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Stand der Technik
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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Steuerung
bzw. Regelung der Bremsanlage eines Fahrzeugs, wobei die Bremsanlage
elektronisch steuerbar-/regelbar ist, vorzugsweise eine elektropneumatische,
elektrohydraulische oder elektrische Bremsanlage darstellt.
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Bei
derartigen Bremsanlagen ist es zur Verbesserung des Bremsvorgangs
wünschenswert,
bei der Steuerung bzw. Regelung der Bremsanlage die während der
Bremsung auftretende Achslastverlagerung zu berücksichtigen. Aus dem Stand
der Technik sind verschiedene Lösungen
zur Berücksichtigung der
Achslastverlagerung beim Bremsvorgang bei der Steuerung bzw. Regelung
der Bremsanlage bekannt. Diesen bekannten Lösungen ist gemeinsam, daß eine hohe
Rechenleistung während
des Bremsvorgangs und aufwendige Berechnungsvorgänge mit hohem Rechenaufwand
erforderlich sind. Dabei ergibt sich zum Teil zusätzlich ein
unbefriedigendes Einschwingverhalten bzw. Bremsverhalten. Dies zeigt
sich beispielsweise an der aus der
DE 34 16 979 A1 bekannten Lösung. Dort
wird eine elektronische Bremskraftregelung vorgeschlagen, bei welcher das
Fahrzeuggewicht mit Hilfe der Bremsdrücke und der Verzögerung errechnet
und damit eine neue Bremsdruckverteilung bestimmt wird. Zur Bestimmung
der Bremsdruckverteilung ist also eine Kopplung von Bremsdruck,
Verzögerung
und korrigiertem Bremsdruck herzustellen, die sowohl einen hohen Rechen-
als auch einen hohen Zeitaufwand für das Einschwingen des Systems
erfordert.
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Aus
der gattungsbildenden
DE
36 38 866 C2 ist ein Bremssystem bekannt, bei der eine
Steuerung über
die Beschaltung von Steuerventilen die hydraulisch betätigten Bremszylinder
an den Rädern
der Vorder- und Hinterachse steuert. Dabei wird von der Steuerung
mittels eines Drucksensors die auf das Bremspedal ausgeübte Betätigungskraft
erfasst. Darüber
hinaus ist an die Steuerung ein Vorderradlastsensor, der eine auf
die Vorderräder
wirkende Last erfasst, und ein Hinterradsensor, der eine auf die Hinterräder ausgeübte Last
erfasst, angeschlossen. Die Steuerung steuert die an den Vorder-
und Hinterrädern
wirkenden Bremskräfte
in Abhängigkeit
von den erfassten Lastverhältnissen
des Fahrzeugs in Form von in einem Speicher abgespeicherten Steuermustern.
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Aus
der
DE 41 24 496 A1 ist
eine Bremsanlage eines Kraftfahrzeugs bekannt, bei der dem Bremskraftanteil
der Hinterachse über
ein gespeichertes Kennfeld in Abhängigkeit von jeweiligen Bedingungen
ein Bremskraftanteil an der Vorderachse zugeordnet wird. Hierbei
wird zweckmäßigerweise die
Auswahl des gültigen
Kennfeldes durch eine Verknüpfung
mit beispielsweise der Beladung gesteuert.
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Aus
der
DE 35 27 455 C2 ist
ein Verfahren bekannt, bei der eine Steuerung des Ansprechdruckes
eines Drucksteuerventils, das zwischen Hauptbremszylinder und mindestens
einem Hinterradbremszylinder eines hydraulischen Kraftfahrzeug-Bremssystems
angeordnet ist und das den vom Hauptzylinder eingeleiteten Bremsdruck
unterhalb des Ansprechdrucks ungemindert, darüber in einem festen Verhältnis gemindert
dem (den) Hinterradbremszylinder(n) zugeleitet wird, stattfindet.
Zur lastabhängigen
Steuerung des beschriebenen Verfahrens werden die Vorderachslast
bzw. die Hinterachslast erfasst und eine Kennlinie für den vorzugebenden
Ansprechdruck aus mehreren Kennlinien ausgewählt.
