DE4331074C2 - Hydrostatisches Antiblockier-Bremssystem - Google Patents
Hydrostatisches Antiblockier-BremssystemInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Antiblockier-Bremssystem gemäß
dem Oberbegriff des Anspruchs 1 oder 12.
Ein Antiblockier-Bremssystem (ABS) ist ein Steuersystem
zur Regulierung der Fahrzeugbremswirkung, wobei ein
Blockieren der Räder während des Bremsvorganges verhindert
werden soll. Während der ABS-Steuerung wird die Stabilität
oder Instabilität der individuellen Radbewegung überwacht.
Beispielsweise wird die Radrotation in einem
Schlupfbereich gehalten, der eine maximale Bremskraft zur
Verfügung stellt, indem man die Aufeinanderfolge von
Druckaufbau-, Druckreduktions- und Druckhaltephasen
steuert.
Typischerweise umfaßt ein ABS-System
Radgeschwindigkeitssensoren, die die Bewegung eines jeden
Farhrzeugrades überwachen. Wenn ein Rad Anzeichen eines
Blockierens zeigt, tritt ein scharfer Anstieg der
Radverzögerung und des Radschlupfes ein.
Wenn diese Werte einen vorbestimmten kritischen Wert
überschreiten, befiehlt eine ABS-Steuerung einer
Solenoidventileinheit des ABS-Systems den Druckaufbau
einzuhalten, oder den Radbremsdruck zu vermindern, bis
die Gefahr eines Blockierens vorüber ist. Nachher wird der
Bremsdruck wieder aufgebaut, um sicherzustellen, daß das
Rad nicht in einem zu geringen Ausmaß abgebremst wird. Ein
typisches ABS-System umfaßt Solenoidventile, die
wiederholt ein- und ausgeschaltet werden, um die
vorerwähnten Druckaufbau, Druckreduzierungs- und
Druckhaltephasen zu bewirken. Diese solenoidbetätigte
Ein/und-Aus-Steuerungstechnik führt zu einer merklichen
Vibration und Geräuschproblemen.
Beispielsweise wird ein bekanntes von der Firma Bosch ver
fügbares ABS-System in "Bosch Automotive Handbook" zweite
Ausgabe, 1986, beschrieben.
Auf den Seiten 528 bis 532 ist
ein ABS-System erläutert, welches einen hydraulischen
Dreikanalmodulator für aufgespaltene vordere und hintere
Bremskreise umfaßt. Jeder Kanal des Bosch-ABS-Systems
umfaßt ein Solenoidventil mit 3 Positionen sowie eine
Rückführpumpe, die von einem elektrischen Antriebsmotor
getrieben ist. In einer ersten stromlosen Position des
Solenoidventils ergibt sich ein ungehinderter Durchlaß des
Hydraulikfluids von einem Hauptzylinder zum
Radbremszylinder, wenn das Bremspedal aktiviert wird (d.
h. wenn es herabgedrückt wird). In dieser
Solenoidventilposition steigt der Radbremsdruck während des
anfänglichen Bremsvorganges und während der automatischen
Bremssteuerung an. In einer zweiten halberregten Position
des Solenoidventils wird der Hydraulikfluiddurchlaß von
dem Hauptzylinder zu dem Radbremszylinder unterbrochen. In
dieser zweiten Position wird der Radbremsdruck konstant
gehalten. In einer dritten vollerregten Position des
Solenoidventils ist der Radbremszylinder an die
Rückführpumpe angeschlossen und an eine hydraulische
Rückführleitung, um den Radbremsdruck herabzusetzen.
Somit setzt das vorerwähnte herkömmliche ABS-System
wiederholte Solenoidbetätigung ein, um den Druck in einem
Radbremszylinder anzuheben, zu halten oder abzusenken. Das
Betätigungssignal für das Solenoid ist ein Ein/Aus-Signal
mit einem Rechteckwellenaufbau (d. h. vertikalen Anstiegs-
und Abfallzeiten während der Aktivierung/Deaktivierung des
Solenoids).
Das zuvor beschriebene herkömmliche ABS-System besitzt
gravierende Nachteile. Da, wie zuvor erwähnt, jedes
dieser Systeme eine solenoidgesteuerte Ein/Aus-
Bremsdruckbetätigung in Verbindung mit einer Ein/Aus-
Pumpensteuerung umfaßt, tritt eine merkliche Vibration und
eine Geräuschbildung während der ABS-Bremsbetätigung ein.
Darüber hinaus führt der Einsatz von
Rechteckwellensignalen zur wiederholten
Aktivierung/Deaktivierung der Solenoide und der in eine
Richtung gerichteten Pumpen während der ABS-Steuerung zu
verlängerten Einstellzeiten (d. h. Hysterese), bevor ein
Rad, welches gesteuert wird, eine angestrebte
Einstellgeschwindigkeit während eines Bremsmanövers
einnimmt (d. h. eine Geschwindigkeit, die eine maximale
Bremskraft mit optimalem Schlupf zur Verfügung stellt).
