DE3935834C1

DE3935834C1 -

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Publication number: DE3935834C1
Application number: DE3935834A
Authority: DE
Inventors: Manfred Dr.-Ing. 7050 Waiblingen De Burckhardt; Richard 7012 Fellbach De Zimmer; Armin Dipl.-Ing. 7150 Backnang De Mueller
Original assignee: Mercedes Benz AG
Current assignee: Daimler Benz AG
Priority date: 1989-10-27
Filing date: 1989-10-27
Publication date: 1991-05-16
Anticipated expiration: 2009-10-28
Also published as: JPH03153455A; IT9048407A0; FR2653716A1; GB2237612A; JPH0780446B2; IT1242318B; GB9022597D0; IT9048407A1; GB2237612B; FR2653716B1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Antiblockier-Regelung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1, sowie ein Antiblockier-System zur Durchführung des Verfahrens

Ein nach einem solchen Verfahren arbeitendes Antiblockier-System ist Gegenstand des deutschen Gebrauchsmusters G 69 25 179.2.

Bei dem bekannten Antiblockier-System werden Bremsdruck-Absenkungsphasen an der Radbremse eines zum Blockieren neigenden Fahrzeugrades dann ausgelöst, wenn eine Summe X_v,h · Z_v,h + Y · λ_v,h aus, mit den Gewichtungsfaktoren X_v bzw. X_h gewichteten Beträgen der Radumfangsverzögerung Z_v bzw. Z_h sowie des auf eine Referenz-Geschwindigkeit bezogenen Bremsschlupfes λ des jeweiligen Fahrzeugrades einen Ansprech-Schwellenwert überschreitet, der aus praktischen Gründen auf 1 normiert ist, d. h. die Gewichtungsfaktoren X_v,h und Y so bestimmt sind, daß, falls die Regelung allein aufgrund eines überhöhten Bremsschlupfes ansprechen sollte, ohne daß das Rad eine - nennenswerte - Verzögerung erfährt bzw. daß das Rad, ohne daß ein nennenswerter Bremsschlupf vorliegt, in einem der Blockiergrenze entsprechenden Maß verzögert, das Produkt Yλ_v,h bzw. das Produkt X_v,h Z_v,h jeweils den Wert 1 hat.

Die Gewichtungsfaktoren X_v,h und Y werden bei dem durch das DE-GM wie auch bei Weiterentwicklungen dieses Systems entsprechenden Antiblockiersystemen als fahrzeugspezifische konstante Größen vorgegeben, durch deren Abstimmung aufeinander ein dynamisch stabiles Bremsverhalten erzielt wird, wobei der genannten Summe noch ein Sicherheitswert ΔZ₀ mit einem typischen Betrag von 0,3 zugeschlagen wird, damit die Regelung an dem in eine überhöhte Verzögerung und/oder Bremsschlupf einlaufenden Rad einsetzt, bevor die Blockiergrenze erreicht ist.

Diese Art der Generierung der Vergleichsgröße ist bei Serienfahrzeugen, welche Höchstgeschwindigkeiten um 200 km/h erreichen, und ein annähernd Geschwindigkeits-neutrales aerodynamisches Verhalten haben, durchaus geeignet, auch bei höchsten Fahrzeuggeschwindigkeiten im Antiblockier-Regelungsbetrieb die nach den Fahrbahnverhältnissen und der Reifenbeschaffenheit höchstmöglichen Fahrzeugverzögerungen zu erreichen, nicht aber bei Rennfahrzeugen, die mit aerodynamischen Hilfsmitteln versehen sind, welche bei hohen Fahrzeuggeschwindigkeiten, die bei einem Rennfahrzeug bis zu 350 km/h und mehr betragen können, drastische Erhöhungen der Achslasten vermitteln, die sich außerdem stark auswirken, wobei die aerodynamische - geschwindigkeitsabhängige - Achslastzunahme bei einem modernen Rennfahrzeug an der Hinterachse etwa den doppelten Wert derjenigen an der Vorderachse erreicht. Dies rührt daher, daß die Luftkräfte bei höheren Geschwindigkeiten quadratisch von diesen abhängen und somit zu einer überproportionalen Achslasterhöhung führen, wie bei Burckhardt/Burg, "Berechnung und Rekonstruktion des Bremsverhaltens von PKW", Seite 71 bis 79, Verlag INFORMATION Ambs GmbH, 1988 im einzelnen ausgeführt. Die dort erläuterten - wissenschaftlichen - Erkenntnisse haben bislang in der praktischen Umsetzung noch keinen Niederschlag gefunden.

