DE4141875C2 - Drucksteuereinrichtung für Kraftfahrzeugbremsanlagen - Google Patents
Drucksteuereinrichtung für KraftfahrzeugbremsanlagenInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Drucksteuereinrichtung der
im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 genannten Art.
Bei einer solchen, aus der DE 37 27 099 A1 bekannten Druck
steuereinrichtung wird der während der Kurvenfahrt den Hinter
radbremsen zugeführte Druck gegenüber dem Druck der Druckmit
telquelle bereits ab einem niedrigeren Druckwert begrenzt oder
gemindert als bei einer Bremsbetätigung während einer Gerade
ausfahrt.
Aus der DE-PS 11 60 744 ist es bekannt, die Hinterrad-Brems
kräfte bei Kurvenfahrten zu verringern.
Auch bei einer aus der DE 38 28 437 A1 bekannten Drucksteuer
einrichtung soll ein Überbremsen der Hinterräder dadurch ver
mieden werden, daß ab einer bestimmten Verzögerung oder Querbe
schleunigung des Fahrzeuges ein Magnetventil schließt und somit
nur noch ein verminderter Druck an die Hinterradbremsen ge
langt.
Aus der DE 36 41 421 A1 ist eine querbeschleunigungsabhängige
Drucksteuereinrichtung bekannt, welche den Radbremsen der Hin
terachse einen Bremsdruck zuführt, der bei Kurvenfahrt unter
halb des Bremsdruckes bei einer Bremsung bei Geradeausfahrt
liegt.
Aus der DE 30 02 006 A1 ist es bekannt, den Umschaltpunkt von
den einzelnen Radbremsen individuell zugeordneten Drucksteuer
ventilen querbeschleunigungsabhängig zu beeinflussen. Dieses
geschieht dabei so, daß bei fliehkraft-bedingter höherer Rad
last kurvenaußen der Umschaltpunkt angehoben wird, während er
bei verminderter Radlast kurveninnen im Ergebnis abgesenkt
wird.
Wie in Fig. 6 durch eine unterbrochene Linie dargestellt, ist
es wünschenswert, daß sowohl der Bremsfluiddruck für die Vor
derräder als auch derjenige für die Hinterräder gemäß einer
idealen Kennlinie der Bremsfluiddruckverteilung verändert wer
den, wobei die Vorderräder und die Hinterräder gleichzeitig
blockiert werden, um ein optimales Bremsverhalten zu schaffen.
Wie in Fig. 6 durch die durchgezogene Linie a-b-c, die einer Brems
fluiddruck-Kennlinie entspricht, gezeigt, wird aufgrund des obenbe
schriebenen Sachverhalts in einem herkömmlichen hydraulischen
Bremssystem ein Drucksteuerventil bzw. ein Bremsfluid-Steuerventil verwendet, durch das der
Hinterrad-Bremsfluiddruck PR oberhalb eines im voraus gesetzten
Punktes b (eines im voraus gesetzten Bremsfluiddrucks PS1) der idealen
Bremsfluiddruckverteilungs-Kennlinie, die durch die obenerwähnte
unterbrochene Linie gegeben ist, in einem weiten Bereich auf einen
niedrigeren Pegel gesetzt wird. Der Punkt b entspricht einem speziellen
Punkt, oberhalb dessen die Bremsfluiddruckverteilung zwischen den
Vorder- und den Hinterrädern wesentlich verändert wird. Wie aus der
Bremsfluiddruckverteilungs-Kennlinie a-b-c von Fig. 6 ersichtlich,
steuert das herkömmliche Bremsfluid-Steuerventil die Bremsfluid
druckverteilung zwischen den Vorder- und den Hinterrädern so, daß
der Hinterrad-Bremsfluiddruck PR in einem vergleichsweise niedrigen
Fluiddruckbereich zwischen a und b im wesentlichen auf den gleichen
Wert wie der Vorderrad-Bremsfluiddruck PF gesetzt wird, während der
Hinterrad-Bremsfluiddruck PR in einem verhältnismäßig hohen Fluid
druckbereich zwischen b und c auf einem im wesentlichen konstanten
Pegel, der niedriger als derjenige des Vorderrad-Bremsfluiddruckes ist,
gehalten wird. Der Punkt b wird im allgemeinen als
"Verzweigungspunkt" bezeichnet. Der Bremsdruck PS1, der dem Ver
zweigungspunkt b entspricht, wird als "kritischer Bremsfluiddruck" be
zeichnet. Wie in Fig. 6 gezeigt, wird der Hinterrad-Bremsfluiddruck PR
in einem vergleichsweise höheren Fluiddruckbereich, der oberhalb des
Verzweigungspunktes b liegt, auf einen niedrigeren Druck als den Vor
derrad-Bremsfluiddruck PF gesetzt, so daß ein Schleudern des Fahr
zeugs während des Bremsvorgangs in engen Kurven vermieden wird.
Das bedeutet, daß die Bremsfluiddrücke in den vorderen und den hinte
ren Radbremszylindern so eingestellt werden, daß das Blockieren der
Vorderräder gegenüber dem Blockieren der Hinterräder Priorität er
langt, so daß eine Neigung zum Übersteuern des Fahrzeugs bei einem
Bremsvorgang während einer Kurvenfahrt vermieden wird.