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Es
ist demgegenüber
die Aufgabe der Erfindung, Maßnahmen
zur lastabhängigen
Steuerung bzw. Regelung einer Bremsanlage anzugeben, durch welche
eine genauere Berücksichtigung
der jeweils aktuellen Lastzustände
erfolgt.
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Dies
wird durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche erreicht.
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Vorteile der Erfindung
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Durch
die erfindungsgemäße Vorgehensweise
wird der Rechenaufwand zur lastabhängigen Bestimmung der Bremsdrücke an den
einzelnen Rädern
während
des Bremsvorgangs reduziert. Dadurch wird die Funktionsweise der
Bremsanlage deutlich verbessert, da während des Bremsvorgangs eine
Vielzahl von Kanälen
bearbeitet werden können. Insbesondere
wird durch die erfindungsgemäße Vorgehensweise
eine schnelle, vielkanalige, insbesondere radindividuelle Bremsdruckregelung
ermöglicht.
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Besonders
vorteilhaft dabei ist, dass preiswerte Rechnersysteme eingesetzt
werden können.
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Besonders
vorteilhaft ist, dass die lastabhängige Berechnung der einzelnen
Bremsdrücke
in vorgegebenen Grenzen an die aktuellen Betriebsbedingungen des
Fahrzeugs und der Bremsanlage adaptiert werden kann. Dabei ergibt
sich als Vorteil bei einer Überschreitung
von Toleranzgrenzen die Möglichkeit
einer Fehleranzeige.
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Durch
die erfindungsgemäße Vorgehensweise
wird der oder die Rechner im elektronischen Steuergerät der Bremsanlage
nur mit den Daten belastet, die sich während des Betriebs des Fahrzeugs ändern.
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Weitere
Vorteile ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen sowie
aus den abhängigen
Ansprüchen.
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Zeichnung
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Die
Erfindung wird nachstehend anhand der in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsformen näher erläutert. Dabei
zeigt 1 ein schematisches Bild einer elektrisch geregelten
bzw. gesteuerten Bremsanlage. In den 2, 3, 4, 5 und 6 werden
charakteristische Kennlinienverläufe der
Bremsanlage dargestellt, die in 7 anhand
eines dreidimensionalen Bildes zusammengefaßt sind. 8 zeigt
ein Flußdiagramm
zur Bestimmung der Bremsdruckverteilung, während in 9 ein
Flußdiagramm
skizziert ist, welches die Adaption der vorbestimmten Bremsdruckverteilung
während
des Bremsvorgangs skizziert.
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Beschreibung von Ausführungsbeispielen
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1 zeigt
ein Schaltbild einer bevorzugten elektrisch steuerbaren Bremsanlage.
Die dargestellte Bremsanlage ist vom elektrisch-pneumatischen Typ. Ein
vom Fahrer betätigbares
Betriebsbremsventil 10 weist einen elektrischen 10a sowie
zwei pneumatische Teile 10b und 10c zur Erfassung
des Fahrerwunsches auf. Über
eine elektrische Leitung 12 ist der elektrische Teil 10a mit
einem elektronischen Steuergerät 14 verbunden.
Das Steuergerät 14 ist über ein
Kommunikations system 16 mit Druckregelmodulen 18, 20, 22 und 24 verbunden,
die jeweils mit den Radbremszylindern des Fahrzeugs verknüpft sind.
Ferner ist dem Steuergerät 14 eine
Leitung 26 zugeführt,
welche das Steuergerät 14 mit
einer Steckverbindung 28 zu einem Anhänger verbindet. Den Druckregelmodulen
sind jeweils Eingangsleitungen zugeführt, die sie mit Sensoren zur
Erfassung von Drehzahl, Verschleiß oder Temperatur verbinden.
So ist das dem Radbremszylinder 30 zugeordnete Druckregelmodul 18 über die
Leitung 32 mit dem Sensor 34, das dem Radbremszylinder 36 zugeordnete
Druckregelmodul 20 über
die Leitung 38 mit dem Sensor 40, das dem Radbremszylinder 42 zugeordnete
Druckregelmodul 22 über
die Leitung 44 mit dem Sensor 46 und das dem Radbremszylinder 48 zugeordnete
Druckregelmodul 24 über
die Leitung 50 mit dem Sensor 52 verbunden. Ferner
sind in 1 beispielhaft zwei Luftfederbälge 54 und 56 dargestellt,
wobei der Luftfederbalg 54 mit einem Sensor 58 zur
Druckerfassung und damit zur Achslasterfassung verbunden ist, dessen
Ausgangsleitung 60 zum Druckregelmodul 22 geführt ist.
