DE4300048A1 - Verfahren zur Bestimmung der Kraftschluß-/Schlupfkennlinien der Reifen eines Straßenfahrzeuges - Google Patents

Verfahren zur Bestimmung der Kraftschluß-/Schlupfkennlinien der Reifen eines Straßenfahrzeuges

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DE4300048A1
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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung der Kraftschluß-/Schlupfkennlinien der Reifen eines Straßen­ fahrzeuges, das mit einem auf eine Einzelrad-Regelung ausgelegten Antiblockiersystem ausgerüstet ist, wonach im Fahrbetrieb des Fahrzeuges aus gemessenen Wertepaa­ ren des Schlupfes und des bei gegebenem Schlupf ausge­ nutzten Kraftschlußbeiwertes auf den Verlauf der jewei­ ligen Reifenkennlinie im gesamten µ/λ-Feld ge­ schlossen wird.
Ein derartiges Verfahren ist durch die deutsche Patent­ anmeldung P 41 02 301.3 bekannt.
Nach diesem bekannten Verfahren werden im Traktionsbe­ trieb des Fahrzeuges die Reifenkennlinien der angetrie­ benen Fahrzeugräder bestimmt und wegen der Äquivalenz von Antriebs- und Bremsschlupf die solchermaßen ermit­ telten Reifenkennlinien auch für die Bestimmung von Bremsschlupf-Schwellen benutzt, bei deren Überschreiten das Antiblockiersystem des Fahrzeuges ansprechen soll. Auf die maximal ausnutzbaren Kraftschlußbeiwerte - das µ-Maximum der jeweiligen Reifenkennlinie wird aus dem Durchdrehverhalten der angetriebenen Fahrzeugräder ge­ schlossen, deren Drehzahl ab Überschreiten eines dem Maximum der Kennlinie entsprechenden Schlupf-Wertes drastisch anwächst. Eine genaue Bestimmung der Reifen­ kennlinien im Bremsbetrieb ist nach diesem bekannten Verfahren nicht möglich.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verfahren der eingangs genannten Art anzugeben, das im Bremsbetrieb des Fahrzeuges eine exakte Bestimmung der Reifenkennli­ nien ermöglicht, deren Kenntnis Voraussetzung für eine die dynamische Stabilität eines Fahrzeuges in einem weitest möglichen Umfang aufrechterhaltende Schlupf-Re­ gelung ist, sowie ein Schlupf-Regelungssystem, mit dem das Verfahren durchführbar ist.
Diese Aufgabe wird hinsichtlich des Verfahrens durch die kennzeichnenden Merkmale a) bis d) des Patentan­ spruchs 1 und in weiterer Ausgestaltung dieses Verfah­ rens durch die Merkmale der Ansprüche 2 bis 10 und hin­ sichtlich des Schlupf-Regelungssystems durch die kenn­ zeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 11 sowie der auf diesen zurückbezogenen Ansprüche 12 bis 20 gelöst.
Hiernach wird in einer Anfangsphase einer mit mäßiger Fahrzeugverzögerung verknüpften Zielbremsung die Rad­ bremse nur eines einzigen Fahrzeugrades mit Bremsdruck beaufschlagt und dieser Bremsdruck derart rasch gestei­ gert, daß sich eine dem Fahrerwunsch entsprechende Ent­ wicklung der Fahrzeugverzögerung ergibt. In dieser an­ fänglichen Testphase wird fortlaufend der absolute Bremsschlupf gemessen, was dadurch sehr genau möglich ist, daß mindestens die nicht gebremsten Fahrzeugräder frei rollen und dadurch eine sehr genaue Information über die Fahrzeuggeschwindigkeit erzielbar ist, deren exakte Kenntnis wesentliche Voraussetzung für die exak­ te Schlupf-Bestimmung ist. Die Fahrzeugverzögerung kann ebenfalls sehr genau anhand der Raddrehzahlen der nicht verzögerten Fahrzeugräder bestimmt werden. Das der Bremsung unterzogene Fahrzeugrad kann sehr nahe bis an die "Blockiergrenze" abgebremst werden, da die frei rollenden Fahrzeugräder dem Fahrzeug genügend Seiten­ führungskraft vermitteln, um die erforderliche Stabili­ tät zu gewährleisten. Die Testbremsung wird abgebro­ chen, sobald durch die alleinige Bremsung des Testrades die Fahrzeugverzögerung z nicht weiter anwächst und/ oder das gebremste Fahrzeugrad stärker verzögert wird als es einem vorgegebenen Schwellenwert entspricht. Durch zyklische Durchführung dieser Maßnahmen wird für sämtliche Fahrzeugräder die gültige Reifenkennlinie er­ mittelt, die je nach Dauer der Fahrt bzw. Anzahl der während einer Fahrt ausgeführten Bremsungen mehrfach aktualisiert werden kann, so daß auch Veränderungen der Reifenkennlinien erfaßbar sind, die dann für eine si­ tuationsgerechte Einstellung von Ansprechschwellen z. B. für ein Antiblockiersystem ausgenutzt werden können.
Da über die Hinterräder geringere Fahrzeugverzögerungen erreichbar sind als über die Vorderräder, ist es vor­ teilhaft, wenn die Testbremsphasen in der durch die Merkmale der Ansprüche 2 bis 4 angegebenen "Reihenfol­ ge" durchgeführt werden.
Desweiteren ist es vorteilhaft, wenn bei einer Durch­ führung der Testbremsphase an einem angetriebenen Fahr­ zeugrad dieses vom Antriebsstrang des Fahrzeuges abge­ kuppelt wird, damit eine Rückwirkung des Antriebsstran­ ges auf das gebremste Fahrzeugrad ausgeschlossen wird.
Der Fahrerwunsch "Zielbremsung" kann alternativ oder in Kombination daran erkannt werden, daß der Fahrer das Bremspedal der Bremsanlage mit einer Kraft betätigt, die kleiner als ein vorgegebener Schwellenwert ist oder daran, daß die Fahrzeugverzögerung kleiner gehalten wird als ein einstellbar vorgegebener Schwellenwert sehr genau auch daran, daß der Bremsdruck, den der Fah­ rer durch Betätigung des Bremsgeräts in die Bremsanlage einsteuert, kleiner ist als ein Schwellenwert.
Anstelle einer tabellarischen Eingabe gemessener Kraft­ schluß-Schlupf-Wertepaare in einen Speicher einer elek­ tronischen Steuereinheit ist es vorteilhaft, die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren ermittelten Reifenkenn­ linien fortlaufend zu generieren, wie gemäß den Ansprü­ chen 9 und 10 vorgesehen.
Hinsichtlich eines zur Durchführung und Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeigneten Schlupf-Rege­ lungssystems ist durch die Merkmale des Anspruchs 11 und in weiterer Ausgestaltung durch diejenigen der An­ sprüche 12 und 13 eine konstruktiv einfache und raum­ sparende, insbesondere funktionssichere Gestaltung ei­ nes im Rahmen der Bremsanlage des Fahrzeuges vorgesehe­ nen Bremsgeräts angegeben, bei dem geschlossene Brems­ kreise ausnutzbar sind, was aus sicherheitstechnischen Gründen besonders vorteilhaft ist.
Mittels eines gemäß Anspruch 14 vorgesehenen, zwischen den dem Vorderachs-Bremskreis der Bremsanlage des Fahr­ zeuges zugeordneten Ausgangsdruckraum des Tandem-Haupt­ zylinders und die zu den Vorderradbremsen weiterführen­ de Hauptbremsleitung des Vorderachs-Bremskreises ge­ schalteten, als Druckumsetzer wirkenden Sekundärzylin­ ders, der seinerseits einen Steuerdruckraum hat, in den ein steuerbarer Ausgangsdruck der Steuerdruckquelle einkoppelbar ist, der dem im Ausgangsdruckraum dieses Sekundärzylinders allein durch Betätigung des Hauptzy­ linders erzeugbaren Ausgangsdruck additiv überlagerbar ist, wird zusätzliche Variabilität hinsichtlich der Bremskraft-Verteilungs-Steuerung erzielt, wobei es vor­ teilhaft ist, wenn dem Sekundärzylinder ein eigener Steuerdruckausgang der Steuerdruckquelle zugeordnet ist.
Mittels eines gemäß Anspruch 16 vorgesehenen Drucksen­ sors, der ein für den Druck im Tandem-Hauptzylinder charakteristisches elektrisches Ausgangssignal erzeugt, ist auf einfache Weise der hinsichtlich der erwünschten Fahrzeugverzögerung bestehende Fahrerwunsch erkennbar.
Gemäß den Ansprüchen 17 und 18 vorgesehene Drucksenso­ ren, die für den am jeweiligen Druckausgang der Steuer­ druckquelle bereitgestellten Steuerdruck charakteristi­ sche elektrische Ausgangssignale bzw. für die in die einzelnen Radbremsen eingekoppelten Bremsdrücke charak­ teristische elektrische Ausgangssignale erzeugen, die der elektronischen Steuereinheit als Informations-Ein­ gaben zugeleitet sind, ermöglichen eine genau dosierte Druckzumessung zu den einzelnen Radbremsen unter Wah­ rung optimaler dynamischer Stabilität des Fahrzeuges.
Sowohl zur Erkennung von Kurvenfahrt-Situationen als auch zur Steuerung der Bremskraftverteilung auf die einzelnen Fahrzeugräder im Sinne z. B. einer gleichmäßi­ gen Kraftschlußausnutzung an sämtlichen Fahrzeugrädern, ist es vorteilhaft, wenn das Fahrzeug mit einem Querbe­ schleunigungssensor und/oder einem Gierwinkelsensor ausgerüstet ist, der mittels der elektronischen Steuer­ einheit des Schlupf-Regelungssystems verarbeitbare elektrische Ausgangssignale erzeugt.
Zur Erkennung des Fahrerwunsches "Zielbremsung" oder "Vollbremsung" ist es auch vorteilhaft, wenn ein Kraft- Sensor vorgesehen ist, der ein für die Kraft, mit der der Fahrer das Bremspedal der Bremsanlage betätigt, charakteristisches elektrisches Ausgangssignal erzeugt, durch das, wenn der Signalpegel einen Schwellenwert überschreitet, die Durchführung einer Testbremsphase abgebrochen oder deren Einleitung von vornherein ver­ hindert wird.
Das erfindungsgemäße Verfahren und ein zu seiner Durch­ führung geeignetes Schlupf-Regelungssystem werden nach­ folgend mit Bezug auf eine Fahrzeugbremsanlage anhand der Zeichnung näher beschrieben und erläutert. Es zei­ gen:
Fig. 1 eine mit einem erfindungsgemäßen Bremsschlupf- Regelungssystem ausgerüstete hydraulische Zwei­ kreis-Bremsanlage eines Fahrzeuges in verein­ fachter, schematischer Blockschaltbilddarstel­ lung;
Fig. 2 konstruktive Einzelheiten eines im Rahmen der Bremsanlage gemäß Fig. 1 einsetzbaren Bremsge­ räts;
Fig. 3 ein Detail des Tandem-Hauptzylinders des Brems­ geräts gemäß Fig. 2 und
Fig. 4 eine Kraftschluß-/Bremsschlupf-Reifenkennlinie zur Erläuterung der Funktion des Schlupf-Rege­ lungssystems gemäß Fig. 1.