Wenn jedoch in einem solchen herkömmlichen hydraulischen Bremssy
stem, bei dem eine Steuerung der Bremsen entsprechend der Brems
fluiddruckverteilungs-Kennlinie a-b-c ausgeführt wird, nur eine mittlere
Bremskraft auf die Fahrzeugräder ausgeübt wird, wenn das Fahrzeug
mit einer verhältnismäßig hohen auf die Fahrzeugkarosserie wirkenden
Querbeschleunigung eine Kurve fährt, wird das Fahrzeuggewicht auf
die Vorderräder verlagert. Da bei einem solchen mittleren Bremsvor
gang weder die Vorderräder noch die Hinterräder einen Blockierzu
stand erreichen, wird die eine Richtungsänderung des Fahrzeugs be
wirkende Kraft, die an den Vorderrädern entsteht, erhöht, während die
eine Richtungsänderung des Fahrzeugs bewirkende Kraft, die an den
Hinterrädern entsteht, abgesenkt wird, was während eines mittleren
Bremsvorgangs in engen Kurven ein Übersteuern des Fahrzeugs zur
Folge haben kann. Wenn andererseits in dem herkömmlichen hydrauli
schen Bremssystem mit der Bremsfluiddruckverteilungs-Kennlinie a-b-c
die Bremskraft während einer engen Kurvenfahrt schnell an den Fahr
zeugrädern ausgeübt wird, könnte das Fahrzeug in seinem vorderen Be
reich ausbrechen, weil die Vorderräder zuerst blockieren, da der Vor
derrad-Bremsfluiddruck PF auf einen höheren Pegel als der Hinterrad-
Bremsfluiddruck PR eingestellt wird. Daher besteht in diesem Fall eine
Neigung zum Untersteuern, das bei einem starken Bremsvorgang in ei
ner engen Kurvenfahrt auftritt.
Es ist daher Aufgabe
der Erfindung, eine Drucksteuereinrichtung der genannten
Art so auszubilden, daß ein Untersteuern des Fahrzeug selbst dann
verringert werden kann, wenn die Bremskräfte auf die Fahrzeugräder
schnell angelegt werden und dabei während einer Kurvenfahrt verhältnismäßig
hohe Bremsfluiddrücke entstehen.
Bei einer Drucksteuereinrichtung der genannten Art
ist diese Aufgabe durch die im kennzeichnenden
Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale
gelöst.
Die Erfindung wird im folgenden anhand bevorzugter Ausführungs
formen mit Bezug auf die Zeichnungen näher erläutert; es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Leitungsanordnung zur Erläuterung eines
Kraftfahrzeug-Bremssteuersystems für die Verteilung der an
die Fahrzeugräder ausgeübten Bremskräfte gemäß einer be
vorzugten Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 2 ein Schaltbild für die Erläuterung einer Steuerschaltung für
die Betätigung eines Fluiddruck-Steuerventils, das in dem
Bremssteuersystem von Fig. 1 angeordnet ist, um die Fluid
drücke in den Hinterrad-Bremszylindern zu steuern;
Fig. 3 einen Graphen für die Erläuterung der Steuerkennlinie eines
im Fluiddruck-Steuerventil eingestellten kritischen Soll-
Fluiddrucks;
Fig. 4 einen Graphen für die Erläuterung einer Beziehung zwischen
der Längsbeschleunigung XG eines Fahrzeugs und dem kriti
schen Soll-Fluiddruck PS, wobei der kritische Soll-Fluiddruck
PS proportional zur Längsbeschleunigung XG mittels einer
gegebenen Proportionalitätskonstante k₂ verändert wird;
Fig. 5 einen Graphen für die Erläuterung einer Beziehung zwischen
der Proportionalitätskonstante k₂ und einer Querbeschleuni
gung YG des Fahrzeugs; und
Fig. 6 Graphen für die Erläuterung der Druckverteilungs-Kennlinien
der Fluiddrücke in den Vorderrad- und Hinterrad-Bremszy
lindern, die durch das erfindungsgemäße Bremssteuersystem
betätigt werden.
Das in Fig. 1 gezeigte Bremssteuersystem umfaßt
einen Tandem-Hauptbremszylinder 2 mit zwei in Tandembauart ange
ordneten (nicht gezeigten) Kolben und einen vorderen linken Rad
bremszylinder 3L, einen vorderen rechten Radbremszylinder 3R, einen
hinteren linken Radbremszylinder 4L und einen hinteren rechten Rad
bremszylinder 4R. Der Hauptbremszylinder 2 erzeugt im wesentlichen
proportional zu einer auf ein Bremspedal 1 ausgeübten Druckkraft
einen Fluiddruck. Der durch einen ersten Kolben im Hauptbremszylin
der 2 erzeugte Hauptbremszylinder-Fluiddruck wird durch einen ersten
Auslaß des Hauptbremszylinders 2 als Bremsfluiddruck PF für die vor
deren Bremszylinder an die beiden Radbremszylinder 3L und 3R gelie
fert, während ein von einem zweiten Kolben des Hauptbremszylinders
2 erzeugter Hauptbremszylinder-Fluiddruck durch einen zweiten Aus
laß des Hauptbremszylinders 2 und durch ein Fluiddruck-Steuerventil 6
(das im folgenden im einzelnen beschrieben wird) als Bremsfluiddruck
PR für die hinteren Radbremszylinder 4L und 4R geliefert wird. Seit
einiger Zeit wird eine wohlbekannte 3-Kanal-Antiblockier-Brems
steuereinheit 5 vorgesehen, um die Bremsfluiddrücke PF in den Vor
derrad-Bremszylinder 3L und 3R unabhängig voneinander und vom
gemeinsamen Bremsfluiddruck RR der Hinterrad-Bremszylinder 4L und
4R zu steuern, um so ein Blockieren eines oder mehrerer Räder zu
verhindern.
In einem Hinterrad-Bremsfluidsystem enthält das Bremssteuersystem
der vorliegenden Erfindung ebenfalls ein Bremsfluiddruck-Steuerventil
6, das als wohlbekanntes Proportionalitätsventil wirkt, wie es aus JP-A
61-238554 bekannt ist. Das Fluiddruck-Steuerventil 6 empfängt den
Fluiddruck vom zweiten Auslaß des Zylinders 2 über einen Einlaßkanal
7 und gibt durch einen Auslaßkanal 8 einen angepaßten Fluiddruck, der
als Bremsfluiddruck PR dient, an die Hinterrad-Bremszylinder 4L und
4R aus. Obwohl nicht deutlich gezeigt, umfaßt das Fluiddruck-Steuer
ventil 6 einen im wesentlichen zylindrischen, gestuften Tauchkolben 9,
der in einem im Ventilgehäuse 6h definierten zylindrischen Hohlraum
gleitfähig angeordnet ist, eine Rückstellfeder 10, die den Tauchkolben
in die äußerst rechte Position (in Fig. 1) vorspannt, wobei ein am
rechten Ende des Tauchkolbens befestigter Tellerventilsitz 13 an einer
Schulter 6s des Gehäuses 6h angeordnet ist, ein Tellerventil 11, das in
einem im Tauchkolben 9 ausgebohrten zylindrischen Hohlraum 11h
gleitfähig eingeschlossen ist, und eine Rückstellfeder 12, die im Hohl
raum 11h funktionsfähig eingeschlossen ist, um das Tellerventil 11
nach rechts (in Fig. 1) vorzuspannen. Der Tauchkolben umfaßt außer
dem eine erste Öffnung 11₀₁, die in einem Bereich kleineren Durch
messers gebildet ist, und eine zweite Öffnung 11₀₂, die im Ventilsitz 13
gebildet ist. Wie aus Fig. 1 ersichtlich, steht der Einlaßkanal über die
erste Öffnung 11₀₁, den Hohlraum 11h und die zweite Öffnung 11₀₂ mit
dem Auslaßkanal 8 in Verbindung.
