DE19527419A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung der Bremsanlage eines Fahrzeugs - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung der Bremsanlage eines FahrzeugsInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung
zur Steuerung der Bremsanlage eines Fahrzeugs gemäß den
Oberbegriffen der unabhängigen Patentansprüche.
Ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Steuerung der Brems
anlage eines Fahrzeugs ist aus der DE-OS 33 13 078 bekannt.
Dort wird die Bremsanlage des Fahrzeugs mit Blick auf einen
gleichmäßigen Belagverschleiß gesteuert. Zu diesem Zweck
sind in den Bremsleitungen der Bremskreise des Fahrzeugs
elektrisch ansteuerbare Ventile vorgesehen, welche die
Bremswirkung in dem Bremskreis mit höherem Verschleiß in
den Radbremsen reduzieren, wenn unterschiedliche Belagdicken
(d. h. unterschiedlicher Verschleiß) ermittelt wurden. Die
Ventilkennlinien sind dabei durch entsprechenden Aufbau der
Ventile auf die Auslegung der jeweiligen Bremsanlage abzu
stimmen, was mit erheblichem Aufwand verbunden ist.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Steuerung der
Bremsanlage mit Blick auf eine Ausbalancierung des Belagver
schleißes anzugeben, welche flexibel und einfach an unter
schiedliche Auslegungen einer Bremsanlage anzupassen ist.
Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale der
unabhängigen Patentansprüche erreicht.
Die erfindungsgemäße Steuerung erlaubt eine einfache Anpas
sung der Belagsverschleißregelung an unterschiedliche Ausle
gungen von Bremsanlagen. Besonders vorteilhaft ist, daß auf
eine Weise (elektronisch) die gewünschten Ventilkennlinien
erzeugt werden können. Dadurch sind Ventile mit einfachem
Aufbau, Proportionalventile oder Schaltventile, einsetzbar.
Dadurch wird auch in vorteilhafter Weise eine unterschiedli
che Bremswirkungsreduzierung in unterschiedlichen Brems
situationen ermöglicht.
Insbesondere ist vorteilhaft, daß abhängig von der Betäti
gung des Bremspedals durch den Fahrer das Ausmaß der Redu
zierung der Bremswirkung abgeleitet wird. Dadurch ist es
möglich, bei starken Bremsungen die volle Bremswirkung zu
entfalten zu lassen.
Besonders vorteilhaft ist der Einsatz der erfindungsgemäßen
Vorgehensweise in Verbindung mit konventionellen oder elek
trisch gesteuerten pneumatischen oder hydraulischen Bremsan
lagen.
Weitere Vorteile ergeben sich aus der nachfolgenden Be
schreibung von Ausführungsbeispielen sowie aus den abhängi
gen Patentansprüchen.
Die Erfindung wird nachstehend anhand der in der Zeichnung
dargestellten Ausführungsformen näher erläutert. Dabei zeigt
Fig. 1 ein Übersichtsblockschaltbild einer mit einem Anti
blockier- und/oder Antriebsschlupfregelsystem (ABS/ASR) aus
gerüsteten pneumatischen Bremsanlage mit Ventilen zum Aus
balancieren des Belagverschleißes. Fig. 2 zeigt beispiel
haft Kennlinienverläufe, die sich als geeignet erwiesen ha
ben. Fig. 3 schließlich zeigt die Realisierung der Erfin
dung im Rahmen eines Rechnerprogramms am Beispiel eines
Flußdiagramms.
Fig. 1 zeigt eine herkömmliche pneumatische Bremsanlage,
welche mit einem ABS/ASR-System ausgerüstet ist. Die Brems
anlage weist einen ersten Bremskreis 1 für die Vorderachse,
einen zweiten Bremskreis 11 für die Hinterachse auf. Vom Be
triebsbremsventil 10 führt im Rahmen des Bremskreises 1 eine
Bremsleitung 12 über ein elektrisch ansteuerbares Ventil 14
sowie Drucksteuerventile 16 bzw. 18 zu den Radbremszylindern
20 bzw. 22 der Vorderachse. In vergleichbarer Weise führt im
Rahmen des Bremskreises 11 eine Bremsleitung 24 über ein
elektrisch ansteuerbares Ventil 26, einen Druckminderer
bzw. -begrenzer 28 und Drucksteuerventile 30 bzw. 32 zu den Rad
bremszylindern 34 bzw. 36 der Hinterachse. Ferner ist ein
elektronisches Steuergerät 38 vorgesehen, welches über An
steuerleitungen 40 bzw. 42 die Ventile 26 bzw. 14 betätigt.