Es hat sich auch gezeigt, daß Rennfahrzeuge, die versuchsweise mit einem Antiblockiersystem der eingangs genannten Art ausgerüstet wurden, auch dann, wenn achslastabhängig arbeitende Bremsdruck-Verteilungssteuerungen vorhanden waren, die insoweit eine lastgerechte Vorderachs-/Hinterachs-Bremskraftverteilung ermöglichten, deutlich schlechtere Fahrzeugverzögerungen erreichten als Rennfahrzeuge entsprechender Auslegung aber ohne Antiblockiersystem.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verfahren zur Antiblockier-Regelung der eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, daß es auch bei höchsten Fahrzeuggeschwindigkeiten geregelte Bremsungen mit hohen Fahrzeugverzögerungen ermöglicht, sowie ein zur Durchführung des Verfahrens geeignetes Antiblockiersystem anzugeben.

Diese Aufgabe wird hinsichtlich des Verfahrens durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 genannten Merkmale gelöst. Durch die hiernach vorgesehene Art der Bildung des Gewichtungsfaktors X_v, deren Folge eine mit zunehmender Fahrzeuggeschwindigkeit abnehmende Gewichtung der Radumfangsverzögerung bei der Bildung der in Relation zur Ansprechschwelle der Antiblockierregelung zu setzenden Vergleichsgröße K_v und K_h ist, wird im Ergebnis erreicht, daß die Regelung dann anspricht, wenn das der Regelung unterworfene Fahrzeugrad seine unter den jeweiligen Randbedingungen für die Bremskraft-Übertragung mindestens annähernd optimale Verzögerung erreicht, d. h. ein Regelungsverhalten erzielt, das bei stabilem Bremsverhalten des Fahrzeuges gleichwohl die Ausnutzung den Umständen nach höchstmöglicher Fahrzeugverzögerungen erlaubt, was als großer Vorteil zu werten ist. Die einer linearen Abhängigkeit der Geschwindigkeit entsprechende Bildung des Gewichtungsfaktors X ist für eine schnelle on-line-Verarbeitung von Geschwindigkeits-Informationsdaten sehr gut geeignet und ermöglicht rasches Reagieren des ABS, was im Rennbetrieb von besonderer Bedeutung ist.

Hinsichtlich eines Antiblockiersystems zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die eingangs genannte Aufgabe durch ein gemäß Anspruch 2 seinem grundsätzlichen Aufbau nach angegebenes Antiblockiersystem gelöst, das insbesondere in Kombination mit einer Bremsanlage mit umschaltbarer Bremskraft-Verteilung besonders einfach realisierbar ist, wobei die diesbezügliche Umschaltbarkeit der Bremsanlage gemäß durch die Merkmale der Ansprüche 3 und 4 angegebenen Alternativen erzielt sein kann.

Aus der DE-PS 25 04 699 ist ein Hauptbremszylinder für eine Zweikreis-Bremsanlage bekannt, der auf verschiedene Werte der Bremskraftverteilung in den beiden Bremskreisen umschaltbar ist. Dabei erfolgt die Umschaltung magnetventilgesteuert, abhängig von der Belastung der Hinterachse. Durch gepulstes Ansteuern des Magnetventils ist es möglich, die Bremskraftverteilung in kleineren Stufen anzupassen. Die Pulsfolge kann in Abhängigkeit von einer Schlupfdifferenz zwischen den Vorderrädern und den Hinterrädern des Fahrzeuges gesteuert werden.

Nachfolgend wird ein erfindungsgemäßes Antiblockiersystem nach Aufbau und Funktion anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Antiblockiersystems, in vereinfachter Blockschalt-Darstellung und

Fig. 2 ein Diagramm zur Erläuterung der Funktion des Antiblockiersystems gemäß Fig. 1 sowie einer speziellen Durchführungsart des Regelungsverfahrens.

