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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Bremsanlage gemäß dem Oberbegriff
des Anspruchs 1. Aus der
DE
43 09 243 A1 ist eine zweikreisige Bremsanlage mit Vorderachs-Hinterachs-Bremskreisaufteilung
bekannt, welche eine Einrichtung zur Erkennung eines Ausfalls des
Vorderachs-Bremskreises, je einen Radsensor pro Fahrzeugrad und
eine elektronische Recheneinheit aufweist, wobei die Recheneinheit
annimmt, dass ein Defekt des Vorderachs-Bremskreises vorliegt, wenn die
Einrichtung während
einer Bremsung keinen Bremsdruck in den Bremsen der Vorderräder signalisiert.
Derartige Bremsanlagen finden beispielsweise Verwendung zur elektronischen
Bremskraftverteilung. Eine elektronische Bremskraftverteilung senkt während einer
pedalbetätigten
Bremsung bei überhöhtem Bremsschlupf
an der Hinterachse den Hinterachsbremsdruck ab, um ein Blockieren
der Hinterräder
vor den Vorderrädern
zu verhindern. Dabei wird nicht, wie es bei einer Blockierschutzregelung üblich ist,
ein optimaler Schlupf eingestellt, sondern lediglich ein verminderter
Bremsdruck. Dies kann dazu führen,
daß unter
Umständen
an der Hinterachse die mögliche
Bremskraft nicht optimal ausgenutzt wird. Bei einer intakten Bremsanlage,
bei welcher das größte Bremsmoment
ohnehin von den Vorderachsbremsen aufgebracht wird, ist so etwas
unkritisch. Wenn jedoch der Vorderachsbremskreis ausfällt, so muß an der
Hinterachse die optimale Fahrzeugverzögerung erzielt werden, um gesetzlichen
Normen gerecht zu werden. Wenn der Vorderachs-Bremskreis ausfällt, so darf
also keine elektronische Bremskraftverteilung in Form einer Bremsdrucksenkung oder
eines Bremsdruckhaltens an der Hinterachse vorgenommen werden. Eine
Bremsschlupfregelung, welche das Blockieren der Hinterräder verhindert, kann
und soll nach wie vor auch bei Vorderachs-Bremskreisausfall erfolgen.
Um beim Ausfall des Vorderachs-Bremskreises also eine elektronische
Bremskraftverteilung auszuschalten bzw. nicht einsetzen zu lassen,
ist es notwendig, einen solchen Ausfall zu detektieren. Hierzu gibt
es die Maßnahme, daß im Vorderachs-Bremskreis ein Druckschalter
angeordnet ist, der einen Bremsdruck erfaßt. Wenn bei betätigtem Bremspedal
am Druckschalter kein Bremsdruck ansteht, so ist davon auszugehen,
daß der
Vorderachs-Bremskreis ausgefallen ist. Allerdings ist ein Druckschalter
als zusätzliches
Bauteil immer auch der Gefahr eines Defektes ausgesetzt. Bei defektem
Druckschalter kann allerdings ein Vorderachs-Bremskreisausfall nicht
erkannt werden. Es bedarf daher einer zusätzlichen Überwachung des Druckschalters.
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Die
vorliegende Erfindung hat die Aufgabe, eine Bremsanlage der eingangs
genannten Art zu schaffen, bei welcher der Aufwand zur Erkennung
eines Vorderachs-Bremskreisausfalls verringert ist.
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Diese
Aufgabe wird gelöst
in Verbindung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1. Die
Erfindung kann also völlig
auf einen Druckschalter verzichten. Anstelle einer Überwachung
eines Druckschalters erfolgt nunmehr softwareseitig eine direkte Überwachung
des Bremskreises. Die Erfindung macht sich dabei zunutze, daß bei einer
Geradeausfahrt die Geschwindigkeit der Hinterräder während einer Bremsung bei intaktem
Vorderachsbremskreis nur um einen geringen Wert von der der Vor derräder abweicht. Überschreitet
jedoch der Schlupf an den Hinterrädern über längere Zeit einen bestimmten Wert,
obwohl die Einzelradverzögerung
der Vorderräder
im wesentlichen der Fahrzeugverzögerung
entspricht, so liegt das in der Regel daran, daß die Vorderräder gar
nicht gebremst werden. Der Vorderachs-Bremskreis ist also ausgefallen.
Diese Betrachtungen gelten zumindest, solange das Fahrzeug sich stabil
verhält.