Ferner ist ein Schaltelement 52 zur Erfassung der Bremspe
dalbetätigung vorgesehen, welches über die Leitung 54 mit
dem Steuergerät 38 verbunden ist. Ein Drucksensor 56 erfaßt
den Druck in einer der Bremsleitungen (24 oder 12) und über
mittelt einen Druckwert über die Leitung 58 ans elektroni
sche Steuergerät 38. Ferner sind jeweils einer oder allen
Vorderachsbremsen und Hinterachsbremsen Sensoren 44 und 46
zugeordnet, die die Dicke der Bremsbeläge der entsprechenden
Radbremsen erfassen. Die erfaßten Signalwerte werden über
Leitungen 48 bzw. 50 zum Steuergerät 38 geführt.
Beim elektronischen Steuergerät 38 handelt es sich in einem
bevorzugten Ausführungsbeispiel um ein ABS-Steuergerät oder
ein ABS/ASR-Steuergerät. Das Steuergerät führt in diesem be
vorzugten Ausführungsbeispiel neben der im folgenden darge
stellten Verschleißanpassung bei Blockieren der Räder bzw.
bei Durchdrehen der Antriebsräder die Betätigung der Ventile
16, 18, 30 und 32 zum Druckaufbau, -abbau oder -halten
durch. Die entsprechenden Leitungsverbindungen sind in Fig.
1 aus Übersichtlichkeitsgründen ebenso wie die zugehörigen
Radgeschwindigkeitssensoren nicht dargestellt.
Grundgedanke der Erfindung ist, daß das elektronische Steu
ergerät 38 die Bremswirkung in dem Bremskreis durch Ansteu
ern des entsprechenden Ventils reduziert, in dem die kleine
re Belagdicke und somit ein höherer Verschleiß gemessen
wurde. Dabei wird das Ausmaß der Pedalbetätigung durch den
Fahrer erfaßt und die Ansteuerung des entsprechenden Ventils
vom elektronischen Steuergerät 38 abhängig von einer vorge
gebenen, den Zusammenhang zwischen Ein- und Ausgangsdruck
des Ventils darstellenden Kennlinie vorgenommen.
Bei den Ventilen 14 und 26 handelt es sich in einem bevor
zugten Ausführungsbeispiel um Proportionalventile. In diesem
Anwendungsfall wird vom Steuergerät 38 über die Leitungen 40
bzw. 42 entsprechend der Kennlinie bestimmter Strom zur An
steuerung der Ventile übermittelt. Handelt es sich bei den
Ventilen 14 und 26 jedoch um Schaltventile, wird über die
Leitungen 40 und 42 vom Steuergerät 38 ein pulsweitenmo
duliertes Signals ausgegeben, dessen Tastverhältnis derart
gewählt ist, daß im Mittel der vorgegebene Zusammenhang zwi
schen Ein- und Ausgangsdruck des Ventils hergestellt wird.
Wesentlich beim gewählten Kennlinienverlaufist, daß eine
Reduzierung der Bremswirkung, das heißt eine Druckzurückhal
tung, nur in unteren Druckbereichen erfolgen soll. Dies, da
mit bei starken Bremsungen, die möglicherweise auf eine Not
situation hindeuten, die durch Auslegung der Bremsanlage
vorgegebene maximale Bremswirkung zur Verfügung steht.