Im Oberbegriff der Ansprüche 1 und 12 wird indessen von
einer hydraulischen Kraftfahrzeugbremsanlage mit
Antiblockierregeleinrichtung ausgegangen, wie sie in der
DE 39 06 141 A1 gezeigt ist. In dieser bekannten
Bremsanlage ist eine Hydraulikdruckpumpe eingebaut, die
sowohl in Richtung der Radbremse, wie auch in Richtung des
Hauptzylinders Hydraulikfluid fördern soll.
In Spalte 2, Abs. 1 der DE 39 06 141 A1 wird die in
Rede stehende Pumpe als steuerbare Flügelzellenpumpe
definiert, deren vergleichsweise niedriges Geräuschniveau
und geringe Druckpulsation aufgrund ihres konstruktiven
Aufbaus allgemein bekannt ist. Es wird ferner beschrieben,
daß für eine Umkehrung der Förderrichtung ein 3/2-
Wegeventil (Schaltventil mit zwei Schaltstellungen) dieser
bekannten Anlage umgeschaltet wird, während die Pumpe mit
gleichbleibender Drehrichtung immer weiter läuft.
Bei einer Bremsanlage gemäß dem vorstehend beschriebenen
Aufbau muß das 3/2-Wegeventil bei einer ABS-Steuerung
häufig umgeschaltet werden. Der von der Pumpe aufgebaute,
infolge gleichbleibender Drehrichtung und
Drehgeschwindigkeit nahezu konstante Hydraulikdruck wird
dabei beim Umschaltvorgang gerade bei dieser Art von
Schaltventil (1-0-Stellung) schlagartig in die jeweils
nachfolgenden Leitungen entspannt. Es ist also damit zu
rechnen, daß sich durch diese Lösung häufig sich
wiederholende, schlagartige Druckstöße in den Leitungen
aufbauen.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, das
Bremssystem gemäß dem Oberbegriff des
Anspruchs 1 oder 12 derart weiterzubilden, daß Vibrationen
dieser Art, beispielsweise infolge Druckpulsation im
Bremssystem vermieden werden.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch das Bremssystem
mit den Merkmalen des Anspruchs 1 oder 12 gelöst.
Gemäß Anspruch 1 weist das Antiblockier-Bremssystem eine
Anzahl von, in ihrer Richtung umkehrbaren Pumpen auf, die
während der ABS-Steuerung in Abhängigkeit von der
Ermittlungseinrichtung in beide Richtungen drehbar sind,
um die Bremskraft auf mindestens ein individuelles
Fahrzeugrad zu verringern und zu erhöhen.
Der hierdurch erzielbare technische Effekt läßt sich dabei
in folgender Weise beschreiben:
Für den Fall, daß die Drehrichtung der Pumpe umgekehrt
wird, wird der Hydraulikdruck nicht schlagartig, sondern
infolge der zu überwindenden Massenträgheitsmomente der
drehbaren Pumpenbauteile entsprechend langsam von der
Pumpe aufgebaut. Ein häufiges Umschalten von ABS-Ventilen
bei der ABS-Steuerung zur Erhöhung und Verringerung der
Bremskraft auf die Fahrzeugräder wie es bisher vorgesehen
war, entfällt demnach.
Gemäß Anspruch 12 sind die Pumpen parallel zu den
Haupthydraulikleitungen angeordnet und ferner für jedes
blockiergefährdete Fahrzeugrad mittels jeweils eines
Schaltventils in die Hydraulikleitungen zwischen
schaltbar.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind
Gegenstand der Unteransprüche.
Der Erfindung wird nachstehend anhand bevorzugter
Ausführungsbeispiele unter Bezugsnahme auf die
begleitenden Zeichnungen näher erläutert Es zeigen:
Fig. 1 eine beispielhafte Ausführungsform eines ABS-
Systems gemäß der Erfindung,
Fig. 2 eine detailliertere Erläuterung der Steuerung
gemäß Fig. 1,
Fig. 3 eine alternative Ausführungsform eines ABS-Systems
gemäß der Erfindung,
Fig. 4 eine weitere alternative Ausführungsform eines
ABS-Systems gemäß der Erfindung,
Fig. 5 eine detailliertere Darstellung der Steuerung
gemäß Fig. 4.
Fig. 6 eine grafische Darstellung einer linearen Beziehung
zwischen dem Radgeschwindigkeitsfehler und einem
Bremskanalsteuerungssignal und
Fig. 7 eine grafische Darstellung beispielhafter Steuer
signale zur Aktivierung eines Solenoids und einer
Pumpe in einem Bremskanal.