Bei beginnender Blockierschutzregelung sind derartige Betrachtungen nicht
aussagekräftig,
da die einzelnen Fahrzeugräder
u.U. bis zu einem Schlupf von 50 % gebracht werden. Bei einer stabilen Bremsung
kann zwar auch zeitweilig an der Hinterachse die Schlupfsumme größer als
1 % werden, allerdings hält
dieser Zustand bei funktionierender elektronischer Bremskraftverteilung
nicht lange vor. Nur dann, wenn der Vorderachs-Bremskreis ausgefallen
ist, tritt auch bei Druckabsenkung an der Hinterachse ein signifikanter
Schlupf auf, da die Gesamtfahrzeugverzögerung nur über die Hinterachsbremsen erzielt
werden muß und über die
Hinterräder
entsprechend höhere
Längskräfte übertragen
werden. Dies macht sich die Erfindung zunutze, indem vorzugsweise
bei Auftreten von mindestens 1 % Schlupf an der Hinterachse ein
Zeitzähler
aktiviert wird, der bei Erreichen einer bestimmten Zeitspanne in
diesem Zustand einen Vorderachs-Bremskreisausfall annimmt.
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Diese Überlegungen
gelten allerdings nur bei Geradeausfahrt. Daher empfiehlt es sich,
zwischen Geradeausfahrt und Kurvenfahrt zu unterscheiden. Ein einfaches
Kriterium, welches allein anhand der Radsensorsignale erfaßt werden
kann, stellen die Geschwindigkeitsdifferenzen jeweils zwischen linkem
und rechtem Rad einer Achse dar. Sind diese Geschwindigkeitsdifferenzen
an der Vorder- und an der Hinterachse gleichgerichtet und überschreiten
sie eine bestimmte Schwelle, so liegt eine Kurvenfahrt vor.
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Bei
Kurvenfahrt gibt es andere geeignete Kriterien zur Erkennung eines
Vorderachs-Bremskreisausfalls. Naturgemäß läuft ein kurveninneres Rad langsamer
als das zugehörige
kurvenäußere Rad derselben
Achse. Ist allerdings die Geschwindigkeitsdiffe renz zwischen den
Hinterrädern
für eine
bestimmte Zeit um ein bestimmtes Maß größer als die Geschwindigkeitsdifferenz
der Vorderräder,
so ist dies ein Indiz für
eine Vorderachs-Bremskreisausfall. Dieser Schluß ergibt sich daraus, daß beim Durchfahren
einer Kurve das Fahrzeug eine seitliche Wankbewegung vollzieht.
Die kurveninneren Räder werden
entlastet, so daß sie
nicht so große
Bremskräfte übertragen
können
wie die kurvenäußeren Räder. Wenn
diese Geschwindigkeitsdifferenz zwischen linkem und rechtem Rad
an der Hinterachse aber deutlich größer ist als an der Vorderachse,
so läßt sich
daraus schließen,
daß lediglich
an der Hinterachse Längskräfte in Form
einer Bremsung übertragen
werden, während
die Vorderräder
nur rollen. Das bedeutet also, daß der Vorderachs-Bremskreis
ausgefallen ist.
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Da
all diese Überlegungen
Plausibilitätsüberlegungen
sind, empfiehlt es sich, bestimmte Zusatzkriterien einzuführen, die
den ermittelten Zustand verifizieren. Beispielsweise kann auch bei
Erfüllung aller
vorgenannter Kriterien der Vorderachs-Bremskreis nicht ausgefallen sein, wenn
das Fahrzeug so stark verzögert,
wie es nur mit zwei intakten Bremskreisen möglich ist.
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Auch
werden bei einer Bremsschlupfregelung Eingriffe in das Raddrehverhalten
vorgenommen, die die zuvor genannten Plausibilitätskriterien nicht anwendbar
machen.
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Wenn
einer dieser beiden zuletztgenannten Fälle zutrifft, so sollte auch
bei Erfüllung
der anderen Kriterien für
die Erkennung eines Vorderachs-Bremskreisausfalls ein solcher Ausfall
nicht angenommen werden und entsprechend auch keine Maßnahmen getroffen
werden, die die Fahrzeugverzögerung
heraufsetzen sollen.
