DE4439904A1 - Verfahren zum Betreiben einer blockiergeschützten Kraftfahrzeugbremsanlage - Google Patents

Verfahren zum Betreiben einer blockiergeschützten Kraftfahrzeugbremsanlage

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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer blockiergeschützten Kraftfahrzeugbremsanlage zur Fahrstabilitäts- und/oder Antriebsschlupfregelung, die einen unabhängig vom Fahrerwillen betätigbaren pneumatischen Bremskraftverstärker sowie einen dem Bremskraftverstärker nachgeschalteten Hauptbremszylinder aufweist, an dessen Druckräume über ein Hydroaggregat den einzelnen Fahrzeugrädern zugeordnete Radbremsen angeschlossen sind, wobei das Hydroaggregat Rückförderpumpen, Niederdruckspeicher, zwischen Haupbremszylinder und Radbremsen geschaltete erste Ventile sowie zwischen Hauptbremszylinder und Rückförderpumpe geschaltete zweite Ventile aufweist.
Aus der DE 42 08 496 C1 ist eine Bremsanlage bekannt, deren Bremskraftverstärker zur Realisierung eines mit einer hohen Fahrzeugverzögerung verknüpften automatisch gesteuerten Bremsvorganges mit einem Magnetventil zusammenwirkt, das bei einer raschen Betätigung des Bremspedals eine erhöhte Bremsdruck-Entfaltung ermöglicht. Zur Realisierung dieses Bremsdruck-Steuerungs­ konzepts sind u. a. ein Bremspedal-Stellungsgeber, ein Bremslichtschalter sowie ein eine Fahrerverzögerungs­ wunsch-Erkennung ermöglichender Kraftsensor vorgesehen. Außerdem sieht die bekannte Bremsanlage ein Antiblockier­ bzw. Antriebsschlupfregelsystem (ABS/ASR) vor, das bei einer Bremsung für stabiles Verzögerungsverhalten des Fahrzeuges sorgt.
Der erwähnten Druckschrift sind jedoch keine konkreten Hinweise zu entnehmen, welche Ansteuerlogik für die im Hydroaggregat enthaltenen Ventile sowie den unabhängig von einer durch den Fahrer eingeleiteten Pedalbetätigung ansteuerbaren Bremskraftverstärker dem Regelkonzept für radindividuelle, automatisch gesteuerte Aktivbremsvor­ gänge, beispielsweise zum Zwecke einer Fahrstabilitäts­ regelung, zugrundeliegt.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Betreiben einer blockiergeschützten Fahr­ zeugbremsanlage der eingangs genannten Art vorzuschlagen, das unter Verwendung der in der Bremsanlage ohnehin vor­ handenen Bauteile einfach und kostengünstig realisierbar ist und insbesondere für automatisch gesteuerte, vorzugs­ weise radindividuelle, fahrdynamische Zustände des Fahr­ zeugs stabilisierende Aktivbremsvorgänge geeignet ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß beim Eintritt in die Regelung der Bremskraftverstärker unabhängig vom Fahrerwillen voll ausgesteuert wird, und die gewünschten Radbremsdrücke mit Hilfe des Hydroaggre­ gats eingestellt werden, wobei bei nicht ausreichendem, vom Bremskraftverstärker lieferbarem Druck das erste Ventil in seine Sperrstellung geschaltet wird und der weitere Druckaufbau in den Radbremsen mit der Rückförder­ pumpe erfolgt. Durch diese Maßnahme wird erreicht, daß keine Änderung der Konstruktion der Rückförderpumpe zur Verbesserung ihres Ansaugverhaltens bei tiefen Tempera­ turen vorgenommen werden muß. Außerdem bleibt das im System eingeschlossene Druckmittelvolumen während der Regelung konstant.