Durch die in der Fig. 1 ihrem grundsätzlichen Aufbau nach dargestellte, insgesamt mit 10 bezeichnete hydrau­ lische Zweikreis-Bremsanlage ist ein Straßenfahrzeug repräsentiert, das mit einem komplexen Schlupf-Rege­ lungssystem ausgerüstet ist, das dem Fahrzeug, unbe­ schadet der Möglichkeit einer Ausnutzung hoher Fahr­ zeugbeschleunigungen und -verzögerungen in den statis­ tisch bedeutsamen Fahrsituationen ein hohes Maß an dy­ namischer Stabilität und damit Sicherheit im Fahrbe­ trieb ermöglicht. Dieses Schlupf-Regelungssystem ver­ mittelt die Funktionen sowohl eines Antiblockiersystems (ABS), als auch die einer Antriebs-Schlupf-Regelung (ASR), wie auch diejenige einer - elektronischen - Bremskraft-Verteilungssteuerung (EBKV), welche geeignet ist, dem Fahrzeug erwünschte Bremskraftverteilung auf­ zuprägen, die z. B. bei einer Teilbremsung der Ausnut­ zung erhöhter Hinterachs-Bremskraftanteile entsprechen kann und bei einer Vollbremsung einer idealen Brems­ kraftverteilung, die im wesentlichen gleicher Kraft­ schlußausnutzung an den - gebremsten - Vorder- und Hin­ terrädern des Fahrzeugs entspricht.
Darüber hinaus ist das Schlupf-Regelungssystem dahinge­ hend ausgelegt, daß die Radbremsen in jeder beliebigen Kombination und unabhängig von dem Fahrbetrieb, sei es daß sich das Fahrzeug in beschleunigter oder verzöger­ ter oder in einer Fahrt mit gleichförmiger Geschwindig­ keit befindet, selbsttätig aktivierbar sind, wobei die einzelnen Beiträge der über die Radbremsen entfalteten Bremskräfte individuell einstellbar sind.
Um diese Funktionen zu erzielen, ist die Bremsanlage 10 mehr im einzelnen wie nachfolgend erläutert aufgebaut, wobei zur Erläuterung konstruktiver und funktioneller Details der Bremsanlage 10 auch auf die Fig. 2 Bezug genommen sei.
Für das Fahrzeug wird zum Zweck der Erläuterung voraus­ gesetzt, daß es einen Hinterachs-Antrieb hat, bei dem die Möglichkeit einer automatischen "Unterbrechung" des Antriebsstranges vorgesehen ist, sei es dadurch, daß das Fahrzeug ein automatisches Getriebe hat, das wäh­ rend der Fahrt, insbesondere im Bremsbetrieb des Fahr­ zeuges, selbsttätig auf Leerlauf geschaltet werden kann, oder dadurch, daß, falls das Fahrzeug mit einem Schaltgetriebe ausgerüstet ist, ein elektrisch steuer­ bares Lösen und Wiedereinrücken der Kupplung möglich ist, über die der Antriebsmotor und das Getriebe mit­ einander kuppelbar sind.
Die zum Lösen der Kupplung und Einschalten der Leer­ laufstellung eines automatischen Getriebes erforderli­ chen Einrichtungen sind, der Einfachheit der Darstel­ lung halber, in den Zeichnungsfiguren nicht dargestellt.
Für die Bremsanlage 10 ist, zum Zweck der Erläuterung, weiter vorausgesetzt, daß die linke Vorderradbremse (VL) 11 und die rechte Vorderradbremse (VR) 12 zu einem Vorderachs-Bremskreis I und die linke Hinterradbremse (HL) 13 und die rechte Hinterradbremse (HR) 14 zu einem Hinterachs-Bremskreis II zusammengefaßt sind.
Das zur Bremsdruckversorgung der beiden Bremskreise I und II vorgesehene, insgesamt mit 16 bezeichnete Brems­ gerät der Bremsanlage 10, das einen dem Vorderachs- Bremskreis I zugeordneten Druckausgang 19 hat, an den die zu den Vorderradbremsen 11 und 12 hin sich verzwei­ gende Hauptbremsleitung 22 des Vorderachs-Bremskreises I angeschlossen ist und einen dem Hinterachs-Bremskreis II zugeordneten Druckausgang 21, an den die sich zu den Hinterradbremsen 13 und 14 hin verzweigende Hauptbrems­ leitung 23 des Hinterachs-Bremskreises II angeschlossen ist, umfaßt einen gestuften Tandem-Hauptzylinder 16′ spezieller Bauart, deren konstruktive Einzelheiten der Fig. 2 entnehmbar sind, der mittels eines Bremspedals 17 über einen Bremskraftverstärker 18, der als hydrau­ lischer oder als pneumatischer Bremskraftverstärker ausgebildet sein kann, betätigbar ist und einen dem Vorderachs-Bremskreis I zugeordneten Druckausgang 19′ hat, an den ein im wesentlichen als Druckumsetzer fun­ gierender Sekundärzylinder 16′′ angeschlossen ist, des­ sen Druckausgang 19′′ unmittelbar mit dem dem Vorder­ achs-Bremskreis I zugeordneten Druckausgang 19 des Bremsgeräts 16 verbunden ist, sowie einen dem Hinter­ achs-Bremskreis II zugeordneten Druckausgang 21′, der unmittelbar mit dem dem Hinterachs-Bremskreis II zuge­ ordneten Druckausgang 21 des Bremsgeräts 16 verbunden ist oder diesen unmittelbar bildet.
Die Bremssättel 24 bzw. 25 der Vorderradbremsen 11 und 12 bzw. der Hinterradbremsen 13 und 14, die jeweils als Scheibenbremsen ausgebildet sind, sind als Zwei-Kolben- Sättel vorausgesetzt, die an den Vorderradbremsen je­ weils identisch ausgelegt sind und an den Hinterrad­ bremsen ebenfalls eine identische, von derjenigen der Vorderradbremsen jedoch unterschiedliche Auslegung ha­ ben, die im Sinne einer Festabstimmung der Vorderachs-/ Hinterachs-Bremskraftverteilung auf dynamisch-stabiles Verzögerungsverhalten des Fahrzeuges im gesamten Brems­ bereich - Teilbremsung bis Vollbremsung - getroffen ist.
Es versteht sich jedoch, daß anstelle von Zweikolben- Sätteln 24 und 25 auch Vierkolben-Bremssättel mit je­ weils zwei Kolbenpaaren Verwendung finden könnten, wo­ bei - pro Bremse - jeweils nur ein Kolbenpaar der Bremssättel 24 bzw. 25 für eine "normale", d. h. ohne Schlupfregelung erfolgende Bremsung ausgenutzt werden und die weiteren Kolben-Paare zur Schlupf-Regelung aus­ genutzt werden könnten.
Das Fahrzeug ist mit einem Antiblockiersystem (ABS) ausgerüstet, das durch seine in der Fig. 1 insgesamt mit 20 bezeichnete elektrohydraulische Steuereinheit repräsentiert ist.
Für dieses Antiblockiersystem ist beim dargestellten, speziellen Ausführungsbeispiel vorausgesetzt, daß es, um die Bremskreise I und II geschlossen halten zu kön­ nen, nach dem Rückförderprinzip arbeitet, wonach in Bremsdruck-Abbau-Phasen der Antiblockierregelung aus den Vorderradbremsen 11 und/oder 12 bzw. den Hinterrad­ bremsen 13 und/oder 14 abgelassene Bremsflüssigkeit wieder in die Hauptbremsleitung 22 und/oder 23 des Vor­ derachs-Bremskreises I bzw. des Hinterachs-Bremskreises II und über diese zurück zum Bremsgerät 16 gepumpt wird.
Dieses Antiblockiersystem ist - in für sich bekannter Art der Realisierung - dahingehend ausgebildet, daß an den Radbremsen 11 und 12 bzw. 13 und 14 des jeweiligen Bremskreises I bzw. II "gegenphasige" Bremsdruck-Ände­ rungen möglich sind, d. h., daß an der einen Radbremse 11 oder 12 bzw. 13 oder 14 des jeweiligen Bremskreises I bzw. II Bremsdruck ab- oder aufgebaut werden kann, während an der anderen Radbremse des jeweiligen Brems­ kreises I bzw. II Bremsdruck wieder aufgebaut wird.
Demgemäß sind im Rahmen der elektrohydraulischen Steu­ ereinheit 20 des Antiblockiersystems dem Vorderachs- Bremskreis I und dem Hinterachs-Bremskreis II die ein­ zeln zugeordneten Untereinheiten 20′ und 20′′ vorgese­ hen, die je für sich gesehen, einen im vorstehenden Sinne erläuterten gegenphasigen Bremsdruckabbau bzw. Bremsdruckaufbau an der linken Vorderradbremse 11 und der rechten Vorderradbremse 12 bzw. der linken Hinter­ radbremse 13 und der rechten Hinterradbremse 14 des Fahrzeuges ermöglichen.
Die dem Vorderachs-Bremskreis I zugeordnete Unterein­ heit 20′ der elektrohydraulischen Steuereinheit 20 des Antiblockiersystems umfaßt in für sich bekannter Schal­ tungsanordnung 2 der linken Vorderradbremse 11 und der rechten Vorderradbremse 12 die einzeln zugeordneten Ein­ laßventile 26 und 27, mittels derer die von der Ver­ zweigungsstelle 28 der Hauptbremsleitung 22 des Vorder­ achs-Bremskreises I ausgehenden, zu den einzelnen Rad­ bremsen 11 und 12 führenden Bremsleitungszweige 22′ und 22′′ einzeln freigebbar und absperrbar sind. Diese Ein­ laßventile 26 und 27 sind - beim dargestellten Ausfüh­ rungsbeispiel - als 2/2-Wege-Magnetventile ausgebildet, deren Grundstellung 0 ihre Durchflußstellung ist, in der die Vorderradbremsen 11 und 12 mit dem dem Vorder­ achs-Bremskreis I zugeordneten Druckausgang 19 des Bremsgeräts 16 kommunizierend verbunden sind, und deren erregte Stellung I ihre Sperrstellung ist, in welcher die Vorderradbremsen 11 und 12 gegen die Verzweigungs­ stelle 28 der Hauptbremsleitung 22 des Vorderachs- Bremskreises I und damit auch gegen den diesem zugeord­ neten Druckausgang 19 des Bremsgeräts 16 abgesperrt sind.
Weiter umfaßt die Untereinheit 20′ der elektrohydrauli­ schen Steuereinheit 20 des Antiblockiersystems den Vor­ derradbremsen 11 und 12 je einzeln zugeordnete Auslaß­ ventile 29 und 30, mittels derer die beiden Vorderrad­ bremsen 11 und 12 - einzeln oder gemeinsam - an eine Rücklaufleitung 31 des Vorderachs-Bremskreises I an­ schließbar sind, aus der mittels einer dem Vorderachs- Bremskreis I zugeordneten Rückförderpumpe 32 in Brems­ druck-Abbau-Phasen der Bremsdruck-Regelung an minde­ stens einer der Vorderradbremsen 11 und/oder 12 abge­ lassene Bremsflüssigkeit in die Hauptbremsleitung 22 des Vorderachs-Bremskreises I und über diese in das Bremsgerät 16 zurückgepumpt werden kann.
