DE3723917A1 - Hydraulische zweikreis-bremsanlage - Google Patents
Hydraulische zweikreis-bremsanlageInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine hydraulische Zweikreis-
Bremsanlage für ein Straßenfahrzeug mit in einem
Vorderachs-Bremskreis und in einem Hinterachs-Brems
kreis zusammengefaßten Vorderrad- bzw. Hinterrad-
Bremsen, zu deren Bremsdruckversorgung ein durch
Pedalkraft, gegebenenfalls über einen Bremskraftver
stärker, betätigbares Bremsgerät vorgesehen ist, das
für jeden Bremskreis einen statischen - Hauptzylinder
aufweist, die in einem gemeinsamen Gehäuse in Twin-
Bauweise nebeneinander angeordnet sind, und an deren
Kolben, in Verschieberichtung derselben gesehen, je
ein Arm einer Wippe abgestützt ist, die an einem durch
die - gegebenenfalls verstärkte - Betätigungskraft in
Bewegungsrichtung der Kolben verschiebbaren Teil des
Bremsgeräts um eine zu dieser senkrecht verlaufenden
Achse schwenkbar angeordnet ist, und mit den weiteren,
im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 genannten,
gattungsbestimmenden Merkmalen.
Eine derartige Bremsanlage ist Gegenstand der eigenen,
älteren - nicht vorveröffentlichten - Patentan
meldung P 37 00 697.5-21.
Bei dem Bremsgerät ist das Verhältnis L V /L H der effektiven
Längen L V und L H der Wippenarme, die sich an je einem der
Kolben des Vorderachs-Hauptzylinders bzw. des Hinterachs-
Hauptzylinders abstützen, gleich dem Verhältnis F H /F V der
wirksamen Kolbenflächen F H und F V der jeweiligen Haupt
zylinderkolben. Dadurch wird erreicht, daß mit gleichen Ver
schiebewegen der Kolben im Sinne eines Druckaufbaues auch
gleiche Ausgangsdrücke in den Ausgangsdruckräumen der beiden
Hauptzylinder verknüpft sind. Die hieraus resultierende
- installierte - Bremskraftverteilung entspricht einer Fest
abstimmung des Bremskraftverhältnisses F VA /F HA . Diese Fest
abstimmung der installierten Bremskraftverteilung ist so ge
troffen, daß sich im gesamten Variationsbereich der möglichen
Bremskräfte bzw. Fahrzeugverzögerungen ein stabiles dynamisches
Bremsverhalten des Fahrzeuges ergibt. Diese Konstruktion des
Bremsgeräts ermöglicht auf einfache Weise eine Ausnutzung des
selben zu einer nach dem Prinzip der Volumenerweiterung der
Ausgangsdruckräume der Hauptzylinder arbeitende Antiblockier
system, mit dem das Fahrzeug ebenfalls ausgerüstet ist.
Diese Gestaltung der Bremsanlage ist zwar sehr vorteilhaft
hinsichtlich der Realisierung der Antiblockier-Regelfunktionen
und auch hinsichtlich der Sicherheit gegen einen Ausfall eines
der Bremskreise, in welchem Falle im anderen Bremskreis noch
mit Bremskraftverstärkung gebremst werden kann, sowie im
Falle einer Störung des Bremskraftverstärkers, in welchem
Falle über beide Bremskreise, allein mit der Pedalkraft,
eine hinreichende Bremsverzögerung erreichbar ist, hat aber
den Nachteil, daß - wegen der Festabstimmung der Bremskraft
verteilung in deren gesamten Variationsbereich - im Teilbrems
bereich die Hinterradbremsen zur Gesamt-Bremskraft, ver
glichen mit der idealen Bremskraftverteilung, nur einen
relativ geringen Beitrag erbringen. Dies hat einerseits zur
Folge, daß die Vorderradbremsen, weil sie den weitaus über
wiegenden Teil der insgesamt ausnutzbaren Bremskraft erzeugen
müssen, sehr viel stärker dimensioniert sein müssen als die
Hinterradbremsen, was insbesondere bei leistungsstarken Fahr
zeugen erhebliche Probleme hinsichtlich der Baugröße der
Vorderradbremsen aufwirft, und andererseits, daß die Vorder
radbremsen auch einem erheblich stärkeren Verschleiß unter
worfen sind als die Hinterradbremsen.
Zwar ist - im interessierenden Teilbremsbereich - ein er
höhter Beitrag der Hinterradbremsen zur insgesamt ausnutz
baren Bremskraft, wenn das Fahrzeug mit einem Antiblockier
system ausgerüstet ist, auch dadurch erzielbar, daß, unter
Ausnutzung von Funktionselementen des Antiblockiersystems
eine Bremsdruck-Regelung dahingehend vorgesehen wird, daß
der Hinterrad-Bremsschlupf auf einen Wert eingeregelt wird,
der, solange das Antiblockiersystem nicht angesprochen hat,
stets um einen geringen Betrag größer ist als der Vorderrad-
Bremsschlupf. Hierfür ist aber eine sehr genaue und mit zu
sätzlichem technischem Aufwand verknüpfte Überwachung des
Bremsschlupfes sowohl der Vorderräder als auch der Hinter
räder erforderlich, zu deren Realisierung gravierende Ände
rungen an einem zur Steuerung der Bremsdruck-Verteilung mit
ausgenutzten elektronischen Steuereinheit des ABS erforder
lich sind. Es kommt hinzu, daß eine, im vorstehenden Sinne,
nach dem Prinzip der Bremsschlupf-Überwachung arbeitende
Bremskraft-Verteilungs-Steuerung erst ab einer Mindest
geschwindigkeit des Fahrzeuges, die um 30 km/h beträgt,
mit hinreichender Genauigkeit arbeitet.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Bremsanlage der
eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, daß mit
günstig geringem technischem Aufwand auch bei einer der
Antiblockier-Regelung nicht unterworfenen Bremsung eine
Vorderachs-/Hinterachs-Bremskraft-Verteilung erzielt werden
kann, die, ohne Verlust an dynamischer Stabilität des
Fahrzeuges, im Teilbremsbereich eine Ausnutzung eines er
höhten Hinterachs-Bremskraftanteils ermöglicht.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kenn
zeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 genannten Merkmale
gelöst. Hiernach ist jeder der beiden Hauptzylinder des
Bremsgeräts mit einem elektrischen, z. B. einem induktiven
Stellungsgeber versehen, der ein für die jeweilige Kolben
position charakteristisches elektrisches Ausgangssignal
abgibt. Diese Signale sind wegen des im Bereich relativ
niedriger Bremsdrücke zwar nicht-linearen, zu höheren Brems
drücken hin sehr gut linearen, insgesamt monotonen und da
mit eindeutigen Zusammenhanges zwischen Kolbenstellung und
Bremsdruck auch ein Maß für den letzteren und somit auch
ein Maß für die Vorderachs-Bremskraft F VA und die Hinter
achs-Bremskraft F HA . Sie sind als Informations-Eingaben
einer Verarbeitungseinheit zugeleitet, die hieraus die
jeweils aktuelle Bremskraftverteilung erkennt und den
Hinterachs-Bremskraftanteil mit dem auf den jeweiligen
Vorderachs-Bremskraftanteil bezogenen, idealen Wert ver
gleicht, der gleicher Kraftschlußausnutzung an der Vorder
achse und der Hinterachse entspricht. Ergibt dieser Vergleich,
daß der mittels des Stellungsgebers des Hinterachs-Haupt
zylinders ermittelte aktuelle Wert des Hinterachs-Brems
kraftanteils um mehr als eine Differenzschwelle Δ F HA 1
von z. B. 15 bis 20% geringer ist als der ideale Wert F HAi ,
so erzeugt die Verarbeitungseinheit ein Signal, das
seinerseits die Ansteuerung der Bremsdruck-Regelventile
der Vorderradbremsen in deren Sperrstellung auslöst. Hier
nach bewirkt eine Steigerung der Betätigungskraft zunächst
nur noch eine Steigerung des Hinterachs-Bremskraftanteils,
wodurch sich die Bremskraftverteilung auf den mit dem ak
tuellen Wert des Vorderachs-Bremskraftanteils verknüpften
idealen Wert F HAi der Hinterachs-Bremskraft entwickelt. Er
reicht dabei der Hinterachs-Bremskraftanteil einen Wert, der
um weniger als eine zweite Differenzschwelle Δ F HA 2, die be
tragsmäßig geringer ist als die erstgenannte und etwa 5%
beträgt, geringer ist als der ideale Wert F HAi , so erzeugt
die Verarbeitungseinheit ein Signal, das die Zurückschaltung
der Bremsdruck-Regelventile des Vorderachs-Bremskreises in
deren Grundstellung - die Durchlaß-Stellung - auslöst. Durch
die selbsttätig gesteuerte Wiederholung solcher Bremskraft-
Verteilungs-Steuerzyklen wird eine gleichsam treppen- oder
sägezahnförmige Annäherung der tatsächlich ausgenutzten Brems
kraftverteilung an die ideale Bremskraftverteilung erreicht,
wobei der Hinterachs-Bremskraftanteil um mindestens den Diffe
renzbetrag Δ F HA 2 und höchstens um den Differenzbetrag Δ F HA 1
niedriger ist als der jeweils ideale Wert. Durch die effek
tivere Ausnutzung der Hinterradbremsen werden die Vorderrad-
Bremsen weniger belastet, was sowohl der Verschleißminderung
als auch der Betriebssicherheit zugute kommt. Andererseits
können, verglichen mit einem Fahrzeug ohne Bremskraft-
Verteilungs-Steuerung, die Vorderrad-Bremsen etwas kleiner
dimensioniert werden, was konstruktive Vorteile hinsichtlich
der Unterbringung der Vorderrad-Bremsen hat.
Bei - unterstellbarer - Kenntnis des Zusammenhanges zwischen
Kolbenposition und Ausgangsdruck der Hauptzylinder ist gemäß
den Merkmalen des Anspruchs 2 auf einfache Weise eine Eichung
der Ausgangssignale beider Stellungsgeber in Einheiten des
Druckes bzw. des jeweiligen Bremskraftanteils möglich, und
es kann auch für jeden der beiden Bremskreise "separat" der
Entlüftungszustand überprüft werden. Ist der mittels des
jeweiligen Stellungsgebers erfaßbare Verschiebeweg des
Kolbens bis zum Ansprechen des Druckschalters nur wenig
größer als der mit optimalem Entlüftungszustand der Brems
anlage verknüpfte Minimalwert, so wird dieser Unterschied
von der Verarbeitungseinheit im Sinne einer Korrektur
berücksichtigt, im Prinzip dadurch, daß aus dem Unter
schied zwischen gemessenem und idealem Wert ein Korrektur
faktor gebildet wird, der dem Verhältnis Idealwert/Meßwert
entspricht, so daß durch "Multiplikation" des gemessenen
Wertes mit dem Korrekturwert jeweils der für die weitere
Verarbeitung benutzbare Idealwert erzielt wird. Ist der
gemessene Verschiebeweg des jeweiligen Hauptzylinderkolbens
um mehr als einen gleichsam eine Toleranzschwelle bildenden
Differenzbetrag größer als der Idealwert, so ist dies ein
Zeichen dafür, daß in dem jeweiligen Bremskreis ein zu
schlechter Entlüftungsgrad vorliegt und die Bremsanlage
gewartet werden muß. Dem Fahrer wird dies durch ein optisches
und/oder akustisches Warnsignal angezeigt. Durch die Messung
der Kolbenstellungen bzw. Bremsdrücke in den Ausgangsdruck
räumen der Hauptzylinder bei vorgegebenem Druck P 0 wird, im
Bilde eines Bremskraft-Verteilungsdiagramms, gleichsam die
installierte, fest abgestimmte Bremskraftverteilung "erkannt"
und überprüft.
