EP0734335A1 - Verfahren und vorrichtung zur steuerung einer bremsanlage eines fahrzeugs - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zur steuerung einer bremsanlage eines fahrzeugs

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Publication number
EP0734335A1
EP0734335A1 EP95928951A EP95928951A EP0734335A1 EP 0734335 A1 EP0734335 A1 EP 0734335A1 EP 95928951 A EP95928951 A EP 95928951A EP 95928951 A EP95928951 A EP 95928951A EP 0734335 A1 EP0734335 A1 EP 0734335A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
braking
pressure
brake
spring element
braking effect
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP95928951A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Werner Stumpe
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Publication of EP0734335A1 publication Critical patent/EP0734335A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60T—VEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T8/00—Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force
    • B60T8/32—Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force responsive to a speed condition, e.g. acceleration or deceleration
    • B60T8/52—Torque sensing, i.e. wherein the braking action is controlled by forces producing or tending to produce a twisting or rotating motion on a braked rotating member
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60T—VEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T13/00—Transmitting braking action from initiating means to ultimate brake actuator with power assistance or drive; Brake systems incorporating such transmitting means, e.g. air-pressure brake systems
    • B60T13/10—Transmitting braking action from initiating means to ultimate brake actuator with power assistance or drive; Brake systems incorporating such transmitting means, e.g. air-pressure brake systems with fluid assistance, drive, or release
    • B60T13/66—Electrical control in fluid-pressure brake systems
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60T—VEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T7/00—Brake-action initiating means
    • B60T7/12—Brake-action initiating means for automatic initiation; for initiation not subject to will of driver or passenger
    • B60T7/20—Brake-action initiating means for automatic initiation; for initiation not subject to will of driver or passenger specially for trailers, e.g. in case of uncoupling of or overrunning by trailer
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60T—VEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T8/00—Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force
    • B60T8/26—Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force characterised by producing differential braking between front and rear wheels
    • B60T8/266—Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force characterised by producing differential braking between front and rear wheels using valves or actuators with external control means

Definitions

  • the invention relates to a method and a device for controlling a brake system of a vehicle according to the Oberbegri fen of the independent claims.
  • Such a method or such a device is known for example from DE 41 12 845 AI.
  • the application pressure of the individual wheel brakes and thus the start of braking is determined by evaluating the pressure curve over time when the brake is actuated.
  • This contact pressure is used to correct a target pressure derived from the driver's request, which is used to regulate the pressure medium introduced into the individual wheel brake.
  • the correction is carried out in the sense of producing a braking force of the same magnitude on all vehicle wheels or on the vehicle wheels of an axle. This compensates for the effects of wear, friction fluctuations, mechanical losses and tolerances on the individual wheel brakes.
  • the simultaneous response of the individual Guaranteed wheel brakes so that the run-up forces between the towing vehicle and trailer are reduced.
  • a determination of the braking response, the braking effect and the beginning of the braking effect is carried out using parameters of the braking system itself. This can be unsatisfactory in individual cases.
  • the procedure according to the invention allows the braking effect and the beginning of the braking effect to be recorded. As a result, the control of an electrically pneumatic or electrically hydraulic or purely electrical brake system can be improved.
  • the brakes are matched to one another by the procedure according to the invention, so that wear behavior and run-up forces between the towing vehicle and the trailer vehicle are significantly improved. Likewise, incorrect mechanical adjustments are corrected during operation by the automatic tuning of the brake system.
  • FIG. 1 shows an overview block diagram of an electrically controlled or regulated brake system
  • FIG. 2 shows various alternatives for detecting the supporting forces on a wheel
  • Figure 3 shows the time course of the brake pressure and the support forces during braking
  • Figure 4 shows the assignment of the support forces to the brake pressure
  • Figure 5 finally shows a flow chart in which the determination of the braking effect and the start of braking action is shown according to the procedure according to the invention.
  • FIG. 1 shows an overview block diagram of an electronically controlled or regulated brake system, as is known from the prior art. Pneumatic or hydraulic emergency or auxiliary brake circuits are usually attached to this.
  • FIG. 1 shows an encoder 10 which can be actuated by the driver and which is connected to an electronic control unit 20 via an electrical line 12.
  • the electronic control unit 20 is connected to pressure control valves 50 and 60 via a communication system 22.
  • pressure control valves 50 and 60 are connected to pressure control valves 50 and 60 via a communication system 22.
  • sensors 70, 80 for detecting the pressure input into the brake actuation devices 90 and 100, respectively.
  • memories 30 and 40 are shown, which store the energy for brake actuation.
  • FIG. 1 schematically shows an axle 102 of the vehicle with a wheel 105 and two spring elements 110 and 120, on which the vehicle body 125 rests.
  • a load sensing element 130 is shown to determine the support forces of the vehicle body on the vehicle axle. In a preferred embodiment, this detected the pressures in the two spring elements 110 and 120.