Das in der Fig. 1, auf deren Einzelheiten ausdrücklich verwiesen sei, dargestellte, insgesamt mit 10 bezeichnete Antiblockier-System ist für ein Straßenfahrzeug gedacht, das extrem hohe Abbremsungen ermöglicht, insbesondere ein Rennfahrzeug, das in der Darstellung der Fig. 1 durch ein Bremsgerät 11, Hinterradbremsen 12 und 13, diesen zugeordnete, elektrisch ansteuerbare Bremsdruck-Regelventile 14 bis 17, eine elektrisch angetriebene Rückförderpumpe 18, sowie eine insgesamt mit 19 bezeichnete elektronische Steuereinheit des Antiblockier-Systems 10 repräsentiert ist, welche die für eine Ansteuerung der vorgenannten elektrisch ansteuerbaren Komponenten in regelungsgerechter Folge und Kombination erforderlichen Ansteuersignale erzeugt.

Vorausgesetzt ist, daß die Bremsanlage des Fahrzeuges als hydraulische Zweikreis-Bremsanlage mit Vorderachs-/Hinterachs-Bremskreisaufteilung ausgebildet ist.

Die dem Vorderachs-Bremskreis I, der in der Darstellung der Fig. 1 lediglich durch einen für diesen Bremskreis I vorgesehenen Druckausgang 21 des Bremsgeräts repräsentiert ist, zugeordneten Radbremsen, Bremsdruck-Regelventile, sowie Funktionseinheiten des elektronischen Steuergeräts 19 sind in der Fig. 1, der Einfachheit der Darstellung halber, nicht eigens dargestellt.

Desweiteren ist bei dem zur Erläuterung gewählten Ausführungs-Beispiel angenommen, daß das Antiblockier-System nach dem sogenannten Rückförderprinzip arbeite, wonach in Bremsdruck-Abbauphasen der Antiblockier-Regelung aus den Radbremsen 12 und 13 abgelassene Bremsflüssigkeit mittels der Rückförderpumpe 18 des Hinterachs-Bremkreises II in dessen Hauptbremsleitung 22, d. h. in den diesem Bremskreis II zugeordneten Ausgangsdruckraum 23 des Bremsgeräts 11 zurückgepumpt wird, das als Tandem-Hauptzylinder für sich bekannter Bauart angenommen ist, der in üblicher Weise mittels eines Bremspedals 24 über einen hydraulischen oder pneumatischen Bremskraft-Verstärker 26 betätigbar ist. Die Radbremsen 12 und 13 des Hinterachs-Bremskreises II sind als 4-Zylinder-Festsattelbremsen ausgebildet, welche je zwei Zylinderpaare 27 und 28 bzw. 29 und 31 haben. Je ein Radzylinderpaar 27 bzw. 28 der einen Radbremse 12 - des linken Hinterrades - ist mit einem der Zylinderpaare 29 bzw. 31 der anderen Radbremse 13 - des rechten Hinterrades - zur Bildung eines "Teil-Bremskreises" II′ bzw. II′′ durch einen Bremsleitungszweig 32 bzw. 33 verbunden.

Der eine, die beiden Radzylinderpaare 27 und 29 der beiden Hinterradbremsen 12 und 13 umfassende Teilbremskreis II′ ist über das als 2/2-Wege-Magnetventil ausgebildete Bremsdruck-Regelventil 14, dessen Grundstellung 0 seine Durchfluß-Stellung ist, und dessen erregte Stellung I die Sperrstellung ist, an die Hauptbremsleitung 22 des Hinterachs-Bremskreises II angeschlossen. Der zweite Teilbremskreis II′′ ist über das ebenfalls als 2/2-Wege-Magnetventil ausgebildete Bremsdruck-Regelventil 15, dessen Grundstellung 0 die Sperrstellung und dessen erregte Stellung I die Durchfluß-Stellung ist, ebenfalls an die Hauptbremsleitung 22 des Hinterachs-Bremskreises II angeschlossen. Diese beiden Bremsdruck-Regelventile 14 und 15 werden sowohl im normalen, d. h. einem der Antiblockier-Regelung nicht unterworfenen wie auch im geregelten Bremsbetrieb als Einlaßventile genutzt, über welche der Bremsdruck-Aufbau in den Radbremsen 12 und 13 erfolgt bzw. Bremsdruck-Wiederaufbauphasen der Antiblockier-Regelung gesteuert werden. Die Teilbremskreise II′ und II″ sind über je eines der beiden weiteren Bremsdruck-Regelventile 16 und 17 an die Eingangsseite der Rückförderpumpe 18 bzw. deren Eingangs-Rückschlagventil 34 angeschlossen. Diese beiden Bremsdruck-Regelventile 16 und 17 sind ebenfalls als 2/2-Wege-Magnetventile ausgebildet, deren Grundstellung 0 jeweils die Sperrstellung und deren erregte Stellung ihre Durchfluß-Stellung ist. Ihre Funktion im Antiblockier-Regelungsbetrieb ist die Steuerung von Bremsdruck-Abbauphasen an den Hinterradbremsen 12 und 13.

