DE19755431A1 - Fahrzeugbremsanlage - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Fahrzeugbremsanlage nach dem Oberbegriff der Patentansprüche 1, 3 und 6.

Eine solche Fahrzeugbremsanlage ist aus der EP 0 798 615 A1 bekannt. Deren Bremselektronik werden der Brems­ betätigungswunsch des Fahrers und die von ihm gefor­ derte Bremswirkung in Gestalt des Bremswertsignals zu­ geführt, und die Bremselektronik steuert die Betätigung der Fahrzeugbremsanlage so, daß diese die Forderungen des Fahrers erfüllt. Für eine so ausgebildete Fahrzeug­ bremsanlage ist die Kurzbezeichnung "EBS" gebräuchlich, die auch in der genannten EP-Veröffentlichung verwendet wird.

Häufig ist die Bremselektronik so ausgebildet, daß sie auch ein richtungsstabiles Bremsverhalten des Fahrzeugs sowie eine gleichmäßige Bremsabnutzung und/oder einen Blockierschutz der Fahrzeugräder sicherstellt. Dabei verarbeitet die Bremselektronik weitere Signale, z. B. die Raddrehzahlsignale, die ihr von Sensoren der Brems­ anlage, beispielsweise Raddrehzahlsensoren, und/oder über den Fahrzeug-Datenbus zugeführt werden. Außerdem ist es üblich, die Bremselektronik so auszubilden, daß sie die Betätigung der Bremsanlage zur Antriebs­ schlupf-Regelung steuert, wenn die Raddrehzahlsensoren eine Durchdrehneigung an wenigstens einem angetriebenen Bad signalisieren (ASR).

Der Fahrdynamikelektronik der Fahrzeugbremsanlage wer­ den die Raddrehzahlsignale sowie die Signale des Lenk­ winkelsensors, des Giergeschwindigkeitssensors und des Querbeschleunigungssensors zugeführt. Nach Maßgabe die­ ser Signale überwacht die Fahrdynamikelektronik in je­ dem Fahrzustand des Fahrzeugs dessen Querstabilität, mit anderen Worten: dessen Schleuderneigung, und steu­ ert die Fahrzeugbremsanlage so bzw. greift so in deren Steuerung durch die Bremselektronik ein, daß sie stets eine optimale Querstabilität des Fahrzeugs sicher­ stellt.

Die bereits genannte EP-Veröffentlichung beschreibt die physikalischen Grundlagen und die grundsätzliche Wir­ kungsweise einer Fahrzeugbremsanlage der eingangs ge­ nannten Art, ohne jedoch auf Lösungsansätze und Anord­ nungsmöglichkeiten der zur Realisierung der Bremsanlage erforderlichen Komponenten einzugehen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, vorteilhafte Lösungen und Anordnungen dieser Komponenten anzugeben.

Diese Aufgabe wird durch die in den Patentansprüchen 1, 3 und 6 angegebene Erfindung gelöst. Vorteilhafte Aus­ gestaltungen und Fortbildungen sind in den Unteransprü­ chen angegeben.

Weitere Vorteile der Erfindung werden in deren folgen­ der Erläuterung anhand zeichnerisch dargestellter Aus­ führungsbeispiele angegeben. Unter durchgehender Ver­ wendung gleicher Bezugszeichen für funktionsgleiche Komponenten sowie dicker Striche für Druckluftleitungen und dünner Striche für elektrische Steuer- bzw. Signal­ leitungen zeigen

Fig. 1 schematisch eine Fahrzeugbremsanlage,

Fig. 2 ausschnittsweise eine Fortbildung der An­ lage nach Fig. 1,

Fig. 3 schematisch eine andere Fahrzeugbremsan­ lage,

Fig. 4 ausschnittsweise Fortbildungen der

Fig. 5 Anlage nach Fig. 3,

Fig. 6 schematisch eine weitere Fahrzeugbremsan­ lage.

