DE4020505A1 - Strassenfahrzeug mit antiblockiersystem - Google Patents
Strassenfahrzeug mit antiblockiersystemInfo
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- Regulating Braking Force (AREA)
Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Straßenfahrzeug mit einer
elektronisch geregelten Bremseinrichtung die beim Bremsen die
Fahrbahnbeschaffenheit erkennt und beim Fahren feststellt, ob
sich das Fahrzeug auf Glätte (z. B. 2 Aquaplaning) befindet.
Dies wird erfindungsgemäß mit dem im Anspruch 1 gekennzeichneten
Straßenfahrzeug erreicht. In den Unteransprüchen sind vorteilhaf
te Ausgestaltungen der Erfindung angegeben.
Das erfindungsgemäße Straßenfahrzeug weist also für wenigstens
ein, vorzugsweise für jedes Rad eine Einrichtung zur Messung der
Raddrehzahl (Radsensor) sowie eine Bremsdruckmeßeinrichtung
(Bremsdrucksensor) auf, die den Druck in der Bremsleitung am
jeweiligen Radbremszylinder mißt.
Die Meßdaten der Radsensoren und der Bremsdrucksensoren werden
einem Rechner zugeführt, der anhand dieser Daten ermittelt, ob
sich das Fahrzeug beim Bremsen auf glatter oder trockener Fahr
bahn befindet.
Das heißt, wenn, von den Radsensoren gemessen, die Raddrehzahl
deutlich abnimmt, d. h. in Richtung Null geht, also einen
bestimmten Wert unterschreitet, und dabei der von den Bremsdruck
sensoren gemessene Bremsdruck gering ist, also einen vorgegebenen
Wert nicht überschreitet, liegt eine glatte Fahrbahn vor, also
insbesondere Eis- oder Schneeglätte oder beispielsweise eine mit
Öl verschmutzte Fahrbahn.
Wobei der Rechner anhand der Höhe des Radbremsdrucks bei der in
Richtung Null gehenden Raddrehzahl auch den Grad der Glattheit
ermitteln kann, also ob Eisglätte, Schneeglätte oder eine durch
Öl oder Laub verschmutzte Fahrbahn vorliegt, so daß die Bremsan
lage durch das ABS-plus für den jeweiligen Fahrbahnzustand
optimal geregelt werden kann. Dabei kann auch zwischen den
einzelnen Rädern differenziert werden, so daß ein seitliches
Ausbrechen des Fahrzeugs verhindert wird und damit das Fahrzeug
beim Bremsen lenkbar bleibt.
Werden dagegen die von den Radsensoren gemessenen Raddrehzahlen
in Richtung Null gehen, der von den Bremsdrucksensoren festge
stellte Bremsdruck jedoch einen vorgegebenen Wert überschreiten,
liegt eine trockene Fahrbahn vor.
Das heißt, mit der Erfindung wird ein System zur Verfügung
gestellt, bei dem die Entscheidungskriterien für das Regeln der
Bremsanlage durch das ABS-plus intelligent miteinander verknüpft
werden. Weiterhin stellt das ABS-plus dem Fahrbahnzustand optimal
angepaßte Ansteuersignale für die Bremsanlage zur Verfügung.
Dadurch ermöglicht das ABS-plus im Gegensatz zum herkömmlichen
ABS auch in speziellen Extremsituationen eine Verringerung des
Bremsweges.
Das erfindungsgemäße Straßenfahrzeug weist vorzugsweise eine
Einrichtung zur Messung der Beschleunigung des Fahrzeugs (Be
schleunigungssensor) auf, dessen Meßdaten dem Rechner ebenfalls
zugeführt werden. Der Beschleunigungssensor kann dabei eine
negative Beschleunigung, also eine Herabsetzung der Fahrzeugge
schwindigkeit, wie eine positive Beschleunigung, also eine
Erhöhung der Fahrzeuggeschwindigkeit, ermitteln.