Die Auslaßventile 29 und 30 des Vorderachs-Bremskreises I sind, gemäß der Darstellung der Fig. 1, als 2/2-Wege- Magnetventile ausgebildet, deren Grundstellung 0 ihre Sperrstellung ist, in welcher die Radbremse(n) 11 und/ oder 12 gegen die Rücklaufleitung 31 abgesperrt ist/ sind, und deren erregte Stellung I ihre Durchflußstel­ lung ist, in welcher die Radbremse(n) 11 und/oder 12 des Vorderachs-Bremskreises I an die Rücklaufleitung 31 angeschlossen ist/sind.
An die Rücklaufleitung 31 des Vorderachs-Bremskreises I ist ein Niederdruckspeicher 33 angeschlossen, der in üblicher Gestaltung als Kolben-Feder-Speicher ausgebil­ det ist und in Bremsdruck-Abbauphasen, die am Vorder­ achs-Bremskreis I erfolgen, abgelassene Bremsflüssig­ keit rasch aufnehmen kann, um die erforderliche schnel­ le Druckentlastung der jeweiligen Vorderradbremse 11 bzw. 12 erzielen zu können, wobei die Rückförderpumpe 32, die über ein Eingangs-Rückschlagventil an den Nie­ derdruck-Speicher 31 und über ein Ausgangs-Rückschlag­ ventil an die Hauptbremsleitung 22 des Vorderachs- Bremskreises I angeschlossen ist, die abgelassene Bremsflüssigkeit erforderlichenfalls aus dem Nieder­ druckspeicher 33 in das Bremsgerät 16 zurückpumpt.
Mit hierzu analoger Schaltungsverknüpfung und Funktion umfaßt die dem Hinterachs-Bremskreis II zugeordnete Un­ tereinheit 20′ der elektrohydraulischen Steuereinheit 20 des Antiblockiersystems den Hinterradbremsen 13 und 14 einzeln zugeordnete Einlaßventile 34 und 35, mittels derer die von einer Verzweigungsstelle 36 der Haupt­ bremsleitung 23 des Hinterachs-Bremskreises II zu des­ sen Radbremsen 13 und 14 weiterführenden Bremsleitungs­ zweige 23′ und 23′′ je einzeln freigebbar bzw. absperr­ bar sind, sowie den Radbremsen 13 und 14 des Hinter­ achs-Bremskreises II einzeln zugeordnete Auslaßventile 37 und 38, mittels derer die Radbremsen 13 und 14 des Hinterachs-Bremskreises II einzeln oder gemeinsam an eine Rücklaufleitung 31′ des Hinterachs-Bremskreises II anschließbar bzw. gegen diese absperrbar sind, wie auch eine dem Hinterachs-Bremskreis II zugeordnete Rückför­ derpumpe 32′ sowie einen an die Rücklaufleitung 31′ des Hinterachs-Bremskreises II angeschlossenen Niederdruck­ speicher 33′, aus der/dem in Bremsdruckabbauphasen, die am Hinterachs-Bremskreis II erforderlich sind, abgelas­ sene Bremsflüssigkeit in die Abflußleitung 23 des Hin­ terachs-Bremskreises II bzw. den diesem zugeordneten Funktionsteil des Bremsgeräts 16 der Bremsanlage 10 zu­ rückpumpbar ist.
Die Rückförderpumpen 22 und 22′ des Vorderachs-Brems­ kreises I und des Hinterachs-Bremskreises II können, wie nicht eigens dargestellt, als Kolbenpumpen, insbe­ sondere als Freikolbenpumpen ausgebildet sein, die ei­ nen gemeinsamen Exzenterantrieb haben.
Im Rahmen des Schlupf-Regelungs-Systems der Bremsanlage 10 ist weiter eine insgesamt mit 40 bezeichnete Steuer­ druckquelle vorgesehen, die einen dem Vorderachs-Brems­ kreis I zugeordneten Steuerdruckausgang 41 und einen dem Hinterachs-Bremskreis II zugeordneten Steuerausgang 42 hat, an denen definierte, erforderlichenfalls ver­ schiedene Drücke ps1 und/oder ps2 bereitstellbar sind, wobei diese Drücke ps1 und ps2 einem erwünschten Zeit­ verhalten entsprechend anhebbar und absenkbar sind.
Als Druckerzeugungsaggregat ist eine mittels eines elektrischen Antriebsmotors 43 antreibbare Pumpe 44 vorgesehen, deren Fördermenge als Drehzahl-proportional vorausgesetzt ist, wobei der Elektromotor 43 seiner­ seits hinsichtlich der Drehzahl steuerbar ist, zumin­ dest in Abhängigkeit von der Frequenz einer gepulsten Betriebsspannung oder dem Pegel der Versorgungsspan­ nung, mit der der Elektromotor 43 betrieben wird.
Die Steuerdruckquelle 40 arbeitet zweckmäßigerweise mit Bremsflüssigkeit als Druckmedium, für das ein eigener Vorratsbehälter 45 der Steuerdruckquelle 40 vorgesehen ist.
Die Steuerdruckquelle 40 ist mit einem Druckbegren­ zungsventil 46 versehen, das den am Hochdruckausgang 47 der Pumpe 44 bereitgestellten Ausgangsdruck Ps auf ei­ nen Wert von maximal ca. 80 bar begrenzt.
Zwischen den Hochdruckausgang 47 der Pumpe 44 und die Steuerdruckausgänge 41 und 42 der Steuerdruckquelle 40 ist je ein Auslaß-Steuerventil 48 bzw. 49 geschaltet, mittels derer die Drücke ps1 und ps2 steuerbar sind, die an den Steuerdruckausgängen 41 und 42 der Steuer­ druckquelle 40 bereitstellbar sind. Diese Auslaß-Steu­ erventile 48 und 49 sind als 2/2-Magnetventile ausge­ bildet, die durch elektrische Ausgangssignale einer elektronischen Steuereinheit 50 - gepulst - ansteuerbar sind, die als zentrale Steuereinheit des Schlupf-Rege­ lungssystems vorgesehen ist und auch die für die An­ steuerung der Einlaßventile 26, 27 sowie 34, 35 und der Auslaßventile 21, 30 sowie 37, 38 der elektrohydrauli­ schen Bremsdruck-Steuereinheit 20 des Antiblockiersy­ stems erforderlichen elektrischen Ausgangssignale er­ zeugt, die aus einer vergleichenden sowie differenzie­ renden Verarbeitung von Ausgangssignalen den Fahrzeug­ rädern einzeln zugeordneter Raddrehzahlsensoren 51 ge­ wonnen werden, deren Ausgangssignale nach Pegel und/oder Frequenz die Information über das dynamische Verhalten - Radumfangsgeschwindigkeit, Beschleunigung und Verzö­ gerung - der Fahrzeugräder enthalten.
Zwischen die Steuerdruck-Ausgänge 41 und 42 der Steuer­ druckquelle 40 und deren Vorratsbehälter 45 ist weiter je ein Druckabsenkungs-Steuerventil 52 bzw. 53 geschal­ tet, durch deren z. B. gepulste Ansteuerung, mit Aus­ gangssignalen der elektronischen Steuereinheit 50 die an den Steuerdruckausgängen 41 und 42 der Steuerdruck­ quelle 40 herrschenden Ausgangsdrücke absenkbar sind. Auch die Druckabsenkungs-Steuerventile 52 und 53 sind als 2/2-Wege-Magnetventile ausgebildet.
Die Grundstellungen 0 sowohl der Auslaßsteuerventile 48 und 49 als auch der Druckabsenkungs-Steuerventile 52 und 53 der Steuerdruckquelle 40 sind deren Sperrstel­ lungen, in denen zum einen der Hochdruckausgang 47 der Pumpe 44 gegen die Druckausgänge 41 und 42 der Steuer­ druckquelle 40 abgesperrt ist und zum anderen die Steuerdruckausgänge 41 und 42 der Steuerdruckquelle 40 gegen deren Vorratsbehälter 55 abgesperrt sind. Ihre hierzu alternativen Durchflußstellungen I sind die er­ regten Stellungen, in denen die Steuerdruckausgänge 41 und 42 - alternativ oder gemeinsam - an den Hochdruck­ ausgang 47 der Pumpe angeschlossen sind, alternativ dazu mit dem Vorratsbehälter 45 der Steuerdruckquelle 40 verbunden sind.
Zur Erfassung der an den Steuerdruckausgängen 41 und 42 der Steuerdruckquelle 40 bereitgestellten Ausgangs­ drücke ps1 und ps2 sind je ein Drucksensor 54 bzw. 55 vorgesehen, die für diese Drücke ps1 und ps2 charakte­ ristische elektrische Ausgangssignale erzeugen, die der elektronischen Steuereinheit 50 zugeleitet und von die­ ser verarbeitbar sind.
Als weitere Informations-Eingaben sind der elektroni­ schen Steuereinheit 50 die Ausgangssignale der den Rad­ bremsen 11 bis 14 einzeln zugeordneten Bremsdruck-Sen­ soren 60 zugeleitet, welche für die in die Vorderrad­ bremsen 11 und 12 eingekoppelten Bremsdrücke pvl und pvr sowie für die in die Hinterradbremsen 13 und 14 eingekoppelten Bremsdrücke phl sowie phr charakteri­ stische, von der elektronischen Steuereinheit 50 verar­ beitbare elektrische Ausgangssignale erzeugen.
Zur Erläuterung konstruktiver Details des in der Fig. 1 lediglich schematisch dargestellten Bremsgeräts 16 sei nunmehr auf die diesbezügliche Detaildarstellung der Fig. 2 Bezug genommen: Der Tandem-Hauptzylinder 16′ ist als sogenannter Stufen-Hauptzylinder ausgebildet, bei dem der die eine axial bewegliche Begrenzung seines Primär-Ausgangsdruckraumes 56 bildende Primärkolben 58 und der die axial bewegliche Begrenzung eines Sekundär- Ausgangsdruckraumes 57 bildende Sekundärkolben 59 un­ terschiedliche Querschnittsflächen A1 und A2 haben, wobei die Querschnittsfläche A1 des Primärkolbens 58 die größere ist.
Zwischen der Bohrungsstufe 61, in welcher der Primär­ kolben 58 druckdicht verschiebbar geführt ist, an dem über eine Druckstange 62 die mittels des Bremskraft­ verstärkers 18 verstärkte Betätigungskraft angreift, und der Bohrungsstufe 63 des insgesamt mit 64 bezeichneten Hauptzylindergehäuses, in welcher der die axial beweg­ liche Begrenzung des Sekundär-Ausgangsdruckraumes 57 bildende Sekundärkolben 59 druckdicht verschiebbar ge­ führt ist, erstreckt sich eine weitere, zentrale Boh­ rungsstufe 66, welche über eine Ringschulter 67 an die die gehäusefeste, radiale Begrenzung des Primär-Aus­ gangsdruckraumes 56 bildende Bohrungsstufe 61 an­ schließt und gegenüber derjenigen Bohrungsstufe 63, in welcher der Sekundärkolben 59 druckdicht verschiebbar geführt ist, durch eine Zwischenwand 68 des Zylinderge­ häuses 64 abgegrenzt ist.