In Fig. 1 bilden ein elektrischer Bremswertgeber 1, eine Bremselektronik 2, Druckluftspeicher 21, 30, Bremsdruckmodulatoren 17, 18, 25, 26, Vorderachs-Rad­ bremsen 23, 28 und Hinterachs-Radbremsen 16, 20 eine elektrisch steuerbare Fahrzeugbremsanlage, die im folgenden mit der üblichen Kurzbenennung "EBS" bezeich­ net wird. Je nach Ausgestaltung der EBS können zu die­ ser noch Sensoren, beispielsweise Bremsdrucksensoren, Raddrehzahlsensoren, Lastsensoren, Verschleißsensoren, gehören. Auch gibt es Ausgestaltungen der EBS, in denen die Bremselektronik Daten bzw. Signale aus einer oder mehreren Fahrzeugelektroniken, z. B. Lastdaten, verar­ beitet, die ihr über den Fahrzeug-Datenbus 3 zuge­ führt werden. Solche Fahrzeugelektroniken sind durch Rechtecke 5, 6, 7 symbolisiert.

Für den Fall, daß das mit der EBS ausgerüstete Fahrzeug im Anhängerbetrieb einsetzbar sein soll, ist die EBS noch mit einem elektrisch steuerbaren Anhängersteuer­ ventil 11, Druckluft-Kupplungsköpfen 13, 14 und ei­ ner elektrischen Kupplung 12 versehen. Über diese Einrichtungen, die auch als Kundenwunsch-Ausrüstung vorgesehen sein können, kann eine Anhängerbremsanlage in herkömmlicher Zweileitungs-Bauart und/oder in elek­ trisch steuerbarer Ausführung mitgesteuert werden. Im letzteren Fall muß die elektrische Kupplung 12 als Datenbus-Schnittstelle ausgeführt sein.

Zur Versorgung der Fahrzeugbremsanlage mit als Betäti­ gungsenergie dienender Druckluft ist das Fahrzeug mit einer in bekannter Weise aufgebauten und deshalb nicht dargestellten Druckerzeugungs- und Druckluftaufberei­ tungsanlage ausgerüstet.

Eine solche Fahrzeugbremsanlage ist aus der DE 195 10 933 A1 bekannt, auf die wegen Einzelheiten verwiesen wird.

Die zeichnerisch als Scheibenbremsen angedeuteten Rad­ bremsen 16, 20, 23, 28 sind an der jeweils zugeordne­ ten Fahrzeugachse auf die Fahrzeugseiten verteilt.

Die Vorderachs-Radbremsen 23, 28 sind bei Störungen der EBS über vorgeschaltete Zweiwegeventile 24, 29 mittels eines Umschaltventils 31, für welches die Be­ zeichnung "Redundanzventil" gebräuchlich ist, durch ei­ nen Druckteil 32 des Bremswertgebers 1 betätigbar. Einzelheiten eines solchen Notbremskreises sind bei­ spielsweise in der DE 39 16 642 A1 (dort z. B. bei Fig. 5) beschrieben, auf die diesbezüglich verwiesen wird. Ein entsprechend aufgebauter Notbremskreis kann auch für die Hinterachs-Radbremsen 16, 20 vorgesehen sein.

In die Bremselektronik 2 sind die Funktionen "Bloc­ kierschutz" und "Antriebsschlupfregelung" integriert, für welche nachstehend die üblichen Kurzbezeichnungen "ABS" und "ASR" verwendet werden. Zu diesen Zwecken, wenn nicht schon zu EBS-Zwecken, werden der Bremselek­ tronik 2 Raddrehzahlsignale von Raddrehzahlsensoren 15, 19, 22, 27 zugeführt. Im ASR-Betrieb kann die Bremselektronik 2 über den Fahrzeug-Datenbus 3 auch Steuersignale an die Motor-Steuerelektronik 5 abge­ ben. Als für den ABS-Betrieb und den ASR-Betrieb erfor­ derliche Regelventile dienen die Bremsdruckmodulatoren 17, 18, 25, 26.