Da die ideale Bremskraftverteilung bei einem Fahrzeug nicht
allein von der Fahrzeuggeometrie, sondern auch vom Beladungs
zustand des Fahrzeuges, insbesondere der Lastverteilung im
Fahrzeug, abhängig ist, ist es vorteilhaft, wenn diese Ein
flußgrößen gemäß Anspruch 3 bei der "Berechnung" der idealen
Bremskraftverteilung berücksichtigt werden, um eine möglichst
effektive Ausnutzung des Hinterachs-Bremskraftanteils mit der
erfindungsgemäßen Bremskraft-Verteilungs-Steuerung erreichen
zu können.
Dasselbe gilt sinngemäß für die Maßnahme des Anspruchs 4
mit Bezug auf am Fahrzeug angreifende Querkräfte, die in
praxi dazu führen, daß für die linke Fahrzeugseite und
die rechte Fahrzeugseite "unterschiedliche" ideale Brems
kraftverteilungen anzusetzen sind.
Zur Ermittlung des Fahrzeug-Gesamtgewichts und der Ge
wichtsverteilung des Fahrzeuges können, wie durch den
Anspruch 5 umrissen, Sensoren vorgesehen sein, die auf
den statischen Belastungszustand der Fahrzeugfederung
ansprechen. Derartige Sensoren können z. B. als Federweg-
Geber ausgebildet sein, die eine Erfassung der Radlasten
ermöglichen oder auch als Neigungsgeber, welche auf eine
Längs- oder Querneigung des Fahrzeuges ansprechen.
Alternativ hierzu oder in Kombination hiermit kann das
Fahrzeug-Gesamtgewicht auch mit den durch die Merkmale
der Ansprüche 6 und/oder 7 angegebenen Maßnahmen er
mittelt werden. Durch eine Mittelwertbildung über die
Ergebnisse mehrerer einzelner dynamischer Meßvorgänge
kann dabei die Meßgenauigkeit beträchtlich gesteigert
werden.
Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben
sich aus der nachfolgenden Beschreibung spezieller Aus
führungsbeispiele anhand der Zeichnung. Es zeigt
Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungs
gemäßen Zweikreis-Bremsanlage, bei der die Brems
kraft-Verteilungs-Steuerung durch zeitweises Ab
sperren der Bremsdruck-Regelventile des Vorder
achs-Bremskreises erfolgt, in vereinfachter,
schematischer Blockschaltbild-Darstellung,
Fig. 2 ein Bremskraft-Verteilungs-Diagramm zur Erläute
rung der Funktion der Bremsanlage gemäß Fig. 1,
Fig. 2a ein Ausschnitt des Diagramms gemäß Fig. 2 zur
Erläuterung einer Variante der Brems-Verteilungs-
Steuerung,
Fig. 2b denselben Ausschnitt des Bremskraft-Verteilungs-
Diagramms zur Erläuterung einer weiteren
Variante der Bremskraft-Verteilungs-Steuerung,
Fig. 3 ein Diagramm zur Erläuterung des Zusammenhanges
zwischen den Ausgangsdrücken der Hauptzylinder
des Bremsgeräts der Bremsanlage gemäß Fig. 1
und der zur Erfassung der Kolbenstellungen
vorgesehenen Geber-Ausgangssignale und
Fig. 4 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungs
gemäßen Zweikreis-Bremsanlage für ein Fahrzeug,
das auch mit einer Vortriebs-Regeleinrichtung
ausgerüstet ist, mit nach dem Prinzip der
zeitweisen Erhöhung des Hinterachs-Brems
druckes arbeitender Bremskraft-Verteilungs-
Steuerung.
Die in der Fig. 1, auf deren Einzelheiten ausdrücklich
verwiesen sei, dargestellte, erfindungsgemäße Bremsan
lage 10, durch die gleichzeitig das mit dieser Anlage
ausgerüstete Fahrzeug repräsentiert sein soll, ist als
hydraulische Zweikreis-Bremsanlage ausgebildet, deren
Vorderradbremsen 11 und 12 zu einem Vorderachs-Brems
kreis I und deren Hinterradbremsen 13 und 14 zu einem
Hinterachs-Bremskreis II zusammengefaßt sind, die über
die Hauptbremsleitungen 16 bzw. 17 an die den Brems
kreisen I und II jeweils zugeordneten Druckausgänge
eines mittels eines Bremspedals 18 betätigbaren Brems
geräts 19 angeschlossen sind.
Die Bremskreise I und II sind als statische Bremskreise
ausgebildet, zu deren Druckbeaufschlagung im Rahmen des
Bremsgeräts 19 je ein insgesamt mit 21 bzw. 22 bezeich
neter Hauptzylinder vorgesehen ist, die einen an die je
weilige Hauptbremsleitung 16 und 17 angeschlossenen Aus
gangsdruckraum 23 bzw. 24 haben, in dem durch - pedal
kraft-gesteuerte Verschiebung eines Hauptzylinderkolbens 26
bzw. 27 statisch Bremsdruck aufgebaut und abgebaut werden
kann.
Das Bremsgerät 19 ist in der sogenannten Twin- (Zwillings-)
Bauweise ausgeführt, derart, daß die beiden Hauptzylin
der 21 und 22 mit parallelem Verlauf ihrer zentralen
Längsachsen 28 bzw. 29 in seitlichem Abstand neben
einander angeordnet sind, wodurch, verglichen mit einer
ansonsten üblichen Tandem-Anordnung einerseits eine er
hebliche Verringerung der in Richtung dieser Längsachsen 28
bzw. 29 gemessenen Baulänge des Bremsgeräts 19 erzielt wird
und andererseits eine Anordnung der Hauptzylinder 21 und 22
vorgegeben ist, die, worauf nachfolgend noch näher einge
gangen wird, auch mittels einfach gestalteter Stellungs
geber 31 und 32 eine Erfassung der jeweiligen Positionen
der Hauptzylinderkolben 26 und 27 innerhalb der Zylinder
bohrungen 33 bzw. 34 möglich ist.
In das Bremsgerät 19 ist auch ein insgesamt mit 36 bezeich
neter, hydraulischer Bremskraftverstärker integriert, der
in Proportionalität zu der auf das Bremspedal 18 ausge
übten Steuerkraft, eine Verstärkung der auf die Haupt
zylinderkolben 26 und 27 wirkenden Stellkräfte um einen
durch die Auslegung des Bremskraftverstärkers 36 bedingten
Verstärkungsfaktor vermittelt.
Der Bremskraftverstärker 36 ist als linearer Hydraulik
zylinder ausgebildet, dessen Kolben 37 in einer "zwischen"
den Gehäusebohrungen 33 und 34 der beiden Hauptzylinder 21
und 22 angeordneten, insoweit zentralen Gehäusebohrung 38,
in deren Längsrichtung druckdicht hin- und her-verschiebbar
geführt ist, wobei die zentrale Längsachse 39 dieses Hydro
zylinders parallel zu den zentralen Längsachsen 28 und 29
der beiden Hauptzylinder 21 und 22 und in der durch diese
markierten Längsmittelebene des Bremsgeräts 19 verläuft.
Durch den Kolben 37 und eine innere Zwischenwand 41 des
Hauptzylindergehäuses ist gehäusefest und durch den Kol
ben 37 des Bremskraftverstärkers beweglich ein Antriebs
druckraum 42 begrenzt, in den ein mittels eines insgesamt
mit 43 bezeichneten Proportionalventils ein vom Ausgangs
druck einer Hilfsdruckquelle 44 abgeleiteter Steuerdruck
einkoppelbar ist, der zu der Kraft proportional ist, mit
der der Fahrer das Bremspedal 18 betätigt und mit dieser
zwischen Null und dem maximalen Ausgangsdruck P A der Hilfs
druckquelle variiert werden kann.
Das Proportionalventil 43 ist in für sich bekannter Aus
führung als Schieber-Ventil realisiert, dessen Ventil
schieber über einen langgestreckten Steuerstab 46 mit dem
Bremspedal 18 bewegungsgekoppelt ist. Mit dem Kolben 37
ist eine langgestreckte Kolbenstange 47 fest verbunden,
die durch eine zentrale Öffnung 48 der Zwischenwand 41
hindurchtritt und gegen diese abgedichtet ist und in einer
mit dieser fluchtenden Öffnung 49 des pedalseitigen
Deckels 51 des Hauptzylinder- und Verstärker-Gehäuses 52
zusätzlich geführt ist, wobei diese Kolbenstange, in der
dargestellten Grundstellung gesehen, mit einem Endab
schnitt 47′ aus dem Gehäuse herausragt, dessen axiale
Länge mindestens und etwa gleich dem maximalen Hub H des
Verstärkerkolbens 37 ist. Die Kolbenstange 47 ist als
langgestrecktes Hohlrohr ausgebildet, in dessen pedal
seitigem Endabschnitt 47′ ein Steuerkolben 53 druckdicht
verschiebbar eingesetzt ist, an dem der Pedalstößel 54
angreift. Dieser Steuerkolben 53 ist über den Steuer
stab 46, der die Kolbenstange 47 zentral durchsetzt,
mit dem Schieber 56 des Proportionalventils 43 fest ver
bunden, wobei der Verschiebeweg des Steuerkolbens 53
relativ zu der Kolbenstange 47 durch axiale Anschläge
auf eine kleine Strecke begrenzt ist, die mindestens
dem Aussteuerhub des Proportionalventils 43 entspricht
und etwa gleich diesem Aussteuerhub ist.
Zur Übertragung der von dem Bremskraftverstärker 36 ent
falteten Betätigungskraft auf die Hauptzylinderkolben 26
und 27 ist eine insgesamt mit 57 bezeichnete Wippe vorge
sehen, die an einem mit der Kolbenstange 47 fest verbundenen
Lagerblock 58 schwenkbar gelagert ist, wobei die Schwenk
achse 59 senkrecht zu der durch die zentralen Achsen 28
und 29 der Hauptzylinder 21 und 22 markierten Ebene ver
läuft und derart "exzentrisch" bezüglich der zentralen
Achse 39 des Bremskraftverstärkers 36 angeordnet ist, daß
das Verhältnis L V /L H der effektiven Längen L V und L H der
Wippenarme 57′ und 57′′, die über axiale Stößel 61 bzw. 62
an dem Kolben 26 des dem Vorderachs-Bremskreis zugeord
neten Hauptzylinders 21 bzw. dem Kolben 27 des dem Hinter
achs-Bremskreis zugeordneten Hauptzylinders 22 abgestützt
sind, dem Verhältnis F H /F V der wirksamen Kolbenflächen F H
und F V des Kolbens 27 des dem Hinterachs-Bremskreis II zu
geordneten Hauptzylinders 22 bzw. des Kolbens 26 des dem
Vorderachs-Bremskreis I zugeordneten Hauptzylinders 21
entspricht, so daß sich bei gleichen Verschiebewegen der
Kolben 26 und 27 der beiden Hauptzylinder 21 und 22 in deren
Ausgangsdruckräumen 23 und 24 dieselben Bremsdrücke ein
stellen, jedenfalls dann, wenn beide Bremskreise I und II
"gleich gut" entlüftet sind.