  • Das Load sensing element 130 is connected to electronic control unit 120 via an electrical line 135 - in the preferred exemplary embodiment via communication system 22.
  • the transmitter 10 When the driver presses the brake pedal, the transmitter 10 emits a brake control signal to the electronic control unit 20. This assigns the degree of actuation of the transmitter 10, which corresponds to the driver's request, to a pressure setpoint, which is fed via the data bus 22 to each pressure control valve.
  • the setpoint is set by the pressure control valve as part of a pressure control circuit.
  • a characteristic curve of the target pressure versus the degree of actuation of the transmitter 10 is stored, which takes into account the individual differences in the wheel brakes. In particular, the characteristic curves are determined in such a way that the braking effect on all wheels starts approximately simultaneously.
  • the electronic control unit 20 recognizes the braking reaction, the braking effect and its beginning and corrects the characteristic curves accordingly.
  • the pressure detected by the pressure sensors 70, 80 is transmitted via the communication system 22 to the electronic control unit 20 for evaluation.
  • an axle load-dependent pressure control known from the prior art and an anti-lock protection are provided.
  • FIG. 2a shows a load measuring element 130 with a pressure sensor 140 and a changeover valve 160.
  • the pressure sensor is connected to a spring element 110 and can be acted upon by operating the changeover valve 160 from the electronic control unit 20 with a comparative pressure from the second error element 120, so that the pressure sensor both the pressure in the spring element 110 and the difference between the pressures in detected two spring elements.
  • the changeover valve 160 is actuated by the electronic control unit 20 at predetermined measuring times.
  • the switching valve 170 is combined with the existing check valve of the air suspension system in the exemplary embodiment according to FIG. 2c.
  • the load detection element 130 serves to detect the braking reaction by determining the support forces at at least one support point of the vehicle body. In an advantageous embodiment, the differential forces between individual spring elements are also determined. The support forces are determined by measuring the pressure in the spring elements.
  • the control unit 20 reads in the values from the load detection element 130 in certain time steps and evaluates them to determine the braking reaction, the braking effect and the beginning of braking as shown below.
  • FIG. 3 shows the course of the support forces or the pressure PLF in a spring element and the brake pressure PBR applied to the brake system of the corresponding wheel over time.
  • the electronic control unit determines the respective pressure values at predetermined time steps. It shows that after actuation of the transmitter 10 beyond a certain position at the time TO pressure is controlled in the wheel brake cylinder.
  • the evaluation of the braking torque reaction based on the pressure in a bellows of the wheel suspension system of the vehicle is sufficient.
  • the pressure difference between the pressures in both bellows is used, since this procedure improves the accuracy of the detection of Braking effect and the beginning of braking effect increased. It should be noted that the pressure difference shows a time profile comparable to that of FIG. 3a.
  • FIG. 5 shows a flow chart which illustrates the procedure according to the invention shown.
  • the pressure PLF2 is additionally read into the second spring element.
  • a check is then made in step 202 as to whether the difference between the pressure currently read in the spring element PLF1 (n) and the pressure PLFl (n-l) read in the previous program run is greater than the difference value ⁇ l. If this is the case, the currently measured brake pressure value PBR (n) is stored in step 204 as the pressure PO which indicates the start of the braking action. In the subsequent step 206, the stored value PO is corrected with tolerance values ⁇ 2 and thus the pressure PA for the
  • the characteristic curve which forms the target value Psoll on the basis of the actuation value BWG of the transmitter 10 and the pressure for the start of braking PA, is determined.
  • the program section is then ended and repeated at the appropriate time.
  • the pressure PBR in the braking system is evaluated.
  • a step 210 is introduced between step 200 and step 202, in the currently measured brake pressure PBR (n) is checked to determine whether it is greater than the brake pressure PBR (nl) measured in the previous program run. If this is the case, the process continues with step 202, while in the opposite case the program part is ended. Due to the inclusion of the brake pressure when determining the braking effect and the beginning of the braking effect, it is advantageously possible to monitor whether the applied braking pressures bring about the expected braking effect.
  • step 212 the driver is warned by an optical or acoustic signal. After step 212, the program part is ended.
  • not only the pressure in one, but also the pressure in a second spring element or the differential pressure between the two spring elements is used to improve the accuracy of the detection of the braking action and the beginning of the braking action.
  • the pressure PLF2 is read into the second spring element in step 200.
  • the difference ⁇ PLF between the pressure PLF2 in the second and that in the first spring element (PLF1) is formed.
  • step 202 does not check the time profile of the pressure in the first spring element but rather the time profile of the differential pressure ⁇ PLF.
  • both of the conditions mentioned must be present in step 202 in order to detect the start of the braking action.
  • step 214 is dispensed with and values are read in in step 200.