Die Druckspeicher 21, 30, die Radbremsen (16, 20, 23, 28 und die Raddrehzahlsensoren 15, 19, 22, 27 sind auch Bestandteile eines Fahrdynamik-Regelsystems, zu dem außerdem eine Fahrdynamikelektronik 4, ein Lenk­ winkelsensor 8, ein Giergeschwindigkeitssensor 9 und ein Querbeschleunigungssensor 10 gehören. Aufgabe des Fahrdynamik-Regelsystems ist, beim Auftreten eines instabilen Fahrzustands des Fahrzeugs bzw., falls An­ hängerbetrieb vorliegt, des Fahrzeugzuges, mit anderen Worten beim Auftreten einer Schleuderneigung, auch au­ ßerhalb von Bremsbetätigungen durch gezielte Betätigung einzelner oder mehrerer Radbremsen, gegebenenfalls und/oder der Anhängerbremsanlage, Giermomente zu erzeu­ gen, welche die Bewegung des Fahrzeugs bzw. des Fahr­ zeugzuges stabilisieren. Über den Fahrzeug-Datenbus 3 kann die Fahrdynamikelektronik 4 auch Steuersignale an die Motor-Steuerelektronik 5 abgeben.

Wegen Einzelheiten der Wirkungsweise des Fahrdyna­ mik-Regelsystems wird auf die eingangs erwähnte EP 0 798 615 A1 sowie den Sonderdruck aus ATZ Automo­ biltechnische Zeitschrift 96 (1994) Heft 11 "Das neue Fahrsicherheitssystem Electronic Stability Program von Mercedes-Benz" verwiesen.

Erfindungsgemäß sind in Fig. 1 die Fahrdynamikelektro­ nik 4 in die Bremselektronik 2 integriert und der Lenkwinkelsensor 8, der Giergeschwindigkeitssensor 9 und der Querbeschleunigungssensor 10 als selb­ ständige Baueinheiten vorgesehen. Zwecks Integration der Fahrdynamikelektronik 4 ist die Bremselektronik 2 mit zusätzlichen Eingängen für die speziellen Sen­ soren des Fahrdynamik-Regelsystems ausgerüstet.

Fig. 2 zeigt einen Ausschnitt aus einer Fahrzeugbrems­ anlage, in der der Giergeschwindigkeitssensor und der Querbeschleunigungssensor zu einem Sensormodul 35 zu­ sammengefaßt sind. Beide Sensoren können dabei in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet sein. Der Sensormodul kann auch, beispielsweise in dem gemeinsamen Gehäuse, die gemeinsame elektrische Versorgung und eine etwa er­ forderliche Schutzschaltung umfassen. Diese Zusammen­ fassung der genannten Sensoren und ihre Ausgestaltungen stellen kosten- und raumsparende Lösungen dar.

Im übrigen entspricht diese Fahrzeugbremsanlage derje­ nigen nach Fig. 1.

In Fig. 3 sind die Bremsdruckmodulatoren der Fig. 1 an der Hinterachse durch einen Achsmodulator 44 und an dem Vorderachse durch einen Kombi-Bremsdruckmodulator 46 sowie ABS-Regelventile 45, 47 ersetzt. Die in diesem Falle mit 40, 43 zu bezeichnende Bremselektronik ist auf einen Zentralmodul 40 und einen Achsmodul 43 aufgeteilt.

In dem Achsmodulator 44 sind der Achsmodul 43 und die den Hinterachs-Radbremsen 16, 20 zugeordneten Bremsdruckmodulatoren zusammengefaßt. In den Achsmodul 43 sind Teile der Bremselektronik 40, 43 verlagert, insbesondere solche Teile, die den Hinterachs-Radbrem­ sen 16, 20 zugeordnet sind. Der Zentralmodul 40 und der Achsmodul 43 sind über einen EBS-Systembus 42 miteinander verbunden. Eine solche EBS mit "verteilter Intelligenz" ist in der EP 0 467 112 A2, auf die wegen Einzelheiten verwiesen wird, beschrieben. Allerdings ist dort der Achsmodulator in Radmodulatoren für die einzelnen Radbremsen aufgeteilt.