Beim dargestellten, speziellen Ausführungsbeispiel werden die beiden Auslaß-Ventile 16 und 17 stets gemeinsam angesteuert. Für das Antiblockier-System 10, das bei der insoweit lediglich mit Bezug auf die Hinterachse erläuterten Gestaltung und Schaltungsanordnung sowie Ansteuerung seiner insgesamt mit 32 bezeichneten Hydraulikeinheit mit "gleichphasiger" Regelung an den Hinterradbremsen 12 und 13 arbeitet, d. h., Bremsdruck-Abbau- sowie Bremsdruck-Halte- und Bremsdruck-Wiederaufbau-Phasen an beiden Hinterradbremsen gleichsinnig und gleichzeitig erfolgen, wird vorausgesetzt, daß für die - nicht dargestellten - Vorderradbremsen eine Einzelrad-Regelung vorgesehen ist, die auch "gegenphasig" arbeiten kann, d. h. an der einen Vorderradbremse Bremsdruck abgebaut werden kann, während an der anderen Vorderradbremse Bremsdruck abgebaut wird. Die diesbezüglich erforderliche Gestaltung des dem Vorderrad-Bremskreis I zugeordneten Teils der Hydraulik-Einheit 36 kann als für sich bekannt angesehen werden und ist daher nicht erläuterungsbedürftig. Dasselbe kann auch für eine im Rahmen der elektronischen Steuereinheit 19 vorgesehene Verarbeitungsstufe 37 vorausgesetzt werden, welche aus einer Verarbeitung von Ausgangssignalen den Fahrzeugrädern zugeordneter Raddrehzahl-Sensoren für die Fahrzeug-Geschwindigkeit, die Fahrzeug-Beschleunigung und -Verzögerung sowie für den Bremsschlupf charakteristische Signale erzeugt, aus deren weiterer Verarbeitung und Verknüpfung die für die regelungsgerechte Ansteuerung der Bremsdruck-Regelventile 14 bis 17 sowie der Rückförderpumpe 18 erforderlichen Ansteuersignale gewonnen werden.

Die weiteren Untereinheiten der elektronischen Steuereinheit 19 des Antiblockier-Systems 10 werden nachfolgend anhand ihrer Funktion erläutert, bei deren Kenntnis und Zweck es einem Fachmann ohne weiteres möglich ist, diese Untereinheiten mit gängigen Mitteln der elektronischen Schaltungstechnik zu realisieren:

Die elektronische Steuereinheit 19 umfaßt einen insgesamt mit 38 bezeichneten Rechner, dem als Eingaben von der Verarbeitungsstufe 37 fortlaufend erzeugte Ausgabe-Signale zugeleitet sind, welche die Information über die Radumfangs-Geschwindigkeit v, über den auf eine nach bekannten Kriterien und Algorithmen von der Verarbeitungsstufe 37 "erzeugten" Referenz-Geschwindigkeit bezogene Bremsschlupf λ_h und über die Rad-Umfangsverzögerung Z_h sowie -Beschleunigung des einzeln oder der gemeinsam zu regelnden Rades bzw. Räder beinhalten. Aus einer "on-line"-Verarbeitung dieser v-, λ-, und Z-Eingaben bildet der Rechner 38 eine Vergleichsgröße K_h gemäß der Beziehung

K_h = X_h · Z_h + Y · λ_h, (1)

in welcher der Faktor X_h durch die Beziehung

X_h · (Z_maxh + ΔZ₀) = 1 (2)

gegeben ist,
worin mit Z_max die bei trockener, griffiger Straße maximal erreichbare auf das Fahrzeug-Gewicht G bezogene Abbremsung bezeichnet ist, und mit Z₀ ein Sicherheitswert, der einen Wert um 0,3 hat,
der Faktor Y durch die Beziehung