  • the computer program shown in FIG. 5 is carried out for each wheel brake or for each axle of the vehicle to which a pressure control valve is assigned, and the characteristic curve for the pressure setpoint is formed accordingly.
  • the determination of the braking action and the beginning of the braking action according to the procedure according to the invention is carried out automatically during each or during braking operations selected during driving operation, for example on the basis of a time criterion certainly.
  • the procedure according to the invention is carried out additionally or alternatively as part of the diagnosis in service workshops.
  • the axles or wheels can also be braked there one after the other.
  • a value for braking torque MB results when measuring the pressures in two spring elements from the pressure difference between these spring elements during braking ( ⁇ p) and during unbraked travel ( ⁇ pO):
  • K is a value which characterizes the geometric relationships of the axle and the wheel suspension of the vehicle.
  • K is also a constant value derived from the geometric relationships of the axle and the wheel suspension.
  • the existing braking torque or force gradients can then be determined from the calculated braking torque. Furthermore, in one exemplary embodiment, the braking torque determined is used to control the braking system in accordance with the prior art mentioned at the beginning.
  • the procedure according to the invention determines the braking reaction on the vehicle body by determining the articulation of the spring elements.
  • the braking reaction is measured at at least one support point and the support forces or the differential forces are recorded.
  • the pressure which brings the associated brake or the associated brakes into effect can be determined by comparison with the controlled brake pressures. On the basis of this pressure value, the specifications are changed in the sense of compensation in such a way that the same effect occurs essentially simultaneously for all brakes. Determining the support forces opens up the advantageous possibility of using the values of the support forces for brake pressure distribution and for regulating the brake pressure distribution as in the prior art. Furthermore, the calculation of the actually acting braking torques or the braking force is advantageously possible by determining the support forces.
  • the procedure according to the invention enables Monitoring whether the applied brake pressures also bring the expected braking effect, with a warning to the driver if the brake malfunctions.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Regulating Braking Force (AREA)

Abstract

Es wird ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Steuerung einer Bremsanlage für ein Fahrzeug vorgeschlagen, bei welchem der Druck in der Bremsanlage unter Vorgabe eines Sollwertes durch ein elektronisches Steuergerät (20) eingestellt wird und bei dem durch Erfassen der Reaktion des Fahrzeugaufbaus beim Bremsvorgang die Bremswirkung und/oder der Bremswirkungsbeginn abgeleitet wird.

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung einer Bremsanlage eines Fahrzeugs
Stand der Technik
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Steuerung einer Bremsanlage eines Fahrzeugs gemäß den Oberbegri fen der unabhängigen Patentansprüche.
Ein derartiges Verfahren bzw. eine derartige Vorrichtung ist beispielsweise aus der DE 41 12 845 AI bekannt. Bei der dort beschriebenen elektrisch gesteuerten bzw. geregelten Bremsanlage wird durch Auswerten des zeitlichen Druckverlaufs bei einer Bremsbetätigung der Anlegedruck der einzelnen Radbremsen und damit der Bremsbeginn bestimmt. Dieser Anlegedruck dient zur Korrektur eines vom Fahrerwunsch abgeleiteten Solldrucks, der zur Regelung des in die einzelne Radbremse eingesteuerten Druckmittels dient. Die Korrektur wird dabei im Sinne der Herstellung einer an allen Fahrzeugrädern bzw. an den Fahrzeugrädern einer Achse gleichgroßen Bremskraft durchgeführt. Dadurch werden Einflüsse durch Verschleiß, Reibwer Schwankungen, mechanische Verluste und Toleranzen an den einzelnen Radbremsen kompensiert. Ferner wird durch die Bestimmung der Anlegedrücke das gleichzeitige Ansprechen der einzelnen Radbremsen gewährleistet, so daß die Auflaufkräfte zwischen Zug- und Anhängerfahrzeug reduziert werden. Eine Ermittlung der Bremsreaktion, der Bremswirkung und des Bremswirkungsbeginns wird durch Parameter der Bremsanlage selbst vorgenommen. Dies kann im Einzelfall unbefriedigend sein.
Es ist Aufgabe der Erfindung, Maßnahmen für eine verbesserte Erfassung der Bremsreaktion, der Bremswirkung und des Bremswirkungsbeginns anzugeben.
Dies wird durch die kennzeichnenden Merkmale der unabhängigen Patentansprüche erreicht.
Aus der EP 149 137 A2 ist bekannt, ein der statischen Achslast entsprechendes Signal zu erfassen und dieses bei der Bremsdruckverteilung einer Bremskraf regelanlage zu berücksichtigen.
Aus der EP 276 435 ist die Auswertung des ermittelten Bremsmoments bei einer elektrisch gesteuerten bzw. geregelten Bremsanlage bekannt.