In der äußerst rechten Position des Tauchkolbens 9, wie sie in Fig. 1
gezeigt ist, wird das rechte Ende des Tellerventils 11 durch die Schul
ter 6s zurückgeschoben, so daß das Tellerventil etwas nach links be
wegt wird, wobei die Rückstellfeder 12 zusammengedrückt wird. Dies
hat zur Folge, daß das Tellerventil vom Ventilsitz 13 abgelöst wird und
somit das Tellerventil 11 in der geöffneten Position gehalten wird. In
diesem Zustand stehen die beiden Kanäle 7 und 8 miteinander in Ver
bindung, so daß der Bremsfluiddruck PR in den Hinterrad-Bremszylin
dern 4L und 4R gleich dem Fluiddruck im Hauptbremszylinder (der
dem Bremsfluiddruck PF in den Vorderrad-Bremszylindern entspricht)
wird, der durch den zweiten Auslaß des Hauptbremszylinders 2 gelie
fert wird. Der obenbeschriebene Zustand des Fluiddruck-Steuerventils
6 tritt in einem verhältnismäßig niedrigen Druckbereich auf, in dem der
Hauptbremszylinder-Fluiddruck den kritischen Bremsfluiddruck PS1
(der durch eine eingestellte Federkraft der Rückstellfeder 10 bestimmt
wird) nicht erreicht, wie aus Fig. 6 ersichtlich ist. In diesem Zustand
wird eine Bremsfluiddruckverteilung zwischen den Vorderrad- und den
Hinterrad-Bremszylindern entsprechend der Fluiddruckverteilungs-
Kennlinie a-b von Fig. 6 verändert, wobei die Druckbeziehung PF =
PR im wesentlichen beibehalten wird.
Der Tauchkolben 9 bewegt sich entsprechend eines Anstiegs des
Hauptbremszylinder-Fluiddrucks gegen die Kraft der Rückstellfeder 10
nach links. Andererseits liegt das Tellerventil 11 aufgrund der Kraft
der Rückstellfeder 12 am Ventilsitz 13 auf, wenn der Hauptbremszy
linder-Fluiddruck allmählich erhöht wird und den kritischen Fluiddruck
PS1 erreicht. Somit wird das Tellerventil 11 geschlossen. Im geschlos
senen Zustand des Tellerventils 11 sperrt dieses Tellerventil 11 die
Verbindung zwischen dem Einlaßkanal 7 und dem Auslaßkanal 8. Da
her ist die Anstiegsrate des Bremsfluiddrucks in den Hinterrad-Brems
zylindern 4L und 4R nicht gleich der Anstiegsrate des Hauptbremszy
linder-Fluiddrucks, sondern wird auf einen niedrigeren Pegel als die
letztere begrenzt. Wenn im geschlossenen Zustand des Tellerventils 11
der Hauptbremszylinder-Fluiddruck anschließend auf einen höheren
Pegel als den kritischen Fluiddruck PS1 erhöht wird, verändert der
nachfolgende Druckanstieg das Gleichgewicht zwischen zwei Kräften,
von denen eine den Tauchkolben 9 aufgrund des auf das linke Ende des
Tauchkolbens 9 ausgeübten Hinterrad-Bremszylinder-Bremsfluiddrucks
PR nach links (in Fig. 1) verschiebt, und von denen die andere den
Tauchkolben 9 aufgrund des auf den gestuften Abschnitt des Tauchkol
bens 9 ausgeübten Hauptbremszylinder-Fluiddrucks PF nach rechts (in
Fig. 1) verschiebt. Wenn daher der nachfolgende Hauptbremszylinder-
Fluiddruckanstieg ein gegebenes Ausmaß erreicht, wird das obener
wähnte Kräftegleichgewicht aufgehoben, so daß sich der Tauchkolben 9
nach rechts bewegt. Daher kehrt das Tellerventil 11 in den geöffneten
Zustand zurück, so daß der Bremsfluiddruck PR für die Hinterrad-
Bremszylinder erneut ansteigt. Danach wird der Tauchkolben 9 auf
grund des erhöhten Fluiddrucks PR nach links bewegt, was zur Folge
hat, daß das Tellerventil 11 im geschlossenen Zustand gehalten wird.
Wenn auf diese Weise der Hauptbremszylinder-Fluiddruck den kriti
schen Fluiddruck PS1 erreicht und anschließend weiter erhöht wird,
wird der Bremsfluiddruck PR mit einer geringeren Rate als der Haupt
bremszylinder-Fluiddruck-Anstiegsrate erhöht, wobei abwechselnd die
Öffnung und die Schließung des Tellerventils 11 wiederholt wird.
Wenn in einem solchen Druckbereich der Hauptbremszylinder-Fluid
druck den kritischen Fluiddruck PS1 oder den Verzweigungspunkt b
übersteigt, wird die Bremsfluiddruckverteilung entsprechend der Fluid
druckverteilungs-Kennlinie b-c von Fig. 6 verändert. Das heißt, daß die
Druckanstiegsrate des Bremsfluiddrucks PR für die Hinterrad-Brems
zylinder im Vergleich zum Hauptbremszylinder-Fluiddruck (dem
Bremsfluiddruck PF für die Vorderräder) begrenzt wird. Wie aus Fig. 6
ersichtlich, besitzt das Fluiddruck-Steuerventil 6 eine Fluiddruck-Steuerkennlinie
(die durchgezogene Linie a-b-c), die sich der idealen
Bremsfluiddruckverteilungs-Kennlinie, die durch die unterbrochene Li
nie gekennzeichnet ist, im wesentlichen asymptotisch annähert.