Die Erfindung bezieht sich auf Verfahren und Vorrichtungen
zur ABS-Steuerung eines Fahrzeuges mit mindestens einem Rad.
In Fig. 1 ist eine beispielhafte Ausführungsform eines ABS-
Systems gemäß der Erfindung dargestellt in bezug auf ein Fahr
zeug mit vier Rädern und vier Bremskanälen. Das in Fig. 1
wiedergegebene ABS-System umfaßt eine hydrostatische Einrich
tung zur Bereitstellung einer Bremskraft an mindestens einem
individuellen Fahrzeugrad sowie eine Steuereinrichtung zur Steuerung
der hydrostatischen Bremseinrichtung entsprechend der Ermitt
lungseinrichtung.
Die hydrostatische Bremseinrichtung umfaßt einen Hauptzylinder 1,
der auf die Betätigung eines Bremspedals 2 anspricht. Ein zuge
ordneter Bremspedalsensor 2a ermittelt die Aktivierung/Deak
tivierung des Bremspedals. Die hydrostatische Bremseinrichtung
umfaßt außerdem ein Fluidreservoir 3 (beispielswiese für ein
hydraulisches Fluid), welches dem Hauptzylinder zugeordnet ist,
sowie ein Proportionsventil 4. Radbremszylinder 13, 14, 15 und
16 sind jedem der vier Bremsräder (d. h. Bremsscheiben) 9, 10
11 bzw. 12 zugeordnet. Umkehrbare (d. h. in zwei Richtungen
wirkende) elektrische Gleichstrommotoren 17, 18, 19 und 20 sind
vorgesehen, um jede der umkehrbaren hydraulischen Fluidpumpen
21, 22, 23 und 24 zu betreiben, die jeweils einem individuellen
Bremsrad zugeordnet sind.
Solenoidventile 25, 26, 27 und 28 sind einem jeden Bremskanal
zugeordnet, um die verschiedenen Hydraulikleitungen zwischen
den Pumpen, den Radzylindern und dem Hauptzylinder zu verbinden.
Beispielsweise umfaßt ein erster Bremskanal gemäß Fig. 1
Hydraulikleitungen 30, 31, 32 und 33, die selektriv miteinander
verbunden sind. Die Hydraulikleitungen 30 und 31 verbinden
den Radzylinder 13 mit dem Hauptzylinder 1, wenn sich das
Solenoid 25 in einem entregten Status befindet. Die verblei
benden drei dargestellten Bremskanäle umfassen in einer ähn
lichen Weise Hydraulikleitungen 34, 35, 38, 39; bzw. 42, 43.
Die Hydraulikleitung 32 im ersten Bremskanal wird eingesetzt,
während einer ersten selektriven Reihenverbindung zwischen der
Hydraulikpumpe 21 und dem Radzylinder 13. Die Aktivierung des
Solenoids 25 unterbricht die direkte Verbindung zwischen den
Hydraulikleitungen 30 und 31 (s. Fig. 1) und verbindet die
Hydraulikleitungen 31 und 32. Die Hydraulikleitungen in diesem
Bremskanal werden so eingestellt, daß ein Druckanstieg im
Radzylinder 13 eintritt durch das Einpumpen hydraulischen
Fluids vom Hauptzylinder 1 zu dem Radzylinder 13 über den Mo
tor 17 und die Pumpe 21 derart, daß Fluid von dem Hauptzylinder
durch die hydraulischen Leitungen 30, 33, 32 und 31 strömt. Die
verbleibenden drei Bremskanäle umfassen in ähnlicher Weise Hydrau
likleitungen 36, 37; 40, 41 bzw. 44, 45, die in Reihe verbunden
sind mit der Pumpe, die sich in einem vorgegebenen Kanal befin
det.
Alternativ kann der hydraulische Leitungsaufbau im Anschluß an
eine Solenoidbetätigung eingesetzt werden, um den Bremsdruck
in einem Bremszylinder 13 des ersten Bremskanals zu reduzieren
durch den Umkehrbetrieb des Motors 17 und der Pumpe 21. In
diesem Fall wird Hydraulikfluid vom Radzylinder 13 zum Haupt
zylinder 1 gerichtet über einen Rückweg derart, daß das Fluid
von dem Radzylinder 13 durch die Hydraulikleitungen 31, 32, 33
und 30 fließt. Die Umgestaltung der Hydraulikleitungen und der
umkehrbaren Pumpen, die in jedem der drei verbleibenden Brems
kanäle vorgesehen sind, arbeiten in ähnlicher Weise.
Die Ermittlungseinrichtung umfaßt Radgeschwindigkeitssensoren 5,
6, 7 und 8, die sich jeweils an den Bremsrädern 9, 10, 11 bzw.