Die für die Positionen der Hauptzylinderkolben 26 und 27
charakteristischen Ausgangssignale der Stellungsgeber 31
und 32 sind, zumindest in diesem Falle, ein Maß für die
in den Ausgangsdruckräumen 23 und 24 der Hauptzylinder 21
und 22 herrschenden Drücke P VA und P HA und können daher
bei - voraussetzbarer - Kenntnis des Zusammenhanges zwischen
Kolbenstellung und Ausgangsdruck P VA bzw. P HA in Einheiten
des Bremsdruckes ausgewertet werden.
Soweit in der nachfolgenden Beschreibung und in den Zeich
nungen Indizes "VA" und "HA" sowie "VL" und "VR" in Ver
bindung mit Größenangaben oder Bau- und Funktionselementen
verwendet werden, soll dies den Hinweis auf die Vorder
achse und die Hinterachse bzw. das linke Vorderrad und das
rechte Vorderrad des Fahrzeuges bedeuten.
Das Fahrzeug ist auch mit einem insgesamt mit 60 bezeich
neten ABS ausgerüstet, das, nach üblichen Kriterien ar
beitend, im Falle seines Ansprechens eine Bremsdruck-
Regelung dahingehend vermittelt, daß der Bremsschlupf der
der Regelung einzeln oder zu mehreren unterwerfbaren
Fahrzeugrädern stets innerhalb eines sowohl mit guter
Bremsverzögerung als auch mit guter Fahrstabilität ver
träglichen Wertebereiches gehalten wird.
Dieses ABS 60 ist so ausgelegt, daß zusätzlich zu für eine
wirksame Regelung unbedingt erforderlichen Bremsdruckab
bau- und Bremsdruckaufbau-Phasen auch Bremsdruckhalte-Phasen,
letztere zumindest an den Vorderradbremsen 11 und 12, er
zielbar sind, für deren Dauer ein zuvor in die jeweilige
Radbremse eingesteuerter bzw. durch die Regelung erzielter
Bremsdruck konstant gehalten wird.
Bei der in der Fig. 1 dargestellten, speziellen Gestaltung
des ABS 60 ist für jede der beiden Vorderradbremsen 11 und
12 je ein Bremsdruck-Regelventil 63 bzw. 64 vorgesehen,
mittels derer die Vorderradbremsen 11 und/oder 12 einzeln
oder gemeinsam gegen die Hauptbremsleitung 16 des Vorder
achs-Bremskreises I absperrbar sind. Für den Hinterachs-
Bremskreis II hingegen ist nur ein einziges Bremsdruck
ventil vorgesehen, mittels dessen die Hinterradbremsen 13
und 14 jeweils nur gemeinsam an die Hauptbremsleitung 17
des Hinterachs-Bremskreises anschließbar bzw. gegen diese
absperrbar sind. Die Grundstellung Null dieser Bremsdruck-
Regelventile 63, 64 und 66 ist jeweils die Durchfluß-
Stellung, in der die angeschlossene(n) Radbremse(n) über
das jeweilige Ventil kommunizierend mit dem Ausgangsdruck
raum 23 bzw. 24 des Vorderachs-Hauptzylinders 21 bzw. des
Hinterachs-Hauptzylinders 22 des Bremsgeräts 19 verbunden
ist bzw. sind. In den erregten Stellungen I dieser Ventile 63
und/oder 64 bzw. 66, in welche diese durch elektrische Aus
gangssignale einer elektronischen Steuereinheit 67 des ABS 60
steuerbar sind, sind die jeweils angeschlossenen Rad
bremsen 11 und/oder 12 bzw. 13 und 14 gegen den Ausgangs
druckraum 23 bzw. 24 des Vorderachs-Hauptzylinders 21 bzw.
des Hinterachs-Hauptzylinders 22 abgesperrt. In ihren er
regten Stellungen I vermitteln somit die Bremsdruck-
Regelventile 63 und/oder 64 bzw. 66 die Bremsdruck-
Halte-Funktion.
Weiter umfaßt das ABS 60 ein als 2/3-Wege-Magnetventil aus
gebildetes Funktions-Steuerventil 68, das durch ein Ausgangs
signal der elektronischen Steuereinheit 67 aus seiner darge
stellten Grundstellung 0, in welcher ein Bremsdruck
aufbau an denjenigen Radbremsen 11 und/oder 12 bzw. 13
und 14 möglich ist, deren zugeordnete Bremsdruck-Regel
ventile 63 und/oder 64 bzw. 66 in deren Grundstellung
gehalten sind, in eine erregte Stellung I steuerbar ist,
in welcher an den - hydraulisch entsprechend geschalteten -
Radbremsen 11 und/oder 12 bzw. 13 und 14 ein Abbau des
Bremsdruckes möglich ist.
In der dargestellten Grundstellung dieses Funktions-
Steuerventils 68 ist der durch den Verstärkerkolben 37
gegen den Antriebsdruckraum 42 abgegrenzte, nach außen
hin durch die Endstirnwand 69 des Gehäuses 52 des Brems
geräts 19 gehäusefest abgeschlossene Funktionsraum 71
des Bremskraftverstärkers 36 über einen, beim darge
stellten speziellen Ausführungsbeispiel mit einer
Drossel 72 versehenen Durchflußkanal 73 des Funktions-
Steuerventils 68 an die zum drucklosen Vorratsbehälter 74
der Hilfsdruckquelle 44 führende Rücklaufleitung 76 ange
schlossen, so daß Arbeitsmedium des Bremskraftverstärkers 36
bzw. der Hilfsdruckquelle 44, das in dem Funktionsraum 71
enthalten ist, durch eine Verschiebebewegung des Brems
kraftverstärkerkolbens 37, die im Sinne eines Bremsdruck
aufbaues in den Hauptzylindern 21 und 22 erfolgt, aus dem
Funktionsraum 71 zum Vorratsbehälter 74 der Hilfsdruck
quelle 44 hin verdrängt werden kann, wobei durch die
Drossel 72 des Funktions-Steuerventils 68 in einem er
wünschten Maße eine Begrenzung der Bremsdruck-Rate er
zielt werden kann.
Sowohl im Verlauf einer normalen, das heißt der Antiblockier
regelung nicht unterworfenen Bremsdruck-Aufbauphase als auch
bei Bremsdruck-Aufbauphasen, die im Rahmen eines Antiblockier-
Regelzyklus ablaufen, der ggf. mehrere Druckabbau-, Druck
halte- und Druckaufbau-Phasen umfaßt, ist die auf den
Verstärkerkolben im Sinne einer Bremsdruckaufbau-Ver
schiebebewegung, das heißt in Richtung des Pfeils 75 der
Fig. 1 wirkende Kraft K A durch die Beziehung
K A = (F 1 - F 2) · P BKV
gegeben, wobei mit F 1 die der Querschnittsfläche der dem
Verstärkerkolben 37 aufnehmenden Gehäusebohrung 38 ent
sprechende Gesamtquerschnittsfläche des Verstärker
kolbens 37, mit F 2 die der Querschnittsfläche der zen
tralen Bohrung 48 der Gehäuse-Zwischenwand 41 ent
sprechende Gesamtquerschnittsfläche der Kolbenstange 47
einschließlich ihres ihren Innenraum nach außen ab
schließenden Steuerkolbens 53 und mit P BKV der in den
Antriebsdruckraum 42 eingekoppelte, vom Ausgangsdruck
der Hilfsdruckquelle 44 mittels des Proportional-Ventils 43
abgeleitete, pedalkraftproportionale Steuerdruck des Brems
kraftverstärkers 36 bezeichnet sind.
In der erregten Stellung I ist der Funktionsraum 71 des
Bremskraftverstärkers 66 gegen den drucklosen Vorratsbe
hälter 74 der Hilfsdruckquelle 44 abgesperrt, dafür jedoch
über eine Steuerleitung 77 und den Durchflußkanal 78 des
Funktionssteuerventils 68 mit dem Antriebsdruckraum 42 des
Bremskraftverstärkers kommunizierend verbunden, so daß
nunmehr der Verstärkerkolben 37 auch auf seiner den
Funktionsraum 71 begrenzenden Seite mit dem Ausgangs
druck P BKV des Proportionalventils 43 beaufschlagt ist,
mit der Folge, daß die jetzt auf den Verstärkerkolben 37
wirkende Kraft K R in der entgegengesetzten Richtung - in
Richtung des Pfeils 79 der Fig. 1 - wirkt, wodurch der
Verstärkerkolben 37, mit diesem die Wippe 57 und mit diesem
- unterstützt durch die Wirkung der Kolben-Rückstell
federn 81 und 82 der Hauptzylinder 21 und 22 auch deren
Kolben 26 und 27 eine Verschiebebewegung im Sinne einer
Vergrößerung der Volumina der Ausgangsdruckräume 23 und 24
der Hauptzylinder 21 und 22, das heißt im Sinne eines Brems
druck-Abbaues in den angeschlossenen Bremskreisen I und II
erfahren, die gegen die am Bremspedal 18 angreifende
Betätigungskraft erfolgt.
Die für eine derartige Steuerbarkeit von Druckabbau-Phasen
der Antiblockier-Regelung notwendige Voraussetzung, daß die
- in der erregten Stellung I des Funktionssteuerventils 68 -
auf den Verstärkerkolben 37 im Sinne eines Bremsdruck-
Abbaues wirkende Kraft K R , die durch die Beziehung
K R = F 2 · P BKV
gegeben ist, größer ist als die mit der Pedalübersetzung
multiplizierte Betätigungskraft, gegen welche die Druck
abbau-Verschiebung des Verstärkerkolbens 37 möglich sein
muß, ist durch eine zweckgerechte Dimensionierung des
selben im Rahmen konstruktiv günstiger Abmessungs
relationen ohne weiteres erfüllbar, selbstverständlich unter
der Nebenbedingung, daß das Ausgangsdruckniveau P A der
Hilfsdruckquelle 44 hinreichend hoch ist.
Diese Hilfsdruckquelle 44 umfaßt einen mittels einer
Speicher-Ladepumpe 83 über ein Rückschlagventil 84 auf
ladbaren Druckspeicher 86, dessen am Ausgang 87 der
Hilfsdruckquelle 44 anstehender Speicherdruck P A mittels
eines Druckwächters 87 überwacht wird, der ein die Akti
vierung der Speicher-Ladepumpe bewirkendes Signal aus
löst, wenn der Speicherdruck unter einen vorgegebenen
Schwellenwert absinkt. Des weiteren ist ein zwischen den
Hochdruckausgang 88 der Speicher-Ladepumpe und den - druck
losen - Vorratsbehälter der Hilfsdruckquelle 44 ein als
Rückschlagventil dargestelltes Druckbegrenzungsventil 89
geschaltet, durch dessen Öffnungsdruck das maximale Aus
gangsdruckniveau P A der Hilfsdruckquelle 44 bestimmt ist.