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Die
Sensoren zur Erfassung des Bremsdruckes sind in den Druckregelmodulen
integriert. Ihre Meßwerte
können über das
Kommunikationssystem an die Steuereinheit übermittelt werden.
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Der
pneumatische Teil der Bremsanlage umfaßt zwei Bremskreise, wobei
vorzugsweise Vorder- und Hinterachse getrennt sind. Ein erster Bremskreis umfaßt den pneumatischen
Teil 10c des Betriebsbremsventils 10, welcher über eine
pneumatische Bremssignal- und eine Vorratsleitung 62 bzw. 64 mit den
Druckregelmodulen 18 und 20 verbunden ist. Der
Vorratsleitung 64 ist ein Druckvorratsbehälter 66 zugeordnet.
Ferner führt
eine Bremssignalleitung 68 von der Leitung 62 auf
das Anhängersteuerventil 70, von
dem aus eine Bremssignalleitung 72 und eine Vorratsleitung 74 zu
den Kupplungsköpfen 76 und 78 zum
Anschluß an
eine Anhängerbremsanlage
führen.
Der zweite Bremskreis umfaßt
den pneumatischen Teil 10b des Betriebsbremsventils 10,
welcher über
die Bremssignalleitungen 80 und die Vorratsleitung 82 mit
den Druckregelmodulen 22 und 24 verknüpft ist.
Der Vorratsleitung 82 ist der Vorratsbehälter 84 zugeordnet.
Ferner ist von der Leitung 80 eine Bremsssignalleitung 86 zum
Anhängersteuerventil 70 geführt. Ein
weiterer Vorratsbehälter 88 ist über die
Leitung 90 mit dem Anhängersteuerventil 70 zur Druckversorgung
der Anhängerbremsanlage
verbunden. Die Teile für
die Luftbeschaffung (Luftkompressor, Druckregler, Schutzventil)
sind hier nicht dargestellt.
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Die
in 1 beschriebene Bremsanlage ist elektrisch Steuer-
bzw. regelbar. Dazu erfaßt
das Steuergerät 14 auf
der Basis des vom elektrischen Teil 10a des Betriebsbremsventils 10 ermittelten
und über
die Leitung 12 übermittelten
Betätigungsgrades bzw.
der Betätigungskraft
den Fahrerbremswunsch. Dieser Fahrerbremswunsch wird auf der Basis
von vorbestimmten Beziehungen in Sollwerte für die Bremsensteuerung umgewandelt.
Im bevorzugten Ausführungsbeispiel
werden auf der Basis des Fahrerbremswunsch aus einem Führungswert Drucksollwerte
für die
einzelnen Radbremsen auf der Basis vorbestimmter Kennlinien ermittelt.
Diese werden über
das Kommunikationssystem 16 an die einzelnen Druckregelmodule übergeben.
Die Druckregelmodule regeln im Rahmen eines Druckregelkreises den
Druck in den Radbremszylindern ein. Zu diesem Zweck wird der Istdruck
durch die den Radbremszylindern zugeordneten Drucksensoren im Druckregelmodul
erfaßt.
Zur Berücksichtigung
der Achslast und ihrer Veränderung
ist im Ausführungsbeispiel
nach 1 der Achslastsensor 58 vorgesehen. Dieser
wird vom Druckregelmodul 22 erfaßt und über das Kommunikationssystem
wie ggf. auch die Druckwerte an das elektronische Steuergerät 14 übermittelt.
Dort wird aus dem an einem Luftfederbalg des Fahrzeugs erfaßten Achslast
durch programmierte Kennlinien auf die Achslasten der anderen Räder geschlossen
und die Zuordnung der Führungs größe zum Drucksollwert
entsprechend verändert.
Zur Steuerung einer elektrisch steuerbaren bzw. regelbaren Bremsanlage
eines Anhängers
wird entsprechend die Führungsgröße über die
Leitung 26 und die Steckverbindung 28 an die Anhängerbremsanlage übertragen.
In Notfällen
kann das Fahrzeug über
die pneumatischen Bremskreise abhängig von der Bremspedalbetätigung gebremst
werden.
