DE3712053C2 - Antiblockiersteuersystem für Kraftfahrzeuge - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Antiblockiersteuersystem für Kraftfahrzeuge mit einem Antriebssystem, das zwischen Zweiradantrieb (nachstehend mit 2WD bezeichnet) und Vierradantrieb (nachstehend mit 4WD bezeichnet) umschaltbar ist.

Ein Antiblockiersteuersystem für ein Kraftfahrzeug mit Zweiradantrieb, wie beispielsweise einem Frontmotor-Vorderradantrieb (nachstehend als FF-Typ bezeichnet), arbeitet normalerweise als 3-Kanal-y-System. Hierbei werden die Vorderräder des Fahrzeugs unabhängig voneinander gesteuert (Individualregelung), während die Hinterräder auf der Basis der niedrigeren der beiden Hinterradgeschwindigkeiten gesteuert werden (nachstehend als Selct-Low-Regelung bezeichnet). Dadurch kann es zu Geschwindigkeitsunterschieden zwischen den Rädern der Vorderachse und denen der Hinterachse kommen. Wird ein 3-Kanal-y-System bei einem Kraftfahrzeug angewendet, dessen Antriebssystem zwischen 2WD und 4WD umschaltbar ist, so können besagte Geschwindigkeitsunterschiede nur im 2WD-Betrieb auftreten. Da hingegen während des 4WD-Betriebs alle Räder direkt miteinander gekoppelt sind, können sich im 4WD-Betrieb keine solchen Geschwindigkeitsunterschiede ausbilden. Folglich kann das Antiblockiersteuersystem nicht richtig arbeiten. Vielmehr wird ein ruckendes Fahrverhalten erzeugt und die Richtungsstabilität des Fahrzeugs verschlechtert, so daß dieses sogar ins Schleudern geraten kann.

Die DE 34 18 520 A1 beschreibt eine gattungsbildende schlupfgeregelte Bremsanlage für Straßenfahrzeuge mit Allradantrieb. Zum Ausgleich der Wegunterschiede der einzelnen Räder ist diese Anlage mit Ausgleichsgetrieben (Differentialen) ausgerüstet, deren Ausgleichswirkung durch Differentialsperren aufhebbar oder reduziebar ist. Beim Auftreten einer Blockiertendenz und/oder beim Einsetzen der Bremsschlupfregelung sind die Differentialsperren selbsttätig teilweise oder vollständig lösbar. Die Bremsanlage besteht aus einem Dreikreis-System, wobei die beiden Vorderräder an separaten Bremskreisen, die Hinterräder dagegen gemeinsam an den dritten Bremskreis angeschlossen sind. Schließlich ist an jedem Rad ein Sensor vorgesehen, der Informationen über das Drehverhalten des Rads in einen elektrischen Schaltkreis einspeist, über den der Bremsschlupf geregelt wird.

Die DE 33 20 822 A1 beschreibt eine Bremsanlage, bei der abhängig davon, ob eine Normalbremsung ohne Schlupfregelung oder eine Bremsung mit Schlupfregelung vorliegt, von einer diagonalen Bremskreisaufteilung in eine y-Aufteilung des Bremskreises umgeschaltet wird. Bei der y-Aufteilung wird dabei eine gemeinsame Hinterachsregelung nach dem Select-Low-Verfahren angewendet. Ein Umschalten des Antriebssystems von 2WD nach 4WD wird in dieser Schrift jedoch nicht beschrieben.

Aus der DE 33 17 247 A1 ist das Problem mangelnder Richtungsstabilität von Kraftfahrzeugen mit Allradantrieb bei einer Bremsung mittels eines Antiblockiersteuersystems bekannt. In dem hier beschriebenen Fall wird der Antriebsstrang des Fahrzeugs entkoppelbar ausgeführt, so daß ein Überbremsen der Vorderräder nicht über den Antriebsstrang auf die Hinterräder übertragen werden kann.