In dieser zentralen Bohrungsstufe 66 ist ein die innere axial bewegliche Begrenzung des Primär-Ausgangsdruck­ raumes 56 bildender Betätigungskolben 69 druckdicht verschiebbar geführt, der mittels eines schlanken, axialen Stößels 71, der durch eine zentrale Bohrung 72 der Zwischenwand 68 des Hauptzylinders 64 druckdicht verschiebbar hindurchtritt, zentral an einem inneren Kolbenflansch 73 des Sekundärkolbens 59 abstützbar ist, dessen den Sekundär-Ausgangsdruckraum 57 unmittelbar begrenzender, "äußerer" Kolbenflansch 74 mit dem inne­ ren Kolbenflansch 73 über eine geschlitzte Kolbenstange 76 verbunden ist, durch deren Schlitz ein gehäusefestes Anschlagröhrchen 77 radial hindurchtritt, das mit einer zum Bremsflüssigkeits-Vorratsbehälter 78 führenden Ge­ häusekanal 79 in kommunizierender Verbindung steht und mit Öffnungen 81 versehen ist, über die Bremsflüssig­ keit in den sich zwischen den beiden Kolbenflanschen 73 und 74 des Sekundärkolbens 59 erstreckenden Nachlauf­ raum 82 überströmen kann.
Der den Sekundär-Ausgangsdruckraum 57 beweglich begren­ zende Flansch 74 des Sekundärkolbens 59 ist mit einem insgesamt mit 83 bezeichneten Zentralventil versehen, das in der dargestellten, dem nicht betätigten Zustand der Bremsanlage entsprechenden Grundstellung des Sekun­ därkolbens 59 durch Anschlagwirkung zwischen einem Stößel seines Ventilkörpers und dem Anschlagröhrchen 77 in seiner Offen-Stellung gehalten ist, so daß zwischen dem Sekundär-Ausgangsdruckraum 57 und dem Bremsflüssig­ keits-Vorratsbehälter 78 über den Nachlaufraum 82 ein Druckausgleich möglich ist, wobei das Zentralventil 83 nach einem kleinen Anfangsabschnitt des Bremsdruckauf­ bau-Hubes des Sekundärkolbens 59 in seine Schließ-Posi­ tion gelangt, in welcher der Druckaufbau im Sekundär- Ausgangsdruckraum 57 möglich ist. Zum entsprechenden Druckausgleich in dem dem Vorderachs-Bremskreis I zuge­ ordneten Primär-Ausgangsdruckraum 56 ist eine mit dem Bremsflüssigkeits-Vorratsbehälter 78 in kommunizieren­ der Verbindung stehende Ausgleichsbohrung 84 vorgese­ hen, deren druckraumseitige Mündungsöffnung in der dem nicht betätigten Zustand der Bremsanlage 10 entspre­ chenden Grundstellung des Primärkolbens 58 freigegeben ist und nach einem kleinen Anfangsabschnitt des Brems­ druckaufbau-Hubes des Primärkolbens 58 gegen den Pri­ mär-Ausgangsdruckraum 56 abgesperrt ist, wonach in die­ sem bei weiterer Kolbenverschiebung Bremsdruck aufbau­ bar ist.
Der von dem axialen Stößel 71 des Betätigungskolbens 69 durchsetzte, axial gehäusefest durch die Zwischenwand 68 des Gehäuses 64 und axial beweglich durch den Betä­ tigungskolben 69 begrenzte Ringraum 86, dessen ringför­ mige Querschnittsfläche um die Querschnittsfläche A4 des axialen Stößels 71 kleiner ist als die Gesamt-Quer­ schnittsfläche A3 des Betätigungskolbens 69, auf der dieser mit dem im Primär-Ausgangsdruckraum 56 erzeugten Druck beaufschlagbar ist, ist über einen weiteren Ge­ häusekanal 87 permanent mit dem Bremsflüssigkeits-Vor­ ratsbehälter 78 verbunden und daher drucklos gehalten.
Der innere Kolbenflansch 73 des Sekundärkolbens 59 ist, wie am besten aus der Detaildarstellung der Fig. 2a er­ sichtlich, mit einer zu der Zwischenwand 68 des Gehäu­ ses 64 hin offenen Sackbohrung 88 versehen, in welcher der freie Endabschnitt 71′ des axialen Stößels 71 des Betätigungskolbens 69 druckdicht verschiebbar geführt ist, wobei eine die diesbezügliche Abdichtung zwischen dem Stößel 71, 71′ und dem Sekundärkolben 59 vermitteln­ de Ringdichtung 89 kolbenfest an der der Zwischenwand 68 des Gehäuses zugewandten Seite des Sekundärkolben­ flansches 73 angeordnet ist.
In der dargestellten Grundstellung des Sekundärkolbens 59 und des Betätigungskolbens 69 ist dessen Stößel 71 mit der Endstirnfläche seines Endabschnittes 71′ am Grund 91 der Sackbohrung 88 axial abgestützt.
In die Sackbohrung 88 des inneren Kolbenflansches 73 des Sekundärkolbens 59 mündet eine zentrale Ausgleichs­ bohrung 92 kleineren Durchmessers, über die bei Rela­ tivbewegungen zwischen dem Sekundärkolben 59 und dem Betätigungskolben 69 Bremsflüssigkeit aus dem Nachlauf­ raum 82 in die Sackbohrung 88 nachströmen bzw. aus die­ ser in den Nachlaufraum 82 verdrängt werden kann.
Der mittels der kolbenfesten Ringdichtung 89 radial in­ nen und mittels einer Dichtmanschette 93 des inneren Kolbenflansches 73 radial außen gegen den Nachlaufraum 82 und mittels der gehäusefesten, innerhalb der zentra­ len Bohrung 72 der Zwischenwand 68 angeordneten Ring­ dichtung 94 gegen den drucklosen Ringraum 68 abgedich­ tete, vom freien Endabschnitt 71′ des Stößels 71 des Betätigungskolbens 69 axial durchsetzte Ringraum 96 ist über einen Steueranschluß 97 mit dem dem Hinterachs- Bremskreis II zugeordneten Steuerdruckausgang 42 der Steuerdruckquelle 40 verbunden und bildet somit einen Steuerdruckraum, durch dessen Beaufschlagung mit dem Ausgangsdruck ps2 der Steuerdruckquelle 40 der über den Druckausgang 21′ des Sekundär-Ausgangsdruckraumes 57 des Tandem-Hauptzylinders 16′ in die Hinterradbremsen 13 und 14 einkoppelbare Bremsdruck gezielt veränderbar ist, wodurch die Vorderachs-/Hinterachs-Bremskraft­ verteilung entsprechend veränderbar ist.
Der Primärkolben 58, der Sekundärkolben 59 und damit auch der Betätigungskolben 69 werden durch Rückstellfe­ dern 98 und 99 in ihre durch Anschlagwirkung markierten Grundstellungen gedrängt, wobei die am Primärkolben 58 angreifende Rückstellfeder 98 an dem Betätigungskolben angreift, dessen Grundstellung somit durch seine axiale Abstützung am Grund 91 der Sackbohrung 88 des Sekundär­ kolbens markiert ist, dessen Grundstellung wiederum durch rückwärtige Anlage seines äußeren Kolbenflansches 74 an dem Anschlagröhrchen 77 markiert ist, wobei die Rückstellfeder 99 des Sekundärkolbens 59 etwas kräfti­ ger sein muß als diejenige des Primärkolbens 58.
Der weiter zum Bremsgerät 16 gehörende Sekundärzylinder 16′′, an dessen Druckausgang 19 die Hauptbremsleitung 22 des Vorderachs-Bremskreises I angeschlossen ist, ist, seinem Aufbau nach, zu dem Tandem-Hauptzylinder 16′ weitgehend analog und vermittelt im "normalen", d. h. einem Schlupf-Regelungsbetrieb nicht unterworfenen Bremsvorgang die Funktion eines 1/1-Druckumsetzers, der den im Primär-Ausgangsdruckraum 56 bei Betätigung des Tandem-Hauptzylinders 16′ aufgebauten Bremsdruck auf den Druckausgang 19 - im wesentlichen ungemindert - überträgt.
Soweit Bau- und Funktionselemente des Sekundärzylinders 16′′ mit Bezugsziffern belegt sind, die gegenüber den für Bau- und Funktionselemente des Tandem-Hauptzylin­ ders 16′ verwendeten Bezugszeichen um 100 erhöht sind, soll dies den Hinweis auf die Baugleichheit oder -ana­ logie der solchermaßen bezeichneten Elemente bedeuten und gleichzeitig auch den Verweis auf die anhand des Tandem-Hauptzylinders 16′ gegebene Beschreibung dieser Funktionselemente beinhalten, um Wiederholungen zu ver­ meiden. Die Beschreibung des Sekundärzylinders 16′ wird daher - im wesentlichen - auf die gegenüber dem Tandem- Hauptzylinder 16′ des Bremsgeräts 16 bestehenden Unter­ schiede beschränkt.
Der funktionell dem Primär-Ausgangsdruckraum 56 des Tandem-Hauptzylinders 16′ entsprechende Druckraum 156, der axial beweglich durch den funktionell dem Betäti­ gungskolben 69 entsprechenden Betätigungskolben 169 be­ grenzt ist, hat hier die Funktion eines Eingangsdruck­ raumes, der über eine Verbindungsleitung 101 mit dem Primär-Ausgangsdruckraum 56 des Tandem-Hauptzylinders 16′ in ständig-kommunizierender Verbindung steht. Die­ ser Eingangsdruckraum 156 ist anstatt durch einen axial beweglichen Primärkolben 58 durch ein gehäusefestes, an das Gehäuse 164 druckdicht angesetztes Zylinder-Ab­ schlußteil 102 abgeschlossen. In der dem nicht betätig­ ten Zustand der Bremsanlage 10 entsprechenden Grund­ stellung des Sekundärkolbens 159 des Sekundärzylinders 16′ und des Betätigungskolbens 169 ist der letztere über einen in axialer Richtung nur wenig ausgedehnten Anschlag-Fortsatz 103 unmittelbar an dem Gehäuse-Ab­ schlußteil 102 - axial - abgestützt.
Die Bohrungsstufe 161, in welcher der Betätigungskolben 169 druckdicht verschiebbar geführt ist, hat dem Betra­ ge nach dieselbe Querschnittsfläche A1 wie die Bohrungs­ stufe 61 des Tandem-Hauptzylinders 16′, in welcher des­ sen Primärkolben 58 druckdicht verschiebbar geführt ist.