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Die
nachfolgend beschriebene Vorgehensweise findet nicht nur bei dem
in 1 dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispiel
einer Bremsanlage Anwendung, sondern in weiteren elektrisch bzw. elektronischen
Bremsanlagen sowohl elektrisch pneumatischer als auch elektrisch
hydraulischer oder rein elektrischer Natur wie sie aus dem Stand
der Technik bekannt sind.
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Ferner
ist im bevorzugten Ausführungsbeispiel
nur ein Achslastsensor an einem Luftfederbalg dargestellt. Die erfindungsgemäße Vorgehensweise kann
in vorteilhafter Weise auch bei Bremsanlagen Anwendung finden, bei
denen die Achslasten der anderen Bälge einer Achse sensiert werden.
Auch sind Achslastmessungen an blattgefederten Achsen bekannt. Außerdem ist
in einem vorteilhaften weiteren Ausführungsbeispiel die Achslasterfassung
nicht nur auf die Hinterachse von Zugfahrzeugen beschränkt, sondern
kann auch für
die Vorder- und/oder
Nachlaufachsen ermttelt werden. Ebenso kann in Anhängerfahrzeugen
die Achslast an den einzelnen Rädern,
Achsen oder an allen Achsen ermittelt werden. Die entsprechenden
Verfahren zur direkten und indirekten Achslastmessung sind dem Fachmann
bekannt.
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Im
Rahmen des Steuergerätes 14 ist
nicht nur die im bevorzugten Ausführungsbeispiel vorgesehene
Druckvorgabe bzw. Druckregelung realisiert, die elektronische Bremsanlage
umfaßt
dabei auch Programmteile zur Erfassung des Anlegedrucks der Radbremsen,
des Bremsbelagverscheiß,
des Kraftschlusses zwischen Rad und Straße, der Bremstemperatur sowie
der Abbremsung auf der Basis der Raddrehzahlen. Dabei kann der geschilderten Bremsdruckregelung
eine Verzögerungsregelung des
Fahrzeugs, eine Koppelkraftregelung, eine Bremsmomenten- oder Bremskraftregelung überlagert
sein. Ferner wird die Bremsensteuerung mit Blick auf den Anlegedrucks
der Radbremsen, den Bremsbelagverscheiß, den Kraftschluß zwischen Rad
und Straße,
die Bremsentemperatur, etc. modifiziert. Dies ist im folgenden nicht
dargestellt.
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Grundgedanke
der erfindungsgemäßen Vorgehensweise
zur Berücksichtigung
der Achslasten beim Bremsvorgang ist, daß aus der räumlichen Zuordnung von Bremswunsch,
Rad- oder Achslast und Bremsdruck durch eine Aufteilung der Rechenschritte
eine optimierte Auslastung des Rechners während der nicht gebremsten
Phase und während
des Bremsvorgangs erreicht wird. Dabei reduziert sich die erforderliche
Rechenleistung während
des Bremsvorgangs. Kernpunkt der erfindungsgemäßen Vorgehensweise ist, daß am Bandende
der Fahrzeugproduktion die für
das vorliegende Fahrzeug charakteristischen Druckverläufe, die
alle wesentlichen statischen und dynamischen Funktionszusammenhänge umfassen,
in das elektronische Steuergerät
geladen werden. Die dabei verwendete Bremsregelstrategie ist nicht
von Bedeutung. Es wird dann im laufenden Betrieb in der nicht gebremsten
Phase die aktuell erforderliche Bremsdruckverteilung aus den Achs-
bzw. Radlastsignalen ermittelt und daraus während der Bremsung auf der
Basis der gespeicherten charakteristischen Druckverläufe die
einzuregelnden Bremsdrücke
bestimmt. Zusätzlich
dazu wird in einem bevorzugten Ausführungsbeispiel die vorgegebenen
charakteristischen Kennlinien in der Grenze von vorgegebenen Toleranzbereichen
den aktuellen Veränderungen
angepaßt,
adaptiert.