Es ist daher ein Ziel der Erfindung, ein gattungsgemäßes Antiblockiersteuersystem für ein Kraftfahrzeug mit umschaltbarem Antriebssystem zu schaffen, das die Richtungsstabilität des Fahrzeugs und somit ein sicheres Fahrverhalten gewährleistet. Zur Lösung dieses Problems ist das gattungsgemäße Antiblockiersteuersystem wie im Kennzeichenteil von Anspruch 1 angegeben gestaltet.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden beispielsweise unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines Antiblockiersteuergerätes, bei dem die vorliegende Erfindung eingesetzt werden kann;

Fig. 2 ein Blockdiagramm der Schaltungsanordnung einer Ausführungsform der Erfindung; und

Fig. 3 eine Ansicht zur Erläuterung der Rohrlei­ tungsanordnung des erfindungsgemäßen Anti­ blockiersteuergerätes.

In der Fig. 1 ist schematisch die Anordnung eines Ausfüh­ rungsbeispiels des Antiblockiersteuerbremsgeräts gezeigt, bei dem die vorliegende Erfindung anwendbar ist; dabei be­ zeichnet das Bezugszeichen 1 ein Bremspedal, das Bezugszei­ chen 2 einen Hauptzylinder, das Bezugszeichen 3 ein Rad, das Bezugszeichen 4 einen Radzylinder einer Radbremsvorrich­ tung, das Bezugszeichen 5 eine Gatterventilvorrichtung, das Bezugszeichen 6 eine elektromagnetische Ventilvorrichtung zum Druckerhöhen und -halten (die nachstehend als Drucker­ höhungsventil bezeichnet wird), das Bezugszeichen 7 eine elektromagnetische Ventilvorrichtung zur Druckverminderung (die nachstehend als Druckverminderungsventil bezeichnet wird), und das Bezugszeichen 8 einen Hauptdurchgang, der sich von dem Hauptzylinder 2 zum Radzylinder 4 durch die Gatterventilvorrichtung 5 und das Druckerhöhungsventil 6 erstreckt, um den hydraulischen Bremsdruck zu übertragen.

Die vorstehend erwähnte Gatterventilvorrichtung 5 umfaßt Zylinder 10 und 11, welche einen Kolben 9 aufweisen, der aufgrund eines Druckunterschieds bewegbar ist. Die Gatter­ ventilvorrichtung 5 ist derart aufgebaut, daß bei Bewegung des Kolbens 9 aufgrund von Druckunterschied nach links, ge­ sehen in der Zeichnung, der bei 12 angegebene Ventilabschnitt des Gatters geschlossen wird, so daß die Hauptzylinderseite hydraulisch von der Radzylinderseite getrennt wird. Bei 13 ist ein Rückschlagventil und bei 14 ein Entlastungsventil bzw. Überdruckventil gezeigt.

Ein Radgeschwindigkeitsdetektor 15 (der nachstehend als Geschwindigkeitsfühler bezeichnet wird) ist vorgesehen, und ein von ihm abgegebenes Signal wird in eine Steuerschal­ tung 16 eingegeben. Allgemein kann die Steuerschaltung 16 einen Mikrocomputer umfassen, der bei dieser Ausführungs­ form derart aufgebaut sein kann, daß er Steuerfunktionen ausführt, wie sie in dem Blockdiagramm der Fig. 2 angege­ ben sind, und entweder ein Bremsdruckhaltesignal S₁ oder ein Bremsverminderungssignal S₂ auf der Basis eines Signals liefert, das sich aus dem Detektionsergebnis des Geschwin­ digkeitsfühlers 15 ergibt.