Im Rahmen der Hilfsdruckquelle 44 ist weiter ein elektrisch
ansteuerbares Sicherheitsventil 91 vorgesehen, das beim dar
gestellten, speziellen Ausführungsbeispiel als 2/4-Wege-
Magnetventil ausgebildet ist. In der - dargestellten -
Grundstellung 0 dieses Sicherheitsventils 91 ist ein
von dem Funktionsraum 71 des Bremskraftverstärkers 36 zum
drucklosen Vorratsbehälter 74 der Hilfsdruckquelle 44 über
das Sicherheitsventil 91 führender Strömungspfad 92 frei
gegeben, während ein vom Hochdruckausgang 88 der Speicher-
Ladepumpe 93 zum Vorratsbehälter 74 der Hilfsdruckquelle 44
führender Strömungspfad 93 gesperrt ist. In der hierzu
alternativen, erregten Stellung I des Sicherheitsventils 91
ist der von dem Funktionsraum 71 zum Vorratsbehälter 74 der
Hilfsdruckquelle 44 führende Strömungspfad 92 gesperrt und
dafür der vom Hochdruck-Ausgang 88 der Speicher-Ladepumpe 83
zum Vorratsbehälter 74 der Hilfsdruckquelle 44 führende
Strömungspfad 93 freigegeben.
Das Sicherheitsventil 91 wird in seine erregte Stellung I
gesteuert, wenn und solange die Antiblockierregelung akti
viert ist, damit für im Rahmen eines Antiblockier-Regel
zyklus ablaufende Druckaufbau-Phasen die Wirkung der
Drossel 72 des ABS-Steuerventils zu einer Begrenzung der
Druckanstiegsgeschwindigkeit, allgemein zur Zumessung des
Bremsdruckes, ausnutzbar ist. Mit Beendigung eines Anti
blockier-Regelzyklus, dessen abschließende Regelphase im
Normalfall eine Druckaufbau-Phase ist, für die das ABS-
Steuerventil schon in seine Grundstellung Null zurückge
schaltet wird, wird auch das Sicherheitsventil in seine
Grundstellung zurückgeschaltet. Dadurch wird sicherge
stellt, daß auch für den Fehlerfunktionsfall, daß das ABS-
Steuerventil in seiner im Verlauf der Regelung einge
nommenen, erregten Stellung I "hängen geblieben" sein sollte,
was zur Folge hätte, daß der Verstärkerkolben 37 und mit
diesem die Kolben 26 und 27 der Hauptzylinder 21 und 22
auch bei Betätigung des Bremspedals 18 in ihre Ausgangs
stellungen zurückgedrängt würden und in diesen gehalten
würden, der vom Funktionsraum 71 des Bremskraftver
stärkers 36 zum Vorratsbehälter 74 der Hilfsdruckquelle 44
führende Strömungspfad 92 für den Druckabbau in dem
Funktionsraum 71 zur Verfügung steht und mithin, wenn
auch lediglich noch mit der Pedalkraft, über beide Brems
kreise I und II gebremst werden kann. Des weiteren kann in
der dargestellten Grundstellung Null der beiden Ventile 91
und 68 der Druckspeicher 86 der Hilfsdruckquelle 44 über
das Rückschlagventil 84 aufgeladen werden.
Die für die regelungsgerechte Ansteuerung des ABS-Steuer
ventils 68, der Bremsdruck-Regelventile 63, 64 und 66 sowie
des Sicherheitsventils 91 erforderlichen elektrischen
Steuersignale werden von der elektronischen Steuereinheit 67
des ABS 60 aus einer vergleichenden und/oder differenzierenden
Verarbeitung der Ausgangssignale von Raddrehzahlsensoren 94,
96 sowie 97 erzeugt, welche für die Radumfangsgeschwindig
keiten der Fahrzeugräder charakteristische elektrische Aus
gangssignale abgeben. Beim dargestellten, speziellen Aus
führungsbeispiel ist den Vorderrädern je ein Raddrehzahl
sensor 94 bzw. 96 zugeordnet, während den beiden Hinter
rädern der Raddrehzahlsensor 97 gemeinsam zugeordnet ist
und ein für einen Mittelwert der Radumfangsgeschwindigkeiten
der Hinterräder charakteristisches Ausgangssignal abgibt,
wobei - stillschweigend - vorausgesetzt ist, daß die Hinter
räder des Fahrzeuges die angetriebenen Fahrzeugräder sind.
Weiter ist vorausgesetzt, daß die elektronische Steuerein
heit 67 die genannten Ansteuersignale, soweit diese die
Steuerung von Druckabbau-, Druckaufbau- und Druckhalte-
Phasen der Antiblockier-Regelung betreffen, nach bekannten
Kriterien arbeitet und Abwandlungen der elektronischen
Steuereinheit, die für die zweckgerechte Ansteuerung
des ABS-Steuerventils 68 und des Sicherheitsventils 91
erforderlich sind, dem Fachmann aufgrund seines Fach
wissens ohne weiteres möglich sind und daher auf dies
bezügliche Erläuterungen elektronisch-schaltungstechnischer
Details der elektronischen Steuereinheit 67 verzichtet wer
den kann.
Für eine Bremsanlage 10 mit dem anhand der Fig. 1 insoweit
geschilderten Aufbau ergibt sich, jedenfalls solange das
ABS 60 nicht wirksam geworden ist, eine installierte Brems
kraftverteilung auf die Vorderachse und die Hinterachse im
Sinne einer Festabstimmung des Verhältnisses F VA /F HA der
über die Vorderradbremsen 11 und 12 insgesamt ausübbaren
Vorderachs-Bremskraft F VA und der mittels der Hinterrad
bremsen 13 und 14 insgesamt ausübbaren Bremskraft F HA .
Eine derartige Festabstimmung muß unter den einschlägigen
Sicherheitspaketen so getroffen werden, daß im gesamten
Bereich der mit der Bremsanlage 10 erreichbaren Fahrzeug
verzögerungen ein stabiles Bremsverhalten des Fahrzeuges
gewährleistet ist, das heißt, daß bei einer Bremsung die
Hinterräder des Fahrzeuges nicht "vor" den Vorderrädern
blockieren können.
Einer in diesem Sinne stabilen Bremskraftverteilung, die
durch eine zweckentsprechende Gestaltung des Bremsgeräts 19
und in Verbindung mit dieser durch die Dimensionierung der
Radbremsen 11 bis 14 erzielbar ist, entspricht in dem Brems
kraftdiagramm 100 der Fig. 2, auf deren Einzelheiten nun
mehr ergänzend verwiesen sei, eine Gerade 101, welche die
Parabel 102 der idealen Bremskraftverteilung erst in einem
Punkt 103 schneidet, der eine kritische Fahrzeugverzöge
rung Z krit repräsentiert, welche, zuzüglich einer Sicher
heitsmarge von einigen Prozent der höchstmöglichen, in praxi
erreichbaren Fahrzeugverzögerung entspricht, die durch eine
Betätigung der Bremsanlage 10 mit der maximal ausübbaren
Betätigungskraft erreicht werden kann, wenn gleichzeitig
optimale Kraftschlußbeiwerte (µ = 1) zwischen der Fahrbahn
und den gebremsten Fahrzeugrädern gegeben sind. In dem
Bremskraft-Verteilungsdiagramm 100, bei dem, üblicher Dar
stellung entsprechend, in einem rechtwinkligen Koordinaten
system als Abszisse der auf das Fahrzeuggewicht G bezogene
Vorderachs-Bremskraftanteil F VA /G und als Ordinate der
ebenfalls auf das Fahrzeuggewicht G bezogene Hinterachs-
Bremskraftanteil F HA /G aufgetragen ist, sind durch die
Parabel diejenigen - dynamischen - Verzögerungszustände
des Fahrzeuges repräsentiert, die mit gleicher Kraft
schlußausnutzung an der Vorderachse und der Hinterachse
verknüpft sind. Diese Bremskraftverteilung ist deshalb
"ideal", weil sie bei einer vorgegebenen Limitierung
der Tangentialkraftübertragung, z. B. durch schlechte
Straßenverhältnisse mit geringen Kraftschlußbeiwerten,
die dann noch unter der Nebenbedingung, daß das Fahrzeug
stabil bleiben soll, die hiernach noch höchstmögliche
Fahrzeugverzögerung ergibt.
Die Parabel 102 markiert gleichsam die Grenze zwischen
dem Wertebereich der stabilen Bremskraftverteilungen, der
"unterhalb" der Parabel 102, zwischen dieser und der
Abszisse des Diagramms 100 liegt, und dem Wertebereich der
instabilen Bremskraftverteilungen, der in dem Diagramm 100
"oberhalb" der Parabel 102 liegt. "Instabil" bedeutet hier
bei, daß, wann immer die Bremskräfte im Sinne einer zu
nehmenden Fahrzeugverzögerung gesteigert werden, der die
Übertragbarkeit dieser Bremskraft limitierende Kraftschluß
beiwert an der Hinterachse des Fahrzeuges zuerst erreicht
bzw. überschritten wird und daher eine Blockiertendenz
auch zuerst an der Hinterachse auftritt, mit der Folge,
daß das Fahrzeug "ausbricht". Im stabilen Wertebereich des
Diagramms 100 hingegen tritt im entsprechenden Fall eine
Blockiertendenz zuerst an der Vorderachse auf, und das
Fahrzeug bleibt, auch wenn die Vorderräder blockieren,
dynamisch stabil.
Aus dem Diagramm 100 ist unmittelbar ersichtlich, daß durch
eine installierte Bremskraftverteilung gemäß der Geraden 101
insbesondere im Bereich niedriger bis mittlerer Fahrzeug
verzögerungen, dem sogenannten Teilbremsbereich, die Hinter
achse in einem weit geringen Maße zur Abbremsung des Fahr
zeuges herangezogen wird, als es, wenn die ideale Brems
kraftverteilung ausnutzbar wäre, der Fall sein könnte.
Bei einer Abbremsung Z von 0,4, beispielsweise, beträgt
beim dargestellten, speziellen Auslegungsbeispiel, der
Vorderachs-Bremskraftanteil nach der installierten Brems
kraftverteilung etwa 0,28 und der Hinterachs-Bremskraft
anteil 0,12. Bei voller Ausnutzung der "idealen Brems
kraftverteilung" bei einem Vorderachs-Bremskraftanteil
von 0,28 könnte, ohne Stabilitätsverlust, ein Hinterachs-
Bremskraftanteil von 0,2 erreicht werden, das heißt eine
Fahrzeugverzögerung von 0,48, die somit um 20% höher
wäre als die mit der Bremsanlage 10 in diesem Falle er
zielte Fahrzeugverzögerung.
Um, verglichen mit der fest installierten Bremskraftver
teilung 101 höheren Wert des Hinterachs-Bremskraftanteils
erzielen zu können, ist die Bremsanlage 10 gemäß Fig. 1
mit einer Steuerungseinrichtung versehen, die unter Aus
nutzung von Funktionselementen des ABS 60 sowie elektronischer
Verarbeitung der Ausgangssignale der Stellungsgeber 31 und
32, elektronisch gesteuert, eine Änderung der Bremskraft
verteilung im Sinne einer Erhöhung des Hinterachs-Brems
kraftanteils ermöglicht. Diese Steuereinrichtung umfaßt
eine im Rahmen der elektronischen Steuereinheit 67 des
ABS 60 vorgesehene, in der Fig. 1 lediglich gestrichelt
angedeutete Verarbeitungseinheit 104, die nachfolgend an
hand ihrer Funktion erläutert wird, aus der sich für den
Fachmann die zu ihrer Realisierung erforderlichen
elektronisch-technischen Maßnahmen zwanglos ergeben, wobei
zur Erläuterung dieser Funktion auch auf das Bremskraft
verteilungsdiagramm 100 der Fig. 2 Bezug genommen werden
wird.
