DE19929414A1 - Schaltungsanordnung für eine Kraftfahrzeug-Bremsanlage - Google Patents

Schaltungsanordnung für eine Kraftfahrzeug-Bremsanlage

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung für eine Bremsanlage für ein Kraftfahrzeug einer ersten Achse und einer zweiten Achse mit wenigstens einem Schaltkreis, der Sensorsignale aufbereitet und auswertet, Geschwindigkeit, Verzögerung und/oder Beschleunigung einzelner Räder ermittelt und hierdurch erhaltene Werte untereinander sowie mit vorgegebenen Schwellwerten vergleicht. DOLLAR A Erfindungsgemäß zeichnet sich die Schaltungsanordnung dadurch aus, daß bei einem Defekt des Schaltkreises und/oder wenigstens eines Sensors eine Notlauffunktion aktiviert wird, bei der die Räder in einem Ausmaß abgebremst werden, bei welchem wenigstens ein Rad der ersten Achse auf ein Rad der zweiten Achse eine Mindestgeschwindigkeitk aufweisen.

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung für eine Bremsanlage für ein Kraftfahrzeug mit einer ersten Achse und einer zweiten Achse, mit wenigstens einem Schaltkreis, der Sensorsignale aufbereitet und auswertet, Geschwindig­ keit, Verzögerung und/oder Beschleunigung einzelner Räder ermittelt und hierdurch erhaltene Werte untereinander sowie mit vorgegebenen Schwellwerten vergleicht.
Eine derartige Schaltungsanordnung wird beispielsweise in Fahrzeugen mit einer kontrollierten Geschwindigkeit auf Ge­ fällstrecken eingesetzt. Eine gattungsgemäße Schaltungsan­ ordnung ist aus der Internationalen Patentanmeldung PCT/WO 96/11826 und aus der Europäischen Patentanmeldung EP 0 856 446 A2 bekannt. Die Schaltungsanordnung ist hierbei so kon­ zipiert, daß durch eine Regelung des Bremsdrucks an allen vier Rädern eines Fahrzeuges eine vorgegebene Sollgeschwin­ digkeit eingestellt wird. Falls ein Rad zu blockieren droht, wird die normale ABS-Funktion aktiviert.
Die in der Europäischen Patentanmeldung EP 0 856 446 A2 und in der Internationalen Patentanmeldung PCT/WO 96/11826 dar­ gestellte Schaltungsanordnung führt eine Kontrolle einer Geschwindigkeit bei Befahren einer Gefällstrecke durch (Hill Descent Control - HDC).
Die HDC-Funktion kann bei Auftreten eines Fehlers nicht ab­ geschaltet werden, da das Kraftfahrzeug bei einem plötzli­ chen Druckabbau in den Bremsen und bei Vorliegen einer Ge­ fällstrecke stark beschleunigen würde. Der Fahrer des Kraftfahrzeuges könnte zwar die Bremse betätigen, jedoch besteht die Gefahr, daß das Fahrzeug bereits vor Betätigen der Bremse eine gefährlich hohe Geschwindigkeit erreicht hat.
Eine Beibehaltung des HDC-Modus bei einem Ausfall oder ei­ ner Abschaltung eines Antiblockiersystems des Kraftfahrzeu­ ges ist gleichermaßen gefährlich. Bei einem steileren Ge­ fälle kann es zum Blockieren der Räder und damit zum Ver­ lust der Lenkfähigkeit kommen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungs­ anordnung zu schaffen, mit deren Hilfe ein gleichzeitiges Abbremsen und eine Beibehaltung der Lenkfähigkeit erreicht werden. Insbesondere soll die Schaltungsanordnung ein si­ cheres Befahren von Gefällstrecken ermöglichen. Ferner soll die Schaltungsanordnung möglichst auch bei einem Ausfall eines Antiblockiersystems funktionieren.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß eine gattungsgemäße Schaltungsanordnung so ausgestaltet wird, daß die Schaltungsanordnung eine Notlauffunktion aktivieren kann, bei der die Räder in einem Ausmaß abgebremst werden, bei welchem wenigstens ein Rad der ersten Achse und ein Rad der zweiten Achse eine Mindestgeschwindigkeit aufweisen.