Beispiele für derartige Kennlinien, die sich in verschiede
nen Ausführungsbeispielen als geeignet erwiesen, sind in
Fig. 2 dargestellt. Dabei ist jeweils der Druck P2 am Ausgang
des Ventils über dem Eingangsdruck P1 aufgetragen. Gemeinsam
ist diesen Kennlinien, daß die Bremswirkungsreduzierung im
unteren Druckbereich, das heißt im unteren Betätigungsbe
reich des Bremspedals (bis ca. 30% der maximalen Auslenkung)
und ggf. im mittleren Bereich (bis ca. 75% der maxialen Aus
lenkung), stattfindet, der Übergang vom unteren in den obe
ren Bereich (z. B. größer 75%) kann dabei je nach Anforderung
kontinuierlich (Fig. 2a, 2b, 2d) oder sprungförmig (Fig.
2c) ausgestaltet sein.
Darüberhinaus kann es in einigen Ausführungsbeispielen vor
teilhaft sein, mehrere Kennlinien abzulegen. Abhängig von
Fahrzustand des Fahrzeugs bzw. der jeweiligen Bremssituation
wird dann die geeignete Kennlinie ausgewählt. Die Auswahl
erfolgt dabei z. B. anhand der Fahrzeuggewindigkeit, der
Schnelligkeit der Bremspedalbetätigung, etc., die Situatio
nen darstellen, in denen die Ausbalancierung des Verschlei
ßes von eher untergeordneten Bedeutung ist.
Neben der vorteilhaften Anwendung der erfindungsgemäßen Vor
gehensweise bei herkömmlichen pneumatischen Bremsanlagen
wird die erfindungsgemäße Vorgehensweise in gleicher Weise
mit den angegebenen Vorteilen bei hydraulischen,
elektro-pneumatischen oder elektro-hydraulischen Bremsanla
gen angewendet.
Neben der Erfassung des Druckes in wenigstens einer Brems
leitung als Maß für die Bremspedalbetätigung ist in vorteil
haften Ausführungsbeispielen vorgesehen, den Druck in allen
Bremskreisen zu erfassen und die den Bremskreisen zugeordne
ten Ventile abhängig vom korrespondierenden Druck zu steu
ern.
Ferner wird in anderen vorteilhaften Ausführungsbeispielen
als Maß für die Pedalbetätigung die Auslenkung oder die Be
tätigungskraft direkt am Bremspedal mittels potentiometri
scher oder berührungsloser Wegsensoren oder Kraftsensoren
ermittelt.
Die Realisierung der erfindungsgemäßen Vorgehensweise als
Rechnerprogramm ist im Flußdiagramm nach Fig. 3 darge
stellt. Der dort beschriebene Programmteil wird mit Beginn
des Bremsvorgangs, bei Schließen des Bremspedalschalters 52,
eingeleitet.
Im bevorzugten Ausführungsbeispiel wird im ersten Schritt
100 der Druck p1 in einer der Bremsleitungen sowie die er
faßten Belagdicken d1 und d2 eingelesen. Daraufhin wird im
Abfrageschritt 102 überprüft, ob die eingelesenen Belag
dicken d1 und d2 im Rahmen der Toleranz unterschiedliche
Werte aufweisen. Ist dies nicht der Fall, wird keine An
steuerung der Reduzierventile vorgenommen und der Programm
teil beendet. Weisen die Belagdicken unterschiedliche Werte
auf, wird im darauffolgenden Abfrageschritt 106 überprüft,
ob die Belagdicke d1 an der Vorderachse kleiner als die (d2)
an der Hinterachse ist. Ist dies der Fall, wird gemäß
Schritt 108 das Ansteuersignal für das Reduzierventil im
Vorderachsbremskreis auf der Basis der vorbestimmten Kenn
linie nach Maßgabe des erfaßten Drucks p1 ermittelt und aus
gegeben. Das ermittelte Ansteuersignal repräsentiert dabei
je nach Ventilausführung einen Stromwert, einen Spannungs
wert, ein Tastverhältnis eines pulsweitenmodulierten
Signals, eine Frequenz, etc. Ist der Belag an der Hinter
achse dünner als an der Vorderachse, wird entsprechend im
Schritt 110 das Ansteuersignal für das Reduzierventil im
Hinterachsbremskreis auf der Basis der vorbestimmten Kenn
linie und des erfaßten Druckes p1 ermittelt und ausgegeben.