Da bei einer Betätigung der Bremsanlage 10 gemäß Fig. 1
der Druck P VA im Ausgangsdruckraum 23 des Hauptzylinders 21
des Vorderachs-Bremskreises I sowie der Druck P HA im Aus
gangsdruckraum 24 des Hauptzylinders 22 des Hinterachs-
Bremskreises II jeweils monotone Funktionen der Positionen
der Hauptzylinderkolben 26 bzw. 27 sind, stehen auch die
Ausgangssignale der Stellungsgeber 31 und 32, für die, der
Einfachheit halber, ein linearer Zusammenhang zwischen der
jeweiligen Kolbenposition S KVA bzw. S KHA angenommen sei,
in einem monotonen Zusammenhang mit den in den Ausgangs
druckräumen 23 und 24 der Hauptzylinder 21 und 22 jeweils
herrschenden Drücken P VA bzw. P HA . Unter "Kolben
position" S KVA und S KHA soll dabei jeweils die Auslenkung
des Kolbens 26 bzw. 27 aus seiner Grundstellung, in welcher
der jeweilige Ausgangsdruckraum 23 bzw. 24 drucklos ist,
verstanden werden.
Zwar ist dieser Zusammenhang insgesamt nicht-linear, wie
dem in der Fig. 3, auf deren Einzelheiten ergänzend ver
wiesen sei, dargestellten Diagramm entnehmbar ist, das
am Beispiel des Hinterachs-Bremskreises II den Zusammen
hang zwischen Ausgangsdruck P HA , der als Abszisse aufge
tragen ist und der Kolbenposition S KHA , die als Ordinate
aufgetragen ist, zeigt. Ab einem Schwellenwert P 0 ist je
doch, zu höheren Werten des Ausgangsdruckes P HA bzw. der
Kolbenauslenkung S KHA hin, deren Zusammenhang linear.
Ungeachtet dessen ist jedoch im gesamten Variationsbereich
des Ausgangsdruckes P HA , selbstverständlich im Rahmen eines
z. B. durch Reibungseffekte bedingten, in der Fig. 3
schraffiert eingezeichneten Steuerbereichs 105, dessen
untere Grenze durch die ausgezogene Linie 106 und dessen
obere Grenze durch die strichpunktiert eingezeichnete
Linie 107 markiert sind, ein eindeutiger Zusammenhang
zwischen der Kolbenstellung S KHA und dem Ausgangsdruck P HA
gegeben, so daß die Ausgangssignale des Stellungsgebers 32
des Hinterachs-Hauptzylinders 22 - mit der aus der genannten
Streuung resultierenden, geringen Einschränkung - in ein
deutiger Weise in Einheiten des Ausgangsdruckes P HA und
damit in Einheiten des Hinterachs-Bremskraftanteils F HA
auswertbar sind.
Entsprechendes gilt sinngemäß für die Ausgangssignale des
Stellungsgebers 31 des Hauptzylinders 21 des Vorderachs-
Bremskreises I, für den - qualitativ und quantitativ -
derselbe Zusammenhang zwischen Kolbenstellung S KVA und
Ausgangsdruck P VA gegeben ist, wie anhand der Fig. 3 für
den Hinterachs-Bremskreis II dargestellt, da die Brems
anlage 10 derart ausgelegt ist, daß der Vorderachs-Bremsdruck
- der Ausgangsdruck P VA des Hauptzylinders 21 - gleich dem
Hinterachs-Bremsdruck - dem Ausgangsdruck P HA des Haupt
zylinders 22 - ist, wenn das Verhältnis P VA /P HA der durch
die Gerade 101 des Diagramms 100 der Fig. 2 repräsentierten
- installierten - Bremskraftverteilung F VA /F HA entspricht.
Zur Erläuterung eines ersten einfachen Prinzips, nach
welchem mittels der Verarbeitungseinheit 104 der
elektronischen Steuereinheit 67 des ABS 60 und dessen dem
Vorderachs-Bremskreis I zugeordneten Bremsdruck-Regel
ventilen 63 und 64 eine Steuerung der Bremskraftverteilung
derart möglich ist, daß im Teilbremsbereich die Ausnutzung
eines, verglichen mit der durch die Gerade 101 des Dia
gramms 100 der Fig. 2 repräsentierten installierten,
fest abgestimmten Bremskraftverteilung, ein erhöhter
Hinterachs-Bremskraftanteil F HA ausnutzbar wird, sei zu
nächst angenommen, daß für das Fahrzeug die in der Fig. 2
dargestellte Parabel 102 der idealen Bremskraftverteilung
gelte und daß die Abhängigkeit der Stellungsgeber-
Ausgangssignale von den Bremsdrücken P VA und P HA dem Dia
gramm der Fig. 3 entspreche, was durch die konstruktive
Gestaltung der Stellungsgeber 31 und 32 und der Brems
anlage 10 insgesamt ohne weiteres möglich ist. Des weiteren
sei unterstellt, daß die Parabel 102 dieser idealen Brems
kraftverteilung in der Verarbeitungseinheit 104 in einer
für einen fortlaufenden Vergleich mit den Stellungsgeber-
Ausgangssignalen geeigneten Form "abgelegt" sei, das heißt
entweder in Form einer Reihe von Festwertpaaren gespeichert
ist oder in Abhängigkeit von dem für den Vorderachs-
Bremskraftanteil F VA maßgeblichen bzw. diesen repräsentie
renden Pegel des Ausgangssignals des dem Vorderachs-Brems
kreis I zugeordneten Stellungsgebers 31 fortlaufend berech
net wird.
Aus den Stellungsgeber-Ausgangssignalen "erkennt" die
Verarbeitungseinheit 104 die bei einer Bremsung momen
tan gegebene Bremskraftverteilung, die sich mit dem
Einsetzen der Bremsung bei fortlaufender Steigerung der
Kraft, mit der der Fahrer das Bremspedal 18 betätigt,
vom Ursprung 0,0 des Bremskraft-Verteilungsdiagrammes 100,
aus entlang der Geraden 101 der installierten, fest abge
stimmten Bremskraftverteilung entwickelt. Die Verarbei
tungseinheit 104 vergleicht während dieser einleitenden
Phase der Bremsung fortlaufend den mittels des Stellungs
gebers 32 des Hinterachs-Hauptzylinders 22 erfaßten Hinter
achs-Bremskraftanteil F′ HA , mit dem, für den jeweils ge
gebenen Vorderachs-Bremskraftanteil F′ VA , der mittels des
Ausgangssignals des Stellungsgebers 31 des Vorderachs-
Bremskreises I "verfolgt" wird, verknüpften, für diesen
Vorderachs-Bremskraftanteil idealen Wert des Hinterachs-
Bremskraftanteils F HA und erzeugt, wenn der gemessene Wert F′ HA
des Hinterachs-Bremskraftanteils um mehr als einen Schwellen
wert F HA 1 niedriger ist als der ideale Wert, ein Ausgangs
signal, mittels dessen die beiden Bremsdruck-Regelventile 63
und 64 des Vorderachs-Bremskreises I in deren Sperr
stellungen gesteuert werden. In der Darstellung der
Fig. 2 ist dies, während die Betätigungskraft weiter
gesteigert wird, in dem Punkt 108 der Fig. 2 der Fall,
in dem sich bei einer Bremsung erstmalig der Hinterachs-
Bremskraftanteil F′ HA um den genannten Schwellenwert F HA 1
von dem für die Parabel 102 der idealen Bremskraftver
teilung charakteristischen Hinterachs-Bremskraftanteil F HAi
unterscheidet. Ab diesem Punkt 108, bis zu welchem die
Bremskraft-Verteilung sich entlang des vom Koordinaten
ursprung des Diagramms 100 ausgehenden Abschnittes 101′
entwickelt hatte, führt eine Steigerung der Betätigungskraft
zu einem Anstieg des Hinterachs-Bremskraftanteils F′ HA ent
lang der parallel zur Ordinate des Diagramms 100 ver
laufenden Geraden 109, das heißt es wird der Bremsdruck
an den Hinterradbremsen 13 und 14 erhöht, während der
Bremsdruck an den Vorderradbremsen 11 und 12 konstant
gehalten wird.
Sobald der Hinterachs-Bremsdruck bzw. der durch das Aus
gangssignal des Stellungsgebers 32 repräsentierte Hinter
achs-Bremskraftanteil F′ HA einen Wert erreicht bzw. über
schreitet, der um weniger als ein Schwellenwert F HA 2, der
kleiner ist als der Schwellenwert F HA 1, niedriger ist als
der für den konstant gehaltenen Vorderachs-Bremskraftan
teil F′ VA charakteristische Wert des "idealen" Hinterachs-
Bremskraftanteils F HAi , in der Darstellung der Fig. 2 bei
Erreichen des Punktes 111, werden die beiden Bremsdruck-
Regelventile 63 und 64 des Vorderachs-Bremskreises I wieder
in deren Grundstellung zurückgeschaltet, so daß nunmehr auch
an der Vorderachse wieder Bremsdruck aufgebaut werden kann.
Gleichzeitig wird das Bremsdruck-Regelventil 66 des Hinter
achs-Bremskreises II in seine Sperrstellung gesteuert, in
welcher der in den Hinterradbremsen herrschende Druck auf
seinem zuvor erreichten Wert gehalten wird. Wird hierbei
die Bremsen-Betätigungskraft weiter gesteigert, so ent
wickelt sich nunmehr die Bremskraftverteilung von dem
Punkt 111 aus entlang einer parallel zur Abszisse des
Diagramms 100 verlaufenden Geraden 112, bis im Punkt 108′
wieder eine Bremskraft-Verteilung erreicht ist, bei welcher
der - gemessene - Hinterachs-Bremskraftanteil F′ HA um den
Schwellenwert F HA 1 niedriger ist als der auf dem gehaltenen
Vorderachs-Bremskraftanteil F′ VA bezogene ideale Wert.
Mit dem Erreichen der dem Punkt 108′ des Diagramms 100
der Fig. 2 entsprechenden Bremskraftverteilung werden
die Bremsdruck-Regelventile 63 und 64 des Vorderachs-
Bremskreises I sowie das Bremsdruck-Regelventil 66 des
Hinterachs-Bremskreises II wieder in die Sperr-Stellung
bzw. die Offen-Stellung gesteuert, worauf sich bei
weiterer Steigerung der Betätigungskraft die Bremskraft
verteilung entlang der parallel zur Ordinate des Dia
gramms 100 verlaufenden Geraden 109′ entwickelt, bis
im Punkt 111′ wieder eine Bremskraftverteilung er
reicht wird, bei der sich der Hinterachs-Bremskraftan
teil F′ HA wieder nur noch um den - kleineren - Differenz
betrag Δ F HA 2 von dem idealen Wert unterscheidet, worauf
die Bremsdruck-Regelventile 63 und 64 des Vorderachs-
Bremskreises I wieder in ihre Offen-Stellung gesteuert
werden und das Hinterachs-Bremsdruck-Regelventil 66 wieder
in seine Sperr-Stellung zurückgeschaltet wird, usw.
Im Ergebnis wird erreicht, daß sich die Bremskraft-
Verteilung, während die Betätigungskraft ständig ge
steigert wird, als Treppenfunktion zwischen zwei Para
beln 102′ und 102′′ entwickelt, deren eine - die Parabel 102′ -
in einem, gemäß der Darstellung der Fig. 2 vertikalen
Abstand des Wertes Δ F HA 1 von der Parabel 102 der idealen
Bremskraftverteilung gleichsam parallel zu dieser verläuft,
und deren andere - die Parabel 102′′ - in dem - geringeren -
Abstand Δ F HA 2 der Parabel 102 der idealen Bremskraftver
teilung folgt.