Auch die gegenüber der den Betätigungskolben 169 druck­ dicht verschiebbar enthaltenden Bohrungsstufe 161 durch die Zwischenwand 168 abgegrenzte Bohrungsstufe 163, in­ nerhalb derer durch den äußeren Kolbenflansch 174 des Sekundärkolbens 159 der Sekundär-Ausgangsdruckraum 157 des Sekundärzylinders 16′′ axial beweglich begrenzt ist und durch dessen innere Kolbenstufe 173, die durch die geschlitzte Kolbenstange 176 mit der äußeren Kolbenstu­ fe 174 fest verbunden ist, der von dem axialen Stößel 171 des Betätigungskolbens 169 axial durchsetzte Ring­ raum 196 axial beweglich begrenzt ist, hat dieselbe Querschnittsfläche A1 wie der Eingangsdruckraum 156 des Sekundärzylinders 16′′ bzw. der Primär-Ausgangsdruck­ raum 56 des Tandem-Hauptzylinders 16′ des Bremsgeräts 16. Dieser Ringraum 196 steht über seinen Steueranschluß 197 und eine erforderlichenfalls vorhandene Anschluß­ leitung 104 mit dem dem Vorderachs-Bremskreis I zuge­ ordneten Steuerdruckausgang 41 der Steuerdruckquelle 40 in Verbindung.
Bei einer durch Betätigung des Bremspedals 17 gesteuer­ ten Bremsung des Fahrzeuges bewirkt der aus dem Primär- Ausgangsdruckraum 156 des Tandem-Hauptzylinders 16′ in den Eingangsdruckraum 156 des Sekundärzylinders 16′′ angekoppelte Druck PV, daß auf den Betätigungskolben 169 eine in Richtung des Pfeils 106, d. h. in derjenigen Verschieberichtung des Betätigungskolbens 169 und des mit diesem über den Stößel 171 bewegungsgekoppelten Se­ kundärkolbens 159 gerichtete Kraft ausgeübt wird, deren Betrag durch das Produkt A1 · pv gegeben ist, wodurch der Sekundärkolben 159 in Richtung des Pfeils 106 ver­ schoben wird und nach einem kleinen Anfangsabschnitt dieses Verschiebehubes das Zentralventil 183 in seine Sperrstellung gelangt, so daß nunmehr im Sekundär-Aus­ gangsdruckraum 157 des Sekundärzylinders 16′′ ein Druck pVA aufgebaut wird, der betragsmäßig dem bzw. nahezu dem im Primär-Ausgangsdruckraum 56 des Tandem-Hauptzy­ linders 16′ aufgebauten Druck Pv entspricht und als Bremsdruck in den Vorderachs-Bremskreis I eingekoppelt wird.
Durch Einkopplung des an dem dem Hinterachs-Bremskreis II - dem Bremskreis der angetriebenen Fahrzeugräder - zugeordneten Steuerdruckausgang 42 definiert einstell­ baren Druckes ps2 in den Ringraum 96 des Tandem-Haupt­ zylinders 16′ ist es möglich, die Hinterradbremsen 13 und 14 auch dann mit Bremsdruck zu beaufschlagen, wenn der Fahrer das Bremspedal 17 des Tandem-Hauptzylinders 16′ nicht betätigt. Dadurch ist es möglich, an den - angetriebenen - Hinterrädern des Fahrzeuges eine An­ triebs-Schlupf-Regelung zu realisieren, die nach dem Prinzip arbeitet, ein zum Durchdrehen neigendes Fahr­ zeugrad durch - gezielte - Aktivierung seiner Radbremse wieder zu verzögern, um dadurch Drehmoment auf das nicht zum Durchdrehen neigende Fahrzeugrad zu übertra­ gen. Die Auswahl des abzubremsenden Fahrzeugrades er­ folgt dadurch, daß, während die Steuerdruckquelle 40 zur Erzeugung von Steuerdruck am Steuerdruckausgang 42 aktiviert ist, das Einlaßventil 34 oder 35, das der zu aktivierenden Hinterradbremse 13 oder 14 zugeordnet ist, in seiner Grundstellung gehalten wird, während das Einlaßventil 35 oder 34 der Radbremse 14 oder 13 des nicht zum Durchdrehen neigenden Hinterrades in seine Sperrstellung 1 umgeschaltet wird, wobei die elektroni­ sche Steuereinheit 15 die dafür erforderlichen Ansteu­ ersignale aus einer nach bekannten Kriterien erfolgen­ den Verarbeitung der Ausgangssignale der den Fahrzeug­ rädern einzeln zugeordneten Raddrehzahlsensoren 60 er­ zeugt.
Auch während eines vom Fahrer durch Betätigung des Bremspedals 17 gesteuerten Bremsvorganges kann in die Hinterradbremsen zusätzlicher Bremsdruck durch Druckbe­ aufschlagung des Ringraumes 96 des Tandem-Hauptzylin­ ders 16′ eingesteuert werden, um im Teilbremsbereich, d. h. bei relativ niedrigen Fahrzeugverzögerungen, bei denen der maximal ausnutzbare Kraftschlußbeiwert zwi­ schen der Fahrbahn und den gebremsten Fahrzeugrädern nicht völlig ausgenutzt wird, einen erhöhten Hinter­ achs-Bremskraftanteil zu erreichen, um die Vorderrad­ bremsen nicht unnötig zu belasten, damit deren thermi­ sche Beanspruchung möglichst gering gehalten wird und die Bremsenbelastung gleichmäßiger auf die Vorderrad- und die Hinterradbremsen 11 und 12 sowie 13 und 14 "verteilt" wird.
Desgleichen ist es auch möglich, die Radbremsen 11 und 12 der - nicht angetriebenen - Vorderräder des Fahrzeuges dadurch zu aktivieren oder mit einem Brems­ druck zu beaufschlagen, der höher ist als der am Druck­ ausgang 19′ des Tandem-Hauptzylinders 16′ bei einer Be­ tätigung der Bremsanlage erzeugte Ausgangsdruck Pv, daß in den Ringraum 196 des Sekundärzylinders 16′′ ein Steuerdruck ps1 eingekoppelt wird, der auf definiertem Pegel oder mit definierter Anstiegsrate an dem dem Vor­ derachs-Bremskreis 1 zugeordneten Steuerdruckausgang 41 der Steuerdruckquelle 40 bereitgestellt wird.
Eine derartige Einkopplung von Steuerdruck ps1 in den Ringraum 196 des Sekundärzylinders 16′′ kann im Verlauf einer vom Fahrer durch Betätigung des Bremspedals 17 gesteuerten Bremsung erforderlich werden, um eine er­ wünschte - situationsgerechte - Vorderachs-/Hinterachs- Bremskraftverteilung zu erzielen, während eine unab­ hängig von einer vom Fahrer gesteuerten Bremsung erfol­ gende Aktivierung mindestens einer der Radbremsen 11 und/oder 12 der - nicht angetriebenen - Vorderräder des Fahrzeuges z. B. dann erforderlich werden kann, wenn beispielsweise in einer weder beschleunigten noch ver­ zögerten Kurvenfahrt-Situation des Fahrzeuges einem übersteuernden Verhalten des Fahrzeuges und einer damit verbundenen Schleudergefahr nur noch dadurch Rechnung getragen werden kann, daß an den Vorderrädern des Fahr­ zeuges ein Bremsschlupf aufgebaut wird, der gleichzei­ tig eine Minderung der Seitenführungskraft der Vorder­ räder zur Folge hat, so daß das Fahrzeug zwar etwas "aus der Kurve getragen wird", gleichwohl aber noch steuerbar bleibt.
Eine von einer Betätigung der Bremsanlage 10 mittels des Bremspedals 17 unabhängige Aktivierung sowohl der Vorderradbremsen 11 und 12 als auch der Hinterradbrem­ sen 13 und 14 ist auch dann erforderlich, wenn das Fahrzeug mit einer sogenannten "Abstandsregelung" aus­ gerüstet ist, die in Abhängigkeit von dem mittels eines Sensorsystems erfaßbaren Abstand zu einem vorausfah­ renden Fahrzeug, eine Aktivierung der Bremsanlage 10 auslösen soll, wenn dieser Abstand einen als kritisch erachteten Wert unterschreitet.
Die insoweit erläuterten funktionellen Eigenschaften der Bremsanlage 10, im wesentlichen die bei dieser vor­ gesehene Möglichkeit, die Vorderachs-/Hinterachs-Brems­ kraftverteilung in weiten Grenzen definiert verändern zu können, in Kombination mit der Möglichkeit, mittels der Einlaßventile 26 und 27 sowie 34 und 35 und der Auslaßventile 29 und 30 sowie 37 und 38 der elektrohy­ draulischen Bremsdruck-Steuereinheit 20 des Antiblockier­ systems in die einzelnen Radbremsen 11 bis 14 unter­ schiedliche Bremsdrücke einkoppeln zu können und damit entsprechend verschiedene Radbremskräfte einsteuern zu können, eröffnet die Möglichkeit, im Verlauf von Brems­ vorgängen, die während einer Fahrt erforderlich werden sowie auch von Beschleunigungsvorgängen fortlaufend die für die einzelnen Fahrzeugräder jeweils gültigen Rei­ fenkennlinien ermitteln zu können und die solchermaßen gewonnene Kenntnis zu einer z. B. unter dem Gesichts­ punkt einer Optimierung der dynamischen Stabilität des Fahrzeuges geeigneten Schlupfregelung auszunutzen.
Zur Bestimmung der "Reifenkennlinien", d. h. des Zusam­ menhangs zwischen einem an dem jeweiligen Fahrzeugrad ausnutzbaren Kraftschlußbeiwert µB und dem für die Ausnutzung dieses Kraftschlußbeiwerts µB erforderli­ chen - absoluten - Bremsschlupf µB, der durch die Beziehung
gegeben ist, wird, gemäß einer Variante eines diesbe­ züglich geeigneten Verfahrens, dessen Ablauf durch die elektronische Steuereinheit 50 selbsttätig gesteuert wird, wie folgt vorgegangen, wobei vorausgesetzt wird, daß die Bremsung im Verlauf einer Geradeausfahrt des Fahrzeuges erfolgt und der Fahrer eine Zielbremsung durchführen möchte, d. h. eine Bremsung, in deren Ver­ lauf der Fahrer die Kraft Kp, mit der er das Bremspedal 17 betätigt, ab Beginn der Bremsung zunächst relativ langsam steigert, bis eine Fahrzeugverzögerung von etwa 0,2 g (g = 9,81 ms⁻2) erreicht ist und der Fahrer da­ nach die Pedal-Betätigungskraft Kp konstant hält, um die genannte Fahrzeugverzögerung für eine erwünschte Zeit­ spanne aufrechtzuerhalten:
In einer derartigen Situation wird in einer ersten Bremsphase nur eine Radbremse, z. B. die linke Hinter­ radbremse 13 mit Bremsdruck phl beaufschlagt, der so bemessen wird, daß sich die vom Fahrer gewünschte Fahr­ zeugverzögerung z ergibt. Die Auswahl des für die Brem­ sung zunächst herangezogenen Hinterrades erfolgt da­ durch, daß, gesteuert durch Ausgangssignale der elek­ tronischen Steuereinheit 50, die Einlaßventile 26 und 27 der Vorderradbremsen 11 und 12 sowie das Einlaßven­ til 35 der rechten Hinterradbremse in deren Sperrstel­ lungen I geschaltet werden. Um mit dem allein gebrems­ ten, linken Hinterrad die dem Fahrerwunsch entsprechen­ de Fahrzeugverzögerung z zu erreichen, die durch die Beziehung
z = FBlh/Gg (2)
gegeben ist, in der mit FBhl die mittels der linken Hinterradbremse 13 entfaltete Bremskraft und mit Gg das Gesamtgewicht des Fahrzeuges bezeichnet sind, ist es in einer üblichen Auslegung einer Bremsanlage eines Perso­ nenkraftwagens entsprechenden Fällen erforderlich, daß der in die linke Hinterradbremse 13 eingekoppelte Bremsdruck etwa dem 7-fachen desjenigen Druckes ent­ spricht, der im Primär-Ausgangsdruckraum 56 des Tandem- Hauptzylinders 16′ des Bremsgeräts 16 der Bremsanlage 10 aufgebaut wird, wenn der Fahrer das Bremspedal 17 dieses Tandem-Hauptzylinders 16′ mit derjenigen Betäti­ gungskraft Kp betätigt, mit der er die - wunschgemäße - Fahrzeugverzögerung z vorknüpft.