12 befinden. Signale von jedem der Radgeschwindigkeitssensoren
werden einer Steuereinrichtung zugeführt, die als Steuerung 29
repräsentiert ist. Diese Signale werden in einer ähnlichen Weise
eingesetzt, wie dies in der US PS 4 842 343 beschrieben ist,
deren Offenbarung hiermit in ihrer Gesamtheit zum Gegenstand
dieser Beschreibung gemacht wird.
Entsprechend der Darstellung in Fig. 2 umfaßt die Steuerung
29 einen ABS-Befehlsberechnungsschaltkreis 125 sowie einen
Motorsteuerschaltkreis 126. Der ABS-Befehlsberechnungsschalt
kreis 125 benutzt einen herkömmlichen ABS-Algorithmus, um einen
ABS-Steuermodus zu aktivieren, wobei zu dieser Zeit ein Steuer
signal eingesetzt wird, um jedes der vier Solenoidventile 25
bis 28 zu aktivieren.
Es kann beispielsweise ein Algorithmus eingesetzt werden, der
ähnlich demjenigen ist, der in der vorerwähnten US PS Nr.
4 842 343 beschrieben wurde, um den ABS-Steuermodus gemäß der
Erfindung einzuleiten. Die US PS 4 842 343 beschreibt ein
ABS-Steuersystem, bei welchem die Radbeschleuniguns/-ent
schleunigung und der Radschlupf (d. h. der Unterschied zwischen
der Radgeschwindigkeit und der Fahrzeuggeschwindigkeit) einge
setzt werden, um einen ABS-Steuermodus einzuleiten. Wenn dem
entsprechend der Radschlupf und die Radentschleunigung in einem
vorgegebenen Kanal gemäß Fig. 1 des Bremssystems einen vorbe
stimmten Schwellenwert überschreiten (beispielsweise Schwellen
werte, die geringer sind als diejenigen der US PS 4 482 343),
wird das Solenoid in dem Bremskanal aktiviert. Das Solenoid
verbleibt kontinuierlich aktiviert, bis der ABS-Steuermodus
zu Ende geht. Bei den hier beschriebenen beispielhaften Aus
führungsformen wird der ABS-Steuermodus beendet, wenn der
Bremspedalsensor ermittelt, daß das Bremspedal freigesetzt
worden ist, oder wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit auf Null re
duziert wurde. Vor der Aktivierung des ABS-Steuermodus sind die
Druckanstiege in irgendeinem oder allen Bremskanälen proportio
nal der Kraft, die auf das Bremspedal ausgeübt wird. Nach der
Einleitung des ABS-Steuermodus werden die Druckanstiege und
-abfälle in allen vorgegebenen Bremskanälen durch die hydrau
lische Pumpe in diesem Kanal gesteuert.
Nachdem der ABS-Modus aktiviert worden ist, verbleibt das je
weilige oder alle vier Solenoide, die in Fig. 1 dargestellt
sind, erregt während der Dauer des ABS-Modus. In ihrem erreg
ten Status vermögen die Solenoide die direkte Verbindung
zwischen den Radbremszylindern und dem Hauptzylinder zu un
terbrechen. Das bedeutet, daß jedes der Solenoide von ihrer
ersten, in Fig. 1 wiedergegebenen Position in eine zweite
Position überführt werden, bei welcher die hydraulischen
Pumpen in Reihe angeordnet sind zwischen den Bremszylindern
und dem Hauptzylinder.
Zusätzlich zu der Aktivierung der in Fig. 1 wiedergegebenen
Solenoide zur Einleitung eines ABS-Steuermodus berechnet der
ABS-Befehlsberechnungsschaltkreis 125 darüber hinaus Befehls
signale für den Elektromotor eines jedes Bremskanals unter
Einsatz eines Radgeschwindigkeitsbezugsbefehlssignals und
von Eingangssignalen von den Radgeschwindigkeitssensoren 5,
6, 7 und 8 während des ABS-Steuermodus. Somit stellt die Er
findung eine viel glattere und stabilere ABS-Steuerung zur
Verfügung. Der Druck innerhalb eines jeden der aktivierten
Kanäle wird gesteuert durch den Umkehrantrieb der Pumpe für
einen jeden Bremskanal mit einem Steuersignal. Ein Pumpenbe
fehl von der Steuerung 29 ist proportional einer Differenz
zwischen einer Radentschleunigung/-beschleunigung, die für
den Kanal ermittelt wurde, und der Fahrzeugentschleunigung/
-beschleunigung. Alternativ kann ein Radgeschwindigkeits-
Fehlersignal, welches für diesen Bremskanal erzeugt wurde,
eingesetzt werden, um den Pumpenmotor zu steuern. Im letzte
ren Fall entspricht das Fehlersignal einem Unterschied zwischen
einem ermittelten Radgeschwindigkeitssignal für das Rad, das
sich in dem gesteuerten Kanal befindet, und einem Soll-Signal
für die Fahrzeuggesch-windigkeit. Das Soll-Signal kann in einer
ähnlichen Weise aufgebaut werden, wie dasjenige der Soll-Ge
schwindigkeit V0 in Fig. 5 der vorerwähnten US PS 4 482 343.