Vorteile der Erfindung
Die erfindungsgemäße Vorgehensweise erlaubt eine Erfassung der Bremswirkung und des Bremswirkungsbeginns. Dadurch läßt sich die Steuerung einer elektrisch pneumatischen bzw. elektrisch hydraulischen oder rein elektrischen Bremsanlage verbessern.
Besonders vorteilhaft ist, daß die durch die erfindungsgemäße Vorgehensweise ermittelten Werte der Abstützkräfte bzw. Achslasten zur Bremsdruckverteilung herangezogen werden können.
Ferner ist von besonderem Vorteil, daß durch die ermittelten Werte die an den einzelnen Rädern aufgebrachten Bremsmomenten berechenbar sind.
Ferner ist vorteilhaft, daß durch die erfindungsgemäße Vorgehensweise eine Überwachung der Bremsanlage ermöglicht wird.
Durch die erfindungsgemäße Vorgehensweise werden die Bremsen aufeinander abgestimmt, so daß Verschleißverhalten und Auflaufkräfte zwischen Zug- und Anhängerfahrzeug deutlich verbessert werden. Ebenso werden im laufenden Betrieb durch die automatische Abstimmung der Bremsanlage fehlerhafte mechanisch ausgeführte Abstimmungen korrigiert.
Weitere Vorteile ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen bzw. den abhängigen Ansprüchen
Zeichnung
Die Erfindung wird nachstehend anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsformen näher erläutert. Dabei zeigt Figur 1 ein Übersichtsblockschaltbild einer elektrisch gesteuerten bzw. geregelten Bremsanlage, während in Figur 2 verschiedene Alternativen zur Erfassung der Abstützkräfte an einem Rad dargestellt sind. Figur 3 zeigt den zeitlichen Verlauf des Bremsdrucks und der Abstützkräfte beim Bremsen, während Figur 4 die Zuordnung der Abstützkräfte zu dem Bremsdruck darstellt. Figur 5 schließlich zeigt ein Flußdiagramm, bei welchem die Ermittlung der Bremswirkung und des Bremswirkungsbeginns nach der erfindungsgemäßen Vorgehensweise dargestellt ist.
Beschreibung von Ausführungsbeispielen
Figur l zeigt ein Übersichtsblockschaltbild einer elektronisch gesteuerten bzw. geregelten Bremsanlage, wie sie aus dem Stand der Technik bekannt ist. Dieser sind in der Regel pneumatische oder hydraulische Not- oder Hilfsbremskreise beigefügt. Figur 1 zeigt einen vom Fahrer betätigbaren Geber 10, welcher über eine elektrische Leitung 12 mit einem elektronischen Steuergerät 20 verbunden ist. Das elektronische Steuergerät 20 ist über ein Kommunikationssystem 22 mit Druckregelventilen 50 bzw. 60 verbunden. Diese steuern zur Bremsbetätigung den Druck in den Bremsenbetätigungseinrichtungen 90 bzw. 100 und weisen ferner - neben Elektronik zur Druckregelung - Sensoren 70, 80 zur Erfassung des in die Bremsenbetätigungseinrichtungen 90 bzw. 100 eingesteuerten Drucks auf. Ferner sind Speicher 30 bzw. 40 dargestellt, welche die Energie zur Bremsbetätigung speichern. Die dargestellten Druckregelventile 50 bzw. 60 sind im bevorzugten Ausführungsbeispiel einer Achse zugeordnet und steuern den Druck in den Bremsenbetätigungseinrichtungen einer Achse. In anderen Ausführungsbeispielen sind derartige Druckregelventile jeder Radbremse oder einer Kombination Achse/Radbremse zugeordnet. Ferner ist in Figur 1 εchematisch eine Achse 102 des Fahrzeugs mit einem Rad 105 und zwei Federelementen 110 und 120, auf denen der Fahrzeugaufbau 125 aufliegt, dargestellte. Zur Ermittlung der Abstützkräfte des Fahrzeugaufbaus auf der Fahrzeugachse ist ein Lasterfassungsorgan 130 dargestellt. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel erfaßte dieses die Drücke in den beiden Federelementen 110 und 120. Das Lasterfassungsorgan 130 ist über eine elektrische Leitung 135 - im bevorzugten Ausführungsbeispiel über das Kommunikationssystem 22 - mit dem elektronischen Steuergerät 120 verbunden.