Y · λ_maxh = 1 (3)

bestimmt ist, in welcher λ_maxh der maximale Bremsschlupf an der Hinterachse bezeichnet ist, der noch ein stabiles dynamisches Verhalten des Fahrzeuges ermöglicht und einen typischen Wert um 0,2 hat,
mit Z_h die Radumfangsverzögerung des betrachteten Hinterrades und mit λ_h der Bremsschlupf bezeichnet sind.

Die Vergleichsgröße K_h stellt somit eine gewichtete Summe aus Radumfangsverzögerung einschließlich eines Sicherheitswertes und des Bremsschlupfes dar. Mit dem (Hoch-Pegel-)Ausgangssignal eines ersten Komparators 39 der elektronischen Steuereinheit 19, das dieser erzeugt, sobald die Vergleichsgröße K_h den als normierte Ansprechschwelle der Antiblockier-Regelung bezeichnungsfähigen Referenzwert 1 erreicht bzw. überschreitet, werden die Auslaß-Ventile 16 und 17 der Hydraulikeinheit 36 in ihre Durchfluß-Stellungen I gesteuert.

Die insoweit erläuterte Art der Steuerung von Bremsdruck-Absenkungsphasen der Antiblockier-Regelung ist derjenigen bekannter Antiblockier-Systeme, bei denen die mit der Ansprechschwelle zu vergleichende Vergleichsgröße ebenfalls als eine gewichtete Summe aus Radverzögerung und Bremsschlupf gebildet wird, analog.

Im Unterschied zu solchen bekannten Antiblockier-Systemen, bei denen die Gewichtungsfaktoren konstante Werte haben, wird der Gewichtungsfaktor X_h bei dem ABS 10 geschwindigkeits-abhängig gebildet, gemäß der Beziehung:

X_h = X_0h - b · v, (4)

in welcher mit X_0h und b positive Konstanten bezeichnet sind, welche typische Werte um 0,6 bzw. 0,005 haben.

Zur Verdeutlichung dieser Funktion des Rechners 38 ist dieser mit einer Stufe 41 dargestellt, welche aus der Geschwindigkeitseingabe v gemäß der Beziehung (4) den Gewichtungsfaktor X_h generiert, sowie mit einer Ausgabestufe 42, welche unter Berücksichtigung des - geschwindigkeits-variablen Gewichtungsfaktors X_h aus der Schlupf- und Verzögerungs-Information gemäß der Beziehung (1) die Vergleichsgröße K_h bildet.

Desweiteren umfaßt die elektronische Steuereinheit einen zweiten Komparator 43, der aus dem Vergleich eines die Fahrzeuggeschwindigkeit v_F repräsentierenden Ausgangssignals der Verarbeitungsstufe 37 mit einem einer Geschwindigkeits-Schwelle v_s von z. B. 100 km/h entsprechenden Referenzsignal ein (Hoch-Pegel-)Ausgangssignal abgibt, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit v_F größer ist als diese Geschwindigkeits-Schwelle v_s.

Das Ausgangssignal des Geschwindigkeits-Komparators 43 ist einem nicht negierten Eingang 44 eines 2-Eingangs-UND-Gliedes 46 zugeleitet, dessen zweiter Eingang 47, der mit dem Ausgang des ersten Komparators 39 verbunden ist, negiert ist. Mit dem (Hoch- Pegel-)Ausgangssignal dieses UND-Gliedes 46 wird das in seiner Grundstellung sperrende, dem Teil-Bremskreis II′′ als Einlaßventil zugeordnete Bremsdruck-Regelventil 15 in seine erregte Stellung I umgeschaltet.

Dadurch wird "oberhalb" der Geschwindigkeit v_s eine Zuschaltung des zweiten Teilbremskreises II′′ zu dem bis dahin allein betriebsbereiten und auch weiterhin wirksamen Teil-Bremskreis II′ des Hinterachs-Bremskreises II und somit eine den Hinter achs-Bremskraftanteil erhöhende Bremskraft-Verteilung erzielt. Diese Änderung des Verhältnisses der installierten Bremskraft-Verteilung ist nicht mit einer Einbuße an dynamischer Stabilität des Fahrzeuges verbunden, da bei den hohen Fahrzeug-Geschwindigkeiten die auf das Rennfahrzeug wirkenden aerodynamischen Kräfte eine Erhöhung der Achslasten vermitteln, die an der Hinterachse relativ stärker ist als an der Vorderachse.