Das Fahrzeuggeschwindigkeitssignal kann auf unterschiedlichen
Wegen erzeugt werden. Beispielswiese kann in einer exemplari
schen Ausführungsform das Fahrzeuggeschwindigkeitssignal er
zeugt werden, indem man den Durchschnitt der Radgeschwindig
keit an jedem der Räder des Fahrzeuges bestimmt. Alternativ
kann die höchste Radgeschwindigkeit der Räder des Fahrzeuges
eingesetzt werden, um die Fahrzeuggeschwindigkeit abzuschätzen.
Wenn man vergleichende Beschleunigungs-/Entschleunigunessignale
einsetzt zur Steuerung einer Bremskanalpumpe, kann eine Ablei
tung der Fahrzeuggeschwindigkeit unabhängig davon, wie sie
bestimmt wurde, leicht durch die Steuerung ermittelt werden
aus dem Geschwindigkeitssignal und verglichen werden mit
einer Ableitung des Fahrzeuggeschwindigkeitssignals für je
den der Kanäle.
Da ein Steuersignal, welches einem Fehlersignal proportional
ist, eingesetzt wird, um eine umkehrbare Hydraulikpumpe an
zutreiben bei einer Geschwindigkeit, die dem Fehlersignal pro
portional ist, läßt sich eine glattere Steuerung eines jeden
Kanals erreichen. Darüber hinaus geht eine verbesserte Ein
stellzeit der Radgeschwindigkeit oder der Entschleunigung
mit der geregelten Radgeschwindigkeit oder Entschleunigung
(d. h. eine viel geringere Hysterese) mit der Steuerung einher.
Ein beispielhaftes Diagramm, welches im einzelnen die Korrespon
denz zwischen einem Umkehrmotorbefehlssignal zum Antrieb einer
hydraulischen Pumpe und dem Fehlersignal, das durch die Steue
rung 29 erzeugt wird, erläutert, ist in Fig. 6 dargestellt.
Außerdem ist ein typisches Steuersignal, das an ein spezielles
Solenoid und den Motor in einem vorgegebenen Bremskanal ange
legt wird, in Fig. 7 dargestellt. Wie aus Fig. 7 ersicht
lich ist, läßt sich der Einsatz von herkömmlichen Ein/Aus-Sig
nalen zum Antrieb der Solenoide und in eine Richtung wirkende
Pumpen in einem herkömmlichen ABS-System vermeiden durch die
Steuerung der umkehrbaren Pumpe gemäß der Erfindung. Dies
führt zu einer viel kontinuierlicheren, glatteren Steuer
charakteristik für jeden der Bremskanäle.
Zum Beispiel zeigt das Pumpenbefehlssignal gemäß Fig. 7, daß,
nachdem ein ABS-Steuermodus aktiviert worden ist (d. h. das
Solenoid in einem vorgegebenen Kanal ist erregt), ein Druck
abnahmevorgang zunächst eintreten kann mit einer Größe des
Pumpensteuersignals, welches dem Fehlersignal proportional ist.
Während der Radschlupf abnimmt, kann der Druckabnahmebefehl
reduziert werden. Möglicherweise kann es erforderlich werden,
einen Druckanstieg zu unterstützen durch einen Umkehrbetrieb
der Pumpe entsprechend der Darstellung in Fig. 7. Während
des gesamten ABS-Steuermodus wird die Pumpe umgekehrt ge
steuert zur Anpassung der Radbeschleunigung/-entschleunigung
an die Fahrzeugbeschleunigung/Entschleunigung oder die An
passung der Radgeschwindigkeit an eine Fahrzeug/-soll/-ge
schwindigkeit.
Wenn im Betrieb gemäß Fig. 1 das ABS-System inaktiv ist,
sind die Solenoidventile 25 bis 28 offen. Die Hydrauliklei
tungen 30, 34, 38 und 42 vom Hauptzylinder 1 sind somit direkt
mit den Radzylindern 13 bis 16 über die Solenoidventile 25
bis 28 und die Hydraulikleitungen 31, 35, 39 bzw. 43 ent
sprechend der Darstellung in Fig. 1 verbunden. Zu dieser Zeit
sind die Elektromotoren 17 bis 20 ausgeschaltet, so daß die
Hydraulikpumpen 21 bis 24 stationär verbleiben, wobei ein
Ende einer jeden Pumpe 21 bis 24 blockiert ist.