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Bei
derartigen komplexen Steuersystemen sind im Steuergerät 14 vorbestimmte
Kennlinien und Kennfelder abgelegt, die im Rahmen der beschriebenen
End-of-Line-Programmierung am Bandende der Fahrzeugproduktion in
das zentrale elektronische Steuergerät eingespielt werden bzw. in
einem in das Steuergerät 14 eingebrachten
Speicherbaustein enthalten sind. Gemäß der erfindungsgemäßen Vorgehensweise
werden im Rahmen dieser End-of-Line-Programmierung für definierte
Lastzustände
Basisbremsdruckkennlinien in das elektronische Steuergerät eingegeben,
die die Abhängigkeit des
Bremsdruckes vom aktuellen Lastzustand im nicht gebremsten Betrieb
und dem Fahrerbremswunsch beschreiben.
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In
einer bevorzugten Ausführung
werden dabei Basisbremsdruckkennlinien für die verschiedenen Achsen
des Fahrzeugs für
zwei definierte Lastzustände,
den Lastzustand mit leerem und den Lastzustand mit voll beladenem
Fahrzeug übernommen. In
anderen vorteilhaften Ausführungsbeispielen
können
auch mehr als zwei solcher Basisbremsdruckkennlinien, beispielsweise
bei halber Beladung, etc., vorgesehen sein. Zur Bestimmung des tatsächlichen einzusteuernden
Bremsdrucks wird zwischen diesen vorgegebenen Kennlinien interpoliert.
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In
den 2 bis 7 sind derartige Kennlinien
für ein
bevorzugtes Ausführungsbeispiel
skizziert.
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2 zeigt
dabei die Zuordnung der Bremspedalbetätigung β (Stellung oder Betätigungsdruck des
Bremspedals) zu einem Führungswert
US, welcher ohne Berücksichtigung
der Lastabhängigkeit den
Bremswunsch des Fahrers darstellt. Dabei wird ein Führungswert
US erst dann ausgegeben, wenn das Bremspedal bis zum Wert β0 betätigt wurde.
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In 3 ist
der Zusammenhang zwischen den Lastmeßwerten (Lastwert UL), die
von dem wenigstens einen Achslastsensor 58 erfaßt werden,
und dem Lastzustand LZ dargestellt, wie er sich für eine angenommen
Achskonstruktion ergibt. Dabei sind zwei charakteristische Lastzustände, LZ1
für das
leere Fahr zeug und LZ2 für
das vollbeladene Fahrzeug, eingezeichnet. Dieser Lastzustand wird
bei einer achsweisen Druckvorgabe für eine Achse, bei einer radindividuellen
Druckvorgabe für
jedes Rad bestimmt.
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Für diese
charakteristischen Lastzustände werden
die erforderlichen Bremsdruckverläufe vorgegeben. Sie sind beispielhaft
in 4 für zwei Achsen eines Fahrzeugs
für die
beiden Lastzustände 1 und 2 dargestellt.
Dabei zeigt 4a für eine erste Achse die Abhängigkeit
des einzustellenden Bremszylinderdrucks PBZ1 vom Führungswert
US für
den Lastzustand LZ1 (strichlierte Linie) und für den Lastzustand LZ2 (durchgezogene
Kennlinie). In 4b ist das Entsprechende für die Abhängigkeit
des Bremszylinderdrucks PBZ2 der Achse 2 vom Führungswert
US dargestellt. Diese Basisbremsdruckkennlinien werden aus den gesetzlichen
Vorgaben zur Bremsdruckverteilung und zur Abbremsungszuordnung gemäß der EG-Richtlinie
71/320/EWG bestimmt bzw. errechnet. Dazu sind Fahrzeugdaten für die Lastverteilung
(Schwerpunktlage), die Fahrzeugmassen, der gewünschte Verzögerungsverlauf sowie die Daten
der Bremsanlage und der Reifen heranzuziehen. Die Wahl der Basis
der Basisbremsdruckkennlinien ist im Rahmen der gesetzlichen Anforderungen
beliebig vorgebbar. Dabei können
auch der Anlegedruck der Radbremsen, der Bremsverschleiß, der Kraftschluß zwischen
Rad und Straße,
die Abbremsung und die Bremsentemperatur eine Rolle spielen. Wesentlich
ist, daß in
einem bevorzugten Ausführungsbeispiel
die Basisbremsdruckkennlinie für
wenigstens zwei definierte Lastzustände, vorzugsweise für leer und
für voll
beladen, bestimmt werden. Die 4a und
b zeigen beispielhaft jeweils zwei Basisbremskennlinien, welche
sich in einem bevorzugten Ausführungsbeispiel
als geeignet erwiesen haben. Dabei ist zu beachten, daß in diesem
bevorzugten Ausführungsbeispiel
der Bremszylinderdruck für
eine Achse vorgegeben wird. In anderen vorteilhaften Ausführungsbeispielen
kann der Bremszylinderdruck für
die einzelne Radbremse vorgegeben werden. Bei einem zweiachsigen
Fahrzeug würden
so vier Diagramme für
die Basisbremsdruckkennlinien gemäß den 4a und
b vorgesehen sein. Ferner kann bei einem mit mehr als zwei Achsen
versehenen Fahrzeug Basisbremsdruckkennlinien achsen- oder radspezifisch
vorgegeben werden.