Nach den Schritten 108 und 110 wird der Programmteil beendet
und zu gegebener Zeit wiederholt.
Neben der oben dargestellten achsweisen Ausbalancierung des
Belagverschleißes ist in einem vorteilhaften Ausführungsbei
spiel die radindividuelle Ausbalancierung mit den oben dar
gestellten Methode vorgesehen. Dabei wird der Verschleiß an
jedem Rad ermittelt und die Bremswirkung an den einzelnen
Rädern nach Maßgabe einer vorbestimmten Kennlinie derart re
duziert, daß Mittel über alle Bremsungen im wesentlichen an
allen Rädern der gleiche Verschleiß auftritt.
Die Vorbestimmung der Kennlinie erfolgt je nach vorgegebenen
Randbedingungen. Sie können jede beliebige Form annehmen.
Claims (11)
1. Verfahren zur Steuerung der Bremsanlage eines Fahrzeugs,
bei welchem zum Ausbalancieren des Bremsenverschleißes die
Bremswirkung an den Rädern abhängig vom Bremsenverschleiß an
den Radbremsen mit höherem Verschleiß reduziert wird, da
durch gekennzeichnet, daß ein Maß für die Bremspedalbetäti
gung durch den Fahrer erfaßt wird und die Reduzierung der
Bremswirkung abhängig von der erfaßten Betätigung erfolgt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
zur Erfassung des Pedalbetätigung wenigstens ein Drucksen
sor, der den Druck in wenigstens einer Bremsleitung der
Bremsanlage, ein Wegsensor, der die Auslenkung des Pedals
oder ein Kraftsensor vorgesehen ist, der die Betätigungs
kraft erfaßt.
3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da
durch gekennzeichnet, daß nach Maßgabe der Größe der Brems
pedalbetätigung aus einer vorgegebenen Kennlinie ein Ansteu
ersignal für wenigstens ein, die Bremswirkung in reduzieren
der Weise beeinflussendes Ventil ermittelt wird.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da
durch gekennzeichnet, daß die Bremsanlage eine pneumatische
oder hydraulische Bremsanlage ist, wobei in die Bremsleitun
gen elektrisch ansteuerbare Ventile eingefügt sind, welche
die Bremswirkung in den einzelnen Bremskreisen reduzieren.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da
durch gekennzeichnet, daß ein elektronisches Steuergerät zur
Ansteuerung der Ventile vorgesehen ist, wobei das elektroni
sche Steuergerät ein ABS oder ein ABS/ASR-Steuergerät ist.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da
durch gekennzeichnet, daß die Reduzierung der Bremswirkung
zum Ausbalancieren des Bremsenverschleißes nur im unteren
und ggf. mittleren Bereich der Pedalbetätigung Fahrerwun
sches stattfindet.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da
durch gekennzeichnet, daß im oberen Bereich der Pedalbetäti
gung keine Reduzierung der Bremswirkung erfolgt.
8. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß
die Kennlinie den Zusammenhang des Eingangs- zum Ausgangs
druck des anzusteuernden Ventils beschreibt.
9. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß
das Ansteuersignal ein Strom-, Spannungssignal oder ein
pulsweitenmoduliertes Signal je nach Ausführung der Ventile
(Proportional- oder Schaltventil) ist.
10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da
durch gekennzeichnet, daß das die Reduzierung der Bremswir
kung abhängig von der Art der Pedalbetätigung, insbesondere
deren Schnelligkeit, ist.
11. Vorrichtung zur Steuerung der Bremsanlage eines Fahr
zeugs, mit einem elektronischen Steuergerät, welches die
Bremswirkung im Sinne einer Ausbalancierung des Belagver
schleißes reduziert, dadurch gekennzeichnet, daß das
elektronische Steuergerät ein Maß für die Bremspedalbetäti
gung erfaßt und die Reduzierung der Bremswirkung abhängig
von der Pedalbetätigung vornimmt.
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