Der durch die solchermaßen gesteuerte Bremskraft-
Verteilung F′ VA /F′ HA erzielbare Gewinn an Bremswirkung ist,
verglichen mit dem Fall, daß lediglich mit der fest
installierten Bremskraftverteilung gemäß der Geraden 102
gebremst werden kann, um einen Betrag größer, der dem
Unterschied der Flächen entspricht, um die, bezogen auf einen
Abschnitt der Abszisse, die durch die Treppenfunktion und die
Abszisse begrenzte Fläche größer ist als die auf demselben Ab
schnitt durch die Gerade 102 der installierten Bremskraftverteilung
und die Abszisse begrenzten, trapezförmigen
Fläche. Wie unmittelbar aus dem Vergleich dieser Flächen,
z. B. zwischen den Abszissenwerten 0,2 und 0,4, ersichtlich,
ist der durch die vorstehend erläuterte Bremskraft-
Verteilungs-Steuerung erzielbare Gewinn an Bremswirkung
erheblich. Es versteht sich, daß auch die Parabeln 102′
und 102′′ in einer für den Vergleich mit den gemessenen
Werten des Vorderachs- und des Hinterachs-Bremskraftanteils
geeigneten Form in der Verarbeitungseinheit 104 abgelegt sind.
Eine ähnliche Entwicklung der Bremskraftverteilung ergibt
sich, wenn das dem Hinterachs-Bremskreis zugeordnete Brems
druck-Regelventil 66 permanent, das heißt auch dann, wenn
die Bremsdruck-Regelventile 63 und 64 des Vorderachs-
Bremskreises I ihre Druckaufbau-Stellung einnehmen, in
seiner Druckaufbau-Stellung - der Grundstellung - bleibt.
Dies hat allerdings zur Folge, daß nach einer Druckhalte-
Phase an der Vorderachse, in dem Moment, in welchem die
Bremsdruck-Regelventile 63 und 64 der Vorderradbremsen 11
und 12 wieder in ihre Offen-Stellung gesteuert werden,
der Hinterachs-Bremsdruck P HA geringfügig absinkt, da über
die Wippe 57 ein Druckausgleich zwischen dem Hinterachs-
Hauptzylinder 22 und dem Vorderachs-Hauptzylinder 21 statt
finden kann.
Dafür wird um so "schneller" - beim Öffnen der Bremsdruck-
Regelventile 63 und 64 - der Druck P VA im Ausgangsdruck
raum des Hauptzylinders 21 des Vorderachs-Bremskreises I
erhöht.
Außerdem wird "gleichzeitig" mit dem Vorderachs-Bremsdruck
auch der Hinterachs-Bremsdruck gesteigert, mit der Folge,
daß sich anstelle einer "treppenförmigen" Entwicklung der
Bremskraftverteilung eine "sägezahnförmige" Entwicklung
derselben ergibt, wie in der Detail-Darstellung der Fig. 2a
für den Bereich zwischen den Abszissenwerten 0,2 und 0,4
zusätzlich veranschaulicht.
Bei dieser Art der Bremsdruck-Verteilungssteuerung ent
wickelt sich die Bremskraftverteilung "zwischen" den
durch die parallel zur Ordinate verlaufenden Geraden-
Abschnitten 109′ repräsentierten Phasen, während derer
nur der Bremsdruck an der Hinterachse gesteigert wird,
entlang "schräg", das heißt parallel zur Geraden 101
der installierten Bremskraft-Verteilung verlaufenden
Geraden-Abschnitten 101′. Verglichen mit der in der
Fig. 2 dargestellten Art der Bremskraft-Verteilungs
steuerung genügen hier weniger Umschaltvorgänge, um die
Bremskraftverteilung innerhalb des durch die beiden
Parabeln 102′ und 102′′ eingegrenzten Bereiches der Brems
kraft-Verteilung zu halten. Allerdings können beim Um
schalten der Vorderachs-Bremsdruck-Regelventile 63 und 64
in deren Offen-Stellung kurzzeitig Verringerungen der
Fahrzeugverzögerung eintreten, die den Fahrkomfort be
einträchtigen können.
Zur Erläuterung eines weiteren Prinzips, nach dem im
Teilbremsbereich, verglichen mit einer im Sinne einer
Festabstimmung getroffenen installierten Bremskraft
verteilung, ein erhöhter Bremskraftanteil ausgenutzt
werden kann, sei nunmehr auf die Einzelheiten der
Fig. 4 verwiesen, die eine Zweikreis-Bremsanlage 10′
für ein Fahrzeug zeigt, das sowohl mit einem ABS 60 als
auch mit einer Einrichtung zur Vortriebs-Regelung ausge
rüstet ist. Dabei ist zum Zweck der Erläuterung voraus
gesetzt, daß das Fahrzeug einen Hinterachs-Antrieb hat
und daß die Vortriebs-Regeleinrichtung nach dem Prinzip
arbeitet, ein zum Durchdrehen neigendes Fahrzeugrad durch
Aktivierung seiner Radbremse 13 oder 14 soweit zu ver
zögern, daß sein Antriebsschlupf innerhalb eines sowohl
mit guter Vortriebsbeschleunigung als auch mit guter
Fahrstabilität verträglichen Wertebereiches bleibt.
Das ABS 60′ ist in diesem Falle als sogenanntes Vier-
Kanal-ABS ausgebildet, bei dem für jedes angetriebene
Fahrzeugrad ein Raddrehzahlsensor 113 bzw. 114 vorge
sehen ist sowie jedem der angetriebenen Fahrzeugräder
ein eigenes Bremsdruck-Regelventil 116 bzw. 117 zuge
ordnet ist, wobei das ABS 60′ auch so ausgestaltet ist,
daß eine individuelle Bremsdruck-Regelung an den Hinter
radbremsen 13 und 14 des Fahrzeuges möglich ist.
Soweit in der Fig. 4 Bau- und Funktionselemente der
Bremsanlage 10′ und ihres ABS 60′ mit denselben Bezugs
zeichen belegt sind wie in der Fig. 1, soll dadurch auf
die diesbezügliche Bau- und Funktionsgleichheit bzw.
-Analogie hingewiesen und gleichzeitig auch auf die
diesbezüglichen Beschreibungsteile zu Fig. 1 verwiesen
sein.
Im Rahmen der Vortriebs-Regeleinrichtung ist bei der
Bremsanlage 10′ gemäß Fig. 4 ein an den Deckel 51 des
Gehäuses 52 des Bremsgeräts 19 angesetzter, insgesamt
mit 118 bezeichneter Antriebszylinder vorgesehen, dessen
durch den Antriebskolben 119 beweglich begrenzter Antriebs
druckraum 121 über ein Steuerventil (ASR-Steuerventil) 122
der Vortriebs-Regeleinrichtung an den Druckausgang 55
der Hilfsdruckquelle 44 anschließbar ist. Der Antriebs
kolben 121 des Antriebszylinders 118 ist mit einem Kolben
stößel 123 versehen, der durch eine Öffnung 124 des Ge
häusedeckels 51 hindurchtritt und sich an der Wippe 57
- an deren dem Hinterachs-Hauptzylinder 22 zugeordneten
Wippenarm 57′′ abstützt bzw. an diesem abstützbar ist.
Der Antriebszylinder 118 ist beim dargestellten, speziellen
Ausführungsbeispiel, so angeordnet, daß seine zentrale
Längsachse, entlang welcher sich der Kolbenstößel 123
erstreckt, mit der zentralen Längsachse 29 des Hinter
achs-Hauptzylinders 22 zusammenfällt.
Das ASR-Steuerventil 122 ist beim dargestellten, speziellen
Ausführungsbeispiel als 2/3-Wege-Magnetventil ausgebildet,
in dessen Grundstellung 0 der Antriebsdruckraum 121 des
Antriebszylinders mit dem drucklosen Vorratsbehälter 74
der Hilfsdruckquelle 44 verbunden - und gegen deren Aus
gang 55 abgesperrt - ist. In der erregten Stellung I des
ASR-Steuerventils ist hingegen der Antriebsdruckraum 121
des Antriebszylinders 118 an den Druckausgang 55 der
Hilfsdruckquelle 44 angeschlossen und gegen deren Vor
ratsbehälter abgesperrt. Der in der erregten Stellung I
des ASR-Steuerventils 122 den Anschluß des Druckaus
ganges 55 der Hilfsdruckquelle 44 an den Antriebsdruck
raum 121 des Antriebszylinders 118 vermittelnde Strömungs
pfad 124 des ASR-Steuerventils 122 ist, in spezieller
Gestaltung dieses Ventils 122, mit einer Drossel 126
versehen, die eine Begrenzung der Druck-Anstiegsrate
in dem Antriebsdruckraum 121 des Antriebszylinders 118
auf einen erwünschten Wert vermittelt.
Zur Erzielung von Bremsdruck-Aufbau-Phasen der Vortriebs-
Regelung wird das ASR-Steuerventil 122 in seine erregte
Stellung I gesteuert, wobei gleichzeitig das Bremsdruck-
Regelventil 116 oder 117, derjenigen Radbremse 13 oder 14,
an welcher keine Durchdrehtendenz vorliegt, in seine Sperr
stellung gesteuert wird.
Eine Bremsdruck-Haltephase an der jeweils der Vortriebs-
Regelung unterworfenen Radbremse 13 und/oder 14 wird dadurch
erzielt, daß deren Bremsdruck-Regelventil 116 bzw. 117,
während das ASR-Steuerventil 122 in seine Bremsdruck-
Aufbaustellung I gesteuert ist, in die Druckhalte-Stellung
- die Sperrstellung I - gesteuert wird. Im Rahmen der
Vortriebs-Regelung erforderliche Druckabbau-Phasen werden
dadurch erzielt, daß das ASR-Steuerventil 122 in seine
Grundstellung Null zurückgeschaltet wird und das Brems
druck-Regelventil 116 und/oder 117 derjenigen Radbremse 13
und/oder 14, an welcher der Bremsdruck erniedrigt werden
soll, ebenfalls in seine Grundstellung Null zurückgeschaltet
wird.
Der dem Hinterachs-Bremskreis I zugeordnete Antriebs
zylinder 118 der Vortriebs-Regeleinrichtung und die in
deren Rahmen vorgesehenen Bremsdruck-Regelventile 116 und
117 können, gesteuert durch Ausgangssignale der Verarbei
tungseinheit 104 und der elektronischen Steuereinheit 67′
der Antiblockier- und Vortriebs-Regeleinrichtung ebenfalls
zu einer zu den vorstehend erläuterten Arten der Bremskraft-
Verteilungs-Steuerung analogen Steuerung, zu deren Erläute
rung auf das Diagramm der Fig. 2b Bezug genommen sei, wie
folgt ausgenutzt werden.