Wenn das ABS-System aktiviert ist entsprechend den Befehls
ausgängen von der Steuerung 29, sind die Solenoidventile
erregt in der alternativen Position. Die Solenoidventile
können gleichzeitig aktiviert werden (d. h. wenn immer ein
Kanal in den ABS-Steuermodus eintritt, treten alle Kanäle
in den ABS-Modus ein), oder jedes Kanalsolenoid kann indi
viduell aktiviert werden. Gemäß der Erfindung bleiben diese
Ventile erregt während der gesamten ABS-Aktivierung, wobei
ein entsprechender Druck an jedem Radzylinder gesteuert wird
durch die Steuerung der Größe und Polarität des Motorantrieb
signals für den entsprechend geeigneten Pumpenbetrieb.
Um z. B. die Bremskraft des vorderen rechten Rades zu redu
zieren, wird das Solenoidventil 25 aktiviert, und die hydrau
lische Leitung 30 von dem Hauptzylinder 1 wird von dem Rad
zylinder 13 getrennt. Die Hydraulikleitung 31 wird mit der
Pumpe 21 über das Solenoidventil 25 verbunden. Die Pumpe 21
wird von dem Elektromotor 17 angetrieben, um Fluid von dem
Radzylinder 13 zum Hauptzylinder 1 zu pumpen, wodurch der
Druck im Radzylinder 13 reduziert wird.
Um den Druck am Radzylinder 13 aufrechtzuerhalten, hält die
Steuerung 29 das Solenoidventil 25 in einer aktiven Position.
Der Elektromotor 17 und die Pumpe 21 verbleiben stationär,
um den Druck in dem Radzylinder 13 zu balancieren und zu ver
hindern, daß Fluid innerhalb des rechten vorderen Radkanals
strömt.
Um den Druck in dem Radzylinder 13 zu erhöhen, verbleibt das
Solenoidventil aktiv und die Pumpe 21 wird von dem Elektro
motor 17 angetrieben entsprechend einem Motorbefehlssignal
von der Steuerung 29. Zu diesem Zeitpunkt wird Hydraulikfluid
vom Hauptzylinder 1 an den Radzylinder 13 abgegeben. Somit
kann der hydraulische Druck am Radzylinder geregelt werden
ohne eine Ein/Aus-Steuerung des Solenoids 25.
Wie im einzelnen in Fig. 2 wiedergegeben ist, spricht die
Steuerung 29 auf die Radgeschwindigkeitssensoren an, um ein
Radgeschwindigkeitssignal für den ABS-Befehlsberechnungs
schaltkreis 125 zur Verfügung zu stellen. Der ABS-Befehlsbe
rechnungsschaltkreis 125 ermittelt die Radbeschleunigung/-ent
schleunigungssignale (d. h. bestimmt die Ableitungen für jedes
Radgeschwindigkeitssignal) wie auch die Fahrzeuggeschwindig
keit und die Beschleunigungs/-entschleunigungssignale. Darüber
hinaus bestimmt der ABS-Befehlsberechnungsschaltkreis, ob
das ABS-System sich in einem aktiven oder inaktiven Status zu
befinden hat und ob der Druck in jedem der individuellen Rad
zylinder reduziert, gleichgehalten oder erhöht werden soll.
Die Signale von dem ABS-Befehlsberechnungsschaltkreis 125
werden dem Motorsteuerschaltkreis zugeführt, um die jeweiligen
Elektromotoren 17 bis 20 zu betreiben.
Fig. 3 zeigt ein ähnliches System, wie dies in Fig. 1 wie
dergegeben ist. Gemäß Fig. 3 sprechen ein Hauptzylinder 46,
ein Reservoir 48 und ein Akkumulator 50 auf das Niederdrücken
des Bremspedals 47 an. Wie bei dem System gemäß Fig. 1 ist
auch ein Proportionsventil 49 vorgesehen. Darüber hinaus um
faßt das System gemäß Fig. 3 Radgeschwindigkeitssensoren 51
bis 54, Radzylinder 55 bis 58, Bremsräder 59 bis 62, Elektro
motoren 63 bis 66, Hydraulikpumpen 67 bis 70 und Solenoidven
tile 71 bis 74. Eine Steuerung 75 ähnlich der in Fig. 2 wieder
gegebenen Steuerung ist ebenfalls vorgesehen.
Jeweils ein Ende der Hydraulikpumpen 67, 68, 69, 70 ist an das
Reservoir oder den Akkumulator 50 angeschlossen statt an den
Hauptzylinder 1. Ähnlich dem System gemäß Fig. 1 umfaßt das
System gemäß Fig. 3 Hydraulikleitungen 76 bis 91.