Die Erfindung sieht vor, eine Schaltungsanordnung mit einer Notlauffunktion zu versehen. Die Notlauffunktion wird bei Auftreten eines Fehlers aktiviert, beispielsweise bei Aus­ fall oder Abschaltung eines Antiblockiersystems. Falls bei­ spielsweise ein Radsensor defekt ist, wird auf eine spezi­ elle Bildung einer Referenzgeschwindigkeit für eine Kon­ trolle der Abstiegsgeschwindigkeit umgeschaltet.
Es ist besonders zweckmäßig, daß die Schaltungsanordnung die Notlauffunktion bei einem Befahren von Gefällstrecken aktiviert.
Es ist vorteilhaft, daß die Schaltungsanordnung die Not­ lauffunktion bei einem Defekt des Schaltkreises und/oder eines Sensors aktiviert.
Ferner ist es zweckmäßig, daß die Notlauffunktion durch ei­ nen Schalter aktiviert werden kann.
Besonders vorteilhaft ist es, die Schaltungsanordnung so auszugestalten, daß die Schaltungsanordnung für jede der Achsen das schnellste Rad bestimmt, anschließend von den schnelleren Rädern det beiden Achsen das langsamere aus­ wählt und die Geschwindigkeit des ausgewählten Rades so re­ gelt, daß diese Geschwindigkeit im wesentlichen einer vor­ eingestellten Sollgeschwindigkeit entspricht. Die Sollge­ schwindigkeit hängt von der Fahrsituation ab und beträgt vorzugsweise 4 km/h bis 50 km/h.
Hierdurch ist sichergestellt, daß an jeder Achse mindestens ein Rad mit einer Mindestgeschwindigkeit oder einer höheren Geschwindigkeit läuft. Damit wird in einem eingeschränkten, aber für niedrige Geschwindigkeiten ausreichenden Maße die Lenkfähigkeit und Stabilität soweit aufrechterhalten, daß weiterhin eine Kontrolle der Abstiegsgeschwindigkeit er­ folgt. Die bereits vor einem Fehler des Sensors und/oder des Schaltkreises erfolgende Kontrolle der Abstiegsge­ schwindigkeit wird hierdurch bei einem Auftreten des De­ fekts gefahrlos fortgesetzt. Ferner wird ein unkontrollier­ tes Beschleunigen des Fahrzeuges verhindert, da nur ein Rad über der Sollgeschwindigkeit liegen darf.
Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist, daß die Ausgestal­ tung des Antiblockiersystems, insbesondere sein Failsafe- Konzept, nicht geändert zu werden braucht. Das Antibloc­ kiersystem kann daher wie üblich abschalten, beziehungswei­ se in eine Notfunktion umschalten.
Es ist besonders zweckmäßig, die Schaltungsanordnung so auszugestalten, daß die Geschwindigkeit des ausgewählten Rades durch eine Modulation des Bremsdruckes an mehreren Rädern gesteuert wird.
Eine vorteilhafte Ausführungsform der Schaltungsanordnung zeichnet sich dadurch aus, daß die Steuerung so erfolgt, daß mindestens zwei Räder noch eine bestimmte Mindestge­ schwindigkeit aufweisen.
Eine weitere bevorzugte Ausführungsform der Schaltungsan­ ordnung zeichnet sich dadurch aus, daß die Steuerung so er­ folgt, daß eine Beschleunigung eines oder mehrerer Räder gemessen und in die Geschwindigkeitsregelung einbezogen wird.
