DE19929414B4

DE19929414B4 - Schaltungsanordnung für eine Kraftfahrzeug-Bremsanlage

Info

Publication number: DE19929414B4
Application number: DE19929414A
Authority: DE
Inventors: Jochen FÜHRER
Original assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Current assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Priority date: 1999-03-04
Filing date: 1999-06-26
Publication date: 2007-10-25
Anticipated expiration: 2019-06-27
Also published as: DE50003532D1; DE19929414A1

Abstract

Schaltungsanordnung für eine Bremsanlage für ein Kraftfahrzeug mit 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, dadurch gekennzeichnet, 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.

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, Geschwindigkeit, 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 Gefällstrecken eingesetzt. Eine gattungsgemäße Schaltungsanordnung ist aus der Internationalen Patentanmeldung PCT/WO 96/1182 A1 und aus der Europäischen Patentanmeldung EP 0 856 446 A2 bekannt. Die Schaltungsanordnung ist hierbei so konzipiert, daß durch eine Regelung des Bremsdrucks an allen vier Rädern eines Fahrzeuges eine vorgegebene Sollgeschwindigkeit 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 A1 dargestellte Schaltungsanordnung führt eine Kontrolle einer Geschwindigkeit bei Befahren einer Gefällstrecke durch (Hill Descent Control – HDC).
Die HDC-Funktion kann bei Auftreten eines Fehlers nicht abgeschaltet werden, da das Kraftfahrzeug bei einem plötzlichen Druckabbau in den Bremsen und bei Vorliegen einer Gefällstrecke 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 einer Abschaltung eines Antiblockiersystems des Kraftfahrzeuges ist gleichermaßen gefährlich. Bei einem steileren Gefälle kann es zum Blockieren der Räder und damit zum Verlust der Lenkfähigkeit kommen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung zu schaffen, mit deren Hilfe ein gleichzeitiges Abbremsen und eine Beibehaltung der Lenkfähigkeit erreicht werden. Insbesondere soll die Schaltungsanordnung ein sicheres 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 Ausfall oder Abschaltung eines Antiblockiersystems. Falls beispielsweise ein Radsensor defekt ist, wird auf eine spezielle Bildung einer Referenzgeschwindigkeit für eine Kontrolle 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 Notlauffunktion bei einem Defekt des Schaltkreises und/oder eines Sensors aktiviert.
Ferner ist es zweckmäßig, daß die Notlauffunktion durch einen 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 der beiden Achsen das langsamere auswählt und die Geschwindigkeit des ausgewählten Rades so regelt, daß diese Geschwindigkeit im wesentlichen einer voreingestellten Sollgeschwindigkeit entspricht. Die Sollgeschwindigkeit 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 erfolgt. Die bereits vor einem Fehler des Sensors und/oder des Schaltkreises erfolgende Kontrolle der Abstiegsgeschwindigkeit wird hierdurch bei einem Auftreten des Defekts gefahrlos fortgesetzt. Ferner wird ein unkontrolliertes Beschleunigen des Fahrzeuges verhindert, da nur ein Rad über der Sollgeschwindigkeit liegen darf.
Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist, daß die Ausgestaltung des Antiblockiersystems, insbesondere sein Failsafe-Konzept, nicht geändert zu werden braucht. Das Antiblockiersystem kann daher wie üblich abschalten, beziehungsweise 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 Mindestgeschwindigkeit aufweisen.
Eine weitere bevorzugte Ausführungsform der Schaltungsanordnung zeichnet sich dadurch aus, daß die Steuerung so erfolgt, 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 wesentlichen einer voreingestellten Sollgeschwindigkeit entspricht.
Diese Ausführungsform der Schaltungsanordnung ermöglicht es, anstelle oder zusätzlich zu der Geschwindigkeit des ausgewählten Rades eine Referenzgeschwindigkeit zur Regelung zu verwenden.
Hierbei ist es besonders vorteilhaft, daß die Referenzgeschwindigkeit aus einem von der Schaltungsanordnung ausgewählten Rad und wenigstens einem weiteren Rad gebildet wird.
Bei dem oder den weiteren Rädern, deren Geschwindigkeit in die Referenzgeschwindigkeit eingeht, handelt es sich beispielsweise um das schnellste Rad und/oder um übrige Räder des Kraftfahrzeuges.