Sobald das Antiblockier-System 10 an der Hinterachse im Sinne einer Bremsdruck-Absenkungsphase wirksam wird, d. h. das Ausgangssignal des ersten Komparators 39 auf hohen Signalpegel übergeht, fällt das Ausgangssignal des UND-Verknüpfungs-Gliedes 46 ab, wodurch der "zuschaltbare" Teilbremskreis II′′ - durch das Zurückfallen des ihm zugeordneten Einlaß-Ventils, in dessen Grundstellung 0 - wieder gegen den ihm zugeordneten Bremsleitungszweig 47 abgesperrt wird, der von Hauptbremsleitung 22 des Hinterachs-Bremskreises II ausgeht und dessen zweiten Teilbremskreis II′′ versorgt.

Um mit dem insoweit erläuterten Antiblockier-System 10, zweckmäßigerweise in Kombination mit einer auf verschiedene Werte einer fest abgestimmten Bremskraftverteilung oder auch einer kontinuierlich auf verschiedene Werte der Bremskraft-Verteilung einstellbaren Bremsanlage unter Berücksichtigung der bei hohen Fahrgeschwindigkeiten wirksamen aerodynamischen Kräfte möglichst hohe Fahrzeug-Verzögerungen erreichen zu können, ist das Antiblockier-System 10, im Unterschied zu einem konventionellen Antiblockier-System, so ausgebildet, daß bei höheren Werten der Fahrzeug-Geschwindigkeit die Druckabsenkungs-Ansprechschwelle der Antiblockier-Regelung auch erst bei höheren Werten der Radumfangs-Verzögerung(en) erreicht wird.

Beim dargestellten, speziellen Ausführungsbeispiel wird dies bezüglich der Hinterradbremsen 12 und 13 durch eine gemäß der Beziehung (4) geschwindigkeits-abhängige Reduzierung des Gewichtungsfaktors X_h erreicht, mit dem die Radumfangs-Verzögerung Z_h zu der Vergleichsgröße X_h beiträgt, welche mit der, beim gewählten Erläuterungs-Beispiel auf den Wert 1 normierten, Referenzgröße verglichen wird.

Dasselbe gilt bezüglich der Vorderradbremsen, für die zu den Beziehungen (1) bis (4) analoge Beziehungen:

K_v = X_v · Z_v + Y · λ_v, (1′)
X_v = 1/(Z_maxv + ΔZ₀), (2′)
Y = 1/λ_maxv (3′)
und
X_v = X_0v - b · v (4′)

gelten.

Die diesbezüglich für die Vorderräder des Fahrzeuges erforderlichen in dem Rechner 38 und dem Komparator 39 analogen Untereinheiten der elektronischen Steuereinheit 19 sind, der Einfachheit halber, nicht dargestellt.

Die für die Bildung der Gewichtungs-Faktoren X_h und X_v gemäß den Beziehungen (4) und (4′) maßgeblichen Konstanten X_0h und X_0v bzw. b können durch Versuch, z. B. im Windkanal mittels eines Rollenprüfstandes ermittelt werden oder rechnerisch, indem in den Beziehungen (3) sowie (3′) die unter Berücksichtigung der aerodynamischen Kräfte erzielbaren maximalen Abbremsungen Z_maxh und Z_maxv eingesetzt werden, welche für die Hinterachse durch die Beziehung

und für die Vorderachse durch die Beziehung

gegeben sind.

In der Beziehung (5) ist mit Z_blh die Blockiergrenze der Hinterräder bezeichnet, welche durch die Beziehung

gegeben ist.

In der Beziehung (5′) ist mit Z_blv die Blockiergrenze der Vorderräder bezeichnet, welche durch die Beziehung

gegeben ist.

