DE3201047A1

DE3201047A1 - "bremskraftregelung fuer wenigstens eine achse eines mit einem antiblockiersystem ausgeruesteten fahrzeuges"

Info

Publication number: DE3201047A1
Application number: DE3201047A
Authority: DE
Inventors: Klaus Dipl.-Ing. 7302 Ostfildern Drometer
Original assignee: Daimler Benz AG
Current assignee: Daimler Benz AG
Priority date: 1982-01-15
Filing date: 1982-01-15
Publication date: 1983-07-28
Also published as: US4508393A; FR2519919B1; GB2113333A; GB8300262D0; DE3201047C2; JPS58122249A; GB2113333B; FR2519919A1

Description

Daimler-Benz Aktiengesellschaft Daim 12 669/k

Stuttgart-Untertürkheim 29. Dez. I98I

"Bremskraftregelung für wenigstens eine Achse eines mit einem Antiblockiersystem ausgerüsteten Fahrzeuges"

Die Erfindung bezieht sich auf eine Bremskraftregelung für wenigstens eine Achse eines mit einem Antiblockiersystem ausgerüsteten Fahrzeuges - insbesondere eines Kraftfahrzeuges, dessen Radbremse bzw. -bremsen der anderen Achse bzw. Achsen von wenigstens einem Regelkanal geregelt werden - mit wenigstens einem Regelkanal für die Bremse des Rades bzw. die Bremsen der Räder dieser Achse, und mit einem Sensor für jedes Rad dieser Achse.

Der Zweck eines Antiblockiersystems in Fahrzeugen ist es, Richtungsstabilität, Lenkfähigkeit und kurze Anhaltewege, selbst bei voller Betätigung der Betriebsbremsanlage, sicherzustellen.

Ein Antiblockiersystem (ABS) besteht aus einem oder mehreren Sensoren zur Erfassung des Bewegungszustandes eines oder mehrerer Räder, aus einer Auswerte- und Regelelektronik und einem oder mehreren Stellgliedern, wobei unter einem Regelkanal der die Signale wenigstens eines Sensors auswertende Anteil der Auswerteelektronik sowie das von den genannten Komponenten mittels der zugeordneten Regelelektronik gesteuerte Stellglied mit den entsprechenden Ein- COPY laß- und Auslaßventilen für die Modulation des Bremsdruckes

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in der Bremsleitung des oder der von dem Stellglied zu regelnden Rades bzw. Räder verstanden wird.

In der Praxis sind verschiedene Regelungen verwirklicht worden. Als "technisch vollwertiges" System könnte man bei einem Vierradfahrzeug ein Antiblockiersystem ansehen, bei welchem jedes einzelne Rad durch einen eigenen Regelkanal geregelt wird- (Individuairegelung = IR) .

Der Vorteil eines IR-Systems liegt darin, daß die physikalisch zur Verfügung stehenden Reibbeiwerte zwischen Reifen und Fahrbahn - unter Wahrung der Seitenführungs-Priorität optimal für höchste Verzögerungen, d.h. für kürzeste Bremswege genutzt werden können. Allerdings hat das IR-System dann Nachteile, wenn die Griffigkeitsverhältnisse der Räder der linken und rechten Fahrzeugseite unterschiedlich groß sind. In diesem Fall wird vom Antiblockiersystem die jeweils maximal mögliche Bremskraft eingesteuert, was unter den gegebenen Verhältnissen zu einem starken Giermoment am Fahrzeug führt. Dieses Giermoment muß durch Seitenführungskräfte an den Rädern aufgefangen werden, was zu starken notwendigen Lenkkorrekturen führt. Diese Lenkkorrekturen sind auch bei Fahrzeugen mit Lenkrollradius Null oder negativem Lenkrollradius notwendig, wenn auch mit entsprechend geringerem Kraftaufwand verbunden.