Wann immer die Verarbeitungseinheit 104 aus den Ausgangs
signalen der Stellungsgeber 31 und 32 erkennt, daß sich
der mit dem jeweiligen Vorderachs-Bremskraftanteil ver
knüpfte Hinterachs-Bremskraftanteil bzw. Ausgangsdruck
des Hauptzylinders 22 des Hinterachs-Bremskreises II um
mehr als den Wert Δ F HA 1 von dem idealen Wert F HAi unter
scheidet, wird das ASR-Steuerventil 122 in seine erregte
Stellung I geschaltet, und dadurch der Antriebsdruckraum 121
des Antriebszylinders 118 mit dem Ausgangsdruck der Hilfs
druckquelle 44 beaufschlagt. Dadurch wird eine zusätzliche
Kraft auf den Kolben 27 des Hinterachs-Hauptzylinders 22
ausgeübt, die zu einer Verschiebung des Kolbens 27 im Sinne
einer Erhöhung des Hinterachs-Bremsdruckes P HA führt, wobei
sich die Bremskraftverteilung, während der Fahrer die Be
tätigungskraft weiter steigert, entlang eines steil an
steigenden Astes 127 des in diesem Falle die Entwicklung
der Bremskraftverteilung repräsentierenden Kurvenzuges
entwickelt, bis in einem Punkt 129 der Parabel 102′′ eine
Bremskraftverteilung erreicht ist, bei der sich der
Hinterachs-Bremskraftanteil von dem
der Parabel 102 der idealen Bremskraftverteilung ent
sprechenden Wert F HAi nur noch um den Differenzbetrag
Δ F HA 2 unterscheidet. Sobald dies der Fall ist, wird
das ASR-Steuerventil 122 wieder in seine Grundstellung Null
zurückgeschaltet, und es werden gleichzeitig auch die
Bremsdruck-Regelventile 116 und 117 in deren Sperr
stellungen I gesteuert, so daß der bis dahin in die
Hinterradbremsen 13 und 14 eingekoppelte Bremsdruck P HA
auf dem zum Zeitpunkt des Umschaltens der genannten
Ventile 122 sowie 116 und 117 erreichten Wert gehalten wird.
Bei einer weiteren Steigerung der Betätigungskraft ent
wickelt sich dann die Bremskraftverteilung entlang des
zur Abszisse des Diagramms der Fig. 2b parallelen
Abschnittes 131 des Kurvenzuges 128, bis dieser Ab
schnitt 131 in dem Punkt 132 auf die Parabel 102′
"trifft, die um den Differenzbetrag F HA 1 "unter
halb" der Parabel 102 der idealen Bremskraftverteilung
verläuft.
Mit dem Erreichen der dem Punkt 132 des Diagramms der
Fig. 2b entsprechenden Bremskraftverteilung werden die
Bremsdruck-Regelventile 116 und 117 des Hinterachs-
Bremskreises II wieder in deren Grundstellung Null und
das ASR-Steuerventil 122 wieder in dessen Druckaufbau-
Stellung - die erregte Stellung I - gesteuert, mit der
Folge, daß der Bremsdruck im Hinterachs-Bremskreis II
gemäß dem weiteren steil ansteigenden Ast 127′ des
Kurvenzuges 128 der Fig. 2b gesteigert wird, bis die
sich hiernach entwickelnde Bremskraftverteilung den
Punkt 129′ der Parabel 102′′ erreicht, bei dem sich der
Hinterachs-Bremskraftanteil nur noch um den Wert Δ F HA 2
vom idealen Wert F HAi unterscheidet und dadurch wieder
eine Phase der Bremskraft-Verteilungs-Steuerung einge
leitet wird, bei der bei konstant gehaltenem Hinterachs-
Bremskraftanteil der Vorderachs-Bremskraftanteil allein
erhöht wird, bis der Unterschied des mittels des Stellungs
gebers 32 erfaßten momentanen Wertes des Hinterachs-
Bremskraftanteils von dem idealen Wert wieder auf den
Betrag Δ F HA 1 angewachsen ist usw.
Diese Art der Bremskraft-Verteilungs-Steuerung bewirkt
eine Steigerung des Hinterachs-Bremskraft-Anteils auf den
nahezu idealen Wert auch dann, wenn der Fahrer, unmittel
bar nach dem Umschalten des ASR-Steuerventils 122 und der
Bremsdruck-Regelventile 116 und 117 in die Druckaufbau-
Stellung die Betätigungskraft nicht weiter erhöht, das
heißt zu einem Zeitpunkt, dem in dem Diagramm der
Fig. 2b der Punkt 133 entspricht, die Betätigungskraft
konstant hält. Der Hinterachs-Bremskraftanteil wird dann
- bei konstantem Vorderachs-Bremskraftanteil - soweit erhöht,
bis der Hinterachs-Bremskraftanteil dem durch den
Punkt 134 der Parabel 102′′ repräsentierten Wert entspricht,
wodurch ein entsprechend erhöhter Wert des Hinterachs-
Bremskraftanteils ausnutzbar sind.
Zur Erläuterung weiterer wichtiger Aspekte, die für sämt
liche der vorstehend erläuterten Varianten der Bremskraft-
Verteilungs-Steuerung gleichermaßen von Bedeutung sind,
sei nunmehr wieder auf die Diagramme der Fig. 2 und 3
Bezug genommen.
Die Bremskraft-Verteilungs-Steuerung setzt für jede der
vorstehend erläuterten Varianten derselben zunächst ein
mal die genaue Kenntnis der für das jeweilige Fahrzeug
maßgeblichen Parabel 102 der idealen Bremskraftverteilung
voraus, anhand derer dann die Schwellenwerte für die
Steuerung markierenden Parabeln 102′ und 102′′ ermittelt
werden können.
Von den den Verlauf der Parabel 102 der idealen Bremskraft-
Verteilung in dem Diagramm 100 bestimmenden Paramtern,
nämlich dem Radstand 1, der auf die Straßenoberfläche be
zogenen Schwerpunkthöhe h, dem Hinterachs-Lastanteil Ψ
und dem Fahrzeuggewicht G (auf das der Vorderachs-Bremskraft-
Anteil F VA , der Hinterachs-Bremskraft-Anteil F HA und die
Abbremsung Z des Fahrzeuges bezogen werden), ist, allein
aus den Konstruktionsdaten des Fahrzeuges, lediglich der
Radstand 1 von der Fahrzeugladung und deren Verteilung
im Fahrzeug unabhängig, während die Parameter h, Ψ und
G mit der Besetzung bzw. Beladung des Fahrzeuges zum Teil
erheblich variieren können, insbesondere der Hinterachs-
Lastanteil Ψ und das Fahrzeug-Gesamtgewicht G. Diese
Größen können jedoch auf vielfältige Weise ermittelt und
durch eine zweckgerechte Verarbeitung in der Verarbeitungs
einheit 104 zur Feststellung des Fahrzeug-spezifischen
Verlaufs der Parabel der idealen Bremskraftverteilung
ausgenutzt werden. Hierfür werden nachfolgend, ohne
Anspruch auf Vollständigkeit, eine Reihe beispielhafter
Möglichkeiten angegeben, die alternativ oder in Kombi
nation ausnutzbar sind.
- 1. Die Verarbeitungseinheit 104 ist programmierbar,
dahingehend, daß der Fahrer eingeben kann, welche
Plätze des Fahrzeuges besetzt sind und mit welchem
- gegebenenfalls geschätztem - Gewicht der Koffer
raum eines Personenkraftwagens beladen wird, wobei
natürlich das Leergewicht G 0 des Fahrzeuges als
bekannt vorausgesetzt wird.
Aus diesen Eingaben ergibt sich dann das Gesamt gewicht G des Fahrzeuges, sowie in guter Näherung die Schwerpunktshöhe h und der Hinterachslast anteil Ψ. - 2. Das Fahrzeug ist mit Sensoren ausgerüstet, die - bei stehendem Fahrzeug - eine Fassung des Beladungszustandes des Fahrzeuges ermöglichen, so daß hieraus sowohl das Gesamtgewicht G des Fahrzeuges als auch der Hinterachs-Lastanteil Ψ erkennbar ist. Davon ausgehend, daß die Schwer punktshöhe nur unwesentlich vom Beladungszu stand des Fahrzeuges abhängt, kann dann die Verarbeitungseinheit 104 eine in sehr guter Näherung der tatsächlich geltenden idealen Bremskraftverteilung entsprechende Parabel 102 errechnen.
- 3. Aus einer Messung der Bremsdrücke P VA und P HA bzw. des Vorderachs-Bremskraftanteils und des Hinterachs-Bremskraftanteils mit Hilfe der Stellungsgeber 31 und 32 einerseits, und der Fahrzeugverzögerung, andererseits, die aus einer Auswertung der Ausgangssignale der Raddrehzahl fühler 96 und 97 des Vorderachs-Bremskreises I und/oder der Ausgangssignale des Raddrehzahl- Sensors 97 bzw. der Raddrehzahl-Sensoren 113 und 114 des Hinterachs-Bremskreises II gewinnbar ist, kann, gleichsam "dynamisch" das Gesamtgewicht G des Fahrzeuges auf einfache Weise ermittelt werden.
- 4. Das Fahrzeuggewicht kann - dynamisch - auch da durch ermittelt werden, daß aus den Ausgangs signalen der Raddrehzahlsensoren 94 und 96 des Vorderachs-Bremskreises I und/oder 97 bzw. 113 und 114 des Hinterachs-Bremskreises II die momentane Fahrzeugbeschleunigung ermittelt wird und diese mit der Beschleunigung verglichen wird, die sich nach dem - seinerseits überwachten - im Antriebsstrang des Fahrzeuges erzeugten Vor triebsmoment ergibt, das aus den Kenndaten des Motors, z. B. Drehzahl des Motors und Stellung der Drosselklappe bei einem Otto-Motor und einge legter Schaltstufe des zur Antriebsmoment-Über tragung auf die angetriebenen Fahrzeugräder vor gesehenen Schalt-Getriebes erkennbar ist.
Die unter 3. und 4. angegebenen - "dynamischen" - Möglich
keiten der Bestimmung des Fahrzeuggewichtes setzen voraus,
daß die Absolut-Beträge der Ausgangs-Signalpegel der
Stellungsgeber 31 und 32 ein Maß für den Vorderachs-
Bremsdruck P VA und den Hinterachs-Bremsdruck P HA sind.
Um eine diesbezügliche Eichung der Stellungsgeber 31 und
32 erzielen zu können, ist bei der Bremsanlage 10 gemäß
Fig. 1 - Entsprechendes gilt für die Bremsanlage 10′
gemäß Fig. 4 - ein Druckschalter 136 vorgesehen, der,
mit der die Bremsanlage 10 bei stehendem Fahrzeug be
tätigt wird, ein Ausgangssignal abgibt, wenn und sobald
der Bremsdruck P VA im Vorderachs-Bremskreis einen definier
ten, durch die Auslegung bzw. Einstellung des Druckschalters
136 vorgegebenen Schwellenwert P VA 0 überschreitet.
Ist dies im Vorderachs-Bremskreis I der Fall, so gilt
dasselbe auch für den Hinterachs-Bremskreis II, zumindest
dann, wenn die Bremsanlage 10 bzw. 10′ mit der durch die
Gerade 101 des Diagramms 100 der Fig. 2 repräsentierten
Festabstimmung der Bremskraft-Verteilung betätigt wird,
das heißt die Bremskraft-Verteilungs-Steuerung nicht
wirksam ist, was für den Fall, daß die Bremsanlage bei
stehendem Fahrzeug betätigt wird, vorausgesetzt sein
soll.