Demgemäß wird in der genannten, einleitenden Phase der Bremsung - durch Aktivierung der Steuerdruckquelle 40 - über deren dem Hinterachs-Bremskreis II zugeordneten Steuerdruckausgang 42 in den dem Hinterachs-Bremskreis II zugeordneten Ringraum 96 des Tandem-Hauptzylinders 16′ ein Steuerdruck ps2 eingekoppelt, durch dessen Wir­ kung auf die diesem ausgesetzte Ringfläche des inneren Kolbenflansches 73 des Sekundärkolbens 59 des Tandem- Hauptzylinders 16′ auf den Sekundärkolben 59 eine zu­ sätzliche, im Sinne einer Druckerhöhung im Sekundär- Ausgangsdruckraum 57 des Tandem-Hauptzylinders 16′ wir­ kende Betätigungskraft ausgeübt wird, durch die im Er­ gebnis die für die Erzielung der erforderlichen Fahr­ zeugverzögerung hinreichende Bremsdruck-Beaufschlagung der linken Hinterradbremse 13 erreicht wird.
Im Verlauf dieser ersten Phase einer Bremsung, die nicht unbedingt eine Zielbremsung sein muß, sondern auch eine Bremsung sein kann, bei der der Fahrer eine möglichst effektive Fahrzeugverzögerung erreichen möch­ te, wird der Steuerdruck ps2, der in den dem Hinter­ achs-Bremskreis II zugeordneten Ringraum 96 des Tandem- Hauptzylinders 16′ eingekoppelt werden muß, auf etwa den 6-fachen Wert des im Primär-Ausgangsdruckraum 56 des Tandem-Hauptzylinders 16′ - durch Pedalbetätigung - erzeugten Druckes eingeregelt. Der im Primär-Ausgangs­ druckraum 56 des Tandem-Hauptzylinders 16′ erzeugte Druck PV wird mittels eines elektronischen Drucksensors 107 überwacht, der ein für den im Primär-Ausgangsdruck­ raum 56 des Tandem-Hauptzylinders herrschenden Druck PV charakteristisches elektrisches Ausgangssignal erzeugt, das als Informationseingabe der elektronischen Steuer­ einheit 50 zugeleitet ist.
Aus einem Vergleich der Ausgangssignale des Drucksen­ sors 107, der den Primär-Ausgangsdruck des Tandem- Hauptzylinders 16′ überwacht sowie des Drucksensors 55, der ein für den an dem Steuerdruckausgang 42 der Steu­ erdruckquelle 40 herrschenden Druck charakteristisches elektrisches Ausgangssignal erzeugt, erzeugt die elek­ tronische Steuereinheit 50, die Ansteuersignale für die Aktivierung des Motors 43 der Pumpe 47 sowie für das Auslaßsteuerventil 49 und erforderlichenfalls das Druckabsenkungssteuerventil 53 der Steuerdruckquelle durch die der am Steuerausgang 42 abgegebene Druck auf dem erforderlichen Wert gehalten wird.
In dieser ersten - einleitenden - Bremsphase wird aus einer Auswertung der Ausgangssignale der Raddrehzahl­ sensoren 51 fortlaufend der absolute Bremsschlupf gemäß der Beziehung (1) ermittelt, der sehr genau bestimmbar ist, da mit den Ausgangssignalen insbesondere der den nicht gebremsten Vorderrädern zugeordnete Raddrehzahl­ sensoren Signale zur Verfügung stehen, die ein sehr ge­ naues Maß für die Fahrzeuggeschwindigkeit vF sind.
Aus einer zeitlich differenzierenden Verarbeitung der Ausgangssignale der den nicht angetriebenen Vorderrä­ dern zugeordneten Raddrehzahlsensoren 51 ist auch die Fahrzeugverzögerung z sehr genau bestimmbar, die gemäß der Beziehung (2) mit der mittels des gebremsten linken Hinterrades ausübbaren Radbremskraft FBhl verknüpft ist, die der Berechnung
FBhl = µBhl · FGHA/2 (3)
genügt, so daß auch die Beziehung
in welcher mit FGHA/2 die an dem gebremsten Hinterrad wirksame Normalkraft (Radlast) bezeichnet ist, die der halben Hinterachslast entspricht und mit µBhl der bei der jeweiligen Verzögerung und dem mit dieser ver­ knüpften Bremsschlupf λBlh ausgenutzte, zwischen der Fahrbahn und dem gebremsten Fahrzeugrad wirksame Kraft­ schlußbeiwert bezeichnet sind.
Unter Berücksichtigung der bei einer Bremsung auftre­ tenden dynamischen Achs- bzw. Radlastverlagerung, die für die gesamte Hinterachslast FGHA durch die Beziehung
FGHA = (Ψ - z · χ) · Gg (4)
gegeben ist,
in welcher mit Ψ der auf das Fahrzeuggewicht Gg bezo­ gene Hinterachslastanteil und mit χ die radstandsbe­ zogene Schwerpunktshöhe des Fahrzeuges bezeichnet sind (vgl. Burkhardt, Fahrwerktechnik: Bremsdynamik und PKW- Bremsanlagen Vogelbuchverlag, 1. Auflage 1991, ISBN 3-8023-0184-6, Seiten 74 bis 80), folgt aus den Bezie­ hungen (2), (3) und (4) unmittelbar:
Durch eine mittels der elektronischen Steuereinheit 50 selbsttätig ausgeführte Auswertung dieser Beziehung (5) ist somit zu den aus den Ausgangssignalen der Raddreh­ zahlsensoren 51 ermittelten Werten des Bremsschlupfes λBlh auch der jeweils zugehörige Kraftschlußbeiwert µBhl ermittelbar und somit im gesamten interessieren­ den Schlupfbereich die sogenannte Reifenkennlinie er­ mittelbar, für die ein typischer Verlauf in der Fig. 4 dargestellt ist, in der als Ordinate der Kraftschluß­ beiwert µB und als Abszisse der absolute Bremsschlupf λB aufgetragen sind.
Dem z. B. für einen Sommerreifen als typisch anzusehen­ den Verlauf der in der Fig. 4 dargestellten Reifenkenn­ linie 108 ist zu entnehmen, daß mit zunehmendem Brems­ schlupf λB zunächst, wie durch den ansteigenden Ast 109 repräsentiert, der ausnutzbare Kraftschlußbeiwert zunimmt und bei einem Bremsschlupf λBom einen Maxi­ malwert µBmax erreicht, bei dessen Ausnutzung auch eine maximale Fahrzeugverzögerung erreichbar ist. Ab diesem Maximum 111 der Reifenkennlinie 108 nimmt, zu größeren Werten des Bremsschlupfes λB der aus­ nutzbare Kraftschlußbeiwert µB wieder ab, was für den praktischen Fall einer Bremsung bedeutet, daß der Bremsschlupf λB nicht über den Wert λBom hinaus ge­ steigert werden darf, da ansonsten - wegen der Abnahme des ausnutzbaren Kraftschlußbeiwertes - das gebremste Rad, dem die Reifenkennlinie 108 entspricht, sehr schnell in den Blockierzustand gelangt, der zwar, wenn das gebremste Rad stillsteht und der dem Bremsschlupf 1 entsprechende Gleitbeiwert µBG erreicht ist, noch ei­ ne durchaus effektive Bremsung des Fahrzeuges ermög­ licht, bei der jedoch dynamische Stabilität des Fahr­ zeuges nicht mehr gewährleistet ist und das Fahrzeug auch nicht mehr lenkbar ist.
Die genaue Kenntnis der Reifenkennlinie 108, mindestens deren Verlauf zwischen dem Koordinatenursprung des Dia­ gramms der Fig. 4 und dem Maximum 111 der Reifenkennli­ nie 108 ist daher Voraussetzung dafür, die Ansprech­ schwellen eines Schlupf-Regelungssystems, z. B. eines Antiblockiersystems hinreichend hoch wählen zu können, damit möglichst hohe Werte des Kraftschlusses µB aus­ nutzbar sind, andererseits aber auch zuverlässig ver­ mieden wird, daß das Maximum der Reifenkennlinie 108 bei einer Bremsung überschritten wird und dadurch das Fahrzeug in einen dynamisch instabilen Zustand geraten könnte.
Die zur Ermittlung der Reifenkennlinie 108 bis zu deren Maximum 111 an nur einem Fahrzeugrad durchgeführte "Testphase" der Bremsung wird abgebrochen, sobald sich der Bremsschlupf λBhl dem Wert λBom nähert, was die elektronische Steuereinheit 50 daran "erkennt", daß die Fahrzeugverzögerung z nicht mehr zunimmt, weil sich der Wert d µB/d λB dem Wert 0 nähert und/oder daran, daß das gebremste Fahrzeugrad zunehmend verzögert wird.
Nach der Beendigung dieser "Testphase" wird die Brem­ sung "konventionell" durch Bremsdruck-Beaufschlagung auch der bislang nicht ausgenutzten Radbremsen 11 und 12 sowie 14 fortgesetzt, wobei der Bremsdruck phl an dem als zuerstem gebremsten linken Hinterrades auf das­ selbe Druckniveau gebracht - abgesenkt - wird, auf dem auch die nunmehr aktivierten Radbremsen beaufschlagt sind, wobei dieses Druckniveau phyd für den Fall, daß die Testbremsung an einem Hinterrad des Fahrzeuges be­ gonnen worden ist, durch die Beziehung
phyd = Φ · phydT/2 (6)
gegeben ist, in der mit Φ der Hinterachs-Bremskraft­ anteil einer als fest abgestimmt vorausgesetzten Brems­ kraftverteilung und mit phydT der Bremsdruck der in der Testphase ausgenutzten Radbremse im Zeitpunkt des Ab­ bruches der Testphase bezeichnet sind.
Nachdem auf die geschilderte Weise eine "erste" Reifen­ kennlinie 108 ermittelt worden ist, wird bei einer nächsten Bremsung die Reifenkennlinie eines zweiten Reifens ermittelt, z. B. desjenigen des rechten Hinter­ rades, oder, falls der Fahrer, erkennbar an der Art und Weise, in der er die Bremsanlage 10 betätigt, mit etwas höherer Fahrzeugverzögerung bremsen möchte, die Kennli­ nie eines Vorderrad-Reifens auf analoge Weise ermit­ telt, wobei nunmehr anstelle der Beziehungen (4), (5) und (6) die Beziehungen
FGVA = (1-Ψ + z · χ) · Gg (4′)
sowie
und
phyd = phydT · (1 - Φ)/2 (6′)
gelten.