Das in dem erfindungsgemäßen Bremssteuersystem verwendete Fluid
druck-Steuerventil unterscheidet sich von dem aus der JP-A 61-238554
bekannten herkömmlichen Fluiddruck-Steuerventil dadurch, daß eine
eingestellte Federkraft der Rückstellfeder 10 variabel ist, so daß folg
lich der kritische Fluiddruck PS1 (der Verzweigungspunkt b) veränder
lich ist. Aus diesem Grund umfaßt das im verbesserten, erfindungsge
mäßen Bremssteuersystem verwendete Fluiddruck-Steuerventil eine
Einrichtung für die Änderung eines kritischen Fluiddrucks (eines Ver
zweigungspunktes einer Bremsfluiddruckverteilungs-Kennlinie). Die
Verzweigungspunkt-Änderungseinrichtung umfaßt einen in axialer
Richtung beweglichen Ventilsitz 14, der ein Ende der Rückstellfeder 10
unterstützt und sich vom linken Ende (in Fig. 1) des Tauchkolbens 9 in
einem Abstand befindet, eine in axialer Richtung bewegliche Schraube
16, die mit dem Ventilsitz 14 über eine Kugel 15 in Kontakt ist, und
einen reversiblen Motor oder ein drehbares Solenoid 17, das mit der
Schraube 16 über die Ausgangswelle 17a drehfest verbunden ist, um
eine axiale Bewegung der Schraube 16 zu erzielen. Sowohl das Aus
maß als auch die Richtung für den Antrieb der Schraube 16 werden
durch eine Steuereinrichtung 18 gesteuert, die im folgenden im einzel
nen beschrieben wird. Die Steuereinrichtung 18 empfängt verschiedene
Signale, die von einem die eingestellte Federkraft der Feder 10 über
wachenden Einstellkraftsensor 19, von einem eine Querbeschleunigung
YG der Fahrzeugkarosserie überwachenden Querbeschleunigungssensor
20 und von einem eine Längsbeschleunigung XG der Fahrzeugkarosse
rie überwachenden Längsbeschleunigungssensor 21 erzeugt werden.
Da die Größe der Querbeschleunigung YG mit dem Grad der
Kurvenfahrt des Fahrzeug korreliert ist, wird der Grad der Kurvenfahrt
auf der Grundlage der Querbeschleunigung YG bestimmt. Da ferner die
Größe der Längsbeschleunigung XG mit der Größe der auf das
Fahrzeug wirkenden Bremskraft korreliert ist, wird die Bremskraft auf
der Grundlage der Längsbeschleunigung XG bestimmt. Die
Steuereinrichtung 18 umfaßt eine Steuerschaltung für die Steuerung des
im Fluiddruck-Steuerventil 6 verwendeten Motors 17 auf der
Grundlage der von den Sensoren 19, 20 und 21 eingegebenen
Informationen.
Wie in Fig. 2 gezeigt, ist ein Anschluß des Motors 17 über einen
Schaltabschnitt S2 eines elektromagnetischen Relais, einen Schaltab
schnitt S1 eines weiteren elektromagnetischen Relais und einen Zünd
schalter IG in dieser Reihenfolge mit dem positiven Anschluß einer
Fahrzeugbatterie E verbunden. Andererseits ist der andere Anschluß
des Motors 17 über einen Schaltabschnitt S3 eines elektromagnetischen
Relais, den Schaltabschnitt S1 und den Zündschalter IG in dieser Rei
henfolge mit dem positiven Anschluß der Fahrzeugbatterie verbunden.
Wie aus Fig. 2 ersichtlich, sind die beiden Schaltabschnitte S2 und S3
dazu vorgesehen, die Drehrichtung des Motors umzuschalten. Der
Schaltabschnitt S1 umfaßt einen normalerweise geöffneten Schalter, der
nur dann geschlossen wird, wenn eine Erregerspule RL1 erregt wird.
Die jeweiligen Schaltabschnitte S2 und S3 werden aus ihren ersten Po
sitionen, die mit durchgezogenen Linien gekennzeichnet sind, in ihre
jeweiligen zweiten Positionen verschoben, die durch unterbrochene Li
nien gekennzeichnet sind, um so die Richtung des durch den Motor
fließenden Stroms und daher die Drehrichtung des Motors nur dann zu
ändern, wenn eine Erregerspule RL2 erregt wird. Ein Anschluß sowohl
der Erregerspule RL1 als auch der Erregerspule RL2 ist mit dem posi
tiven Anschluß der Batterie E verbunden, während der andere An
schluß einer jeden Erregerspule über die Kollektor-Emitter-Verbindung
eines Transistors T1 bzw. T2 geerdet ist. Die Basis des Transistors T1
ist mit einem Ausgangsanschluß eines ODER-Gatters OR1 verbunden,
während sowohl die Basis des Transistors T2 als auch die zwei Ein
gangsanschlüsse des ODER-Gatters mit einer Vergleichsschaltung 31
verbunden sind.
Die Vergleichsschaltung 31 umfaßt zwei Komparatoren 32 und 33,
zwei Widerstände R1 und R2 und eine Diode D1. Die Widerstände R1
und R2 sind so zueinander in Reihe geschaltet, daß sich die Diode D1
zwischen den Widerständen R1 und R2 befindet, wie in Fig. 2 gezeigt
ist. Eine Leitung zwischen dem Widerstand R1 und der Diode D1 ist
mit dem positiven Eingangsanschluß des Komparators 32 verbunden,
während eine Leitung zwischen dem Widerstand R2 und der Diode D1
mit dem positiven Eingangsanschluß des Komparators 33 verbunden
ist. Das andere Ende des Widerstandes R2 ist geerdet. Die beiden ne
gativen oder invertierenden Eingangsanschlüsse der Komparatoren 32
und 33 sind mit einer Leitung zwischen zwei Widerständen R3 und R4
verbunden. Das andere Ende des Widerstandes R4 ist geerdet.