Im Rahmen der Blockierschutz-Entwicklung wurde relativ früh erkannt, daß ein solches Voll-Regelungssystem, bezogen auf das. riesige Spektrum der möglichen Bremssituationen, nicht das Optimum des Möglichen darstellt. In manchen Situationen wäre beispielsweise ein Regelungssystem besser, bei welchem |

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zugunsten verbesserter Spurhaltung ein nicht volles Ausnutzen der Bremskräfte an dem "am besten bremsenkönnenden Rad" erfolgen würde. Dies geschieht in extremer Weise bei der sogenannten "Select-Low-Regelung (SLR)", bei welcher die Bremsdrücke an den Bremszylindern der Räder einer Achse immer gleich groß eingeregelt werden, wobei die absolute Größe jedoch von dem Rad bestimmt wird, welches den.geringeren Kraftschluß zur Verfügung hat.

Dieses SLR-System sichert zwar die Lenkfähigkeit des Fahrzeuges auch auf Fahrbahnen mit stark unterschiedlichen Griffigkeitswerten links/rechts (ii-Split), benötigt dabei aber die längsten Anhaltewege.

Aufgrund der hier geschilderten Erkenntnisse haben sich im Zuge der Antiblockiersystem-Entwicklung besonders für schwere Nutzfahrzeuge Problemlösungen herauskristallisiert, bei denen durch den Einsatz einer speziellen Regel-Logik eine (variable) Giermomentabschwächung an einer oder beiden Achsen eines zweiachsigen Straßenfahrzeugs bewirkt wird. Die mit dieser Einrichtung versehene IR-Regelkreisanordnung liegt demgemäß in den Wirkungen zwischen der IR- und der SLR-Regelkreisanordnung und wird "Modifizierte Individual-Regelung (MIR) genannt.

Bei.PKW herkömmlicher Bauart haben sich in der Praxis Antiblockiersysteme mit IR-Regelkreisanordnung an der Vorderachse und SLR-Regelkreisanordnung an der Hinterachse bewährt. Nicht alle Straßenfahrzeuge können jedoch mit diesem System unter allen Betriebsbedingungen kontrolliert gebremst werden.

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Der Einsatz eines Antiblockiersystems mit einer solchen c speziellen Regel-Logik ist bei der vergleichsweise geringen Stückzahl an Fahrzeugen, für die es benötigt wird, wirtschaftlich kaum zu vertreten.

Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, ein Antiblockiersystem der genannten Art unter Zuhilfenahme von bereits in ausreichenden Stückzahlen produzierten Antiblockiersystem- und Bremsen-Elementen zu schaffen und damit sowie ohne Entwicklung und Herstellung einer eigenen Regel-Logik (Regelelektronik) eine wirksame GiermomentabSchwächung jr und damit eine preiswerte Bremskraftregelung mit MIR— Charakter zu erreichen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Anspruch 1 gekennzeichneten Merkmale gelöst.

Eine solche Anordnung ergibt ein MIR-Verhalten, welches je nach Auslegung näher bei IR oder bei SLR liegt und einfach auf die Belange der jeweiligen Pahrzeugarten abgestimmt werden kann.

Weitere Einzelheiten der Erfindung sind den Unteransprüchen

und der nachstehenden Beschreibung und Zeichnung eines Aus— führungsbeispieles zu entnehmen. Es bezieht sich auf ein Fahrzeug mit zwei Achsen und mit zwei Rädern je Achse, OQ deren Vorderachsbremsen zweikreisig, die Hinterachsbremsen einkreisig geregelt werden.

Als Bremskreis ist dabei der mechanisch-hydraulische bzw. -pneumatische Teil der Bremsanlage vom Bremspedal über ein Stellglied bis zum Bremszylinder eines Rades zu verstehen. BAD ORIGINAL Die Radbremsen sind des besseren Verständnisses wegen als

Scheibenbremsen mit den Bremsscheiben 1 und 1 ' und den Bremssätteln 2 und 2¹ dargestellt'. In dem Bremssattel 2 sind pro