Eine volle Aussteuerung des Bremskraftverstärkers während eines Regelvorgangs durch die gleichzeitige Betätigung durch den Fahrer und die Fremdansteuerung wird nach einem weiteren Erfindungsmerkmal dadurch ermöglicht, daß die Betätigung des Bremskraftverstärkers durch den Fahrer, sensiert wird. Durch diese Maßnahme wird erreicht, daß der Bremskraftverstärker bei einem Druckaufbau als einzige Energiequelle verwendet wird.
Um den vom Fahrer und/oder dem fremdangesteuerten Bremskraftverstärker eingesteuerten hydraulischen Druck zu erkennen, ist weiter erfindungsgemäß vorgesehen, daß der im Hauptbremszylinder eingesteuerte hydraulische Druck fortlaufend ermittelt wird. Durch diese Maßnahme wird eine zuverlässige Überwachung der Aussteuerung des Bremskraftverstärkers ermöglicht. Um dabei eine redun­ dante Information über die Druckwerte zu erhalten, sieht die Erfindung vor, daß die Druckermittlung mittels an die Druckräume des Hauptbremszylinders angeschlossener Druck­ sensoren erfolgt.
Eine vorteilhafte Weiterbildung des Erfindungsgegen­ standes besteht darin, daß bei Erreichen eines aus­ reichenden, vom Bremskraftverstärker lieferbaren Druck­ wertes das erste Ventil geöffnet wird. Durch diese Maß­ nahme wird eine wirksame Entlastung der Rückförderpumpe erreicht.
Um während der Regelung den Unterdruckverbrauch des Bremskraftverstärkers zu minimieren, wird schließlich vorgeschlagen, daß am Ende der Regelung die Fremdansteuerung des Bremskraftverstärkers erst dann ausgeschaltet wird, wenn der Bremskraftverstärker durch Rückfördern des aus den Radbremsen in die Niederdruckspeicher abgelassenen Druckmittels wieder in seine Ausgangsstellung gebracht wurde.
Die Erfindung wird im nachfolgenden Text an einem Ausführungsbeispiel im Zusammenhang mit der bei liegenden Zeichnung näher erläutert.
In der Zeichnung zeigt die einzige Figur eine Ausführung einer blockiergeschützten Kraftfahrzeugbremsanlage, mit der das erfindungsgemäße Verfahren realisiert werden kann.
Die in der Zeichnung dargestellte Bremsanlage zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens weist zwei Bremskreise I und II auf, deren Aufbau völlig identisch ist, so daß die folgende Beschreibung eines Bremskreises ebenso auf den anderen zutrifft. Die gezeigte Bremsanlage besteht im wesentlichen aus einem Bremsdruckgeber 1, an den über nicht näher bezeichnete hydraulische Leitungen Radbremszylinder 17, 18 anschließbar sind, einem zwischen dem Bremsdruckgeber 1 und den Radbremsen geschalteten Hydroaggregat 2, sowie einem elektronischen Regler 30 mit zugehöriger Sensorik. Die Zuordnung der Radbremszylinder 17, 18 der einzelnen Bremskreise I, II ist derart getroffen, daß der erste Radbremszylinder 17 entweder einem Rad einer Fahrzeugachse und der andere Radbremszylinder 18 dem diagonal gegenüberliegenden Rad der anderen Fahrzeugachse zugeordnet ist (diagonale Aufteilung der Bremskreise) oder aber beide Radbremszylinder 17 und 18 derselben Fahrzeugachse zugeordnet sind (Schwarzweiß-Aufteilung der Bremskreise).