Der Widerstand R3 ist über einen Verstärker 34 mit dem Einstell
kraftsensor 19 verbunden, um eine Spannung zu empfangen, die von
der Größe der momentanen Einstellkraft der Rückstellfeder 10 abhängt.
Andererseits empfängt der Widerstand R1 eine Ausgangsspannung, die
vom gewünschten kritischen Soll-Fluiddruck des Fluiddruck-Steuer
ventils 6 für die Hinterrad-Bremszylinder 4L und 4R abhängt. Die
Ausgangsspannung wird von einer Rechenschaltung 35 erzeugt, die den
im Fluiddruck-Steuerventil 6 einzustellenden kritischen Soll-Fluiddruck
auf der Grundlage der Signale vom Querbeschleunigungssensor 20 und
vom Längsbeschleunigungssensor 21 ableitet. Die Ausgangsspannung
von der Rechenschaltung 35 wird durch die Widerstände R1 und R2 so
geteilt, daß an die jeweiligen positiven Eingangsanschlüsse der Kompa
ratoren 32 und 33 zwei verschiedene Spannungen V1 und V2 angelegt
werden. Die Spannungen V1 und V2 entsprechen der oberen Grenze
bzw. der unteren Grenze einer steuerbaren Spannung, die für die Be
stimmung einer gewünschten Einstellkraft der Rückstellfeder 10 gefor
dert ist und die für die Einstellung des gewünschten kritischen Soll-
Fluiddrucks für das Fluiddruck-Steuerventil 6 notwendig ist. Die in den
positiven Eingangsanschluß des Komparators 33 eingeprägte Spannung
V2 wird auf einen Pegel gesetzt, der niedriger als der Pegel derjenigen
Spannung V1 ist, die dem positiven Eingangsanschluß des Komparators
32 eingeprägt wird, derart, daß die Spannung V2 gegenüber der Span
nung V1 um eine Spannungsdifferenz Vd verschoben ist, die einer Hy
sterese entspricht, die von der zwischen den Widerständen R1 und R2
angeordneten Diode D1 erzeugt wird, um so eine akzeptable Span
nungsdifferenz zu erhalten, die für den Vergleich zwischen der den
vom Sensor 19 aktuell überwachten momentanen kritischen Fluiddruck
darstellenden Spannung V3 und der für die aktualisierte Einstellung des
kritischen Soll-Fluiddrucks notwendigen steuerbaren Spannung erfor
derlich ist. Danach werden die Spannungen V1 und V2 mittels der
Komparatoren 32 bzw. 33 jeweils mit der Spannung V3 verglichen.
Die obenerwähnte Rechenschaltung 35 leitet den im Fluiddruck-Steuer
ventil 6 einzustellenden kritischen Soll-Fluiddruck PS grundsätzlich
gemäß einer in Fig. 3 gezeigten Datentabelle oder einer Funktion PS =
PS1 + k₁ · YG ab, wobei PS1 ein kritischer Referenzfluiddruck für das
Fluiddruck-Steuerventil 6 ist, k₁ ein gegebener Verstärkungsfaktor
(eine gegebene Proportionalitätskonstante) und YG die obenerwähnte
Querbeschleunigung ist.
Wie aus Fig. 3 ersichtlich, wird in dem erfindungsgemäßen Bremssteu
ersystem der kritische Fluiddruck PS in Abhängigkeit von verschie
denen Kurvenfahrtzuständen des Fahrzeugs verändert. Wenn das Fahr
zeug geradeaus fährt, d. h. wenn die Querbeschleunigung YG auf dem
Wert "0" gehalten wird, wird der kritische Soll-Fluiddruck PS auf den
kritischen Referenzfluiddruck PS1 gesetzt, was zur Folge hat, daß die
Fluiddruckverteilungs-Kennlinie des Ventils 6 gemäß der durchgezoge
nen Linie a-b-c (von Fig. 6) verändert wird, die sich der idealen
Bremsfluiddruckverteilungs-Kennlinie von Fig. 6 im wesentlichen
asymptotisch annähert. Wenn das Fahrzeug andererseits eine Rechts
kurve oder eine Linkskurve fährt, wird der kritische Soll-Fluiddruck PS
in Abhängigkeit vom Grad der Kurvenfahrt des Fahrzeugs geändert, so
daß der kritische Soll-Fluiddruck für das auf die Hinterräder wirkende
Fluiddruck-Steuerventil im wesentlichen proportional zum Grad der
Kurvenfahrt des Fahrzeugs erhöht wird. Beispielsweise wird bei einer
Rechtskurve oder bei einer Linkskurve der kritische Soll-Fluiddruck
PS, der im Fluiddruck-Steuerventil 6 für die Hinterrad-Bremszylinder
4L und 4R eingestellt werden soll, gegenüber dem anfänglichen kriti
schen Referenzfluiddruck PS1 auf einen größeren kritischen Soll-Fluid
druck PS2 eingestellt. Das bedeutet, daß die Bremsfluiddruckvertei
lungs-Kennlinie für die Vorderrad- und die Hinterrad-Bremszylinder
bei einer Rechtskurve oder bei einer Linkskurve so gesteuert wird, daß
sie entsprechend der Kennlinie a-b-e von Fig. 6 geändert wird.
Im folgenden wird wieder auf Fig. 2 Bezug genommen. Die Ver
gleichsschaltung 31, das ODER-Gatter OR1 und die Transistoren T1
und T2 arbeiten folgendermaßen.