Bei Betätigung des Bremspedals durch den Fahrer gibt der Geber 10 ein Bremsensteuersignal an das elektronische Steuergerät 20 ab. Dieses ordnet dem Betätigungsgrad des Gebers 10, welcher dem Fahrerwunsch entspricht, einen Drucksollwert zu, welcher über den Datenbus 22 an jedes Druckregelventil geführt wird. Der Sollwert wird vom Druckregelventil im Rahmen eines Druckregelkreises eingeregelt. Im elektronischen Steuergerät 20 ist für jedes Druckregelventil, das heißt für jede Achse bzw. für jede Radbremse, eine Kennlinie des Solldruckes über dem Betätigungsgrad des Gebers 10 abgelegt, welche die individuellen Unterschiede in den Radbremsen berücksichtigt. Insbesondere sind die Kennlinien derart bestimmt, daß die Bremswirkung an allen Rädern annähernd gleichzeitig einsetzt. Entscheidend ist daher, daß das elektronische Steuergerät 20 die Bremsreaktion, die Bremswirkung und deren Beginn erkennt und die Kennlinien entsprechend korrigiert. Der von den Drucksensoren 70, 80 erfaßte Druck wird über das Kommunikationssystem 22 an das elektronische Steuergerät 20 zur Auswertung übermittelt. Neben der dargestellten elektronisch gesteuerten Bremsfunktion ist eine aus dem Stand der Technik bekannte achslastabhängige Druckbeeinflussung sowie ein Antiblockierschutz vorgesehen.
Zur Erfassung von Bremswirkung und des Bremswirkungsbeginns wird im bevorzugten Ausführungsbeispiel die Bremsreaktion in den Federelementen 110 und 120 mit dem Lasterfassungsorgan 130 ausgewertet. Verschiedene Ausführungsformen dieses Lasterfassungsorgans 13 sind in Figur 2 dargestellt. So wird in Figur 2a ein Lasterfassungsorgan 130 beschrieben, welches zwei Drucksensoren 140 und 150 aufweist, die die Drücke in den Federelementen messen. In einem anderen vorteilhaften Ausführungsbeispiel ist lediglich ein Drucksensor vorgesehen, dessen Signal zur Bestimmung der Bremswirkung und des Bremswirkungsbeginns ausreichen kann. In Figur 2b ist ein Lastmeßorgan 130 mit einem Drucksensor 140 und einem Umschaltventil 160 dargestellt. Der Drucksensor ist dabei an ein Federelement 110 angeschlossen und kann durch Betätigung des Umschaltventils 160 vom elektronischen Steuergerät 20 aus mit einem Vergleichsdruck aus dem zweiten Fehlerelement 120 beaufschlagt werden, so daß der Drucksensor sowohl den Druck im Federelement 110 als auch die Differenz zwischen den Drücken in beiden Federelementen erfaßt. Das Umschaltventil 160 wird in diesem Fall vom elektronischen Steuergerät 20 zu vorgegebenen Meßzeitpunkten betätigt. Ferner wird im Ausführungsbeispiel gemäß Figur 2c das Umschaltventil 170 mit dem vorhandenen Sperrventil der Luftfederanlage kombiniert.
Das Lasterfassungsorgan 130 dient zur Erfassung der Bremsreaktion durch Ermittlung der Abstützkräfte an mindestens einem Abstützpunkt des Fahrzeugaufbaus. In einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel werden ferner die Differenzkräfte zwischen einzelnen Federelementen bestimmt. Die Ermittlung der Abstützkräfte erfolgt durch Messung des Druckes in den Federelementen. Das Steuergerät 20 liest in bestimmten Zeitschritten die Werte vom Lastefassungsorgan 130 ein und wertet sie zur Ermittlung der Bremsreaktion, der Bremswirkung und des Bremsbeginns wie nachfolgend dargestellt aus. In Figur 3 ist der Verlauf der AufStützkräfte bzw. des Drucks PLF in einem Federelement und des in die Bremsanlage des entsprechenden Rades eingesteuerten Bremsdrucks PBR über der Zeit aufgezeichnet. Das elektronische Steuergerät ermittelt zu vorgegebenen Zeitschritten die jeweiligen Druckwerte. Dabei zeigt sich, daß nach Betätigung des Gebers 10 über eine gewisse Stellung hinaus zum Zeitpunkt TO Druck in den Radbremszylinder eingesteuert wird, Eine Reaktion am Fahrzeugaufbau, welche durch eine Veränderung des Druckes in den Federelementen und damit der Abstützkräf e sichtbar wird, erfolgt erst zum Zeitpunkt Tl, da dann erst eine Bremsmomentenreaktion, d.h. eine Bremswirkung eintritt. Vergleicht man Brems- und Federelementdruck zu den Zeitschritten, so ergibt sich das in Figur 4 dargestellte Verhalten. Der Federelementdruck PLF bleibt trotz Erhöhung des Bremsdruckes PBR für eine gewisse Zeit konstant und erhöht sich zu einem Zeitpunkt Tl analog zur Erhöhung des Bremsdruckes. Der Zeitpunkt Tl bezeichnet demnach den Beginn der Bremswirkung auf das Fahrzeug, die sich zu diesem Zeitpunkt eine Reaktion am Fahrzeugaufbau auf das aufgebrachte Bremsmoment bemerkbar macht. Erfindungsgemäß wird diese Reaktion des Fahrzeugaufbaus zur Bestimmung der Bremswirkung und des -beginns ausgewertet. Zeigt sich eine Bremsmomentenreaktion am Fahrzeugaufbau (Zeitpunkt Tl) , so wird der dann vorliegende Bremsdruck als Bremswirkungsbeginn abgespeichert und im Rahmen der oben beschriebenen Kennlinien ausgewertet.