Ferner ist es zweckmäßig, daß die Schaltungsanordnung eine Referenzgeschwindigkeit ermittelt und Geschwindigkeiten von Rädern so regelt, daß die Referenzgeschwindigkeit im we­ sentlichen einer voreingestellten Sollgeschwindigkeit ent­ spricht.
Diese Ausführungsform der Schaltungsanordnung ermöglicht es, anstelle oder zusätzlich zu der Geschwindigkeit des ausgewählten Rades eine Referenzgeschwindigkeit zur Rege­ lung zu verwenden.
Hierbei ist es besonders vorteilhaft, daß die Referenzge­ schwindigkeit aus einem von der Schaltungsanordnung ausge­ wählten Rad und wenigstens einem weiteren Rad gebildet wird.
Bei dem oder den weiteren Rädern, deren Geschwindigkeit in die Referenzgeschwindigkeit eingeht, handelt es sich bei­ spielsweise um das schnellste Rad und/oder um übrige Räder des Kraftfahrzeuges.
Eine Anpassung der Schaltungsanordnung an Fahrstabili­ tätseigenschaften des Kraftfahrzeuges läßt sich dadurch er­ reichen, daß die Referenzgeschwindigkeit dadurch gebildet wird, daß die Geschwindigkeiten der Räder mit voneinander verschiedenen Gewichtungsfaktoren berücksichtigt werden.
Eine erste, einfach durchführbare Ausführungsform hiervon läßt sich dadurch erzielen, daß die Gewichtungsfaktoren fest sind.
Eine Anpassung an jeweilige Fahrsituationen läßt sich da­ durch erzielen, daß die Gewichtungsfaktoren variabel sind.
Es ist besonders vorteilhaft, daß die Geschwindigkeit des ausgewählten Rades mit einem zwischen 0,4 und 0,9 liegenden Gewichtungsfaktor in die Bildung der Referenzgeschwindig­ keit eingeht.
Es ist besonders zweckmäßig, die Schaltungsanordnung so auszugestalten, daß die Referenzgeschwindigkeit durch eine Modulation des Bremsdruckes an mehreren Rädern gesteuert wird.
Weitere Vorteile, Besonderheiten und zweckmäßige Weiterbil­ dungen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Darstellung bevorzugter Ausführungsbeispiele anhand der Zeichnung.
Die Zeichnung zeigt ein Ausführungsbeispiel von Schalt- und Hydraulikelementen zur Implementierung eines erfindungsge­ mäßen Schaltungsaufbaus. Hierbei sind sich kreuzende Linien nur dann miteinander verbunden, wenn an dem Kreuzungspunkt der Linien ein Punkt markiert ist.
Die Schalt- und Hydraulikelemente bilden eine Zweikreis­ bremsanlage mit zwei Bremskreisläufen 1, 2. Die Zweikreis­ bremsanlage enthält einen Tandem-Hauptzylinder TH. Ein Bremspedal B ist über ein Gestänge und einen Bremskraftver­ stärker BV mit dem Tandem-Hauptzylinder TH verbunden. Der Tandem-Hauptzylinder TH besteht aus zwei hintereinander ge­ schalteten Hauptzylindern.
Jeder der Hauptzylinder H1, H2 dient zur Betätigung eines Bremskreislaufes 1 beziehungsweise 2. Es ist besonders zweckmäßig, daß die Zweibremskreisanlage eine Diagonal- Aufteilung aufweist. Hierbei bilden jeweils ein Vorderrad und ein diagonal gegenüberliegendes Hinterrad einen Brems­ kreis. Bei Ausfall eines Bremskreises übertragen die zu diesem Bremskreis gehörenden Räder auch dann Seitenfüh­ rungskräfte, wenn Räder des noch intakten Bremskreises blockieren.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer Diagonal- Aufteilung der Bremsanlage dargestellt. Andere Ausführungs­ formen der Bremsanlage wie eine sogenannte Vorderachse- Hinterachse-Aufteilung oder eine Dreieck-Aufteilung sind jedoch gleichfalls möglich. Bei einer Vorderachse- Hinterachse-Aufteilung einer Bremsanlage gehören Vorderach­ se und Hinterachse jeweils zu getrennten Bremskreisen. Bei einer Dreieck-Aufteilung wirkt jeder Bremskreis auf die Vorderachse und auf ein Hinterrad.