Die in den Beziehungen (5), (5′), sowie (6) und (6′) weiter angegebenen Größen sind in üblicher Nomenklatur wie folgt definiert:

µ_h Kraftschluß-Beiwert an der Hinterachse
µ_v Kraftschluß-Beiwert an der Vorderachse
G Fahrzeug-Gewicht in N
ψ Hinterachslast-Anteil, bezogen auf das Fahrzeug-Gewicht G
χ radstands-bezogene Schwerpunkthöhe
Φ Hinterachs-Bremskraftanteil, bezogen auf das Fahrzeug-Gewicht G
K_VA Vorderachs-Auftriebskoeffizient
K_HA Hinterachs-Auftriebskoeffizient, jeweils in Ns^-2 m^-2
K_w Luftwiderstands-Beiwert in Ns^-2 m^-2 und
v Geschwindigkeit in ms^-1.

Für ein Rennfahrzeug mit den folgenden Daten:

Φ = 0,4
χ = 0,14
ψ = 0,6
G = 10 000 N
K_VA = -1
K_HA = -2
K_w = 0,6

sowie unter der Annahme, daß die Kraftschluß-Beiwerte µ_v und µ_h an der Vorderachse bzw. der Hinterachse denselben Wert von 1,5 haben und die Sicherheitsschwelle Z₀ den Wert von 0,3, ergibt eine Auswertung der Beziehungen (5) und (5′) für die Gewichtungsfaktoren X_h und X_v die in der Tabelle 1 zusammengestellten Werte für den Geschwindigkeits-Bereich von 0 bis 70 ms^-1.

Tabelle 1

Aus der in der Fig. 2 wiedergegebenen graphischen Darstellung dieser Tabelle ist erkennbar, daß sich sowohl die X_h-Verlaufskurve 48, welche gestrichelt eingezeichnet ist, als auch die X_v-Verlaufskurve 49, welche strich-punktiert eingezeichnet ist, für ein typisches Rennfahrzeug mit den angegebenen Daten sehr gut, d. h. hinreichend durch die ausgezogene Gerade 51 annähern lassen, welche der Beziehung

X = 0,6-0,005 · v (7)

genügt, wie in allgemeiner Form durch die Beziehungen (4) und (4′) angegeben.

Die Nebenbedingungen für diese, durch die Beziehung (7) repräsentierte Näherung sind zum einen, daß X stets größer sein muß als der größere der Werte X_v oder X_h, d. h., daß gilt:

X max (X_v, X_h),

und zum anderen, daß die Fläche zwischen der durch die vorgenannte Beziehung gegebenen Kurve und der durch die Beziehung (7) bzw. die Beziehungen (4) der (4′) gegebenen Gerade(n) minimal sein sollte, d. h., daß gilt:

Dasselbe gilt sinngemäß, wenn für die Berechnung der Gewichtungsfaktoren X_v und X_H auch noch das Trägheitsverhalten der Fahrzeugräder berücksichtigt wird, in welchem Falle anstelle der Beziehungen (4) und (4′) die folgenden Beziehungen gelten:

mit

sowie

mit

aus einer Auswertung dieser Beziehungen (8) und (8′) werden in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit die in der Tabelle 2 zusammengestellten Werte für X_v und X_h erhalten, die sich von denjenigen der Tabelle 1, wie unmittelbar ersichtlich, nur wenig unterscheiden.

Tabelle 2

Der Übersichtlichkeit der Darstellung halber sind in der Fig. 2 den Werten der Tabelle 2 entsprechende Verlaufskurven nicht wiedergegeben.

