruckregelkanälen nach den vorgegebenen Auswahlkriterien "select-low", "select-high", und/oder unter Beachtung von Grenzwerten regelbar ist und daß in Abhängigkeit von dem Ausgangssignal der Kurvenfahrterkennungsschaltung (20′) die Auswahlkriterien und die Grenzwerte variierbar sind.

3. Bremsanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils ein Vorderrad und ein Hinterrad (VR, HL; VL, HR) an einen gemeinsamen Bremsdruckregelkanal angeschlossen sind und daß das Kurvenfahrterkennungssignal eine zeitweise Änderung der Auswahlkriterien und/oder der Grenzwerte und dadurch des Bremsdruckverlaufs in den Bremsdruckregelkanälen in Abhängigkeit von dem Raddrehverhalten herbeiführt.

4. Bremsanlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß sich bei Geradeausfahrt die Bremsdruckregelung in einem der beiden Bremsdruckregelkanälen nach dem zu diesem Kreis gehörenden Rad mit dem schlechteren Straßenkontakt ("select-low") und in dem anderen Bremsdruckregelkanal, solange der Schlupf des an diesen Kreis angeschlossenen Hinterrades einen vorgegebenen Grenzwert nicht überschreitet, nach dem Rad mit dem besseren Straßenkontakt ("select-high") richtet, sowie daß beim Anstehen des Kurvenfahrterkennungssignals in beiden Bremsdruckregelkanälen die Vorderräder (VR, VL) die Führung der Druckregelung übernehmen.

5. Bremsanlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß bei Geradeausfahrt in dem Bremsdruckregelkanal, der sich nach dem Rad mit dem besseren Straßenkontakt richtet, das Hinterrad die Führung der Druckregelung übernimmt, sobald der Schlupf an diesem Hinterrad einen vorgegebenen Schlupf-Grenzwert überschreitet.

6. Bremsanlage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der vorgegebene Schlupf-Grenzwert 25% beträgt.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils die Räder (VR, HL bzw. VL, HR) einer Diagonalen (6, 7) an einen Bremsdruckregelkanal angeschlossen sind.

8. Bremsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß diese als Bremsschlupf- und/oder Antriebsschlupfregelanlage ausgebildet ist.