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Fahrzeugseite die Radbremszylinder -Kolben 3 und 4 bzw. 3' und 4' untergebracht. Die Druckbeaufschlagung der Radbremszylinderkolben 4 bzw. 4¹ erfolgt in der Weise, daß der Fahrer auf das Bremspedal 5 tritt, wobei die Fußkraft durch einen eventuell vorhandenen Bremskraftverstärker 6 verstärkt wird und auf den Hauptbrems-Tandemzylinder 7 drückt der dort entstehende Hydraulikdruck wird dabei über den Anschluß 8 in die Leitung 9 bis zu der "Verzweigungsstelle und von dort über die Leitungen 1Ί bzw. 11' zu den Stellgliedern der Regelkanäle 12 bzw. 12¹ weitergeleitet. Die Elemente der Regelkanäle sind in je einem zweigeteilten Kasten dargestellt, wobei im einen die Auswerteelektronik sowie die Regelelektronik und im anderen das Stellglied sich befinden sollen. Der von den Stellgliedern entsprechend geregelte Bremsdruck gelangt über die Leitungen 13 bzw. 13* in die zugehörigen Radbremszylinder 4 bzw. 4¹, um dort die nicht dargestellten Bremsbeläge gegen die Bremsscheiben 1 bzw. 1' zu drücken. Der zuvor beschriebene Bremskreis (je Rad der Vorderachse) wird im weiteren als Kreis A bezeichnet. Der zweite, an der Vorderradbremse zur Wirkung gelangende Bremskreis B besteht aus der Leitung 14, welche am Anschluß 'I5 des Tandem-HauptbremsZylinders 7 angeschlossen ist und übe die Verzweigungsstelle 16, über die Leitung 17 zu einem dritten, für die Vorderachs-Regelung nach dem erfindungsgemäßen Prinzip benötigten Regelkanal 18 führt. Da die Bremsdrücke in den Vorderradbremszylindern 3 bzw. 3' nach dem SLR-Prinzip geregelt werden, führt nach dem Stellglied des Regelkanals 18 eine gemeinsame Leitung 19 zu der Verzweigung: stelle 20 und von dort über die Leitungen 21 bzw. 21· zu den vorher erwähnten Radbremszylindern 3 bzw. 3¹» um dort ebenfalls nicht dargestellte Reibungselemente gegen die Bremsscheiben 1 bzw. 1' zu drücken.

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Von der Verzweigungsstelle l6 führt des weiteren eine ' Leitung 22 - ggf. über ein zusätzlich vorhandenes Ventil einer Automat!sch-Lastabhängigen-Bremskraftsteuereinrichtung (ALB) 23 und eine Leitung 24 zu dem Regelkanal 25» welcher in dem hier dargestellten Falle die Bremsdrücke für die Radbremsen 26 bzw. 26¹ der Hinterachse nach dem SLR-Prinzip regelt. Dabei gelangt der von dem Bremsgerät 5» 6 und 7 erzeugte Brems- : druck über den Anschluß I5 und die Leitungen 14, 22, 24 und 126 zu der Verzweigungsstelle 27 und von dort weiter über die _: Leitungen 28 bzw. 28' zu den Radbremszylindern 29 bzw. 29' der Hinterradbremsen. Der hier beschriebene Bremskreis wird im folgenden Bremskreis C genannt.

Ein weiteres Merkmal der hier beschriebenen Bremskraftregelung ist die Tatsache, daß die Radbremszylinder 3 und 3' gleiche Durchmesser aufweisen, jedoch unterschiedliche Durchmesser zu den Radbremszylindern 4 und 4' aufweisen können, wobei letztere wiederum gleiche Durchmesser untereinander aufweisen.

An der hier beschriebenen Anlage ist die Verwendung von drei Sensoren vorgesehen, nämlich der Sensoren 30 bzw. 30' für die Räder der Vorderachse und des Sensors 31 für die Hinterachse, welcher beispielsweise seine Informationen an der Gelenkwelle 32 abgreift.

Für die Darstellung dieses Antiblockiersystems werden demnach 4 Regelkanäle benötigt, die jedoch die Signale von nur 3 Sensoren verarbeiten.