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Die
Interpolation zwischen den Basisbremsdruckkennlinien abhängig vom
ermittelten Lastzustand ist durch die strichpunktierten Linien skizziert, die
den Verlauf der Kennlinienpunkte bei einer Änderung des Lastzustandes zeigen.
Die Interpolation zwischen den zwei vorgegebenen Basisbremsdruckkennlinienwerten
ist dabei vorzugsweise linear.
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5 zeigt
für das
bevorzugte Ausführungsbeispiel
gemäß den 4a und 4b den
Zusammenhang zwischen Bremszylinderdruck der Achse 1 und
dem Bremszylinderdruck der Achse 2 für die beiden Lastzustände LZ1
(durchgezogene Linie) und LZ2 (strichlierte Kennlinie). Dieser Bremsdruckverlauf
hat sich in einem bevorzugten Ausführungsbeispiel als geeignet
erwiesen und berücksichtigt
sowohl die geänderten
Fahrzeugmassen als auch die Lage im gesetzlich vorgeschriebenen
Abbremsungsband. In einem ersten Bereich (Bereich vom Ursprung bis
zum ersten Punkt) ist eine Zuordnung bis zum Anlegen der Reibungsbremsen
vorgesehen. Im zweiten Bereich (zwischen erstem und zweitem Punkt)
bleibt die Bremskraftverteilung zwischen der ersten und der zweiten
Achse konstant, wobei die geänderten
Fahrzeugmassen berücksichtigt
sind. Im dritten Bereich (zwischen dem zweiten und dem dritten Punkt)
wird die Druckverteilung auf eine gleiche Kraftschlußbeanspruchung
an den gebremsten Rädern
angepaßt,
die sich im vierten Bereich fortsetzt. Im anschließend dargestellten
fünften
Bereich (zwischen viertem und fünftem
Punkt) wird der Bremsdruck bis zur optimalen Verzögerung verteilt
unter Berücksichtigung
von Stabilitätskriterien
bei der Bremsung.
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Die
charakteristischen Knickpunkte der Basiskennlinien werden über die
End-Off-Line-Programmierung eingegeben. Zwischenwerte ermittelt die
Steuerelektronik mit bekannten Interpolationsverfahren.
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Für einen
beliebigen Lastzustand LZX ergibt sich der in 6 gezeigte
Zusammenhang zwischen dem Führungswert
US und dem Bremszylinderdruck PBZ für die erste Achse (1)
und die zweite Achse (2).
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Eine
Zusammenfassung der dargestellten Kennlinien ist in Bild 7 als dreidimensionales
Kennfeld dargestellt. In Abhängigkeit
vom Lastzustand LZ, der auf der Basis der gemessenen Rad- bzw. Achslast(en)
UL gemäß der liegenden
Kennlinie bestimmt wird, und des Führungswertes US, der auf der
Basis der Bremspedalbetätigung β mittels
der im Vordergrund liegenden Kennlinie ermittelt wird, ergibt sich als
dritte Dimension der Bremszylinderdruck PBZ für eine Achse bzw. ein Rad.
Dabei sind im bevorzugten Ausführungsbeispiel
die Basiskennlinien für
den Lastzustand 1 und 2 fest vorgegeben, während die Kennlinie
für den
Lastzustand X interpoliert ist. In anderen vorteilhaften Ausführungsbeispielen
können mehrere
Bremsdruckkennlinien vorgegeben werden und so die Genauigkeit der
achslastabhängigen Bremsdruckverteilung
verbessert werden. Der einzustellende Bremsdruck wird durch Interpolation
auf der Basis der Kennlinienwerte der LZ1- und LZ2-Kennlinie für den aktuellen
Wert US für
den aktuellen Lastzustand LZX berechnet.