Die dargestellte Bremsanlage mit zwei Bremskreisläufen 1, 2 mündet über weitere Hydraulikelemente in vier Druckleitun­ gen 3, 4, 5, 6. Die Druckleitung 3 führt zu dem vorderen rechten Rad eines Fahrzeuges, in dem die Bremsanlage einge­ baut ist, die Druckleitung 4 führt zu einer Scheibenbremse für ein hinteres linkes Rad, die Druckleitung 5 führt zu einer Scheibenbremse für ein hinteres rechtes Rad und die Druckleitung 6 führt zu einer Scheibenbremse für ein vorde­ res linkes Rad.
Die zwischen den Druckleitungen 3, 4, 5, 6 und den Brems­ kreisläufen 1, 2 befindlichen Hydraulikelemente bilden eine Hydraulikregeleinheit 8.
Das Bremspedal B, der Bremskraftverstärker BV und der Tan­ dem-Hauptzylinder TH bilden eine Bremsbetätigungseinheit 7. In der Bremsbetätigungseinheit 7 ist ein Bremsbetätigungs­ schalter 9 angeordnet, der ein Niederdrücken des Bremspe­ dals B registriert.
Die Druckleitungen 3, 4, 5, 6 zu den Scheibenbremsen sind jeweils mit einem Einlaßventil 11, 12, 13, 14 verbunden. Hierbei bezeichnet 11 das Einlaßventil zu der Druckleitung 3 zu der Scheibenbremse vorne rechts, 12 das Einlaßventil zu der Druckleitung 4 zu der Scheibenbremse hinten links, 13 das Einlaßventil zu der Druckleitung 5 zu der Scheiben­ bremse hinten rechts und 14 das Einlaßventil zu der Druck­ leitung 6 zu der Scheibenbremse vorne links.
Die Einlaßventile 11, 12, 13, 14 sind so gestaltet, daß sie in einem stromlosen Zustand offen sind. Zu einem Schließen ist ein elektrisches Signal erforderlich.
Jede der Druckleitungen 3, 4, 5 und 6 ist jeweils mit einem Auslaßventil 15, 16, 17 beziehungsweise 18 verbunden. Hier­ bei bezeichnet 15 das Auslaßventil zu der Druckleitung 3, 16 das Auslaßventil zu der Druckleitung 4, 17 das Auslaß­ ventil zu der Druckleitung 5 und 18 das Auslaßventil zu der Druckleitung 6.
Die Einlaßventile 11, 12 sind mit einem Ausgang 19a einer zweikreisigen Hydraulikpumpe 19 verbunden. Die Einlaßventi­ le 13, 14 sind mit einem Ausgang 19b der Hydraulikpumpe 19 verbunden.
Die Hydraulikpumpe 19 wird durch einen Motor 20 angetrie­ ben. Die dargestellte Ausführungsform mit einer zweikreisi­ gen Hydraulikpumpe ist besonders wirtschaftlich, da so nur eine Pumpe mit einem Motor 20 erforderlich ist. Ein anderer Aufbau, beispielsweise mit zwei getrennten Pumpen, ist al­ ternativ möglich, erfordert jedoch größeren konstruktiven Aufwand und erhöht das Gewicht der Hydraulikregeleinheit 8.
Die Auslaßventile 15, 16 sind mit einem Eingang 19c der Hy­ draulikpumpe 19 verbunden. Die Auslaßventile 17, 18 sind mit einem weiteren Eingang 19d der Hydraulikpumpe 19 ver­ bunden.