Der vom Fahrer des Kraftfahrzeuges mittels eines Bremspedals 6 betätigbare Druckgeber 1 besteht aus einem pneumatischen Bremskraftverstärker 5, dem ein Hauptbremszylinder, vorzugsweise ein Tandemhauptzylinder 3 nachgeschaltet ist, dessen nicht gezeigte Druckräume mit einem Druckmittelvorratsbehälter 4 verbindbar sind. An das Bremspedal 6 ist eine Betätigungsstange 7 angekoppelt, die eine Betätigung eines lediglich schematisch angedeuteten Steuerventils 8 durch den Fahrzeugfahrer ermöglicht, das den Aufbau eines pneumatischen Differenzdruckes im Gehäuse des Unterdruckbremskraftverstärkers 5 steuert. Ein lediglich schematisch dargestellter, durch Steuersignale des elektronischen Reglers 25 ansteuerbarer Elektromagnet 29 ermöglicht dabei eine Fremdbetätigung des Steuerventils 8 unabhängig von einer am Bremspedal 6 eingeleiteten Betätigungskraft.
Ein mit dem Bremspedal 6 in Wirkverbindung stehender Bremslichtschalter 14 ermöglicht die Erkennung einer Ansteuerung des Bremskraftverstärkers 5 durch den Fahrer oder durch eine Betätigung des Elektromagneten 26. Bei einer Fremdbetätigung des Bremskraftverstärkers 5 wird das Bremspedal 6 mitgeführt und so der Bremslichtschalter 14 umgesteuert. Eine durch den Fahrer eingeleitete Betätigung des Bremskraftverstärkers 5 kann durch den Einsatz eines nicht gezeigten Löseschalters erkannt werden.
Das Hydroaggregat 2 weist ein Motor-Pumpen-Aggregat auf, das aus einer durch einen nicht gezeigten Elektromotor angetriebenen hydraulischen Rückförderpumpe 13 besteht, deren Saugseite über ein erstes Rückschlagventil 20 sowie ein elektromagnetisch betätigbares Schaltventil 9 an den ersten Druckraum des Hauptbremszylinders 3 angeschlossen ist. Von der Druckseite der Rückförderpumpe 13 strömt das Druckmittel über ein zweites Rückschlagventil 22 und eine nicht gezeigte Dämpfungskammer zu einem hydraulischen Knotenpunkt 21. An diesen angeschlossen ist sowohl ein zum ersten Radbremszylinder 17 führender Leitungsabschnitt 26 als auch ein zum zweiten Radbremszylinder 18 führenden Leitungsabschnitt 27. Eine hydraulische Leitung 31 verbindet die Druckseite der Rückförderpumpe 13 mit dem Tandemhauptzylinder 3. Außerdem ist zwischen dem Knotenpunkt 21 und dem Hauptbremszylinder 3 ein vorzugsweise elektromagnetisch betätigbares Trennventil 10 geschaltet, dem sowohl ein drittes Rückschlagventil 31 als auch ein Druckbe­ grenzungsventil 28 parallelgeschaltet ist. Zur Modulation des im ersten Radbremszylinder 17 eingesteuerten Drucks dienen eine Parallelschaltung eines Einlaß- (11) mit einem vierten Rückschlagventil 23 sowie ein Auslaßventil 12, wobei die erwähnte Parallelschaltung im Leitungsabschnitt 26 eingefügt ist und das Auslaßventil 12 zum Zwecke eines Radbremsdruckabbaus eine Verbindung zwischen dem ersten Radbremszylinder 17 und einem Niederdruckspeicher 19 ermöglicht, der über ein fünftes Rückschlagventil 25 mit der Saugseite der Rückförderpumpe 13 verbunden ist.
Um in dem zum betrachteten Bremskreis gehörenden zweiten Radbremszylinder 18 analog zum bereits betrachteten Radbremszylinder 17 den darin eingesteuerten hydraulischen Druck regulieren zu können, sind eine zweite Parallelschaltung eines zweiten Einlaß- (15) mit einem sechsten Rückschlagventil 24 sowie ein zweites Auslaßventil 16 vorgesehen, wobei die erwähnte Parallelschaltung im Leitungsabschnitt 27 eingefügt ist und das Auslaßventil 16 zum Zwecke eines Radbremsdruck­ abbaus eine Verbindung zwischen dem zweiten Radbremszylinder 18 und dem Niederdruckspeicher 19 herstellt.