Eine Anpassung der Schaltungsanordnung an Fahrstabilitätseigenschaften des Kraftfahrzeuges läßt sich dadurch erreichen, 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 dadurch 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 Referenzgeschwindigkeit 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 Weiterbildungen 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 erfindungsgemäßen 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 Zweikreisbremsanlage mit zwei Bremskreisläufen 1, 2. Die Zweikreisbremsanlage enthält einen Tandem-Hauptzylinder TH. Ein Bremspedal B ist über ein Gestänge und einen Bremskraftverstärker BV mit dem Tandem-Hauptzylinder TH verbunden. Der Tandem-Hauptzylinder TH besteht aus zwei hintereinander geschalteten 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 Bremskreis. Bei Ausfall eines Bremskreises übertragen die zu diesem Bremskreis gehörenden Räder auch dann Seitenführungskräfte, wenn Räder des noch intakten Bremskreises blockieren.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer Diagonal-Aufteilung der Bremsanlage dargestellt. Andere Ausführungsformen der Bremsanlage wie eine sogenannte Vorderachse-Hinterachse-Aufteilung oder eine Dreieck-Aufteilung sind jedoch gleichfalls möglich. Bei einer Vorderachse-Hinterachse-Aufteilung einer Bremsanlage gehören Vorderachse 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 Druckleitungen 3, 4, 5, 6. Die Druckleitung 3 führt zu dem vorderen rechten Rad eines Fahrzeuges, in dem die Bremsanlage eingebaut 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 vorderes linkes Rad.
Die zwischen den Druckleitungen 3, 4, 5, 6 und den Bremskreisläufen 1, 2 befindlichen Hydraulikelemente bilden eine Hydraulikregeleinheit 8.
Das Bremspedal B, der Bremskraftverstärker BV und der Tandem-Hauptzylinder TH bilden eine Bremsbetätigungseinheit 7. In der Bremsbetätigungseinheit 7 ist ein Bremsbetätigungsschalter 9 angeordnet, der ein Niederdrücken des Bremspedals 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 Scheibenbremse hinten rechts und 14 das Einlaßventil zu der Druckleitung 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. Hierbei bezeichnet 15 das Auslaßventil zu der Druckleitung 3, 16 das Auslaßventil zu der Druckleitung 4, 17 das Auslaßventil 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 Einlaßventile 13, 14 sind mit einem Ausgang 19b der Hydraulikpumpe 19 verbunden.
Die Hydraulikpumpe 19 wird durch einen Motor 20 angetrieben. Die dargestellte Ausführungsform mit einer zweikreisigen Hydraulikpumpe ist besonders wirtschaftlich, da so nur eine Pumpe mit einem Motor 20 erforderlich ist. Ein anderer Aufbau, beispielsweise mit zwei getrennten Pumpen, ist alternativ möglich, erfordert jedoch größeren konstruktiven Aufwand und erhöht das Gewicht der Hydraulikregeleinheit 8.
Die Auslaßventile 15, 16 sind mit einem Eingang 19c der Hydraulikpumpe 19 verbunden. Die Auslaßventile 17, 18 sind mit einem weiteren Eingang 19d der Hydraulikpumpe 19 verbunden.
Durch Zwischenschaltung von Dämpfungskammern 22 zwischen den Ausgängen 19a und 19b der Hydraulikpumpe 19 werden abrupte Druckschwankungen der Hydraulikpumpe 19 abgedämpft, so daß diese Druckschwankungen nicht bis zu den Einlaßventilen 11, 12, 13 beziehungsweise 14 reichen.
Die Auslaßventile 15, 16, 17 und 18 sind mit Niederdruckspeichern 21 verbunden. Die Niederdruckspeicher 21 ermöglichen 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 Bremskreisläufe 1, 2 mit den Eingängen 19c und 19d der Hydraulikpumpe 19.
Die TCS-Trennventile 24 ermöglichen einen Druckaufbau in den Scheibenbremsen des Fahrzeuges über die Einlaßventile 11, 12, 13 beziehungsweise 14 unabhängig von einer Betätigung des Bremspedals B durch einen Fahrer des Fahrzeuges.
Die Bremsanlage wird durch eine Schaltungsanordnung gesteuert. Die Schaltungsanordnung enthält wenigstens einen Schaltkreis, der Sensorsignale aufbereitet und auswertet, Geschwindigkeit, Verzögerung und/oder Beschleunigung einzelner Räder ermittelt und hierdurch erhaltene Werte untereinander sowie mit vorgegebenen Schwellwerten vergleicht. Die Schaltungsanordnung ist so gestaltet, daß bei einem Defekt des Schaltkreises und/oder wenigstens eines Sensors eine Notlauffunktion aktiviert wird.
Während in einem normalen Betriebszustand das Antiblockiersystem 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 insbesondere 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 ausgewählt und die Geschwindigkeit diese Rades so geregelt, daß diese Geschwindigkeit im wesentlichen einer voreingestellten Sollgeschwindigkeit entspricht und daß dabei wenigstens eine Mindestgeschwindigkeit eingehalten wird.
Alternativ hierzu kann eine Referenzgeschwindigkeit gebildet und zur Regelung verwendet werden. Beispielsweise wird die Referenzgeschwindigkeit wie folgt gebildet: vRef = 0,3 vschnellstes Rad + 0,6 vausgewähltes Rad + 0,1 vzweitlangsamstes Rad.