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Bei
erkanntem Vorderachs-Bremskreisausfall muß in Folge bei Bremsanlagen
mit elektronischer Bremskraftverteilung einer Unterbremsung vorgebeugt
werden. Während
einer Geradeausfahrt empfiehlt sich, den Hinterachs-Bremsdruck durch
ein schnelles Druckaufbaupulsraster dem ungeregelten Bremsdruck
anzupassen. Durch den gepulsten Druckaufbau hat ein Antiblockiersystem
der Bremsanlage die Möglichkeit,
rechtzeitig gegen ein Blockieren der Hinterräder vorzugehen.
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Bei
Kurvenfahrt kann der Bremsdruck sofort ungepulst aufgebaut werden.
Das heißt,
daß ein
sofortiger Ausstieg aus der elektronischen Bremskraftverteilung
erfolgen kann. Dies beruht auf der Überlegung, daß bei einer
Fahrzeugverzögerung,
die auch durch den Hinterachs-Bremskreis allein erzielt werden kann,
höchstens
ein Bremsdruck von etwa 30 bar herrscht, sofern der Vorderachs-Bremskreis
doch nicht defekt ist. Wird aber in solchen Druckbereichen irrtümlich ein
plötzlicher
Druckaufbau an der Hinterachse vorgenommen, so sind trotzdem keine
Fahrzeuginstabilitäten
zu erwarten aufgrund des niedrigen Bremsdruckes.
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Im
folgenden wird die Erfindung näher
erläutert
anhand der Schilderung von zwei Situationen, von denen sich eine
auf eine Geradeausfahrt und eine auf eine Kurvenfahrt bezieht.
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Die
erste Situation ist folgende: Das Fahrzeug befindet sich bei einer
Geradeausfahrt und wird gerade einer pedalbetätigten Bremsung unterzogen, wobei
die Schlupfwerte noch nicht so kri tisch sind, daß eine Bremsschlupfregelung
erforderlich wäre. Sofern
sich die Einzelradverzögerungen
der Vorderräder
innerhalb einer bestimmten Bandbreite um die Fahrzeugverzögerung herum
bewegen, wird die Schlupfsumme der Hinterräder gebildet. Ist diese Schlupfsumme
größer als
beispielsweise 1 %, d.h., daß die
Hinterachsräder
tiefer im Schlupf laufen als die Vorderachsräder, so wird ein Zähler zur
Zeiterfassung dieses Zustands gestartet.
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Der
Zähler
wird angehalten bzw. erst gar nicht gestartet, wenn die Fahrzeugverzögerung betragsmäßig 0,5
g überschreitet.
Eine solche Fahrzeugverzögerung
ist in der Regel nur mit zwei intakten Bremskreisen erzielbar. Der
Zähler
setzt den Zählvogang
erst dann fort, wenn diese Fahrzeugverzögerungsschwelle wieder unterschritten
wird.
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Ab
einem bestimmten Zählerstand,
d.h. nach Ablauf einer bestimmten Zeit ohne Änderung der Schlupfverhältnisse,
wird ein Vorderachs-Bremskreisausfall angenommen. Wenn zu diesem
Zeitpunkt gerade eine elektronische Bremskraftverteilung abläuft, so
wird diese in die sogenannte Phase 3 umgeschaltet, d.h., daß ein schnelles
Druckaufbaupulsraster gestartet wird, um den Hinterachsbremsdruck
an den ungeregelten Bremsdruck, welcher vom Hauptzylinder kommt,
anzupassen. Diese Umschaltung auf Phase 3 ist unabhängig davon,
welche Phase der elektronischen Bremskraftverteilung zum Zeitpunkt
des Erkennens eines Vorderachs-Bremskreisausfalls gerade stattfindet.
Das Druckaufbau-Pulsraster dient dazu, bei hohem Vordruck, also hohem
ungeregeltem Bremsdruck einer Einrichtung zur Blockierschutzregelung
die Möglichkeit
eines rechtzeitigen Eingriffs zu geben, wenn die Hinterräder aufgrund
des Bremsdruckaufbaus in hohen Schlupf geraten.
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Für den Fall,
daß an
der Vorderachse die Einzelradgeschwindigkeiten sich derart stark
und asynchron ändern,
daß eine
schlechte Wegstrecke angenommen werden muß, so wird das jeweils betroffene
Rad bzw. werden die betroffenen Räder von der Betrachtung ausgeschlossen,
ob sich die Einzelradverzögerung
innerhalb des erwähnten
Verzögerungsbandes
bewegt.