Um schließlich vom Fahrer im Tandemhauptbremszylinder 3 eingeleitete Druckänderungen zu erkennen sind in beiden Bremskreisen I, II Mittel zur Erfassung der Hauptbremszylinderdrücke vorgesehen, die vorzugsweise durch an den ersten und den zweiten Bremskreis I, II angeschlossene Drucksensoren 32, 33 gebildet sind, deren Ausgangssignale zusammen mit weiteren Signalen, die z. B. Informationen über den Lenkwinkel (LW), die Raddrehzahlen (R), sowie die Fahrzeugreaktion, wie z. B. die Gierwinkelsgeschwindigkeit (GWG) oder die Querbeschleunigung ( ) darstellen, dem elektronischen Regler 30 zugeführt werden.
Bei einer Normalbremsung kann in den Radbremszylindern 17, 18 sowohl ein Druckauf- als auch ein Druckabbau durch entsprechende Betätigung des Bremsdruckgebers 1 über das offene Trennventil 10 sowie die offenen Einlaßventile 11, 15 erfolgen.
Bei einer ABS-Regelbremsung, bei der beispielsweise das der Radbremse 17 zugeordnete Rad zu blockieren droht, wird die Rückförderpumpe 13 gestartet. Sowohl das Schalt- (9) als auch das Trennventil 10 bleiben unbetätigt. Die Druckmodulation erfolgt durch entsprechendes Schalten des Ein- und des Auslaßventils 11 und 12, wobei das in den Niederdruckspeicher 19 abgelassene Druckmittel mit der Rückförderpumpe 13 auf das Hauptbremszylinder-Druckniveau zurückgefördert wird.
Beim Eintritt in jeden Fremdbremsvorgang wird der Bremskraftverstärker 5 bei gleichzeitigem Einschalten der Rückförderpumpe 13 unabhängig vom Fahrerwillen mittels Elektromagneten 29 voll ausgesteuert.
Mit den ABS-Ventilen 11, 12, 15, 16 werden die benötigten radindividuellen Bremsdruckwerte eingeregelt, wobei der Druck während der Regelung ausschließlich vom Bremskraftverstärker 5 geliefert wird. Nicht benötigtes Druckmittel wird von der Rückförderpumpe 13 in den Hauptbremszylinder 3 zurückgefördert, wobei die Rückförderpumpe 13 kein weiteres Druckmittelvolumen fördern und somit keinen Druck liefern kann.
Erkennt der elektronische Regler 30, daß der vom Bremskraftverstärker 5 gelieferte Druck für die Regelung nicht mehr ausreicht, so werden das Trennventil 10 geschlossen und das Schaltventil 9 geöffnet. Ab diesem Zeitpunkt dient die Rückförderpumpe 13, die durch den vom Druckgeber 1 aufgebrachten Druck vorgeladen wird, als Drucklieferant für den Druckaufbau in den Radbremszylindern 17, 18.
Werden hohe Druckwerte nicht mehr gefordert, so werden das Schaltventil 9 geschlossen und das Trennventil 10 geöffnet, so daß der Druckaufbau wieder vom Bremsdruckgeber 1 übernommen wird.
Wie bereits oben erwähnt, erfolgt der Druckaufbau über das offene Einlaßventil 11. Eine Druckhaltephase wird durch Umschalten des Einlaßventils 11 erreicht, während ein Druckabbau durch Umschalten des Auslaßventils 12 bei noch geschlossenem Einlaßventil 11 erfolgt. Mit Hilfe von Druck-Aufbau-, Halte- und -Abbauphasen wird der für die Regelung erforderliche Druckverlauf erzeugt.
Ist der Regelvorgang beendet, so wird das in den Niederdruckspeicher 19 abgelassene Druckmittel als auch das Druckmittelvolumen aus den Radbremszylindern 17, 18 durch die Rückförderpumpe 13 zurück in den Hauptbremszylinder 3 gefördert.