Wie oben bereits erwähnt, bestimmt die Rechenschaltung 35 einen kri
tischen Soll-Fluiddruck PS des Fluiddruck-Steuerventils 6. Beispiels
weise wird bei einer Kurvenfahrt der kritische Soll-Fluiddruck PS auf
einen Fluiddruck PS2 gesetzt, der größer als der kritische Referenz
fluiddruck PS1 ist, wie aus Fig. 3 ersichtlich ist. Aufgrund dieses von
der Rechenschaltung 35 abgeleiteten höheren Fluiddrucks PS2 werden
an die jeweiligen positiven Anschlüsse der Komparatoren 32 und 33 die
Spannungen V1 und V2 angelegt. Das ODER-Gatter OR1 wirkt in
Verbindung mit den Komparatoren 32 und 33 so, daß es die Transisto
ren T1 und T2 sperrt, wenn die Spannung V3 gleich oder kleiner als
die Spannung V1 und gleich oder größer als die Spannung V2 ist, d. h.
wenn V2 V3 V1 gilt, wobei der momentane kritische Fluiddruck
im wesentlichen gleich dem kritischen Soll-Fluiddruck ist. Da in die
sem Zustand der momentane kritische Fluiddruck im wesentlichen
gleich dem kritischen Soll-Fluiddruck ist, wirkt der gesperrte Transi
stor T1 so, daß er den Schaltabschnitt S1 in seinem offenen Zustand
läßt, während der gesperrte Transistor T2 so wirkt, daß er die
Schaltabschnitte S2 und S3 in den in Fig. 2 mittels durchgezogener Li
nien gekennzeichneten Positionen läßt. Dies hat zur Folge, daß der
Motor 17 nicht betätigt wird, so daß die Einstellkraft der
Rückstellfeder 10 (und daher der kritische Fluiddruck oder der
Verzweigungspunkt) ungeändert bleibt.
Wenn die Spannung V3 geringer als die Spannung V2 ist (V3 < V2),
d. h., wenn der momentane kritische Fluiddruck geringer als der kriti
sche Soll-Fluiddruck ist, wirkt das ODER-Gatter OR1 in Verbindung
mit den Komparatoren 32 und 33 so, daß die Transistoren T1 und T2
auf Durchlaß geschaltet werden, so daß der Schaltabschnitt S1 in einen
geschlossenen Zustand versetzt wird, während die Schaltabschnitte S2
und S3 in die in Fig. 2 mittels unterbrochener Linien gekennzeichneten
Positionen verschoben werden. Dies hat zur Folge, daß der Motor 17
solange in einer normalen Drehrichtung angetrieben wird, bis der mo
mentane kritische Fluiddruck allmählich erhöht worden ist und den kri
tischen Soll-Fluiddruck erreicht hat, wobei die Einstellkraft der Feder
10 erhöht wird.
Wenn die Spannung V3 die Spannung V1 übersteigt (V3 < V1), d. h.,
wenn der momentane kritische Fluiddruck größer als der kritische Soll-
Fluiddruck ist, wirkt das ODER-Gatter OR1 in Verbindung mit den
Komparatoren 32 und 33 so, daß der Transistor T1 auf Durchlaß ge
schaltet und der Transistor T2 gesperrt wird, so daß der Schaltabschnitt
S1 in einen geschlossenen Zustand versetzt wird und die Schaltab
schnitte S2 und S3 in den in Fig. 2 mittels durchgezogener Linien ge
kennzeichneten Positionen gehalten werden. Dies hat zur Folge, daß
der Motor in der entgegengesetzten Drehrichtung so lange angetrieben
wird, bis der momentane kritische Fluiddruck allmählich abgesenkt
wird und den kritischen Soll-Fluiddruck erreicht hat, wobei die Ein
stellkraft der Rückstellfeder 10 abgesenkt wird.
Wie oben beschrieben, wird der kritische Soll-Fluiddruck PS wie in
Fig. 3 gezeigt so eingestellt, daß der kritische Soll-Fluiddruck PS wäh
rend einer Geradeausfahrt auf den kritischen Referenzfluiddruck P₃₁
gesetzt wird, während er in Abhängigkeit vom Grad der Kurvenfahrt
des Fahrzeugs, der durch die Größe der Querbeschleunigung YG wäh
rend einer Linkskurve oder einer Rechtskurve bestimmt wird, auf einen
Fluiddruck PS2 gesetzt wird, der größer als der kritische Referenzfluid
druck PS1 ist. Um die obenerwähnte Steuerung des kritischen Fluid
drucks bei einer gemeinsamen Steuerung des kritischen Fluiddrucks
sowohl für den linken Hinterrad-Bremszylinder als auch für den rech
ten Hinterrad-Bremszylinder und einer unabhängigen Steuerung der
Fluiddrücke für die beiden Vorderrad-Bremszylinder auszuführen, wird
die Bremsfluiddruckverteilungs-Kennlinie für die Vorderrad- und die
Hinterrad-Bremszylinder folgendermaßen gesteuert.
Während einer Geradeausfahrt werden die Bremsfluiddruckverteilungs-
Kennlinien bezüglich der Vorderrad- und der Hinterrad-Bremsfluid
drücke so gesteuert, daß sie gemäß der in Fig. 6 mittels einer durchge
zogenen Linie gekennzeichneten Kennlinienkurven a-b-c variiert wer
den. Im Gegensatz hierzu werden die Bremsfluiddruckverteilungs-
Kennlinien bei einer Kurvenfahrt so gesteuert, daß sie gemäß der in
Fig. 6 gezeigten Kennlinie a-d-e variiert werden.
Gemäß der obenbeschriebenen Steuerung des kritischen Fluiddrucks,
die mit dem erfindungsgemäßen Bremssteuersystem erzielt wird, wird
der Betrieb des Fluiddruck-Steuerventils 6 bei einer Kurvenfahrt von
einem Verzweigungspunkt b zum Verzweigungspunkt d wegen der
obenbeschriebenen Verschiebung des Verzweigungspunktes verzögert.
In einem Bereich enger Kurvenfahrt und bei hohen Bremsfluiddrücken
in den Radbremszylindern besteht die Neigung des Blockierens der
Hinterräder, d. h. eines Schleuderns des Fahrzeughecks eher als die
Neigung zum Blockieren eines Vorderrades. Dadurch wird ein Unter
steuern des Fahrzeugs verringert, das aufgrund eines Ausbrechens des
vorderen Teils des Fahrzeugs auftritt und dadurch erzeugt wird, daß
bei einer schnellen Betätigung der Bremsen während einer Kurvenfahrt
der Vorderrad-Bremsfluiddruck PF auf einen höheren Pegel als der
Hinterrad-Bremsfluiddruck PR gesetzt wird. Daher kann das Fahrzeug
bei einer schnellen Betätigung der Bremsen während einer Kurvenfahrt
sicher entlang einer annehmbaren Kurvenbahn fahren.