Der Kombi-Bremsdruckmodulator 46 an der Vorderachse ist sowohl von der Bremselektronik 40, 43 als auch von dem Druck steuerbar, welchen der Druckteil 32 des Bremswertgebers 1 liefert. Ein solcher Kombi-Brems­ druckmodulator und sein Zusammenwirken mit ABS-Re­ gelventilen sind aus der DE 40 16 463 A1 bekannt, auf die wegen Einzelheiten verwiesen wird. Ein Redundanz­ ventil ist bei dieser Lösung nicht erforderlich. Diese Funktion nimmt der Kombi-Bremsdruckmodulator 46 mit wahr.

In dieser Fahrzeugbremsanlage ist die Fahrdynamikelek­ tronik 41 als selbständige Baueinheit vorgesehen, in die der Giergeschwindigkeitssensor und der Querbe­ schleunigungssensor integriert sind. Der Lenkwinkelsen­ sor 8, dessen Einbauort durch seine Funktion im Be­ reich der Lenksäule des Fahrzeugs festgelegt ist, ist mit der Fahrdynamikelektronik 41 verbunden. Die Fahr­ dynamikelektronik 41 ist andererseits an den EBS-Systembus 42 angeschlossen und kann über diesen und die Bremselektronik 40, 43 auf die Radbremsen und desweiteren über den Fahrzeug-Datenbus 3 auf die Mo­ tor-Steuerelektronik 5 einwirken. Soll bei dieser Fahrzeugbremsanlage von der Fahrdynamikelektronik oder im ASR-Betrieb eine Vorderachs-Radbremse 23 bzw. 28 betätigt werden, so ist dazu die Steuerung des Kombi-Brems­ druckmodulators 46 und die Schaltung des der an­ deren Vorderachs-Radbremse 28 bzw. 23 zugeordneten ABS-Regelventils 47 bzw. 45 in seine Druckhalte- oder Druckabbaustellung erforderlich.

Fig. 4 zeigt einen Ausschnitt aus einer Fahrzeugbrems­ anlage, in der der Lenkwinkelsensor 8 an den Fahr­ zeug-Datenbus 3 angeschlossen ist. Die Lenkwinkel­ signale werden in diesem Fall der mit 50 bezeichneten Fahrdynamikelektronik über den Fahrzeug-Datenbus 3 und die Bremselektronik 40, 43, insbesondere deren Zentralmodul 40, zugeführt. In der Regel wird der Lenkwinkelsensor 8 in diesem Fall mit einer Schaltung zur Signalaufbereitung und zum Betrieb der Kommunika­ tion über den Fahrzeug-Datenbus 3 zu einem Lenkwin­ kelsensormodul zusammengefaßt sein.

Im übrigen entspricht diese Fahrzeugbremsanlage derje­ nigen nach Fig. 3.

In Fig. 5 ist der Lenkwinkelsensor 8, anders in Fig. 4, an den EBS-Systembus 42 angeschlossen.

Im übrigen entspricht diese Bremsanlage derjenigen nach Fig. 4.

Fig. 6 zeigt eine Fahrzeugbremsanlage, in der in die mit 55 bezeichnete Fahrdynamikelektronik wie bei Fig. 3 der Giergeschwindigkeitssensor und der Querbeschleu­ nigungssensor integriert sind. Anders als bei Fig. 3 ist die Fahrdynamikelektronik 55 an den Fahrzeug-Da­ tenbus 3 angeschlossen.

Im übrigen entspricht diese Bremsanlage derjenigen nach Fig. 3.

Die Ausgestaltungen nach den Fig. 3, 4, 5 und 6 ermög­ lichen eine kosten- und raumsparende Erweiterung einer etwa serienmäßig vorhandenen EBS um ein Fahrdynamik-Re­ gelsystem ganz ohne oder mit unwesentlichen Eingriffen in die Bremselektronik.