In Fig. 4 ist eine weitere beispielhafte Ausführungsform eines
hydrostatischen Antiblockier-Bremssystems wiedergegeben. In den
Systemen nach den Fig. 1 und 3 sind die Pumpen parallel zu
den Haupthydraulikleitungen angeordnet. Nach Fig. 4 sind die
Pumpen in Reihe an die Haupthydraulikleitung angeschlossen
zwischen dem Hauptzylinder und dem jeweiligen Radzylinder. Der
Hauptzylinder 93, ein Reservoir 94 sowie ein Proportionsventil
95 sprechen auf das Bremspedal 93 an. Das System gemäß Fig. 4
umfaßt außerdem Radgeschwindigkeitssensoren 96 bis 99, Brems
räder 100 bis 103, Radbremszylinder 104 bis 107, Elektromotoren
108 bis 111, Hydraulikpumpen 112 bis 115 sowie Hydraulikleitun
gen 117 bis 124. Wie bei den vorherigen Ausführungsformen um
faßt eine Steuerung 116 einen ABS-Befehlsberechnungsschaltkreis
125 sowie einen Motorsteuerschaltkreis 126 entsprechend der Dar
stellung in Fig. 5 mit einem ähnlichen Betriebsablauf, wie dies
in Fig. 2 gezeigt ist.
Bei dem in Fig. 4 wiedergegebenen System sind die Pumpen 112,
113, 114, 115 in Reihe angeordnet. Die Ölpumpen 112, 113, 114,
115 sind umkehrbar und besitzen die betrieblichen Fähigkeiten,
wie sie zuvor beschrieben worden sind, um einen glatten Anstieg
oder Abfall des Bremsdruckes in jedem der Bremskanäle zu erreichen.
Wenn beim Betrieb der Druck in dem Bremszylinder 104 verringert
werden soll, dreht sich die von dem Elektromotor 108 angetrie
bene Pumpe 112, um Fluid vom Radzylinder 104 zum Hauptzylinder 92
zu pumpen. Wenn der Druck in dem Radzylinder 104 gleichgehalten
werden soll, dreht sich die Pumpe 112 nicht und balanciert den
Druck. Wenn der Druck in dem Radzylinder 104 angehoben werden
soll, wird die Pumpe 112 durch den Elektromotor 108 in einer
entgegengesetzten Richtung gedreht, um den Druck zu reduzieren.
Obwohl das hydrostatische Antiblockier-Bremssystem unter Bezug
nahme auf ein Vier-Kanal-/vier-Sensorsystm beschrieben wurde,
leuchtet ein, daß dieses hydrostatische ABS-System auch bei einem
Drei-Kanal-/drei-Sensorsystem, Zwei-Kanal-/zwei-Sensorsystem,
Zwei-Kanal-/drei-Sensorsystem sowie ein Ein-Kanal-/-eins-Sensor
system zum Einsatz kommen kann. Obwohl darüber hinaus ein hydrau
lisches Fluidsystem beschrieben wurde, leuchtet ebenfalls ein,
daß irgendein Fluid (wie beispielsweise Luft) zum Einsatz kommen
kann.
Zusammenfassend bezieht sich die Erfindung auf ein Antiblockier-
Bremssystem mit einem elektrisch gesteuerten hydrostatischen
Motor- und Pumpensystem. Das erfindungsgemäße ABS-System ver
bessert die Stabilität und Manövrierbarkeit während des Brems
vorganges dadurch, daß Vibrations- und Geräuschprobleme auf
grund der herkömmlichen Ein-/Aus-Solenoidventilsteuerung redu
ziert oder eliminiert werden können.
Dem Sachverständigen leuchtet ein, daß verschiedene andere Aus
führungsformen möglich sind, ohne dabei den Rahmen der Erfindung
zu verlassen. Die beschriebenen Ausführungsformen sind dement
sprechend lediglich beispielhaften Charakters.
Claims (14)
1. Antiblockier-Bremssystem mit einem Hauptbremszy
linder (1; 46; 92), mittels dem eine Anzahl von Radbremszylindern (13-16,
55-58; 104-107) über Haupthydraulikleitungen (30, 31; 34, 35;38, 39; 42,
43) mit einem Druck beaufschlagbar sind, der im Fall einer
Blockierneigung einzelner Fahrzeugräder (9-12) für jedes blok
kiergefährdete Rad individuell von einer Steuereinrichtung
(2a, 5-8, 17-29) auf einen Druckwert einregelbar ist, bei dem
sich ein bestimmter Radschlupf einstellt, wofür die Steuerein
richtung (2a, 5-8, 17-29) eine Anzahl von in der Förderrich
tung umkehrbare Pumpen (21-24) hat, mittels denen die Drücke
in den Radbremszylindern (13-16) erhöh- oder absenkbar sind,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Pumpen (21-24) zumindest während des ABS-Betriebes in Ab
hängigkeit von der Steuereinrichtung (2a, 5-8, 17-29) in ent
gegengesetzte Richtungen drehbar sind, um die Bremskraft auf
die einzelnen Fahrzeugräder (9-12) zu verringern und zu erhö
hen.