Die Indizes "l,r" gelten für "links, rechts".
Die Reihenfolge der von Bremsung zu Bremsung erfolgen­ den Bestimmungen der Reifenkennlinien kann zyklisch sein, derart, daß nach der Bestimmung der für ein Hin­ terrad geltenden Reifenkennlinie diejenige eines Vor­ derrades, danach diejenige des anderen Hinterrades und dann wiederum des anderen Vorderrades bestimmt wird usw. oder auch in der Weise, daß, wann immer die Art der Betätigung der Bremsanlage 10 durch den Fahrer er­ kennen läßt, daß dieser mit relativ hoher Fahrzeugver­ zögerung bremsen möchte, die Reifenkennlinie eines Vor­ derrades bestimmt wird und diejenige eines Hinterrades dann, wenn der Fahrer mit relativ niedriger Fahrzeug­ verzögerung bremsen will.
Durch die fortlaufende Ermittelung der Reifenkennlinien sind auch deren Änderungen erfaßbar, die sich z. B. aus Änderungen der Reifentemperatur während einer Fahrt er­ geben und erheblich sein können. Die im Verlauf der Testphasen einer jeden Bremsung gleichsam "punktweise" aus fortlaufend bestimmten Kraftschluß-/Schlupfwerte­ paaren ermittelten Reifenkennlinien können in einem Speicher der elektronischen Steuereinheit 50 in tabel­ larischer Form abgelegt und für einen Vergleich mit ak­ tuell ermittelten Schlupf-Werten bereitgehalten sein, aus dem gleichsam die "Stabilitätsreserve" ermittelbar ist, die in einer fahrdynamischen Situation noch vor­ handen ist, um, z. B. im Falle einer Kurvenfahrt, zuver­ lässig feststellen zu können, ob bei einem gegebenen Bremsschlupf, dasselbe gilt sinngemäß bei einer be­ schleunigten Kurvenfahrt für einen Traktionsschlupf, noch genügend Seitenführungskraftreserve vorhanden ist, oder ob Brems- oder Traktionsschlupf abgebaut werden muß, um das Fahrzeug sicher durch eine Kurve steuern zu können.
In bevorzugter Auslegung der elektronischen Steuerein­ heit generiert diese die jeweils aktuelle Reifenkennli­ nie durch Anpassung einer qualitativ dem Kennlinienver­ lauf 108 entsprechenden Exponentialfunktion an eine Mehrzahl geeigneter Stützstellen, z. B. das Maximum 111 der Reifenkennlinie gemäß Fig. 4 und eine Mehrzahl wei­ terer Stützstellen, die zwischen dem Maximum 111 und dem Koordinatenursprung liegen, wobei diese Exponen­ tialfunktion durch die Beziehung
gegeben ist, in der C1, C2 und C3 - konstante - Reifen­ kennwerte bedeuten. Diese Reifenkennwerte sind so zu bestimmen, daß die angepaßte Kurve gemäß der Beziehung (7) möglichst gut der gemessenen Reifenkennlinie in dem der Messung zugänglichen Bereich entspricht. Zur Be­ stimmung geeignete Werte sind z. B.:
Der maximale Kraftschlußbeiwert µBmax, der Gleitbei­ wert µBG bei λB = 1 und der optimale Bremsschlupf λBom, bei dem der maximale Kraftschlußbeiwert µBmax erreicht ist.
Basierend auf dem Näherungsansatz gemäß der Beziehung (7) ergibt sich das folgende Gleichungssystem
Dieses Gleichungssystem läßt sich durch eine einfache Itteration, die rasch zu einer guten Näherung führt, "lösen", wobei in einer ersten Näherung angenommen wer­ den kann:
(C1)1 = µBmax (7.4)
sowie unter Vernachlässigung der Größe e-C₂:
(C3)1 = (C1)1G (7.5)
woraus sich ergibt
Aus dieser Beziehung kann näherungsweise der Kennwert (c2)1, nach einem der "Regula falsi" entsprechenden Algorithmus rasch durch die elektronische Steuerein­ heit ermittelt werden, woraus sich in einer ersten Nä­ herung die Beziehung ergibt:
Erforderlichenfalls weitere Näherungsschritte können von der elektronischen Steuereinheit 50 nach einfachen Algorithmen durchgeführt werden.
Durch die Ausnutzung einer im wesentlichen der Bezie­ hung (7) entsprechenden, von Fall zu Fall generierbaren Kennlinie 108 ist eine rasche Verarbeitung der gemesse­ nen µB- sowie λB-Daten möglich, wie es für eine ef­ fektive Schlupfregelung erforderlich ist.
In einer für praktische Fälle meist ausreichend guten Näherung kann für die Größe C3 ein Wert zwischen 0,2 und 0,3 angesetzt werden und für den rechnerisch zu bildenden Term
ein Wert von etwa 7, wobei hieraus durch einfache Itera­ tion der Wert C2 bei gemessenem λBom bestimmt werden kann.
Die elektronische Steuereinheit 50 ist auch mit der Fä­ higkeit ausgestattet, in Kurvenfahrt-Situationen auf­ tretende Querbeschleunigungen und daraus resultierende "seitliche" Radlastverlagerungen im Falle einer Kurven­ fahrtbremsung bei der Druckzumessung zu den einzelnen Radbremsen 11, 12 sowie 13 und 14 dahingehend zu berück­ sichtigen, daß an sämtlichen gebremsten Fahrzeugrädern eine Bremskraft-Regelung auf gleiche Kraftschlußausnut­ zung gegeben ist, wodurch eine insoweit optimale Ab­ bremsung des Fahrzeugs erreichbar ist. Die dafür erfor­ derliche Rückmeldung über die in den Radbremsen 11, 12 sowie 13 und 14 herrschenden Bremsdrücke wird durch die diesen einzeln zugeordneten Drucksensoren 60 erzielt.
Die Informationen über die in einer Kurvenfahrt auftre­ tenden Beschleunigungen kann durch Ausgangssignale ei­ nes Querbeschleunigungssensors 112 direkt oder indirekt aus einer Auswertung der unterschiedlichen Raddrehzah­ len der Fahrzeugräder gewonnen werden und/oder durch einen - nicht dargestellten - Lenkwinkelsensor, gegebe­ nenfalls auch durch einen - ebenfalls nicht dargestell­ ten - Gierwinkelsensor.
Bei Kenntnis der Reifenkennlinien für Geradeausfahrt ist im Prinzip auch das gesamte Reifen-Kennlinienfeld bekannt, das für eine Überlagerung von Längs- und Quer­ bewegungen des Fahrzeuges Gültigkeit hat und für die Ermittelung von "Seitenkraft-Reserven" ausnutzbar ist, wenn ein vorgegebener - wie erläutert meßbarer - Längs­ schlupf gegeben ist, wobei für einen Traktionsschlupf zu den für den Bremsschlupf angegebenen Erläuterungen analoge Beziehungen gelten, die mittels der elektroni­ schen Steuereinheit 50 auswertbar und für die Schlupf- Regelung bzw. Steuerung ausnutzbar sind.
Um eine sichere Erkennung des Fahrerwunsches - Ziel­ bremsung oder Vollbremsung - zu ermöglichen, ist das Bremspedal 17 auch mit einem z. B. mit Hilfe von Deh­ nungs-Meßstreifen realisierten Kraftsensor 113 ausge­ rüstet, dessen elektrisches Ausgangssignal ebenfalls der elektronischen Steuereinheit 50 zugeleitet ist. Desweiteren ist ein Winkelstellungsgeber 114 vorgese­ hen, dessen elektrisches Ausgangssignal ein Maß für die Pedalstellung und damit ebenfalls ein Maß für die vom Fahrer gewünschte Fahrzeugverzögerung darstellt. Aus einer differenzierenden Verarbeitung des Ausgangssig­ nals dieses Winkelstellungsgebers 114 gewinnt die elek­ tronische Steuereinheit 50 die Information darüber, wie schnell der Fahrer das Bremspedal 17 betätigt. Ist die­ se Betätigungsgeschwindigkeit sehr hoch, so "schließt" die elektronische Steuereinheit 50 hieraus, daß der Fahrer eine möglichst effektive Bremsung mit höchstmög­ licher Bremsverzögerung auslösen möchte und unterbricht für diesen Fall die Durchführung von Testzyklen.
Desweiteren ist es zur Erkennung des Fahrerwunsches zweckmäßig, wenn auch der Sekundärzylinder 16′′ an sei­ nem Druckausgang 19′′ mit einem Drucksensor 116 verse­ hen ist, mittels dessen der tatsächlich in die Haupt­ bremsleitung (22) des Vorderachs-Bremskreises I einge­ koppelte Druck erfaßbar ist.