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In
der zweiten Situation, bei Kurvenfahrt, sieht die Erkennung eines
Vorderachs-Bremskreisausfalls anders aus. Eine Kurvenfahrt kann
beispielsweise dadurch erkannt werden, daß die Differenz der Einzelradgeschwindigkeiten
zwischen linkem und rechtem Rad jeweils für die Vorderachse und die Hinterachse
ermittelt wird. Sind beide Geschwindigkeitsdifferenzen gleichgerichtet
und sind beide Geschwindigkeitsdifferenzen beispielsweise größer als
ein Schwellenwert von 1 km/h, so kann davon ausgegangen werden,
daß gerade
eine Kurve durchfahren wird. Aufgrund des Geometrieeinflusses und
der Wankbewegung eines Fahrzeuges sind in einem solchen Fall die
Kriterien für
Geradeausfahrt nicht anwendbar. 1 % Schlupf beispielsweise ist am
kurveninneren Hinterrad durch den Geometrieeinfluß oft vorhanden.
Radschwingungen am kurveninneren Vorderrad sind aufgrund der Entlastung
der kurveninneren Fahrzeugseite auch möglich.
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Daher
werden während
einer Kurvenfahrt die Geschwindigkeitsdifferenzen an Vorderachse
und Hinterachse miteinander verglichen. Bei Ausfall des Vorderachsbremskreises
zeigt sich an der Hinterachse, daß das kurveninnere Hinterrad
in höherem Schlupf
läuft als
die übrigen
Fahrzeugräder.
Damit ist die Geschwindigkeitsdifferenz der Hinterachse merklich
größer als
die der Vorderachse. Das Kriterium für das Starten eines Zählers zur
Zeiterfassung kann in diesem Fall bei gleichgerichteten Geschwindigkeitsdifferenzen Δvh hinten und Δvv vorn
so aussehen: | Δvh | – | Δvv | > 0,
01 × vRef
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Allerdings
sollte das Starten des Zeitzählers an
die Bedingung geknüpft
sein, daß das
Fahrzeug stärker
als mit 0,3 g verzögert
wird. Wenn die Fahrzeugverzögerung
betragsmäßig 0,3
g übersteigt,
so kann auch die Erfüllung
des Kriteriums der Geschwindigkeitsdifferenzen nicht als Vorderachs-Bremskreisausfall
interpretiert werden, da derart hohe Verzögerungen während einer Kurvenfahrt in
der Regel zum Eintritt in die Bremsschlupfregelung führen, wenn
ein Bremskreis ausgefallen ist. Wenn sich also die Bremsanlage nicht
in einer Bremsschlupfregelung befindet, die Fahrzeugverzögerung aber
groß ist,
so ist darauf zu schließen,
daß der
Vorderachs-Bremskreis intakt ist.
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Tritt
diese Situation während
eines Zählvorgangs
ein, so wird solange rückwärts gezählt, bis
der Zählerstand
auf Null steht oder der Betrag der Fahrzeugverzögerung unter die 0,3 g-Schwelle sinkt. In letzterem
Fall wird in Folge wieder vorwärts
gezählt.
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Bei
einem bestimmten Zählerstand
des Zeitzählers
wird auch während
einer Kurvenfahrt ein Vorderachs-Bremskreisausfall angenommen. Sofern
gerade eine elektronische Bremskraftver teilung abläuft, muß kein Druckaufbaupulsraster
gestartet werden, sondern die elektronische Bremskraftverteilung
kann sofort verlassen werden. Der Druck in den Hinterachsbremsen
wird also sofort dem ungeregelten Vordruck angepaßt. Dies
erhöht
den Komfort im Pedalgefühl
des Fahrers. Diese Maßnahme
ist deshalb unkritisch, weil bei möglicherweise fehlerhaft erkanntem
Vorderachs-Bremskreisausfall die kleine Verzögerung, welche Voraussetzung
für die
Erkennung ist, schon mit einem niedrigen Bremsdruck erzielt werden
kann. Dieser liegt bei etwa 30 bar. Wird also fehlerhaft ein Bremskreisausfall
erkannt, so ist ein sofortiger Druckaufbau an der Hinterachse unschädlich für das Fahrverhalten,
da derart niedrige Bremsdrücke nicht
in der Lage sind, die Hinterräder
in übermäßigen Schlupf
zu bringen.
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Neben
den Maßnahmen
zur Erhöhung
der möglichen
Fahrzeugverzögerung
bei erkanntem Vorderachs-Bremskreisausfall sind selbstverständlich auch
Warnanzeigen für
den Fahrer vorgesehen, welche ihn über den Defekt der Bremsanlage
informieren.