2. Antiblockier-Bremssystem nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Steuereinrichtung Radgeschwindigkeitssensoren (5 bis 8) an
jedem Rad zur Ermittlung der individuellen Radgeschwindigkeit
umfaßt.
3. Antiblockier-Bremssystem nach einem der Ansprüche
1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Hauptzylinder (1) mit jedem Radbremszylinder (13 bis 16)
über mindestens ein Solenoidventil (25 bis 28) fluidverbunden
ist.
4. Antiblockier-Bremssystem nach einem der vorange
henden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
eine Steuereinheit (29) einen Antiblockierbefehlsberech
nungsschaltkreis (125) zur Aktivierung des Antiblockier-
Bremssystems umfaßt für die Verminderung, die Aufrechterhal
tung oder den Anstieg des Druckes sowie einen Motor-
Steuerschaltkreis zum Antrieb der Pumpen (21 bis 24) entspre
chend den Befehlssignalen von dem Antiblockier-
Befehlsberechnungsschaltkreis (125).
5. Antiblockier-Bremssystem nach Anspruch 3,
gekennzeichnet durch
mindestens zwei Hydraulikfluidpumpen (21 bis 24), die parallel
zu den Haupthydraulikleitungen angeordnet sind, welche zwi
schen dem Hauptzylinder (1) und den individuellen Radbremszy
lindern (13 bis 16) angeschlossen sind.
6. Antiblockier-Bremssystem nach Anspruch 1 oder 2,
gekennzeichnet durch
mindestens zwei Bremskanäle mit jeweils einer Hydraulikpumpe
(112 bis 115), die in Reihe zwischen dem Hauptzylinder (92)
und den individuellen Radzylindern (104 bis 107) angeschlossen
sind.
7. Antiblockier-Bremssystem nach einem der vorange
henden Ansprüche,
gekennzeichnet durch
mindestens vier individuelle Radgeschwindigkeitssensoren (5
bis 8) in mindestens vier unabhängigen Bremskanälen.
8. Antiblockier-Bremssystem nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Befehlsberechnungsschaltkreis (125) ein Radbeschleuni
gungs-/Bremssignal für jede bestimmte Radgeschwindigkeit sowie
die Fahrzeugbeschleunigungs/-abbremsung bestimmt zum Vergleich
mit der jeweils ermittelten Radgeschwindigkeit zur Steuerung
der in der Drehrichtung umkehrbaren Pumpen.
9. Antiblockier-Bremssystem nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Befehlsberechnungsschaltkreis (125) eine Soll
fahrzeuggeschwindigkeit ermittelt und die Ausgänge der Radge
schwindigkeitssensoren (5 bis 8) mit der Sollfahrzeuggeschwin
digkeit vergleicht zur Steuerung der in der Drehrichtung um
kehrbaren Pumpen.
10. Antiblockier-Bremssystem nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, daß
das mindestens ein Solenoidventil (25 bis 28) während des ABS-
Betriebs kontinuierlich betätigt ist.
11. Antiblockier-Bremssystem nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Pumpen (21 und 22) über die Solenoidventile (25 bis 28) in
die jeweiligen Bremskanäle zwischenschaltbar sind.
12. Antiblockier-Bremssystem gemäß dem Oberbegriff
des Anspruchs 1,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Pumpen (21 bis 24) parallel zu den die Radbremszylinder
(13-16) mit dem Hauptbremszylinder (1) jeweils verbindenden
Haupthydraulikleitungen (30, 31; 34, 35; 38, 39; 42, 43) ange
ordnet sind und für jedes blockiergefährdete Fahrzeugrad (9-12)
mittels jeweils eines Schaltventils (25-28) in die
Haupthydraulikleitungen (30, 31; 34, 35; 38, 39; 42, 43) zwi
schenschaltbar sind.
13. Antiblockier-Bremssystem nach Anspruch 12,
dadurch gekennzeichnet, daß
die hydraulische Pumpen umkehrbare Pumpen sind, deren Richtung
steuerbar ist zur Erhöhung oder Verringerung des eingesetzten
Druckes für die Zuverfügungstellung der Bremskraft auf das in
dividuelle Fahrzeuglaufrad.
14. Antiblockier-Bremssystem nach Anspruch 12 oder
13,
dadurch gekennzeichnet, daß
ein Akkumulator (50) zusätzlich zum Hauptbremszylinder (46), mit Vorratsbehälter (48)
vorgesehen ist, der ausschließlich als Fluidreservoir für die
Pumpen im Fall eines ABS-Betriebs dient.
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