Dadurch kann das erfindungsgemäße Fahrzeug auch mit einer Anfahr
hilfe versehen werden. Das heißt, wenn der Rechner anhand der
Daten der Radsensoren der Antriebsräder einerseits feststellt,
daß deren Raddrehzahl zunimmt, die Raddrehzahl der nicht ange
triebenen Räder jedoch gleichbleibt oder andererseits aufgrund
der Daten des Beschleunigungssensors keine Beschleunigung des
Fahrzeugs ermittelt wird, zeigt dies an, daß die Antriebsräder
durchdrehen.
Entsprechende Maßnahmen, wie z. B. das Zurücknehmen der Anfahr
energie (Gas wegnehmen) oder das Abbremsen der Antriebsräder,
können dadurch eingeleitet werden.
Vorzugsweise wird der Rechner des erfindungsgemäßen Fahrzeugs
auch bei Aquaplaning, also bei einer Wasseransammlung auf der
Fahrbahn, dies erkennen und ein Ausgangssignal zur Einleitung
einer Gegenmaßnahme abgeben.
Bei Aquaplaning baut sich ab einer bestimmten Fahrzeuggeschwind
igkeit vor den Rädern ein hydraulischer Druck auf, der einen
Wasserkeil zwischen die Räder und der Fahrbahn eindringen läßt,
wodurch der Kraftschluß weitgehend aufgehoben wird. Die Folge
davon ist, daß die Antriebsräder durchdrehen, also deren Raddreh
zahl plötzlich zunimmt und damit eine positive Differenz zwischen
Raddrehzahl der Antriebsräder und der der nicht angetriebenen
Räder entsteht, ohne daß sich die Fahrzeuggeschwindigkeit und
damit die Fahrzeugbeschleunigung entsprechend erhöht, vielmehr
kann sogar eine geringfügige Herabsetzung der Fahrzeuggeschwind
igkeit und damit eine negative Beschleunigung des Fahrzeugs in
Fahrtrichtung auftreten.
Demgemäß erkennt der Rechner des erfindungsgemäßen Straßenfahr
zeuges ein Aquaplaning an einer plötzlichen wesentlichen Erhöhung
der positiven Differenz zwischen der Raddrehzahl der Antriebsrä
der und der nicht angetriebenen Räder bei keiner oder nur einer
geringfügigen Änderung der vom Beschleunigungssensor gemessenen
Beschleunigung ab einer vom Fahrzeuggeschwindigkeitsmesser
gemessenen Mindestgeschwindigkeit.
In diesem Fall kann eine zusätzliche Verkürzung der Rechenschlei
fe und damit der Rechenzeit dann durchgeführt werden, wenn bei
den dem Rechner zugeführten Daten (Zunahme der Raddrehzahldiffe
renz bei unveränderter oder nur geringfügig veränderter Fahrzeug
beschleunigung bei bestimmter Fahrzeuggeschwindigkeit) der
Rechner vom Bremsdrucksensor keinen oder nur einen geringen
Bremsdruck mitgeteilt erhält.
Die Rechenschleife, mit der der Rechner entscheidet, ob ein
Aquaplaning vorliegt oder nicht, kann weiterhin dadurch verkürzt
werden, daß ein Thermometer zur Messung der Außentemperatur
vorgesehen ist, dessen Meßdaten dem Rechner ebenfalls zugeführt
werden. Bei einer Außentemperatur, die so weit über dem Gefrier
punkt liegt, daß Eis oder Schnee auf der Fahrbahn ausgeschlossen
werden kann, kann auf diese Weise eine weitere Verkürzung der
Rechenzeit und damit eine entsprechend frühere Auslösung der
Abhilfemaßnahme erreicht werden. Dabei ist zu bedenken, daß die
Entscheidung über das Ausgangssignal vom Rechner in einer Gefah
rensituation in Sekundenbruchteilen getroffen werden muß.