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Die
Durchführung
der erfindungsgemäßen Vorgehensweise
ist in 8 anhand eines Flußdiagramms für eine Achse
bzw. eine Radbremse dargestellt, welches ein Rechnerprogramm skizziert,
das in dem wenigstens einen Mikroprozessor der elektronischen Steuereinheit
abläuft.
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Nach
Start des Programmteils beim Starten des Fahrzeugs und Initialisierung
der Bremsanlage wird in einem ersten Schritt 100 die Rad-
bzw. Achslasten bzw. die Radlast oder die Achslast gemessen. Im
Schritt 102 werden die Meßwerte durch die vorgegebene
Zuordnung den Rädern
bzw. Achsen zugeordnet. Beispielsweise wird bei einem Achslastsensor,
der der Vorderachse und einer der Hinterachse zugeordnet ist der
Meßwert
des Vorderachsensensors dieser Achse zugeordnet, während der
Meßwert des
Sensors einer Hinterachse den Hinterachsen zugeordnet wird. Daraufhin
wird für
die betreffenden Achsen entsprechend der gespeicherten Kennlinie der
Lastzustand bestimmt (Schritt 104). Im darauffolgenden
Schritt 106 wird mit dem bestimmten aktuellen Lastzustand
LZ die aktuelle Bremsdruckkennlinie aus den Basiskennlinien durch
Inter- oder Extrapolation
bestimmt und gespeichert. Nach Schritt 106 liegt demnach
im ungebremsten Betrieb eine den aktuellen Betriebsbedingungen entsprechende
lastabhängige
Bremsdruckzuordnung vor. Im darauffolgenden Abfrageschritt 108 wird überprüft, ob das
Bremspedal betätigt
ist. Ist dies nicht der Fall, wird der Programmteil mit Schritt 100 wiederholt.
Ist das Bremspedal betätigt,
das heißt
ein Bremsvorgang eingeleitet, wird in vorteilhafter Weise im Schritt 110 anhand der
vorbestimmten Kennlinie der Führungswert
US aus der Bremspedalbetätigung β bestimmt,
dann wird im darauffolgenden Schritt 112 der Bremszylinderdruck
für die
Achsen oder Radbremsen aus der gespeicherten lastabhängigen Druckkennlinie
entsprechend dem Führungswert
US ausgelesen und im Schritt 114 ggf. die Bremsdruckregelung
durchgeführt.
Daraufhin wird im Schritt 116 überprüft, ob der Bremsvorgang beendet
ist, das heißt,
das Bremspedal losgelassen worden ist. Ist dies nicht der Fall,
wird der Programmteil mit Schritt 110 wiederholt, im anderen
Fall wird der Programmteil mit Schritt 100 wiederholt.
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Es
ist also festzustellen, daß die
Schritte 100 bis 108 sich im Stillstand und in
der ungebremsten Fahrt wiederholen. Da bei sind die elektrischen
Lastsignalwerte üblicherweise
gefiltert. Ferner kann in einer anderen Ausbildung durch eine weitere
Dämpfung
und Aufteilung in statische und dynamische Last eine weitere Verbesserung
der Bremsdruckregelung vorgenommen werden. Dabei wird ein dynamischer Lastzustand
bestimmt, welcher aus den nicht oder nur wenig gefilterten Meßwerten
abgeleitet wird, während
ein statischer Lastzustand aus den stark gefilterten oder gedämpften Lastmeßwerten
des Schrittes 106 der 8 abgeleitet
wird. Durch entsprechende Kennlinien wird der statische – und die
dynamische Lastverteilung bei der Bremsddruckregelung in ausgewählten Zyklen
durch Rücksprung
nach Schritt 114 (vor 116) zum Schritt 100 entsprechend der 8 bestimmt.