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
19a: Ausgang
19b: Ausgang
19c: Eingang
19d: Eingang
20: Motor
21: Niederdruckspeicher
22: Dämpfungskammer
23: Umschaltventil
24: TCS-Trennventil
24': TCS-Trennventil

Claims

Schaltungsanordnung für eine Bremsanlage für ein Kraftfahrzeug mit 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, dadurch gekennzeichnet, 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.
Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltungsanordnung die Notlauffunktion bei einem Befahren von Gefällstrecken aktiviert.
Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 und/oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltungsanordnung die Notlauffunktion bei einem Defekt des Schaltkreises aktiviert.
Schaltungsanordnung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltungsanordnung die Notlauffunktion bei einem Defekt eines Sensors aktiviert.
Schaltungsanordnung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltungsanordnung durch einen Schalter aktiviert werden kann.
Schaltungsanordnung nach einem oder mehreren der Ansprüche 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 Geschwindigkeit des ausgewählten Rades so regelt, daß diese Geschwindigkeit im wesentlichen einer voreingestellten Sollgeschwindigkeit entspricht.
Schaltungsanordnung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Geschwindigkeit eines ausgewählten Rades durch eine Modulation des Bremsdruckes an mehreren Rädern gesteuert wird.
Schaltungsanordnung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung so erfolgt, daß mindestens zwei Räder noch eine bestimmte Mindestgeschwindigkeit aufweisen.
Schaltungsanordnung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung so erfolgt, daß eine Beschleunigung eines oder mehrerer Räder gemessen und in die Geschwindigkeitsregelung mit einbezogen wird.
Schaltungsanordnung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltungsanordnung eine Referenzgeschwindigkeit ermittelt und Geschwindigkeiten von Rädern so regelt, daß die Referenzgeschwindigkeit im wesentlichen einer voreingestellten Sollgeschwindigkeit entspricht.
Schaltungsanordnung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Referenzgeschwindigkeit aus dem ausgewählten Rad und wenigstens einem weiteren Rad gebildet wird.
Schaltungsanordnung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Referenzgeschwindigkeit dadurch gebildet wird, daß die Geschwindigkeiten der Räder mit voneinander verschiedenen Gewichtungsfaktoren berücksichtigt werden.
Schaltungsanordnung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Gewichtungsfaktoren fest sind.
Schaltungsanordnung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Gewichtungsfaktoren variabel sind.
Schaltungsanordnung nach einem oder mehreren der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Referenzgeschwindigkeit durch eine Modulation des Bremsdruckes an mehreren Rädern gesteuert wird.