Für alle Ausführungsbeispiele und Ausgestaltungen gilt, daß über den Fahrzeug-Datenbus 3 außer der Motor­ steuerelektronik 5 auch anderen Fahrzeugelektroniken Daten des Fahrzeugdynamik-Regelsystems zugeführt werden können und umgekehrt die Fahrdynamikelektronik Daten anderer Fahrzeugelektroniken, z. B. Wankwinkel, zur Op­ timierung der Fahrstabilitätsregelung erhalten kann.

Der Fachmann erkennt, daß die vorstehend zu einem Aus­ führungsbeispiel bzw. einer Ausgestaltung gemachten Ausführungen für die anderen Ausführungsbeispiele bzw. Ausgestaltungen direkt oder in entsprechender Anwendung mitgelten, sofern sich aus diesen Ausführungen nichts Widersprechendes ergibt.

Der Fachmann erkennt auch, daß sich der Schutzbereich der Erfindung nicht in den Ausführungsbeispielen er­ schöpft, sondern alle Ausführungen umfaßt, deren Merk­ male sich den Patentansprüchen unterordnen.

Claims (6)

1. Fahrzeugbremsanlage, die von einer Bremselektronik (2) wenigstens nach Maßgabe eines von dem Fahrer erzeugten Bremswertsignals und/oder von einer Fahr­ dynamikelektronik (4) nach Maßgabe von Raddrehzahl­ signalen sowie von Signalen eines Lenkwinkelsensors (8), eines Giergeschwindigkeitssensors (9) und ei­ nes Querbeschleunigungssensors (10) steuerbar ist, wobei die Bremselektronik (2) über einen Fahrzeug-Da­ tenbus (3) wenigstens mit einer Motor-Steuerelek­ tronik (5) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Fahrdynamikelektronik (4) in die Bremselek­ tronik (2) integriert ist.

2. Fahrzeugbremsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Giergeschwindigkeitssensor und der Querbe­ schleunigungssensor zu einem Sensormodul (35) zu­ sammengefaßt sind.

3. Fahrzeugbremsanlage, die von einer Bremselektronik (40, 43) wenigstens nach Maßgabe eines von dem Fah­ rer erzeugten Bremswertsignals und/oder von einer Fahrdynamikelektronik (41) nach Maßgabe von Rad­ drehzahlsignalen sowie von Signalen eines Lenkwin­ kelsensors (8), eines Giergeschwindigkeitssensors und eines Querbeschleunigungssensors steuerbar ist, wobei die Bremselektronik (40, 43) über einen Fahr­ zeug-Datenbus (3) wenigstens mit einer Motor-Steu­ erelektronik (5) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Giergeschwindigkeitssensor und der Querbe­ schleunigungssensor in die Fahrdynamikelektronik (41) integriert sind.

4. Fahrzeugbremsanlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Lenkwinkelsensor (8) an den Fahrzeug-Daten­ bus (3) angeschlossen ist.

5. Fahrzeugbremsanlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Lenkwinkelsensor (8) an einen Systembus (42) der Bremselektronik (40, 43) angeschlossen ist.

6. Fahrzeugbremsanlage, die von einer Bremselektronik (40, 43) wenigstens nach Maßgabe eines von dem Fah­ rer erzeugten Bremswertsignals und/oder von einer Fahrdynamikelektronik (55) nach Maßgabe von Rad­ drehzahlsignalen sowie von Signalen eines Lenkwin­ kelsensors (8), eines Giergeschwindigkeitssensors (9) und eines Querbeschleunigungssensors (10) steu­ erbar ist, wobei die Bremselektronik (40, 43) über einen Fahrzeug-Datenbus (3) wenigstens mit einer Motor-Steuerelektronik (5) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Fahrdynamikelektronik (55) an den Fahr­ zeug-Datenbus (3) angeschlossen ist.