Beim Bremsen auf Fahrbahnen mit homogenen Kraftschlußbeiwerten an der linken bzw. rechten Radspur verhält sich die hier be-

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schriebene Anlage praktisch genauso wie Bremsanlagen mit IR- bzw. MIR- oder aber unter gewissen Einschränkungen auch wie eine SLR-Bremsanlage. Beim Bremsen auf Fahrbahnen mit stark unterschiedlichen Kraftschlußbeiwerten an den Rädern der linken bzw. rechten Fahrzeugseite geschieht hingegen folgendes: Unter der Annahme, daß der Fahrer seine Fußkraft auf das Pedal 5 stetig erhöht und der Bremsdruck in den Bremskreisen A, B und C ebenfalls stetig zunimmt, wird abhängig vom geringeren Kraftschluß zunächst an einer Fahrzeugseite der kritische Reibbeiwert zwischen Reifen und Fahrbahn überschritten werden und somit die Regelung beginnen. Unter der Annahme, daß der Fahrer weiter den Bremsdruck steigert, wird von nun an der Bremsdruck im Bremskreis B durch entsprechende Regelspiele im Regelkanal 18 im Mittel konstant bleiben. Unter der Annahme, daß das zuerst zum Blockieren neigende Rad jenes ist, welches mit der Bremsscheibe 1 verbunden ist, wird auch der Bremsdruck in dem Radzylinder 4 durch entsprechende Regelspiele im Regelkanal 12 konstant gehalten. Der ansteigende Bremsdruck kann, wie zuvor beschrieben, ab jetzt nur noch an dem Bremszylinder 4¹(im Bremskreis A) zur Wirkung kommen, so daß ab dem Zeitpunkt, wo an der einen Fahrzeugseite der Vorderachse das Rad in den geregelten Bremsbetrieb übergeht, an der anderen Fahrzeugseite nur noch der Kolben des Bremszylinders 4^f für den Aufbau zusätzlicher Bremskraft bei entsprechend stärkerer Bremspedalbetätigung zur Verfügung steht, da - unter den beschriebenen Bedingungen - im Bremszylinder 3¹ keine Steigerung des Bremsdruckes möglich ist.

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Durch, diese Maßnahme ist gewährleistet, daß gegenüber einer Bremsanlage mit Regelung nach dem IR-Prinzip im Extremfall nicht mehr die maximal pro Rad installierte Bremskraft als Bremskraftdifferenz an den Rädern dieser Achse auftreten kann, sondern nur noch der Anteil, den die Bremskolbenfläche des entsprechenden Kolbens (beispielsweise 4') an der Summe der Bremskolbenflächen der beiden Kolben 3' und h' ausmacht.

Die erfindungsgemäße Bremsanlage verhält sich bis zu Kraftschlußunterschieden links/rechts, die gerade noch vom Fahrer beherrscht werden können, wie eine IR-Bremsanlage für kür-• zeste Bremswege. Vergrößern sich jedoch die Kraftschlußunterschiede derart, daß eine IR-Bremsanlage zu nicht mehr beherrschbaren Bremsmanövern führen würde, wird die Bremskraftdifferenz zwischen den Rädern der Vorderachse so be-

) grenzt, daß selbst bei extrem ungünstigen Kraftschlußunter- _; schieden links/rechts keine unkontrollierbaren Bremsmanöver auftreten.

Selbstverständlich ist auch denkbar, daß an der Hinterachse dieses Fahrzeuges ebenfalls zweikreisig ansteuerbare Radbremsen vorgesehen sind, wobei dann an dieser Achse ebenfalls drei Regelkanäle erforderlich werden.

Um den gewünschten Effekt der GiermomentabSchwächung auch für den Leer-Zustand zu erlangen, wird in der Leitung 9 des Bremskreises A ein Drucksteuerglied 3^ eingebaut, welches den Bremsdruck abhängig vom Beladungszustand des Fahrzeuges verändert. Dadurch ist z.B. beim leeren Fahrzeug im Bremskreis A ein entsprechend geringerer Vordruck wirksam als

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im Bremskreis B vorhanden, was zur Folge hat, daß die κ maximal mögliche Bremskraftdifferenz an der Vorderachse des leeren Fahrzeuges geringer ist. Demzufolge ist auch in diesem Fall eine noch gut beherrschbare Abbremsung des Fahrzeuges auf /<-Split möglich.