Im einfachsten Fall genügt die Auswertung der Bremsmomentreaktion anhand des Druckes in einem Federbalg der Radfederungsanlage des Fahrzeugs. In einem bevorzugten Ausfuhrungsbeispiel wird jedoch die Druckdifferenz zwischen den Drücken in beiden Federbalgen herangezogen, da diese Vorgehensweise die Genauigkeit der Erfassung von Bremswirkung und der Bremswirkungsbeginn erhöht. Dabei ist zu beachten, daß die Druckdifferenz einen mit Figur 3a vergleichbaren zeitlichen Verlauf zeigt.
In Figur 5 ist ein Flußdiagramm dargestellt, welches die dargestellte erfindungsgemäße Vorgehensweise verdeutlicht.
Nach Start des Programmteils mit einer Bremsbetätigung, welche sich aus dem Betätigungssignal des Gebers 10 ableiten läßt, wird in einem ersten Schritt 200 der Bremsdruck PBR im Druckregelventil sowie der Druck in einem Federelement PLF1 eingelesen. In einem vorteilhaften weiteren
Ausführungsbeispiel wird ergänzend der Druck PLF2 im zweiten Federelement eingelesen. Daraufhin wird im Schritt 202 überprüft, ob die Differenz zwischen dem aktuell eingelesenen Durck im Federelement PLF1 (n) und dem im vorhergehenden Programmdurchlauf eingelesenen Druck PLFl(n-l) größer als der Differenzwert Δl ist. Ist dies der Fall, wird im Schritt 204 der aktuell gemessene Bremsdruckwert PBR(n) als der Druck PO gespeichert, der den Beginn der Bremswirkung kennzeichnet. Im darauffolgenden Schritt 206 wird der gespeicherte Wert PO mit Toleranzwerten Δ2 korrigiert und so der Druck PA für den
Bremswirkungsbeginn gebildet. Im darauffolgenden Schritt 208 wird die Kennlinie, welche den Sollwert Psoll auf der Basis des Betätigungswertes BWG des Gebers 10 und des Drucks für den Bremsbeginn PA bildet, bestimmt. Danach wird der Programmteil beendet und zu gegebener Zeit wiederholt.
In einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel wird ergänzend zur Auswertung des Druckes in einem Federelement zur Bestimmung der Bremswirkung und des Bremswirkungsbeginns der Druck PBR in der Bremsanlage ausgewertet. Dazu wird zwischen Schritt 200 und Schritt 202 ein Schritt 210 eingeführt, in dem der aktuell gemessene Bremsdruck PBR(n) dahingehend überprüft wird, ob er größer als der im vorhergehenden Programmdurchlauf gemessene Bremsdruck PBR(n-l) ist. Ist dies der Fall, wird mit Schritt 202 fortgefahren, während im gegenteiligen Fall der Programmteil beendet wird. Aufgrund der Einbeziehung des Bremsdrucks bei der Bestimmung der Bremswirkung und des Bremswirkungsbeginns ist es in vorteilhafter Weise möglich, zu überwachen, ob die eingesteuerten Bremsdrücke die erwartete Bremswirkung herbeiführen. Wird nämlich bei der im Schritt 210 ermittelten Erhöhung des Bremsdruckes im Schritt 202 nach einer gewissen Filterzeit oder nach einen vorgegebenen Anzahl gleichartiger Ergebnisse keine entsprechende Reaktion am Fahrzeugaufbau erkannt, so ist davon auszugehen, daß der eingesteuerte Bremsdruck keine Bremswirkung erzielt. Gemäß Schritt 212 wird in diesem Fall der Fahrer durch ein optisches oder akustisches Signal gewarnt. Nach Schritt 212 wird der Programmteil beendet.