Da in der obenerwähnten bevorzugten Ausführungsform der Druckan
stieg des kritischen Fluiddrucks im wesentlichen proportional zur
Größe der Querbeschleunigung YG gesteuert wird, wie in Fig. 3 ge
zeigt ist, kann der kritische Fluiddruck in Abhängigkeit vom Grad der
Kurvenfahrt des Fahrzeugs geeignet eingestellt werden, so daß eine
optimale Kurvenbahn des Fahrzeugs gewährleistet ist. Solange es nicht
notwendig ist, die obenbeschriebene genaue Verzweigungspunktsteue
rung auszuführen, kann eine grobe Verzweigungspunktsteuerung da
durch erzielt werden, daß der Verzweigungspunkt in einem Bereich
oberhalb einer gegebenen Querbeschleunigung angehoben wird.
Die den Grad der Kurvenfahrt des Fahrzeugs darstellende Querbe
schleunigung YG kann durch eine Gierrate des Fahrzeugs, einen Lenk
winkel, eine Radgeschwindigkeitsdifferenz zwischen den rechten und
den linken Rädern oder dergleichen ersetzt werden.
In den Fig. 4 und 5 ist eine zweite Ausführungsform der Steuerung des
kritischen Fluiddrucks gezeigt, die mit dem erfindungsgemäßen Brems
steuersystem erzielt wird.
Obwohl in der ersten Ausführungsform der kritische Soll-Fluiddruck PS
in Abhängigkeit von der Größe der vom Sensor 20 überwachten Quer
beschleunigung YG, d. h. vom Grad der Kurvenfahrt des Fahrzeugs ge
ändert wird, kann in der zweiten Ausführungsform der kritische Soll-
Fluiddruck PS in Abhängigkeit von der Größe der vom Sensor 21
überwachten Längsbeschleunigung XG, d. h. von der Verzögerung des
Fahrzeugs verändert werden. Gemäß der zweiten Ausführungsform
wird der kritische Soll-Fluiddruck PS im wesentlichen proportional zur
Längsbeschleunigung XG mit einem gegebenen Verstärkungsfaktor k₂
(einer gegebenen Proportionalitätskonstante) verändert, wie in Fig. 4
gezeigt ist. Das bedeutet, daß die Kennlinie für den kritischen Soll-
Fluiddruck durch eine gerade Linie gegeben ist, die durch einen durch
eine im voraus gesetzte Referenz-Längsbeschleunigung XG0 und durch
einen im voraus gesetzten kritischen Referenzfluiddruck PS1 definierten
Referenzpunkt h verläuft und einen gegebenen Druckgradienten k₂
(einen gegebenen Verstärkungsfaktor oder eine gegebene Proportiona
litätskonstante) besitzt. Wie in Fig. 5 gezeigt, wird der Druckgradient
k₂ als lineare Funktion der Querbeschleunigung YG bestimmt.
Wie aus der obigen Beschreibung der zweiten Ausführungsform er
sichtlich, wird der kritische Fluiddruck PS bei einer Geradeausfahrt auf
den kritischen Referenzfluiddruck PS1 gesetzt, während bei einer Kur
venfahrt der kritische Fluiddruck PS in Abhängigkeit von der Größe der
Längsbeschleunigung X₀ gemäß der geraden Linie von Fig. 4 erhöht
oder erniedrigt wird. Wenn daher die Längsbeschleunigung XG größer
oder gleich der Referenz-Längsbeschleunigung XG0 ist, d. h. wenn die
Verzögerung groß ist, wird der kritische Fluiddruck PS auf einen höhe
ren Druck als den kritischen Referenzfluiddruck PS1 gesetzt, so daß die
Bremsfluiddruckverteilungs-Kennlinie so gesteuert wird, daß sie sich
im wesentlichen gemäß der Kennlinie a-d-e von Fig. 6 verändert. Wenn
andererseits die Längsbeschleunigung XG niedriger als die Referenz-
Längsbeschleunigung XG0 wird, d. h. wenn die Verzögerung gering ist,
wird der kritische Fluiddruck PS auf einen niedrigeren Druck (der in
Fig. 4 mit PS0 bezeichnet wird) als den kritischen Referenzfluiddruck
PS1 gesetzt, so daß die Bremsfluiddruckverteilungs-Kennlinie so gesteu
ert wird, daß sie sich im wesentlichen gemäß der Kennlinie a-f-g von
Fig. 6 verändert. Da wie oben beschrieben während eines mittleren
Bremsvorgangs bei einer Kurvenfahrt weder die Vorderräder noch die
Hinterräder zum Blockieren neigen, wird die an den Vorderrädern ent
stehende Querbeschleunigung aufgrund der Kurvenfahrt erhöht, wäh
rend die an den Hinterrädern entstehende Querbeschleunigung abge
senkt wird, da das Fahrzeuggewicht nach vorne verschoben wird, so
daß bei der obenerwähnten mittleren Bremsbetätigung in einer engen
Kurve eine Neigung des Fahrzeugs zum Übersteuern auftritt. Da bei
einer solchen mittleren Betätigung der Bremsen bei einer Kurvenfahrt
das Bremssteuersystem der zweiten Ausführungsform so arbeitet, daß
der kritische Soll-Fluiddruck PS auf einen niedrigeren Druck als den
kritischen Referenzfluiddruck PS1 gesetzt wird, wie aus der Kennlinie
a-f-g von Fig. 6 ersichtlich, ergibt sich hierbei eher die Neigung zum
Blockieren der Vorderräder, d. h. ein Ausbrechen des vorderen Teils
des Fahrzeugs, als ein Blockieren der Hinterräder. Das Blockieren der
Vorderräder kompensiert das Übersteuern des Fahrzeugs, das aufgrund
der obenerwähnten Kurvenkraftdifferenz zwischen den Vorderrädern
und den Hinterrädern auftritt und bei einer mittleren Bremsbetätigung
während einer Kurvenfahrt durch die Verschiebung des Fahrzeugge
wichts nach vorne verursacht wird.