Das vorstehend erwähnte Druckerhöhungsventil 6, das nor­ malerweise offen ist, ist derart ausgebildet, daß es in Abhängigkeit von dem Hydraulikdruckhaltesignal S₁ geschlos­ sen wird, das aus der Steuereinheit 16 geliefert wird, so daß die vorstehend erwähnte Hauptleitung 8 unterbrochen wird und dadurch der Hydraulikdruck gehalten wird. Anderer­ seits ist das Druckverminderungsventil 7, das normalerweise geschlossen ist, derart ausgebildet, daß es in Abhängigkeit von dem Druckverminderungssignal S₂ aus der Steuerschaltung 16 geöffnet wird, so daß das im Radzylinder 4 enthaltene Hydraulikfluid zu einem Sammler 19 durch ein Reservoir 17 mittels einer Pumpe 18 gepumpt wird und das aufwärtsgepumpte Hydraulikfluid durch eine Nebenschlußleitung 20 zu dem Ab­ schnitt zwischen dem Gatterventil 5 und dem Druckerhöhungs­ ventil 6 zurückgeführt wird.

Bei der vorstehenden Erläuterung wurde nur das System, das einem der Räder zugeordnet ist, in Darstellung und Beschrei­ bung der Einfachheit halber erläutert; tatsächlich ist je­ doch ein gleiches System für jedes der Räder vorgesehen, und die jeweiligen Systeme sind miteinander in neuartiger Weise verknüpft, wie nachstehend beschrieben.

Die Fig. 2 ist ein Blockdiagramm einer Ausführungsform der Schaltungsanordnung, welche das Antiblockiersteuer­ system gemäß der Erfindung betreibt. Die Fig. 3 dient zur Erläuterung der Rohrleitungsanordnung eines Bremsgeräts mit dem erfindungsgemäßen System. In den Fig. 2 und 3 sind Teile, die denen der Fig. 1 entsprechen, mit gleichen Be­ zugszeichen versehen; die Buchstaben FR, FL, RR und RL be­ zeichnen das vordere rechte Rad, das vordere linke Rad, das hintere rechte Rad bzw. das hintere linke Rad; die mit derartigen Buchstaben als In­ dizes kombinierten Bezugszeichen und bezeichnen Teile, die den jeweiligen Rädern zu­ geordnet sind.

In der Fig. 2 sind jeweils bei 15 _FR, 15 _FL, 15 _RR und 15 _RL Geschwindigkeitsfühler dargestellt und Druckverminderungs- (oder Druckerhöhungsventile) jeweils bei 7 _FR, 7 _FL, 7 _RR und 7 _RL. In der Fig. 1 waren sowohl Druckerhöhungs- als auch Druckverminderungsventile gezeigt, jedoch sind in der Fig. 2 die Druckverminderungs- oder Druckerhöhungsventile allein zur Vereinfachung der Erläuterung dargestellt. Eine Steuerschaltung 26 ist vorgesehen, die im einzelnen nach­ stehend beschrieben wird.

Gemäß der dargestellten Ausführungsform der Erfindung sind Umschalter 27 _FR, 27 _FL, 27 _RR und 27 _RL zwischen die jeweiligen Geschwindigkeitsfühler 15 _FR bis 15 _RL und die Eingangsseite der Steuerschaltung 26 eingefügt. Es ist insbesondere an­ zumerken, daß beim Umschalten des Antriebssystems des Kraft- fahrzeuges von 2WD nach 4WD dadurch ein Signal erzeugt wird, wie durch einen Block 40 gezeigt, und jeder der Um­ schalter 27 _FR bis 27 _RL auf der Basis des Signals von der unteren Kontaktposition (2 WD oder FF-Position) zur oberen Kontaktposition (4WD-Position), gesehen in der Zeichnung, geschaltet wird, wodurch das Antiblockiersteuersystem an sich verändert wird, so daß es für die Art des geschalte­ ten Antriebssystems geeignet ist.