Claims (20)

1. Verfahren zur Bestimmung der Kraftschluß-/Schlupf­ kennlinien der Reifen eines Straßenfahrzeuges, das mit einem auf eine Einzelrad-Regelung ausgelegten Antiblockiersystem ausgerüstet ist, wonach im Fahr­ betrieb des Fahrzeuges aus gemessenen Wertepaaren des Schlupfes λ und des bei gegebenem Schlupf aus­ genutzten Kraftschlußbeiwertes µ auf den Verlauf der jeweiligen Reifenkennlinie im gesamten µ/λ- Feld geschlossen wird, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale:
  • a) in einer Anfangsphase einer mit mäßiger Fahr­ zeugverzögerung verknüpften Zielbremsung wird nur die Radbremse eines einzigen Fahrzeugrades mit Bremsdruck beaufschlagt und dieser in der anfänglichen Steigerungsphase des Bremsdruckes so bemessen, daß sich die dem Fahrerwunsch ent­ sprechende - zunehmende - Anfangsverzögerung mindestens annähernd ergibt;
  • b) während dieser anfänglichen Testphase der Brem­ sung wird fortlaufend der absolute Bremsschlupf λB gemäß der Beziehung sowie die mit dem jeweiligen Wert des Brems­ schlupfes λB verknüpfte Kraftschlußausnutzung µB ermittelt, die im Falle der Bremsung eines Hinterrades durch die Beziehung und im Falle einer Bremsung eines Vorderrades durch die Beziehung gegeben ist, wobei in diesen Beziehungen mit vF die Fahrzeuggeschwindigkeit, mit vR die Ge­ schwindigkeit des gebremsten Fahrzeugrades, mit Ψ der Hinterachslastanteil, mit die rad­ standsbezogene Schwerpunkthöhe des Fahrzeuges und mit z die gemessene Bremsverzögerung des Fahrzeuges bezeichnet sind, und wobei als Fahr­ zeuggeschwindigkeit vF ein aus den Radumfangsge­ schwindigkeiten der nicht gebremsten Fahrzeugrä­ der gewonnener Wert in Ansatz gebracht wird;
  • c) sobald durch die alleinige Bremsung des Testra­ des die Fahrzeugverzögerung z nicht weiter an­ wächst und/oder das gebremste Fahrzeugrad stär­ ker verzögert als es einem vorgegebenen Schwel­ lenwert entspricht, wird die Testbremsung abge­ brochen und die Bremsung durch Druckbeaufschla­ gung der weiteren Fahrzeugräder fortgesetzt;
  • d) die den Merkmalen a) bis c) entsprechenden Test- Bremsphasen werden in zyklischer Folge für sämt­ liche Fahrzeugräder durchgeführt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Testbremsung an einem Hinterrad durchge­ führt wird, wenn der Fahrerwunsch einer Bremsung mit mäßiger Fahrzeugverzögerung zwischen 0,1 g und 0,2 g entspricht und an einem Vorderrad, wenn der Fahrerwunsch einer etwas höheren Fahrzeugverzöge­ rung zwischen 0,2 g und 0,4 g entspricht.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß in einem Testzyklus zwei Fahr­ zeugräder gebremst werden, die einen diagonal ge­ genüberliegend angeordnet sind, wenn der Fahrer­ wunsch einer Bremsverzögerung von mehr als 0,4 g entspricht.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Testphase zunächst am Hinterrad und danach am Vorderrad durchgeführt wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer Durchführung der Testbremsphase an einem angetriebenen Fahrzeugrad dieses vom Antriebsstrang des Fahrzeuges abgekup­ pelt wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Betriebssituation "Ziel­ bremsung" des Fahrzeugs daran erkannt wird, daß der Fahrer das Bremspedal (17) der Bremsanlage (10) mit einer Kraft Kp betätigt, die kleiner als ein vor­ zugsweise einstellbar vorgegebener Schwellenwert ist.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Betriebssituation "Ziel­ bremsung" des Fahrzeugs daran erkennbar ist, daß die Fahrzeugverzögerung kleiner ist als ein vor­ zugsweise einstellbar vorgegebener Schwellenwert zmin.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Betriebssituation "Ziel­ bremsung" des Fahrzeugs daran erkannt wird, daß der Bremsdruck, den der Fahrer durch Betätigung des Bremsgeräts (16) in die Bremsanlage (10) einsteu­ ert, kleiner ist als ein vorzugsweise einstellbar vorgegebener Schwellenwert pmin.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß für den anhand von Schlupf- und Verzögerungs- sowie gegebenenfalls Beschleunigungs­ messungen ermittelten Kraftschlußbeiwert-/Schlupf- Zusammenhang, der für das jeweilige Fahrzeugrad gilt, durch Interpolation oder Anpassung einer mit­ tels einer elektronischen Steuereinheit (50) aus­ wertbaren Näherungsbeziehung an charakteristische Stützstellen des durch die Messung erzielten, ge­ speicherten µBB-Wertepaar-Vorrates ein Algo­ rithmus gewonnen wird, der für eine fortlaufende Verarbeitung gemessener λB-Daten in Einheiten des ausgenutzten Kraftschlußbeiwertes ausnutzbar ist.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Ermittelung des aktuell ausgenutzten Kraft­ schlußbeiwertes µB durch Auswertung einer Bezie­ hung der Form erfolgt, in welcher mit C1, C2 und C3 Konstanten bezeichnet sind, die durch Anpassung der Beziehung an
gemessene λB- und µB-Werte gewonnen werden und als Parameter der für die fortlaufende Auswertung genutzten Beziehung gespeichert und fortlaufend ak­ tualisiert werden.
11. Schlupf-Regelungssystem zur Durchführung des Ver­ fahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 10, an einem Straßenfahrzeug, das sowohl mit einem Antiblockier­ system ausgerüstet ist, das eine individuelle Brems­ druckregelung an den einzelnen Fahrzeugrädern ermög­ licht, als auch mit einer Einrichtung zu einer elek­ tronisch gesteuerten Verteilung der über die Vorder­ radbremsen und über die Hinterradbremsen ausübbaren Bremsenkräfte, mit einem einen Tandem-Hauptzylinder umfassenden Bremsgerät und mit einer Steuerdruck­ quelle mit elektrisch steuerbarem Ausgangsdruck, der in einen Steuerdruckraum des Bremsgeräts ein­ koppelbar ist und dadurch dem durch alleinige Pe­ dalbetätigung des Bremsgeräts erzeugbaren Brems­ druck, der in die Hinterradbremsen einkoppelbar ist, additiv überlagert wird, wobei die Steuerdruck­ quelle eine elektronische Steuereinheit umfaßt, welche aus einer Verarbeitung mindestens von Rad­ drehzahlsensor-Ausgangssignalen, die den Fahrzeug­ rädern einzeln zugeordnet sind, sowie von Drucksen­ sor-Ausgangssignalen, mittels derer für die erzeug­ baren Bremsdrücke charakteristische elektrische Signale gewinnbar sind, die für die Steuerung der Bremskraftverteilung erforderlichen Steuersignale erzeugt, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorderrad­ bremsen (11, 12) an den Primär-Ausgangsdruckraum (56) und die Hinterradbremsen (13, 14) an den Sekun­ där-Ausgangsdruckraum (57) des Tandem-Hauptzylin­ ders (16′) angeschlossen sind, daß die die gehäuse­ feste Begrenzung des Sekundär-Ausgangsdruckraumes (57) bildende Bohrungsstufe (63) des Gehäuses (64), innerhalb derer durch einen äußeren Kolbenflansch (74) des Sekundärkolbens (59) der Sekundär-Aus­ gangsdruckraum (57) gegen einen - drucklos gehal­ tenen - Nachlaufraum (82) abgegrenzt ist und dieser durch einen inneren Kolbenflansch (73) gegen einen inneren Abschnitt dieser Bohrungsstufe (63) beweg­ lich abgedichtet ist, durch eine Zwischenwand (68) des Gehäuses (64) gegen eine zentrale Bohrungsstufe (66) abgegrenzt ist, die von der den Primärkolben (58) aufnehmenden Bohrungsstufe (61) ausgeht, deren Querschnittsfläche A1 etwas größer ist als die Querschnittsfläche A3 der zentralen Bohrungsstufe (66), daß in der zentralen Bohrungsstufe (66) ein Betätigungskolben (69) druckdicht verschiebbar ge­ führt ist, der die axial bewegliche - innere - Be­ grenzung des Primär-Ausgangsdruckraumes (56) bildet und diesen gegen einen drucklosen, axial gehäuse­ fest durch die Zwischenwand (68) begrenzten Nach­ laufraum (86) abgrenzt, daß dieser Betätigungskol­ ben (69) mit einem den zentralen Nachlaufraum (86) axial durchsetzenden Stößel (71) versehen ist, der druckdicht verschiebbar durch eine zentrale Bohrung (72) der Zwischenwand (68) hindurchtritt und axial an dem inneren Kolbenflansch (73) des Sekundärkol­ bens (59) abstützbar ist, und daß der durch den in­ neren Kolbenflansch (73) des Sekundärkolbens (59) axial beweglich und durch die Zwischenwand (68) axial gehäusefest begrenzte, von dem Stößel (71) ebenfalls zentral durchsetzte Ringraum (96) an den Druckausgang (42) der steuerbaren Druckquelle (40) angeschlossen ist.
12. Schlupf-Regelungssystem nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der am Sekundärkolben (59) an­ greifende Endabschnitt (71′) des Stößels (71) des Betätigungskolbens (69) in einer Sackbohrung (88) des Sekundärkolbens (59) relativ zu diesem druck­ dicht verschiebbar angeordnet und am Grund (91) dieser Sackbohrung (88) abstützbar ist.
13. Schlupf-Regelungssystem nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der innere Kolbenflansch (73) des Sekundärkolbens (59) mit einer zentral am Grund (91) der Sackbohrung (88) in diese mündenden und diese mit dem Nachlaufraum (82) verbindenden Aus­ gleichsbohrung (92) versehen ist.
14. Schlupf-Regelungssystem nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den dem Vorderachs-Bremskreis (I) der Bremsanlage (10) des Fahrzeugs zugeordneten Ausgangsdruckraum (56) des Tandem-Hauptzylinders (16′) und die zu den Vor­ derradbremsen (11, 12) weiterführende Hauptbremslei­ tung (22) des Vorderachs-Bremskreises (I) ein als Druckumsetzer wirkender Sekundärzylinder (16′′) vorgesehen ist, der seinerseits einen Steuerdruck­ raum (196) hat, in den ein steuerbarer Ausgangs­ druck der Steuerdruckquelle (40) einkoppelbar ist, der dem im Ausgangsdruckraum (157) dieses Sekundär­ zylinders (16′′) allein durch Betätigung des Haupt­ zylinders (16′) erzeugbaren Ausgangsdruck additiv überlagerbar ist.
15. Schlupf-Regelungssystem nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß dem Sekundärzylinder (16′′) ein eigener Steuerdruckausgang (41) der Steuerdruck­ quelle (40) zugeordnet ist.
16. Schlupf-Regelungssystem nach einem der Ansprüche 11 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß an mindestens einen der Druckausgänge (19′, 21′), vorzugsweise den Druckausgang (19′) des Primär-Ausgangsdruckraumes (26) des Tandem-Hauptzylinders (16′) ein Drucksen­ sor (107) angeschlossen ist, der ein für den Druck im Tandem-Hauptzylinder (16′) charakteristisches elektrisches Ausgangssignal erzeugt, das der elek­ tronischen Steuereinheit (50) als Informationsein­ gabe zugeleitet ist.
17. Schlupf-Regelungssystem nach einem der Ansprüche 11 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß den Steuer­ druckausgängen (41, 42) der Steuerdruckquelle (40) je ein Drucksensor (54, 55) zugeordnet ist, der ein für den am jeweiligen Druckausgang (41 bzw. 42) be­ reitgestellten Steuerdruck charakteristisches elek­ trisches Ausgangssignal erzeugt, das der elektroni­ schen Steuereinheit (50) zugeleitet ist.
18. Schlupf-Regelungssystem nach einem der Ansprüche 11 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß den Vorderrad­ bremsen (11, 12) und den Hinterradbremsen (13, 14) je einzeln zugeordnete Drucksensoren (60) vorgesehen sind, die für die in den einzelnen Radbremsen herr­ schenden Bremsdrücke charakteristische elektrische Ausgangssignale erzeugen, die der elektronischen Steuereinheit als weitere Informations-Eingaben zu­ geleitet sind.
19. Schlupf-Regelungssystem nach einem der Ansprüche 11 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß ein Querbe­ schleunigungssensor (112) und/oder ein Gierwinkel- Sensor vorgesehen ist/sind, die elektrische Aus­ gangssignale erzeugen, die von der elektronischen Steuereinheit (50) in Einheiten an dem Fahrzeug an­ greifender Querkräfte auswertbar sind.
20. Schlupf-Regelungssystem nach einem der Ansprüche 11 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß ein Kraft-Sen­ sor vorgesehen ist, der ein für die Kraft, mit der der Fahrer das Bremspedal (70) der Bremsanlage (10) betätigt, charakteristisches elektrisches Ausgangs­ signal erzeugt, das der elektronischen Steuerein­ heit (50) zugeleitet ist.
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