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Die
Auswahl der statischen Bremsdruckkennlinien erfolgt demnach bei
ungebremster Fahrt. Während
des Bremsvorgangs kann aufgrund der ausgewählten Bremsdruckzuordnung sehr
schnell der in den Radbremszylinder aktuell einzuregelnde Druck
bestimmt werden. Der Rechner ist also während des Bremsvorgangs entlastet,
da er nur fest vorgegebene Zuordnungen berücksichtigen muß. Nur in wenigen
Zyklen ist die dynamische Lastermittlung (zur Kontrolle oder Adaption)
unverbindlich möglich.
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Zur
weiteren Verbesserung werden die vorbestimmten Bremsdruckkennlinien
adaptiert. Dadurch werden Änderungen
im Laufe des Betriebs des Fahrzeugs berücksichtigt. Grundgedanke der
Adaption der Basisbremskennlinien ist, daß durch Vergleich der Soll-
und Istwerte der gewünschten
Funktionszustände
beispielsweise des Anlegedrucks der Bremsen, den Bremsbelagsverschleiß, des Kraftschluß, der Abbremsung
der Bremsentemperatur, der Koppelkräfte, der Abstimmung mit der
Schnittstelle Zugfahrzeug/Anhänger,
usw., eine mangelhafte Übereinstimmung
festgestellt wird und die aktuellen Kennlinienpunkte zur Herstellung
der Soll- und Istwertgleichheit adaptiert werden. Dabei ist in vorteilhafter
Weise ein Fen ster vorgegeben, welches obere und untere Grenzwerte
der Kennlinienpunkte umfaßt.
Wird die erforderliche Korrektur größer als die durch die Toleranzgrenzen
zugelassene, kann eine Fehlermeldung oder eine Warnung an den Fahrer
erfolgen.
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In 9 ist
die Vorgehensweise zur Adaption anhand eines Flußdiagramms am Beispiel der
Abbremsung für
eine Achse bzw. eine Radbremse dargestellt.
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Nach
Start des Programmteils bei Bremsbetätigung wird in einem ersten
Schritt 200 der Lastzustand LZ, die Führungsgröße US und die Abbremsung A,
welche durch Differenzierung der Raddrehzahlen oder der Fahrgeschwindigkeit
bestimmt wird, eingelesen. Daraufhin wird im Schritt 202 aus
einer vorbestimmten Kennlinie die Sollabbremsung ASoll auf der Basis
des Führungswertes
US bestimmt. Im darauffolgenden Abfrageschritt 204 wird überprüft, ob die
Istabbremsung der Sollabbremsung entspricht. Ist dies der Fall,
wird der Programmteil beendet, da keine Korrektur notwendig ist.
Ist dies nicht der Fall, wird der aktuelle Kennlinienpunkt für den Bremszylinderdruck
PBZ auf der Basis des Lastzustandes LZ und der Führungsgröße US korrigiert. Dies kann
wie anhand Schritt 206 dargestellt, durch Adition bzw.
Subtraktion eines festen Wertes Δ oder durch
Addition und Subtraktion einer von der Abweichung zwischen Ist-
und Sollwert der Abbremsung abgeleiteten Werts Δ erfolgen. Daraufhin werden
im Schritt 208 die Grenzwerte des Bremszylinderdrucks PBZGrenz
abhängig
von Lastzustand und Führungsgröße bestimmt
und im darauffolgenden Abfrageschritt 210 überprüft, ob der
korrigierte Bremszylinderdruckwert PBZ kleiner bzw. größer als
der obere bzw. untere Grenzwert ist. Ist dies der Fall, wird der Programmteil
beendet, ist dies nicht der Fall, wird gemäß Schritt 212 ein
Fehler festgestellt und ggf. eine Warnung an den Fahrer ausgegeben.
Danach wird der Programmteil beendet.
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Neben
der dargestellten Realisierung auf der Basis eines Vergleichs zwischen
Soll- und Istabbremsung kann in anderen vorteilhaften Ausführungsbeispielen
die oben erwähnten
Soll- und Istwerte
der anderen Parameter herangezogen werden und so das Basisbremsdruckkennlinienfeld
auf einen gleichzeitigen Beginn der Bremswirkung an allen Radbremsen,
auf einen gleichmäßigen Bremsbelagverschleiß, auf einen
vorgegebenen Sollkraftschluß an
den abgebremsten Rädern,
auf einen Sollwert der Bremsentemperatur oder der Koppelkräfte angepaßt werden.