Mit Bezug auf die Fig. 2 wird zunächst die Verbindung zwischen den jeweiligen Umschaltern 27 _FR bis 27 _RL und den jeweiligen Elementen der Steuerschaltung 26 beschrie­ ben. Im in der Zeichnung dargestellten Zustand, in dem je­ der der Umschalter 27 _FR bis 27 _RL die 2WD (FF)-Stellung ein­ nimmt, sind die vorderen rechten und linken Radgeschwin­ digkeitsfühler 15 _FR und 15 _FL mit Logikschaltungen 28a und 28b über die Umschalter 27 _FR und 27 _FL verbunden, wäh­ rend der rechte hintere und linke hintere Radgeschwindig­ keitsfühler 15 _RR und 15 _RL über die Umschalter 27 _RR und 27 _RL mit einer Schaltung 29a verbunden sind, die dazu aus­ gebildet ist, die niedrigere der beiden Radgeschwindigkei­ ten auszuwählen (nachstehend als "Select-Low"-Schaltung bezeichnet), und von dort mit einer Logikschaltung 30a, die der "Select-Low"-Schaltung 29a folgt. In der Fig. 2 ist ein OR-Gatter bei 31 angegeben und eine Verstärker­ schaltung bei 32.

Wie vorstehend erwähnt, sind in dem dargestellten Zustand, d. h. im 2WD(FF)-Zustand, die vorderen rechten und linken Radgeschwindigkeitsfühler 15 _FR und 15 _FL mit ihren zugeord­ neten Logikschaltungen 28a und 28b verbunden, während die hinteren rechten und linken Radgeschwindigkeitsfühler 15 _RR und 15 _RL mit der Logikschaltung 30a über die "Select-Low"-Schaltung 29a gekoppelt sind; es ist daher ein Drei­ kanalsystem errichtet, in dem die Vorderräder FR und FL un­ abhängig gesteuert werden, während die Hinterräder RR und RL auf der Basis der niedrigeren der Radgeschwindigkeiten gesteuert werden, d. h. auf einer "Select-Low"-Basis.

Wenn in diesem Zustand das Antriebssystem des Kraftfahr­ zeuges von 2WD nach 4WD umgeschaltet wird, dann werden die jeweiligen Umschalter 27 _FR bis 27 _RL in Abhängigkeit hiervon wie vorstehend erwähnt geschaltet, so daß der vordere rechte Radgeschwindigkeitsfühler 15 _FR und der hintere linke Radgeschwindigkeitsfühler 15 _RL mit der Reihen­ schaltung einer "Select-Low"-Schaltung 29b und der Logikschal­ tung 30b verbunden werden, und der vordere linke Radge­ schwindigkeitsfühler 15 _FL und der hintere rechte Radge­ schwindigkeitsfühler 15 _RR werden mit der Reihenschaltung einer "Select-Low"-Schaltung 29c und der Logikschaltung 30c gekoppelt. Auf diese Weise wird ein Diagonal-Zweikanalsystem geschaffen, bei dem die jedem der beiden Kanäle zugeordneten Räder auf der Basis der niedrigeren Radgeschwindigkeiten gesteuert werden, d. h. auf der "Select-Low"-Basis.

Mit Bezug auf die Fig. 3 wird nun beschrieben, wie das hydraulische Druckleitungssystem des Bremsgerätes durch den Betrieb der Anordnung der Fig. 2 gesteuert wird. In der Fig. 3 sind Modulatoren 50 _FR, 50 _RL, 50 _FL und 50 _RR, von denen jeder ein Gatterventil, ein Druckerhöhungsventil, ein Druckverminderungsventil usw. aufweist, wie vorstehend beschrieben, jeweils über hydraulische Druckleitungen 60 _FR, 60 _RL, 60 _FL und 60 _RR mit Radzylindern 4 _FR, 4 _RL, 4 _FL und 4 _RR des Brems­ geräts gekoppelt, die dem vorderen rechten Rad, dem hinteren linken Rad, dem vorderen linken Rad und dem hinteren rechten Rad zugeordnet sind. Diese Modulatoren 50 _FR, 50 _FL, 50 _RR und 50 _RL sind derart angeordnet und ausgebildet, daß sie durch die vorstehend erwähnte Steuerschaltung 26 auf der Basis von Signalen betätigt werden, die aus den Geschwindigkeits­ fühlern 15 _FR, 15 _FL, 15 _RR bzw. 15 _RL erhalten werden. Diese Modulatoren sind auch mit dem Hauptzylinder 2 über eine ge­ eignete hydraulische Leitung und einen Auswahlventilmecha­ nismus 70 verbunden, der nachstehend beschrieben wird. Wie in der Fig. 3 gezeigt, ist in diesem Fall zu sehen, daß die hydraulischen Fluidrohrleitungen 60 _FR, 60 _RL und 60 _FL, 60 _RR in Gestalt eines Kreuzes oder als Diagonal-System angeordnet sind.