Obwohl der Längsbeschleunigungssensor 21, der die Längsbeschleuni
gung XG erfaßt, als Verzögerungssensor verwendet wird, kann der
Längsbeschleunigungssensor durch einen Sensor für die Überwachung
eines vom Hauptbremszylinder 2 ausgegebenen Bremsfluiddrucks oder
durch einen Sensor für die Überwachung einer auf das Bremspedal
ausgeübten Druckkraft ersetzt werden.
Wie aus der obigen Beschreibung ersichtlich, kann mit dem erfin
dungsgemäßen Bremssteuersystem ein Untersteuern des Fahrzeugs bei
einer schnellen Betätigung der Bremsen während einer Kurvenfahrt be
seitigt werden, außerdem kann die Neigung zum Übersteuern bei einer
mittleren Bremsbetätigung während einer Kurvenfahrt verringert wer
den, so daß ein ideales neutrales Kurvenverhalten des Fahrzeugs erzielt
wird. Das bedeutet, daß das Bremssteuersystem der vorliegenden Er
findung bei einer schnellen Betätigung der Bremsen während einer
Kurvenfahrt ein Ausbrechen des Fahrzeughecks bewirken kann, um ein
Untersteuern zu beseitigen, da es einen kritischen Fluiddruck, d. h.
einen Verzweigungspunkt für ein die Bremsfluiddrücke für das rechte
und das linke Hinterrad des Fahrzeugs gemeinsam steuerndes Brems
fluiddruck-Steuerventil so steuert, daß der Verzweigungspunkt für das
Bremsfluid-Steuerventil auf einen höheren Pegel als den dem kritischen
Referenzfluiddruck entsprechenden Referenz-Verzweigungspunkt ge
setzt wird. Da ein Druckanstieg des kritischen Fluiddrucks in den Hin
terrad-Bremszylindern in Abhängigkeit vom Grad der Kurvenfahrt ge
eignet verändert wird, kann das erfindungsgemäße Bremssteuersystem
ein Untersteuern des Fahrzeugs, das bei einer schnellen Betätigung der
Bremsen während einer Kurvenfahrt auftritt, unabhängig vom Grad der
Kurvenfahrt verringern. Ferner kann das Bremssteuersystem gemäß
der zweiten Ausführungsform der Erfindung den Verzweigungspunkt
oder den kritischen Fluiddruck so steuern, daß er sich in Abhängigkeit
von einer Verzögerung des Fahrzeugs so ändert, daß der kritische
Fluiddruck bei einer schnellen Betätigung der Bremsen während einer
Kurvenfahrt erhöht und bei einer mittleren Betätigung der Bremsen
während einer Kurvenfahrt erniedrigt wird. Daher kann das erfin
dungsgemäße Bremssteuersystem einerseits ein Rutschen des hinteren
Teils des Fahrzeugs bewirken, das für die Kompensation eines bei ei
ner schnellen Betätigung der Bremsen während einer Kurvenfahrt auf
tretenden Untersteuerns erforderlich ist, und andererseits ein Rutschen
des vorderen Teils des Fahrzeugs bewirken, das für die Kompensation
eines bei einer mittleren Bremsbetätigung während einer Kurvenfahrt
auftretenden Übersteuerns erforderlich ist.
Claims (7)
1. Drucksteuereinrichtung für Kraftfahrzeugbremsanlagen mit
einer Druckmittelquelle (2), die mit Vorderradbremsen (3L, 3R)
und Hinterradbremsen (4L, 4R) verbunden ist, mit einem in der
Verbindung zwischen der Druckmittelquelle (2) und den
Hinterradbremsen (4L, 4R) vorgesehenen Drucksteuerventil (6)
mit beeinflußbarem Umschaltpunkt, welches bei von der
Druckmittelquelle (2) ausgesteuerten Bremsdrücken oberhalb des
Umschaltpunktes den den Hinterradbremsen (4L, 4R) zugeführten
Druck gegenüber dem Druck der Druckmittelquelle (2) mindert und
mit einer Einrichtung (20) zum Erkennen einer Kurvenfahrt,
wobei der Umschaltpunkt des Drucksteuerventils (6) in
Abhängigkeit vom Vorliegen einer Kurvenfahrt beeinflußt wird,
dadurch gekennzeichnet, daß bei Bremsbetätigung während einer
Kurvenfahrt der Umschaltpunkt des Drucksteuerventils (6)
dahingehend beeinflußt wird, daß der den Hinterradbremsen (4L,
4R) zugeführte Druck gegenüber dem Druck der Druckmittelquelle
(2) erst ab einem höheren Druckwert gemindert wird als bei
einer Bremsbetätigung bei Geradeausfahrt.
2. Drucksteuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich
net, daß die Einrichtung (20) zum Erkennen einer Kurvenfahrt
die Querbeschleunigung (YG) ermittelt und den Umschaltpunkt des
Drucksteuerventils (6) querbeschleunigungsabhängig anhebt.
3. Drucksteuereinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich
net, daß die kurvenfahrtbedingte Anhebung des Umschaltpunktes
des Drucksteuerventils (6) in linearer Abhängigkeit von der
Querbeschleunigung (YG) erfolgt.
4. Drucksteuereinrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Einrichtung zum Erkennen einer Kurven
fahrt einen Querbeschleunigungssensor (20) umfaßt.
5. Drucksteuereinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprü
che, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung (21) zur Er
mittlung der Fahrzeuglängsbeschleunigung (XG) vorgesehen ist
und daß der Umschaltpunkt des Drucksteuerventils (6) in Abhän
gigkeit von der Fahrzeuglängsbeschleunigung (XG) beeinflußt
wird.
6. Drucksteuereinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeich
net, daß der Umschaltpunkt des Drucksteuerventils (6) bei Über
schreiten eines vorgegebenen Fahrzeugverzögerungswertes angeho
ben und bei Unterschreiten abgesenkt wird, wobei die Verände
rung des Umschaltpunktes in linearer Abhängigkeit von der Fahr
zeuglängsbeschleunigung (XG) erfolgt.
7. Drucksteuereinrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Einrichtung zur Ermittlung der Fahr
zeuglängsbeschleunigung (XG) einen Längsbeschleunigungssensor
(21) umfaßt.
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