Claims

1. Verfahren zur Antiblockier-Regelung bei einem auf hohe Geschwindigkeiten ausgelegten Straßenfahrzeug, insbesondere einem Rennfahrzeug, das eine aerodynamische Gestaltung hat, aus der bei hohen Geschwindigkeiten eine deutliche Erhöhung sowohl der Vorderachslast als auch der Hinterachslast des Fahrzeuges resultiert, wonach an einem regelungsbedürftigen Rad das Ansprechen der Antiblockierregelung im Sinne einer Bremsdruck-Absenkung an seiner Radbremse dann ausgelöst wird, wenn eine als Summe aus gewichteten Beträgen der Radumfangs-Verzögerung Z_v bzw. Z_h und des auf eine Referenz-Geschwindigkeit bezogenen Bremsschlupfes λ_v bzw. λ_h des jeweiligen Fahrzeugrades gebildete, achsbezogene Vergleichsgröße K_v = X_v · Z_v - Y · λ_v bzw. K_h = X_n · Z_h - Y · λ_heinen seinerseits achsbezogenen Schwellenwert, der mit stabilem dynamischem Verhalten des Fahrzeuges bei gleichwohl hohem Wert der Radverzögerung verträglich ist, überschreitet, wobei die Gewichtungsfaktoren X_v, X_h und Y derart normiert sind, daß gilt:X_v (Z_maxv + Z₀) = 1 bzw. X_h · (Z_maxh + Z₀) = 1,sowie Y · λ_maxv = 1 bzw. Y · λ_maxh = 1,und wobei mit Z_maxv bzw. Z_maxh die unter Berücksichtigung der Luftkraft mit größtmöglicher Fahrzeugverzögerung verknüpften Maximalwerte der Radumfangsverzögerungen und mit λ_maxv bzw. λ_maxh maximal zulässige Werte des Bremsschlupfwertes bezeichnet sind, und mit ΔZ₀ ein Sicherheitswert bezeichnet ist, der einen Betrag um 0,3 hat, dadurch gekennzeichnet, daß in Abhängigkeit von der Fahrzeuggeschwindigkeit v eine Erniedrigung der Gewichtungsfaktoren gemäß einer BeziehungX = X₀ - b · verfolgt, unter den Nebenbedingungen, daßX max (X_v, X_h) und wobei Z_maxv und Z_maxh den Beziehungen genügen, in denen die Größen Z_blv bzw. Z_blh durch die Beziehungen in denen mit
µ_v der Kraftschluß-Beiwert an der Vorderachse
µ_h der Kraftschluß-Beiwert an der Hinterachse
ψ der Hinterachs-Lastanteil
χ die auf den Radstand bezogene Schwerpunkthöhe
Φ der auf das Fahrzeuggewicht bezogene Hinterachs-Bremskraftanteil
K_VA der Auftriebs-(Abtriebs-)Koeffizient für die Vorderachse,
K_HA der Antriebs-(Abtriebs-)Koeffizient für die Hinterachse,
K_w der Luftwiderstands-Beiwert und mit
G das Fahrzeuggewicht (N) bezeichnet sind.

2. Antiblockier-System zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 an einem Fahrzeug mit Vorderachs-/Hinterachs-Bremskreis-Aufteilung, dessen Bremsanlage zwischen mindestens zwei einer unterschiedlichen Festabstimmung entsprechenden Werten der Bremskraft-Verteilung umschaltbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die elektronische Steuereinheit (19) des Antiblockier-Systems (10) einen Geschwindigkeits-Komparator (43) umfaßt, der bei Überschreiten eines Geschwindigkeit-Schwellenwertes ein die Umschaltung auf diejenige Bremskraft-Verteilung mit dem höheren Hinterachs-Bremskraft-Anteil vermittelndes Ausgangssignal erzeugt, sowie einen die Vergleichsgröße K_h mit dem Ansprech-Schwellenwert vergleichenden Komparator (39), der, sobald die Vergleichsgröße K_h die Referenzgröße erreicht und die Regelung in Sinne einer Druck-Absenkungsphase anspricht, die Bremsanlage auf die mit dem niedrigeren Hinterachs-Bremskraft-Anteil verknüpfte Bremskraft-Verteilung zurückschaltet.

3. Antiblockier-System nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Hinterradbremsen (12 und 13) als 4-Zylinder-Bremsen ausgebildet sind, wobei je ein Zylinderpaar (27 bzw. 28) der einen Radbremse (12) mit einem Zylinderpaar (29 bzw. 31) der anderen Radbremse (13) zu einem Teilbremskreis (2′ bzw. 2′′) des Hinterachs-Bremskreises (II) zusammengefaßt sind, wobei einer dieser beiden Teilbremskreise unterhalb der Geschwindigkeitsschwelle v_s gegen das Bremsgerät (11) durch ein Ventil (17) abgesperrt ist, das durch das Ausgangssignal des Geschwindigkeits-Komparators (43) in seine Offen-Stellung gesteuert wird.

4. Antiblockier-System nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Umschaltung der Bremskraft-Verteilung ein an sich bekannter Hauptzylinder mit umschaltbarer Bremsdruck-Verteilung vorgesehen ist.