Durch Zwischenschaltung von Dämpfungskammern 22 zwischen den Ausgängen 19a und 19b der Hydraulikpumpe 19 werden ab­ rupte Druckschwankungen der Hydraulikpumpe 19 abgedämpft, so daß diese Druckschwankungen nicht bis zu den Einlaßven­ tilen 11, 12, 13 beziehungsweise 14 reichen.
Die Auslaßventile 15, 16, 17 und 18 sind mit Niederdruck­ speichern 21 verbunden. Die Niederdruckspeicher 21 ermögli­ chen einen schnellen Druckabbau der Bremsflüssigkeit in den Scheibenbremsen.
Die Hydraulikregeleinheit 8 enthält ferner zwei elektrische Umschaltventile 23, die jeweils mit einem TCS-Trennventil 24 eines Traktionskontrollsystems verbunden sind.
Die elektrischen Umschaltventile 23 verbinden die Brems­ kreisläufe 1, 2 mit den Eingängen 19c und 19d der Hydrau­ likpumpe 19.
Die TCS-Trennventile 24 ermöglichen einen Druckaufbau in den Scheibenbremsen des Fahrzeuges über die Einlaßventile 11, 12, 13 beziehungsweise 14 unabhängig von einer Betäti­ gung des Bremspedals B durch einen Fahrer des Fahrzeuges.
Die Bremsanlage wird durch eine Schaltungsanordnung gesteu­ ert. Die Schaltungsanordnung enthält wenigstens einen Schaltkreis, der Sensorsignale aufbereitet und auswertet, Geschwindigkeit, Verzögerung und/oder Beschleunigung ein­ zelner Räder ermittelt und hierdurch erhaltene Werte unter­ einander sowie mit vorgegebenen Schwellwerten vergleicht. Die Schaltungsanordnung ist so gestaltet, daß bei einem De­ fekt des Schaltkreises und/oder wenigstens eines Sensors eine Notlauffunktion aktiviert wird.
Während in einem normalen Betriebszustand das Antiblockier­ system ein Blockieren der Räder verhindert, wird bei einem Ausfall des Antiblockiersystems die Notlauffunktion so ak­ tiviert, daß die Räder in einem Ausmaß abgebremst werden, daß wenigstens ein Rad der ersten Achse und ein Rad der zweiten Achse eine Mindestgeschwindigkeit aufweisen.
Die Schaltungsanordnung ist so gestaltet, daß sie insbeson­ dere bei Befahren einer Gefällstrecke für jede der Achsen das schnellste Rad bestimmen kann. Nach der Bestimmung des schnellsten Rades von jeder der Achsen wird von den schnellsten Rädern der beiden Achsen das langsamere ausge­ wählt und die Geschwindigkeit diese Rades so geregelt, daß diese Geschwindigkeit im wesentlichen einer voreingestell­ ten Sollgeschwindigkeit entspricht und daß dabei wenigstens eine Mindestgeschwindigkeit eingehalten wird.
Alternativ hierzu kann eine Referenzgeschwindigkeit gebil­ det und zur Regelung verwendet werden. Beispielsweise wird die Referenzgeschwindigkeit wie folgt gebildet:
vRef = 0,3 vschnellstesRad + 0,6 vausgewähltesRad + 0,1 vzweitlangsamstesRad.