In einem weiteren vorteilhaften Ausführungsbeispiel wird zur Verbesserung der Genauigkeit der Erfassung der Bremswirkung und des Bremswirkungsbeginns nicht nur der Druck in einem, sondern ergänzend der Druck in einem zweiten Federelement bzw. der Differenzdruck zwischen den beiden Federelementen herangezogen. Dazu wird im in Figur 5 gezeigten Ausführungsbeispiel im Schritt 200 der Druck PLF2 im zweiten Federelement eingelesen. Im darauffolgenden Schritt 214 wird die Differenz ΔPLF zwischen dem Druck PLF2 im zweiten und dem im ersten Federelement (PLF1) gebildet. Nach dem vorteilhaften Schritt 210 wird dann im Schritt 202 nicht der zeitliche Verlauf des Drucks im ersten Federelement sondern der zeitliche Verlauf des Differenzdrucks ΔPLF überprüf . Dazu wird die Differenz zwischen dem aktuell gemessenen Differenzdruck ΔPLF(n) und dem im vorherigen Programmdurchlauf gemessenen Differenzdruck ΔPLF(n-l) mit einem vorgegebenen Differenzwert Δ3 verglichen. Übersteigt die Differenz diesen Wert, so wird mit Schritt 204 fortgefahren, während im gegenteiligen Fall der Programmteil, ggf. unter Durchführung des Schrittes 212, beendet wird.
Neben der dargestellten Auswertung des Differenzdruckes und des Druckes in einem Federelement kann in einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel vorgesehen sein, daß im Schritt 202 beide genannten Bedingungen vorliegen müssen, um den Bremswirkungsbeginn zu erfassen.
Ist das Lasterfassungsorgan derart ausgebildet, daß es einen Wert für den Differenzdruck zwischen beiden Federelementen und einen Wert für den Druck in einem Federelement erfaßt, wird auf Schritt 214 verzichtet und bei Werte im Schritt 200 eingelesen.
Das in Figur 5 dargestellte Rechnerprogramm wird für jede Radbremse bzw. für jede Achse des Fahrzeugs, welcher ein Druckregelventil zugeordnet ist, durchgeführt und entsprechend die Kennlinie für den Drucksollwert gebildet.
Neben einer Anwendung der erfindungsgemäßen Vorgehensweisen an luftgefederten Fahrzeugen wird diese in vorteilhaf er Weise auch in Verbindung mit blattgefederten Fahrzeugen angewendet.
Dabei wird ferner in einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel die Bestimmung der Bremswirkung und des Bremswirkungsbeginns gemäß der erfindungsgemäßen Vorgehensweise automatisch bei jedem oder bei zum Beispiel aufgrund eines Zeitkriteriums ausgewählten BremsVorgängen während des Fahrbetriebs bestimmt. In anderen Ausführungsbeispielen wird die erfindungsgemäße Vorgehensweise ergänzend oder alternativ im Rahmen der Diagnose in Servicewerkstätten durchgeführt. Dort kann auch die Bremsung der Achsen bzw. der Räder nacheinander durchgeführt werden.
Besonders vorteilhaft ist, daß aus der Bestimmung der Abstützkräfte beim Bremsvorgang nicht nur der Bremswirkungsbeginn und die Bremswirkung, sondern auch die tatsächlich auf die Straße wirkenden Bremsmomente bzw. die wirkende Bremskraft berechnet werden können. Dazu sind die folgenden Gleichungen ableitbar.
Ein Wert für Bremsmoment MB ergibt sich bei der Messung der Drücken in zwei Federelementen aus der Druckdifferenz zwischen diesen Federelementen während des Bremsvorgangs (Δ p) und während der ungebremsten Fahrt (ΔpO) :
MB = K * (deltap - deltapO)
wobei die Konstante K ein die geometrischen Verhältnisse der Achse und der Radaufhängung des Fahrzeugs kennzeichnender Wert ist.
Wird der Druck nur in einem Federelement erfaßt, so ergibt sich das Bremsmoment aus der Differenz des Druckes bei ungebremster Fahrt PU und des Druckes bei gebremster Fahrt PB zu:
MB = K (PB - PU)
wobei K auch hier eine aus den geometrischen Verhältnissen der Achse und der Radaufhängung abgeleiteter Konstantwert ist. Ein Vergleich der berechneten Werte wird in vorteilhafter Weise zur Diagnose bzw. zur Überwachung der Bremsanlage herangezogen, indem die Werte mit zulässigen Grenzwerten verglichen werden und bei Über- bzw. Unterschreiten ein Fehler erkannt wird.
Aus dem berechneten Bremsmoment lassen sich dann die vorliegenden Bremsmoment- bzw. -kraftgradienten bestimmen. Ferner wird in einem Ausführungsbeispiel das ermittelte Bremsmoment zur Regelung der Bremsanlage gemäß dem eingangs genannten Stand der Technik eingesetzt.