Dies wird durch Umschalten des Schaltventils 9 in seinen geschlossenen Zustand ermöglicht, in dem die Saugseite der Rückförderpumpe 13 vom Hauptbremszylinder 3 getrennt wird, und zwar solange, bis der Niederdruckspeicher 19 entleert ist.
Das Druckmittelvolumen wird dabei in den Hauptbremszylinder 3 gegen den vom ausgesteuerten Bremskraftverstärker 5 aufgebrachten Druck geschoben, bis die Ausgangsstellung der beweglichen Wand des Bremskraftverstärkers 5 erreicht ist. Erst dann wird der Elektromagnet 29 abgeschaltet.
Bezugszeichenliste
1 Bremsdruckgeber
2 Hydroaggregat
3 Hauptbremszylinder
4 Druckmittelvorratsbehälter
5 Bremskraftverstärker
6 Bremspedal
7 Betätigungsstange
8 Steuerventil
9 Schaltventil
10 Trennventil
11 Einlaßventil
12 Auslaßventil
13 Rückförderpumpe
14 Bremslichtschalter
15 Einlaßventil
16 Auslaßventil
17 Radbremszylinder
18 Radbremszylinder
19 Niederdruckspeicher
20 Rückschlagventil
21 Knotenpunkt
22 Rückschlagventil
23 Rückschlagventil
24 Rückschlagventil
25 Rückschlagventil
26 Leitungsabschnitt
27 Leitungsabschnitt
28 Druckbegrenzungsventil
29 Elektromagnet
30 Regler
31 Rückschlagventil
32 Drucksensor
33 Drucksensor

Claims (6)

1. Verfahren zum Betreiben einer blockiergeschützten Kraftfahrzeugbremsanlage zur Fahrstabilitäts- und/oder Antriebsschlupfregelung (FSR/ASR), die einen unabhängig vom Fahrerwillen betätigbaren pneumatischen Bremskraftverstärker sowie einen dem Bremskraftverstärker nachgeschalteten Hauptbremszylinder aufweist, an dessen Druckräume über ein Hydroaggregat den einzelnen Fahrzeugrädern zugeordnete Radbremsen angeschlossen sind, wobei das Hydroaggregat Rückförderpumpen, Niederdruckspeicher, zwischen Hauptbremszylinder und Radbremsen geschaltete erste Ventile sowie zwischen Hauptbremszylinder und Rückförderpumpe geschaltete zweite Ventile aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß beim Eintritt in die Regelung der Bremskraftverstärker (5) unabhängig vom Fahrerwillen voll ausgesteuert wird, und die gewünschten Radbremsdrücke mit Hilfe des Hydroaggregats (2) eingestellt werden, wobei bei nicht ausreichendem, vom Bremskraftverstärker (5) lieferbarem Druck das erste Ventil (10) in seine Sperrstellung geschaltet wird, und der weitere Druckaufbau in den Radbremsen (17, 18) mit der Rückförderpumpe (13) erfolgt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigung des Bremskraftverstärkers (5) durch den Fahrer, sensiert wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der im Hauptbremszylinder (3) eingesteuerte hydraulische Druck fortlaufend ermittelt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckermittlung mittels an die Druckräume des Hauptbremszylinders (3) angeschlossener Drucksensoren (32, 33) erfolgt.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß bei Erreichen eines ausreichenden, vom Bremskraftverstärker (5) lieferbaren Druckwertes das erste Ventil (10) geöffnet wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß am Ende der Regelung die Fremdansteuerung des Bremskraftverstärkers (5) erst dann ausgeschaltet wird, wenn der Bremskraftverstärker (5) durch Rückfördern des aus den Radbremsen (17, 18) in die Niederdruckspeicher (19) abgelassenen Druckmittels wieder in seine Ausgangsstellung gebracht wurde.
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