Der vorstehend erwähnte Auswahlventilmechanismus 70 ist derart ausgebildet, daß er beim Umschalten des Antriebs­ systems des Kraftfahrzeuges von 2WD nach 4WD auf der Basis eines Signals umgeschaltet wird, das durch den Block 40 an­ gedeutet ist, wie im Falle der Fig. 2. Insbesondere ist der Auswahlventilmechanismus 70 derart ausgebildet, daß in dem Zustand, in dem die Umschalter 27 _FR, 27 _FL, 27 _RR und 27 _RL die Stellungen der Fig. 2 einnehmen, d. h. im 2WD-(FF)-Zustand, ein Dreikanal-y-System errichtet wird, in welchem die Modulatoren 50 _FR und 50 _FL voneinander unabhängig, d. h. nicht miteinander gekoppelt sind, und nur die Modulatoren 50 _RL und 50 _RR miteinander gekoppelt sind. Wenn das Antriebssystem des Kraftfahrzeuges auf 4WD geschal­ tet wird, wird der Auswahlventilmechanismus 70 wie vorstehend erwähnt umgeschaltet, so daß ein Zweikanal-Diagonalsystem errichtet wird, in welchem die Modulatoren 50 _FR und 50 _RL miteinander gekoppelt sind und auch die Modulatoren 50 _FL und 50 _RR miteinander gekoppelt sind.

Wie sich aus der vorstehenden Erläuterung ergibt, wird gemäß der Erfindung, wenn das Antriebssystem des Kraft­ fahrzeuges sich im 2WD(FF)-Zustand befindet, die Antiblockier­ steuerung in Form eines Dreikanal-y-Systems ausgeführt, bei dem die Vorderräder unabhängig voneinander gesteuert werden, während die Hinterräder auf der Basis der niedrigeren der hinteren Radgeschwindigkeiten gesteuert werden, d. h. auf der "Select-Low"-Basis; wenn dagegen das Antriebs­ system von 2WD nach 4WD geschaltet wird, wird daraufhin das Antiblockiersteuersystem in das Zweikanal-Diagonalsystem umgeschaltet, wodurch es möglich wird, recht wirksam mit vereinfachtem Aufbau die Probleme des Standes der Technik zu beseitigen, wie das "ruckende Gefühl", usw. wie im einleitenden Teil der Beschreibung erläutert.

Claims (4)

1. Antiblockiersteuersystem für Kraftfahrzeuge mit zwischen Zwei- und Vierradantrieb umschaltbarem Antriebssystem, mit einem Geschwindigkeitsfühler (15 _FR, 15 _FL, 15 _RR, 15 _RL) für jedes Rad, und mit einer Bremskreisaufteilung, die aus einem 3-Kanal-y-System mit Individualregelung der Vorderräder und gemeinsamer Regelung der Hinterräder besteht, gekennzeichnet durch Umschalteinrichtungen, die beim Umschalten des Antriebssystems ein Umschalten des Antiblockiersteuersystems derart bewirken, daß das Antiblockiersteuersystem bei Zweiradantrieb als 3-Kanal-y-System mit Individualregelung der Vorderräder und Select-Low-Regelung der Hinterräder und bei Vierradantrieb als 2-Kanal-Diagonal-System mit Select-Low-Regelung jedes Bremskreises arbeitet.