Zusammenfassend ist festzustellen, daß durch die erfindungsgemäße Vorgehensweise die Bremsreaktion am Fahrzeugaufbau durch Ermittlung der Anlenkung der Federelemente bestimmt wird. Dabei wird die Bremsreaktion an mindestens einem Abstützpunkt gemessen und die Abstützkräfte bzw. die Differenzkräfte erfaßt. Durch Vergleich mit den eingesteuerten Bremsdrücken läßt sich der Druck ermitteln, der die zugehörige Bremse bzw. die zugehörigen Bremsen zur Wirkung bringt. Auf der Basis dieses Druckwertes werden die Vorgaben im Sinne einer Kompensation derart verändert, daß für alle Bremsen die gleiche Wirkung im wesentlichen gleichzeitig einsetzt. Durch die Ermittlung der Abstützkräfte eröffnet sich die vorteilhafte Möglichkeit, die Werte der Abstützkräfte zur Bremsdruckverteilung und zur Regelung der Bremsdruckverteilung wie aus dem Stand der Technik heranzuziehen. Ferner wird in vorteilhafter Weise durch die Ermittlung der Abstützkräfte die Berechnung der tatsächlich wirkenden Bremsmomente bzw. dert Bremskraft möglich.
Diese Werte können dabei in vorteilhafter Weise zur Diagnose der Bremswirkung der einzelnen Bremsen herangezogen werden. Ferner ermöglicht die erfindungsgemäße Vorgehensweise eine Überwachung, ob die eingesteuerten Bremsdrücke auch die erwartete Bremswirkung bringen, wobei bei einer Fehlfunktion der Bremse eine Warnung an den Fahrer ausgegeben wird. Durch gezieltes Bremsen der einzelnen Achsen nacheinander und Auswertung der Bremswirkung am Fahrzeug kann eine gezielte örtliche Zuordnung von Ursache und Wirkung vorgenommen werden.

Claims

Ansprüche
1. Verfahren zur Steuerung einer Bremsanlage eines Kraftfahrzeugs, wobei eine elektronische Steuereinheit, welcher wenigstens ein den Fahrerwunsch repräsentierender Wert zugeführt wird, für eine oder mehrere Radbremsen einen einzuregelnden Sollwert in Abhängigkeit des Fahrerwunsches bestimmt und die Bremswirkung bzw. der Bremswirkungsbeginn ermittelt, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremswirkung bzw. der Bremswirkungsbeginn aus der Reaktion des Fahrzeugaufbaus beim Bremsvorgang abgeleitet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Reaktion des Fahrzeugaufbaus durch ermitteln der Abstützkräfte des Fahrzeugaufbaus auf der Achse beim Bremsvorgang abgeleitet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstützkräfte aus dem Druck in wenigstens einem Federelement des Fahrzeugs abgeleitet wird.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck in wenigstens einem Federelement ermittelt wird und der Bremswirkungsbeginn aus dem zeitlichen Verlauf des Druckes in diesem Federelement bestimmt wird.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck in wenigstens einem Federelement erfaßt und der Differenzdruck zwischen den Drücken in beiden Federelementen eines Rades gebildet wird und aus dem zeitlichen Verhalten des Differenzdrucks und/oder des Drucks in dem einem Federelement der Beginn der Bremswirkung abgeleitet wird.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer Erhöhung des Druckes in einem Federelement bzw. einer Erhöhung des Differenzdruckes beim Bremsvorgang der Beginn der Bremswirkung abgeleitet wird.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Basis des beim Bremswirkungsbeginn herrschenden Bremsdrucks die Zuordnung von Fahrerwunsch zu Sollwert korrigiert wird, so daß für alle Radbremsen die Bremswirkung im wesentlichen gleichzeitig einsetzt.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Basis der Drücke in den Federelementen bzw. des Differenzdrucks bei gebremster und bei ungebremster Fahrt die am Rad tatsächlich wirkenden Bremsmomente berechnet werden.
9. Verfahren nach einen der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß durch Vergleich der Druckwerte in einem Federelement bzw. der Differenzdruckwerte sowie der eingesteuerten Bremsdruckwerte die Funktionsweise der Bremsanlage überwacht wird und Fehlerfall ggf eine Warnung ausgegeben wird.
10. Verfahren nach einen der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die ermittelten Abstützkräfte zur Steuerung der Bremsdruckverteilung herangezogen werden.
11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß aufgrund der berechneten Bremsmomente die Funktionsweise der Bremsanlage überwacht wird.
12. Vorrichtung zur Steuerung einer Bremsanlage für ein Kraftfahrzeug, mit einem elektronischen Steuergerät (10) , welchem von einem vom Fahrer betätigbaren Geber (10) ein den Fahrerwunsch repräsentierendes Signal zugeführt wird, mit Druckregelventilen (50, 60), welcher dem vom elektronischen Steuergerät zugeführten Sollwert in Abhängigkeit des Fahrerwunsches einstellen, wobei und das elektronische Steuergerät Mittel umfaßt, welche die Bremswirkung und/oder den Bremswirkungsbeginn erfassen, dadurch gekennzeichnet, daß dem elektronischen Steuergerät Werte zugeführt werden, aus denen die Reaktion des Fahrzeugaufbaus beim Bremsvorgang abgeleitbar ist und aus denen die Bremswirkung bzw. der Bremswirkungsbeginn abgeleitet wird.
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