Sind die mit dem bestimmten Schwellenwert P VA 0 verknüpften
Ausgangssignale der Stellungsgeber 31 und 32, gleiche Aus
bildung derselben vorausgesetzt, nur wenig, das heißt
innerhalb einer Marge von 5 bis 10% voneinander ver
schieden, so wird dies von der Verarbeitungseinheit 104
durch eine entsprechende Änderung des Eichfaktors be
rücksichtigt, mit dem die für den Vorderachs- bzw.
den Hinterachs-Bremsdruck maßgeblichen Ausgangssignale
der Stellungsgeber 31 und 32 korrigiert werden. Unter
scheiden sich jedoch die Signalpegel der Ausgangssignale
der beiden Stellungsgeber 31 und 32 um mehr als einen,
einem Druckunterschied Δ P von größenordnungsmäßig
20 bar entsprechenden Betrag, so wird dies von der
Verarbeitungseinheit 104 dahingehend gewertet, daß
der Entlüftungsgrad in demjenigen Bremskreis, dessen
Stellungsgeber 31 oder 32 den größeren Kolbenhub an
zeigt, zu schlecht ist, und es wird ein - optisches
oder akustisches - Warnsignal ausgelöst, das dem Fahrer
anzeigt, daß die Bremsanlage 10 bzw. 10′ einer Über
prüfung bedarf.
Des weiteren ist es, im Sinne eines stabilen Bremsver
haltens des Fahrzeuges, sinnvoll, den Hinterachs-Brems
kraftanteil F HA in Kurvenfahrt-Situationen relativ
niedriger zu halten, als in Geradeausfahrt-Brems
situationen, um - in Kurvenfahrt-Bremssituationen -
einem "Ausbrechen" des Fahrzeuges vorzubeugen.
Zur Erkennung einer Kurvenfahrt-Situation kann z. B. ein
Querbeschleunigungs-Sensor vorgesehen sein. Es ist aber
auch möglich, eine derartige Situation anhand der Aus
gangssignale der verschiedenen Fahrzeugseiten zugeord
neten Raddrehzahlsensoren 94 und 96 bzw. 113 und 114
zu erkennen, die für die kurvenäußere Fahrzeugseite
Ausgangssignale mit höherem Signalpegel erzeugen als
für die kurveninnere Fahrzeugseite.
Die Verarbeitungseinheit 104 kann auch dahingehend aus
gebildet sein, daß sie gleichsam "lernfähig" ist, der
art, daß sie aus einer Verarbeitung der Ausgangssignale
der Stellungsgeber 31 und 32 und der für die Fahrzeug
verzögerung charakteristischen Raddrehzahlsensor-
Ausgangssignale sowie der Ausgangssignale des Druck
schalters 136 in einem mehrere Bremszyklen umfassenden
Anpassungsprozeß für die das Fahrzeug charakteristische
Parabel der idealen Bremskraftverteilung und damit auch
die Parabeln 102′ und 102′′ ermittelt, "zwischen" denen
die Bremskraft-Verteilungs-Steuerung im vorstehend er
läuterten Sinne erfolgt.
Der insoweit erläuterten Bremskraft-Verteilungs-Steuerung
kann zusätzlich eine Bremsschlupf-abhängige Regelung über
lagert sein, derart, daß der Bremsschlupf der Hinterräder,
auch dann, wenn das Antiblockier-System nicht aktiviert
ist, auf einen Wert eingeregelt wird, der mindestens dem
Bremsschlupf der Vorderräder entspricht oder um bis zu
1% höher ist als dieser. Eine derartige, schlupfab
hängige Regelung, die, für sich gesehen, als bekannt
vorausgesetzt werden kann, wird jedoch erst ab einer
Mindestgeschwindigkeit des Fahrzeuges von z. B. 30 km/h
wirksam, ab welcher eine hinreichende Meßgenauigkeit der
Raddrehzahlsensoren und dementsprechend eine gute Aus
wertbarkeit ihrer Ausgangssignale gewährleistet sind.
Claims (7)
1. Hydraulische Zweikreis-Bremsanlage für ein Straßen
fahrzeug mit in einem Vorderachs- und in einem
Hinterachs-Bremskreis zusammengefaßten Vorderrad-
bzw. Hinterrad-Bremsen, zu deren Bremsdruckversor
gung ein durch Pedalkraft, ggf. über einen Brems
kraftverstärker betätigbares Bremsgerät vorgesehen
ist, das für jeden Bremskreis einen
- statischen - Hauptzylinder aufweist, die in
einem gemeinsamen Gehäuse in Twin-Bauweise
nebeneinander angeordnet sind, und an deren Kolben,
in Verschieberichtung derselben gesehen, je ein
Arm einer Wippe abgestützt ist, die an einem durch
die - ggf. verstärkte - Betätigungskraft in Bewe
gungsrichtung der Kolben verschiebbaren Teil des
Bremsgeräts um eine zu dieser senkrecht verlaufenden
Achse schwenkbar angeordnet ist, wobei das Ver
hältnis L V /L H der effektiven Längen L V und L H des
sich am Kolben des Vorderachs-Hauptzylinders und
des sich am Kolben des Hinterachs-Hauptzylinders
abstützenden Wippenarmes dem Verhältnis F H /F V der
wirksamen Kolbenflächen F H und F V der jeweiligen
Hauptzylinderkolben entspricht, und die aus dieser
Gestaltung des Bremsgeräts resultierende Fest
abstimmung der installierten Bremskraftverteilung
F VA /F HA auf dynamisch stabiles Bremsverhalten des
Fahrzeuges im gesamten Variationsbereich der mittels
der Bremsanlage - bei höchsten Kraftschlußbeiwerten
zwischen der Fahrbahn und den Rädern - erreichbaren
Fahrzeug-Verzögerungen ausgelegt ist und wobei das
Fahrzeug mit einem Antiblockier-System (ABS) aus
gerüstet ist, dessen durch elektrische Ausgangs
signale einer - nach üblichen Kriterien arbeitenden -
elektronischen ABS-Steuereinheit ansteuerbare
Bremsdruck-Stellglieder die Erzielung von Brems
druck-Haltephasen an den Vorderrädern des Fahr
zeuges ermöglichen,
dadurch gekennzeichnet, daß für jeden der Haupt
zylinderkolben (26 und 27) ein Stellungsgeber (31
bzw. 32) vorgesehen ist, die für die jeweilige
Kolbenposition charakteristische, elektrische
Ausgangssignale abgeben, die als Informations-
Eingaben einer im Rahmen der elektronischen ABS-
Steuereinheit (67) vorgesehenen Verarbeitungs
einheit (104) zugeleitet werden, welche die
positionscharakteristischen Ausgangssignale der
Stellungsgeber (31 und 32) als Maß für die in den
beiden Hauptzylindern (21 und 22) erzeugten
Bremsdrücke P VA und P HA wertet und - unter Be
rücksichtigung der konstruktiven Gestaltung der
Bremsanlage - für den Hinterachs-Bremskraftanteil F HA
und den Vorderachs-Bremskraftanteil F VA charakteristische
Größe F′ HA und F′ VA bildet, die jeweils in einer
eindeutigen Korrelation zu einer bestimmten Fahr
zeugverzögerung Z stehen, und den Hinterachs-Brems
kraftanteil F′ HA dieses Wertepaares (F′ VA , F′ HA )
mit demjenigen Wert F HAi vergleicht, der bei gleicher
Kraftschlußausnutzung an der Vorderachse und der
Hinterachse bei dem aus den Meßdaten ermittelten
Wert F′ VA des Vorderachs-Bremskraftanteils über
den Hinterachs-Bremskreis (II) ausgeübt werden könnte,
und, falls der solchermaßen ermittelte Wert F′ HA
um mehr als eine Differenzschwelle F HA 1 niedriger
ist als der ideale Wert F HAi , ein Signal auslöst, das
seinerseits an der Vorderachse eine Bremsdruck-Halte
phase auslöst, und dieses Signal wieder abfallen läßt,
wenn - bei konstant gehaltenem Vorderachs-Bremskraft
anteil - der Hinterachs-Bremskraftanteil einen Wert
überschreitet, der um weniger als eine zweite Diffe
renzschwelle F HA 2, die kleiner ist als die erste
- F HA 1 - niedriger ist als der ideale Wert F HAi
des auf den gehaltenen Wert F′ VA bezogenen Hinter
achs-Bremskraftanteils.
2. Bremsanlage nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß ein Druckschalter (136)
vorgesehen ist, der, wenn die Bremsanlage bei stehen
dem Fahrzeug betätigt wird und der im Vorderachs-
Bremskreis erzeugte Druck P VA einen vorgegebenen
Schwellenwert P 0 überschreitet, ein Ausgangssignal
erzeugt, mit dessen Einsetzen die hiermit verknüpften
Positionen der Hauptzylinderkolben (26 und 27) als
für die installierte Bremskraftverteilung charakteristische
Größen erfaßt und als solche der Berechnung der Ver
gleichswerte zugrundegelegt werden.
3. Bremsanlage nach Anspruch 1 oder Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, daß die Verarbeitungsein
heit (104) einen Rechner enthält, der die für den
Vergleich mit der gemessenen Bremskraftverteilung
herangezogene, ideale Bremskraftverteilung (102)
unter Berücksichtigung des Beladungszustandes des
Fahrzeuges ermittelt.
4. Bremsanlage nach einem der vorhergehenden
Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß der für den Vergleich
mit dem gemessenen Wert des Hinterachs-Bremskraft
anteils herangezogene Wert F HAi um einen Differenz
betrag Δ F HAi erniedrigt wird, wenn an dem Fahrzeug
eine Querbeschleunigung angreift, die einen vorge
gebenen Schwellenwert überschreitet.
5. Bremsanlage nach einem der vorhergehenden
Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Niveau
geber vorgesehen ist, dessen Ausgangssignal ein
Maß für eine von einer für minimale Beladung des
Fahrzeuges charakteristischen Lage der Karosserie
abweichende Längsneigung der Karosserie und damit
auch ein Maß für den Hinterachs-Lastanteil ist.
6. Bremsanlage nach einem der vorhergehenden
Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Verarbeitungs
einheit (104) aus einer Auswertung der Betriebsdaten
des Motors - Drehzahl, Drosselklappenstellung
und Getriebeübersetzung - das im Antriebsstrang des
Fahrzeuges wirkende Vortriebsmoment ermittelt und
aus dem Vergleich dieser Größe mit der mittels der
Raddrehzahlsensoren erfaßten Fahrzeugbeschleunigung
das Fahrzeuggesamtgewicht und die Achslastverteilung
ermittelt.
7. Bremsanlage nach einem der vorhergehenden
Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die mit der je
weiligen Bremskraftverteilung oder Festwerten
derselben verknüpfte Fahrzeugverzögerung er
faßt und zur Ermittlung des Fahrzeug-Gesamtge
wichts und der Achslastverteilung herangezogen
wird.
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19873723917 DE3723917A1 (de) | 1987-07-18 | 1987-07-18 | Hydraulische zweikreis-bremsanlage |
JP63173853A JPH0667719B2 (ja) | 1987-07-18 | 1988-07-14 | 液圧2回路制動装置 |
US07/220,595 US4824185A (en) | 1987-07-18 | 1988-07-18 | Hydraulic dual-circuit braking system |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19873723917 DE3723917A1 (de) | 1987-07-18 | 1987-07-18 | Hydraulische zweikreis-bremsanlage |
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---|---|
DE3723917A1 true DE3723917A1 (de) | 1989-02-02 |
DE3723917C2 DE3723917C2 (de) | 1989-05-03 |
Family
ID=6331934
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19873723917 Granted DE3723917A1 (de) | 1987-07-18 | 1987-07-18 | Hydraulische zweikreis-bremsanlage |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4824185A (de) |
JP (1) | JPH0667719B2 (de) |
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