Eine Erhöhung der Raddrehzahl bei nicht oder nur wenig veränder
ter Fahrzeugbeschleunigung ab einer bestimmten Fahrzeuggeschwind
igkeit tritt freilich nicht nur bei Aquaplaning, sondern auch bei
anderer Glätte auf, beispielsweise bei Eis- oder Schneeglätte
oder eine beispielsweise durch eine Ölspur verschmutzte Fahrbahn.
Das heißt, auch in diesen Fällen erkennt das System die Lage.
Nach den jeweils zugeführten Daten von Raddrehzahländerung und
-differenz, Fahrzeugbeschleunigung, Bremsdruck, Außentemperatur,
Fahrzeuggeschwindigkeit usw. entscheidet der Rechner, welcher
Fahrbahnzustand vorliegt, und damit ob und ggf. welche Maßnahmen
erfolgen sollen.
Bei dem erfindungsgemäßen Fahrzeug wird der Fahrbahnzustand also
nicht nur beim Bremsen, sondern auch bei ungebremster Konstant
fahrt (Antriebskraft vorhanden) erkannt. Dadurch können Maßnahmen
eingeleitet werden, die ein seitliches Ausbrechen und damit
Schleudern des Fahrzeugs verhindern. D. h., das erfindungsgemäße
Fahrzeug stellt nicht nur beim Bremsen einen kurzen Bremsweg,
sondern auch bei ungebremster Fahrt durch geeignete Maßnahmen
eine gewisse Lenkbarkeit des Fahrzeugs sicher.
So kann beispielsweise durch eine Druckluft erzeugende Einrich
tung bei Aquaplaning das Wasser auf der Fahrbahn vor den Reifen
weggeblasen werden. In diesem Fall bildet Druckluft das die
Radhaftung erhöhende Mittel.
Damit, insbesonders bei Fahrzeugen mit Heckantrieb, auch dann
optimal gebremst wird, wenn das Fahrzeug seitlich ausbricht, kann
das erfindungsgemäße Fahrzeug auch mit einer Einrichtung zur
Messung der Beschleunigung des Fahrzeugs quer zur Fahrtrichtung
versehen sein. Um festzustellen, ob die seitliche Beschleunigung
beispielsweise auf die Zentrifugalkraft bei einer normalen
Kurvenfahrt zurückzuführen ist, oder durch seitliches Ausbrechen,
kann am Fahrzeug vorne und hinten ein seitlicher Beschleunigungs
sensor angebracht sein. Wenn die Differenz der von den seitlichen
Beschleunigungssensoren gemessene Beschleunigung einen bestimmten
Wert überschreitet, erkennt dies der Rechner als Ausbrechen des
Fahrzeuge mit der Folge, daß er ein Ausgangssignal abgibt, durch
welches fahrstabilisierende Maßnahmen eingeleitet werden können.
Nachstehend ist die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläu
tert. Darin zeigen:
Fig. 1 ein Blockschaltbild eines Straßenfahrzeuges mit einer
ABS-plus-Einrichtung;
Fig. 2 ein Logik-Schema des erfindungsgemäßen Fahrzeugs; und
Fig. 3 ein Kennfeld.
Gemäß Fig. 1 weist ein Straßenfahrzeug mit zwei Reifen oder Rädern
1, 2 an der Vorderachse und zwei Reifen oder Rädern 3, 4 an der
Hinterachse an jedem Rad 1 bis 4 einen Radsensor 5 bis 8 auf.
An jedem Radbremszylinder 9 bis 12 wird der Bremsdruck durch
einen Bremsdrucksensor 13 bis 16 gemessen. Das Fahrzeug weist
weiterhin einen Beschleunigungssensor (17) zur Messung der
Beschleunigung des Fahrzeugs in Längsrichtung, einen Fahrzeugsge
schwindigkeitssensor (18) und ein Thermometer (19) auf.