2. Antiblockiersteuersystem nach Anspruch 1, durch Steuerschaltungen (16, 26), die den Antilockiersteuervorgang auf der Basis von Signalen der Geschwindigkeitsfühler (15 _FR, 15 _FL, 15 _RR, 15 _RL) steuern, und die eine erste (29a), eine zweite (29b) und eine dritte (29c) Select-Low-Schaltung sowie eine erste (28a), eine zweite (28b), eine dritte (30a), eine vierte (30b) und eine fünfte (30c) Logikschaltung aufweisen, wobei die dritte, vierte und fünfte Logikschaltung jeweils mit der ersten, zweiten bzw. dritten Select-Low-Schaltung verbunden ist.

3. Antiblockiersteuersystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Umschalteinrichtung einen ersten (27 _FR), einen zweiten (27 _FL), einen dritten (27 _RR) und einen vierten (27 _RL) Umschalter aufweisen, die zwischen einem jeweils zugehörigen ersten (15), zweiten (15 _FL), dritten (15 _RR) bzw. vierten (15 _RL) Geschwindigkeitsfühler und der Steuerschaltung (26) angeschlossen sind, und daß die Umschalteinrichtungen auf der Basis eines in Abhängigkeit vom Umschalten des Antriebssystems erzeugten Signales (40) umgeschaltet werden, wobei im Zweiradantriebszustand der erste (15 _FR) bzw. zweite (15 _FL) Geschwindigkeitsfühler mit der ersten (28a) bzw. zweiten (28) Logikschaltung und der dritte (15 _RR) und vierte (15 _RL) Geschwindigkeitsfühler jeweils mit der ersten Select-Low-Schaltung (29a) verbunden sind, und wobei im Vierradantriebszustand der erste (15 _FR) und vierte (15 _RL) Geschwindigkeitsfühler mit einer Reihenschaltung der zweiten Select-Low-Schaltung (29b) mit der vierten Logikschaltung (30b) verbunden sind, und der zweite (15 _FL) und dritte (15 _RR) Geschwindigkeitsfühler mit einer Reihenschaltung der dritten Select-Low-Schaltung (29c) mit der fünften Logikschaltung (30c) verbunden sind.

4. Antiblockiersteuersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremsanlage des Kraftfahrzeugs einen Hauptzylinder (2) aufweist, ferner einen ersten (4), einen zweiten (4 _FL), einen dritten (4 _RR) und einen vierten Radzylinder (4 _RL), sowie einen jeweils zugehörigen ersten (50 _FR), zweiten (50 _FL), dritten (50 _RR) und vierten (50 _RL) Bremsdruckmodulator, wobei die Bremsdruckmodulatoren mit den Radzylindern jeweils über ein erstes (60 _FR), ein zweites (60 _FL), ein drittes (60 _RR) und ein viertes (60 _RL) Hydraulikfluidrohr verbunden und derart angeordnet und ausgebildet sind, daß sie durch die Steuerschaltung (26) auf der Basis von Signalen betätigt werden, die von den ersten bis vierten Geschwindigkeitsfühlern (15 _FR, 15 _FL, 15 _RR, 15 _RL) erhalten werden, und wobei ein Auswahlventilmechanismus (70) vorgesehen ist, über den die Radzylinder mit dem Hauptzylinder gekoppelt sind, und durch den im Zweiradantriebszustand der erste (50 _FR) und dritte (50 _RR) Bremsdruckmodulator voneinander entkoppelt und der zweite (50 _FL) und vierte (50 _TL) Bremsdruckmodulator miteinander gekoppelt werden, und wobei der Auswahlventilmechanismus (70) beim Umschalten in den Vierradantriebszustand auf der Basis eines in Abhängigkeit vom Umschalten des Antriebssystems erzeugten Signals (40) betätigt wird, um zu bewirken, daß der erste (50 _FR) und zweite (50 _FL) Bremsdruckmodulator, bzw. der dritte (50 _RR) und vierte (50 _RL) Bremsdruckmodulator miteinander gekoppelt werden.