Der Bremsdruck im Drucks teuer glied 3^· kann aber auch unabhängig von der Differenz der Bremsdrücke in den Radbremszylindern 4 und 4¹ gesteuert'werden, was in der Zeichnung jedoch nicht dargestellt ist. Dies hätte zur Folge, daß eine bestimmte Bremsdruckdifferenz nicht überschritten werden könnte.

Schließlich ist es auch möglich, eine Steuergröße für das Drucksteuerglied "}>h aus der Kombination von Beladungszustand, Bremsdruckdifferenz und anderen fahrphysikalischen Größen, wie z.B. Lenkeinschlag, Giergeschwindigkeit, Gierbeschleunigung etc. zu bilden.

Die Erfindung läßt sich auch auf Dreiradfahrzeuge anwenden, z.B. bei einem Rad mit Zweikreisbremse an der Vorderachse. An die Stelle des Radverhaltens des anderen Rades derselben Achse tritt dann z.B. das Radverhalten eines oder beider Hinterräder.

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Claims

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Ansprüche

. !Bremskraftregelung für wenigstens eine Achse eines

V y'mlt einem Antiblockiersystem ausgerüsteten Fahrzeuges

- insbesondere eines Kraftfahrzeuges, dessen Radbremse bzw. -bremsen der anderen Achse bzw. Achsen von wenigstens einem Regelkanal geregelt werden - mit wenigstens.einem Regelkanal für die Bremse des Rades bzw. die Bremsen der Räder dieser Achse, und mit einem Sensor für jedes Rad dieser Achse, d a d u r c h gekennzeichnet , daß die Bremse (2, 2¹) jedes Rades (1, 1¹) dieser Achse jeweils zwei getrennte Bremskreise (A, β) mit getrennt aussteuerbaren Bremszylindern (3» 3¹ bzw. k, 4') aufweist, wobei der erste Bremskreis (a) zumindest von dem an sich bekannten Regelkanal (12, 12') in Abhängigkeit vom Bewegungsverhalten des zu regelnden Rades (1, 1') selbst geregelt wird,

und daß ein allen Rädern (1, 1¹) dieser Achse gemeinsamer weiterer Regelkanal (18) vorgesehen ist, der in Abhängigkeit

a) vom Bewegungsverhalten des zu regelnden Rades (1, 1·) selbst,

b) vom Bewegungsverhalten des anderen Rades dieser

Achse oder eines anderen Rades des Fahrzeugs und

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c) anstelle oder zusätzlich zu b) von wenigstens einer weiteren fahrphysikalisehen Größe des

Fahrzeuges
den zweiten Bremskreis (b) regelt.
2. Bremskraftregelung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet , daß eine weitere fahrphysikalische Größe der Lenkeinschlagwinkel ist.
3· Bremskraftregelung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß weitere fahrphysikalische Größen die Giergeschwindigkeit und/oder die Gierbeschleunigung sind.
h. Bremskraftregelung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der maximale Bremsmitteldruck des ersten Bremskreises (a) abhängig von dem dem Bremszylinder (3> 3') des zweiten Bremskreises zugeführten Bremsmitteldruck steuerbar ist.
5« Bremskraftregelung nach Anspruch 1 , dadur.ch gekennzeichnet , daß der maximale Bremsmitteldruck des ersten Bremskreises (a) abhängig vom Beladungszustand des Fahrzeuges oder einer Achse steuerbar ist.
6. Bremskraftregelung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet , daß der maximale Bremsmitteldurck des ersten und/oder zweiten Bremskreises (Α, Β) abhängig von der Steuergröße einer automatisch lastabhängigen Bremskraftsteuereinrichtung (23) steuerbar ist.

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7. Bremskraftregelung nach einem der Ansprüche 1 bis 7 , dadurch gekennzeichnet, daß die maximalen Bremskräfte bzw. die Durchmesser der Bremszylinder (4, 4') des ersten Bremskreises (a) gleich groß und gleich oder verschieden groß wie die maximalen Bremskräfte bzw. die Durchmesser der Bremszylinder (3» 3') des zweiten Bremskreises (β) sind, die wieder gleich groß sind.

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