Die Meßdaten der Radsensoren 5 bis 8 werden dem Rechner (20) über
elektrische Leitungen (21) bis (24) zugeführt. Die Meßdaten der
Bremsdrucksensoren 13 bis 16 über die elektrischen Leitungen
(25) bis (28), die Meßdaten des Beschleunigungssensors (17) über
die elektrische Leitung (29) die Meßdaten des Fahrzeuggeschwin
digkeitssensors (18) über die elektrische Leitung (30) und die
Meßdaten des Thermometers (19) über die elektrische Leitung (31).
Die zugeführten Meßdaten werden von dem Rechner (20) ausgewertet,
der dann entscheidet, welche Ausgangssignale und damit welche
Maßnahmen eingeleitet werden oder nicht.
Außer dem herkömmlichen ABS-Rechner können alle anderen Einrich
tung einer ABS-Bremsanlage bei dem neuen ABS-plus prinzipiell bei
behalten werden. Sie werden deshalb hier nicht gesondert beschrie
ben.
Gemäß Fig. 2 ist der Rechner (20), also die Hardware, mit einer
Selbstkontroll-Einrichtung (32) versehen, mit der seine Software
überprüft wird, ferner mit einer Überwachungseinrichtung (33) für
die einzelnen Komponenten des Systems und einer Einrichtung (34)
zur Auswertung eines Kennfeldes (35), das aus den gemessenen
Daten der Radsensoren 5 bis 8, der Bremsdrucksensoren 9 bis 12
des Beschleunigungssensors 13, des Fahrzeugsgeschwindigkeitssen
sors 14 und des Thermometers 15 gebildet wird.
Anhand des Kennfeldes (35) trifft der Rechner (20) die Entschei
dung über die Regelung der Bremsanlage sowie über daraus hinaus
gehende Maßnahmen.
In Fig. 3 ist beispielhaft das Kennfeld (35), nach dem der
Rechner (20) die Entscheidungen trifft, schematisch dargestellt.
Es besteht aus einem dreidimensionalen Koordinatenkreuz, wobei
der Bremsdruck die Abszisse, die Außentemperatur die Ordinate und
die Raddrehzahl die Z-Achse bildet. Dadurch entsteht ein schraf
fiert dargestellter Kennlinienbereich (36), der eine Ebene
oberhalb der Zeichenebene bildet. In diesem Kennbereich (36) ist
kein Rad blockiert, so daß keine Regelung der Bremsanlage er
folgt. Dem gegenüber ist im Kennbereich, der in der Zeichenebene
liegt, die Bremsregelanlage ausgelöst. In diesem Bereich erkennt
der Rechner (20) im Feld (37) Eis- oder Schneeglätte, im Feld
(38) eine, z. B. durch Öl, verunreinigte Fahrbahn, im Feld (39)
Wasserglätte und in Feld (40) eine trockene Fahrbahn.
Im Falle des Durchdrehens der Antriebsräder 3, 4 kann im Kennbe
reich (36) (kein Rad blockiert) durch Vergleich der Drehzahlen
von angetriebenen und nichtangetriebenen Rädern 3, 4 bzw. 1, 2 eine
Abhilfemaßnahme elektronisch initiert werden (Anfahrhilfe und
Aquaplaning).
Claims (4)
1. Straßenfahrzeug mit einer elektronisch geregelten (ABS-)
Bremseinrichtung, gekennzeichnet durch einen Rechner (20), dem
die Meßdaten einer Einrichtung (5-8) zur Messung der
Raddrehzahl und einer Einrichtung zur Messung des Bremsdrucks
der Radbremszylinder (13-16) zugeführt werden.
2. Straßenfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
eine Einrichtung (17) zur Messung der Beschleunigung des
Fahrzeugs vorgesehen ist, deren Meßdaten dem Rechner (20)
zugeführt werden.
3. Straßenfahrzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß eine Einrichtung (18) zur Messung der
Fahrzeuggeschwindigkeit vorgesehen ist, deren Meßdaten dem
Rechner (20) zugeführt werden.
4. Straßenfahrzeug nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß ein Thermometer (19) zur Messung der
Außentemperatur vorgesehen ist, dessen Meßdaten dem Rechner
(20) zugeführt werden.
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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