Bezugszeichenliste
A Allradmodus
B Bremspedal
BV Bremskraftverstärker
H1 Hauptzylinder
H2 Hauptzylinder
P Parkstellung
S Zündungsstart
TH Tandem-Hauptzylinder
1
Bremskreislauf
2
Bremskreislauf
3
Druckleitung
4
Druckleitung
5
Druckleitung
6
Druckleitung
7
Bremsbetätigungseinheit
8
Hydraulikregeleinheit
9
Bremsbetätigungsschalter
11
Einlaßventil
12
Einlaßventil
13
Einlaßventil
14
Einlaßventil
15
Auslaßventil
16
Auslaßventil
17
Auslaßventil
18
Auslaßventil
19
Hydraulikpumpe
19
a Ausgang
19
b Ausgang
19
c Eingang
19
d Eingang
20
Motor
21
Niederdruckspeicher
22
Dämpfungskammer
23
Umschaltventil
24
TCS-Trennventil
24
' TCS-Trennventil

Claims (15)

1. Schaltungsanordnung für eine Bremsanlage für ein Kraftfahrzeug mit einer ersten Achse und einer zweiten Achse, mit wenigstens einem Schaltkreis, der Sensorsi­ gnale aufbereitet und auswertet, Geschwindigkeit, Ver­ zögerung und/oder Beschleunigung einzelner Räder er­ mittelt und hierdurch erhaltene Werte untereinander sowie mit vorgegebenen Schwellwerten vergleicht, da­ durch gekennzeichnet, daß die Schaltungsanordnung eine Notlauffunktion aktivieren kann, bei der die Rä­ der in einem Ausmaß abgebremst werden, bei welchem we­ nigstens ein Rad der ersten Achse und ein Rad der zweiten Achse eine Mindestgeschwindigkeit aufweisen.
2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Schaltungsanordnung die Notlauffunk­ tion bei einem Befahren von Gefällstrecken aktiviert.
3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 und/oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltungsanord­ nung die Notlauffunktion bei einem Defekt des Schalt­ kreises aktiviert.
4. Schaltungsanordnung nach einem oder mehreren der An­ sprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltungsanordnung die Notlauffunktion bei einem De­ fekt eines Sensors aktiviert.
5. Schaltungsanordnung nach einem oder mehreren der An­ sprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltungsanordnung durch einen Schalter aktiviert werden kann.
6. Schaltungsanordnung nach einem oder mehreren der An­ sprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltungsanordnung für jede der Achsen das schnellste Rad bestimmt, anschließend von den schnelleren Rädern der beiden Achsen das langsamere auswählt und die Ge­ schwindigkeit des ausgewählten Rades so regelt, daß diese Geschwindigkeit im wesentlichen einer voreinge­ stellten Sollgeschwindigkeit entspricht.
7. Schaltungsanordnung nach einem oder mehreren der An­ sprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Ge­ schwindigkeit eines ausgewählten Rades durch eine Mo­ dulation des Bremsdruckes an mehreren Rädern gesteuert wird.
8. Schaltungsanordnung nach einem oder mehreren der An­ sprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung so erfolgt, daß mindestens zwei Räder noch eine bestimmte Mindestgeschwindigkeit aufweisen.
9. Schaltungsanordnung nach einem oder mehreren der An­ sprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung so erfolgt, daß eine Beschleunigung eines oder mehrerer Räder gemessen und in die Geschwindig­ keitsregelung mit einbezogen wird.
10. Schaltungsanordnung nach einem oder mehreren der An­ sprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltungsanordnung eine Referenzgeschwindigkeit er­ mittelt und Geschwindigkeiten von Rädern so regelt, daß die Referenzgeschwindigkeit im wesentlichen einer voreingestellten Sollgeschwindigkeit entspricht.
11. Schaltungsanordnung nach Anspruch 10, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Referenzgeschwindigkeit aus dem ausgewählten Rad und wenigstens einem weiteren Rad ge­ bildet wird.
12. Schaltungsanordnung nach Anspruch 11, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Referenzgeschwindigkeit dadurch gebildet wird, daß die Geschwindigkeiten der Räder mit voneinander verschiedenen Gewichtungsfaktoren berück­ sichtigt werden.
13. Schaltungsanordnung nach Anspruch 12, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Gewichtungsfaktoren fest sind.
14. Schaltungsanordnung nach Anspruch 12, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Gewichtungsfaktoren variabel sind.
15. Schaltungsanordnung nach einem oder mehreren der An­ sprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Referenzgeschwindigkeit durch eine Modulation des Bremsdruckes an mehreren Rädern gesteuert wird.
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