DE3815732C2 - Schaltungsanordnung für eine Bremsanlage mit Blockierschutzregelung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung für eine Bremsanlage mit Blockierschutzregelung, mit Radsensoren zur Ermittlung des Drehverhaltens der einzelnen Räder, mit elektrischen Schaltkreisen zur logischen Verknüpfung und Ver­ arbeitung der Sensorsignale sowie mit Ventileinrichtungen zur Regelung des Bremsdruckes in den Radbremsen in Abhängigkeit von dem Raddrehverhalten, wobei die Hinterradbremsen an sepa­ rate Regelkanäle angeschlossen sind und der Bremsdruck in den Hinterradbremsen nach dem Select-low-Regelungsprinzip in Ab­ hängigkeit von dem zuerst Blockiertendenz zeigenden Hinterrad regelbar ist.

Eine Schaltungsanordnung dieser Art ist bereits aus der DE 34 21 700 A1 bekannt. Gegenstand dieser Schrift ist ein Antiblockiersystem (ABS) mit Maßnahmen zur Begrenzung von Giermomenten, die bei individueller Bremsdruckregelung an den beiden Rädern einer Achse, insbesondere an der Vorderachse, beim Bremsen auf Fahrbahnen mit sehr unterschiedlichem Reib­ beiwert rechts/links entstehen. Grundsätzlich wird zur Giermo­ mentenreduzierung der Bremsdruck auf der Seite des höheren Reibbeiwertes in Abhängigkeit von dem Bremsdruck auf der Seite des geringeren Reibbeiwertes geführt und dadurch begrenzt. Um dabei einen zu hohen Bremswegverlust zu vermeiden, wird nach dieser Schrift, wenn der Druckabbau auf der Seite des geringeren Reibwertes zu lange dauert, die Giermomentenbegren­ zung beendet.

Mit einem Antiblockiersystem will man bekanntlich bei Panik­ bremsungen oder auf glatter Fahrbahn ein Blockieren der Räder verhindern, um auch in solchen Situationen die Fahrstabilität sowie die Lenkbarkeit des Fahrzeugs aufrechtzuerhalten. Beim Blockieren der Hinterräder besteht Gefahr für die Fahrstabili­ tät bzw Schleudergefahr, während mit blockierten Vorderrädern die Lenkbarkeit verlorengengeht. Um dennoch einen möglichst kurzen Bremsweg zu erreichen, darf jedoch der Bremsdruck durch das Antiblockiersystem nur gerade so weit reduziert werden, daß das Rad nicht blockiert und noch genügend Seitenkräfte aufnehmen kann. Da die Seitenkräfte, die ein Rad aufnehmen kann, mit steigendem Bremsschlupf rapide abnehmen und da bei zu geringer Seitenstabilität der Hinterräder Schleudergefahr besteht, hat sich eine Regelung des Bremsdruckes in den Hin­ terradbremsen nach dem Select-low-Prinzip bewährt und bei heu­ tigen Bremsanlagen durchgesetzt. Nach diesem Prinzip werden die Hinterräder stets mit dem gleichen Druck gebremst, der sich nach dem "Low"-Rad, d. h nach dem den schlechteren Stra­ ßenkontakt aufweisenden und daher zuerst zum Blockieren nei­ genden Hinterrad richtet. Das "High"-Hinterrad erhält also normalerweise einen etwas geringeren Bremsdruck, als es mit Rücksicht auf die Blockierneigung verkraften könnte. Dieses Rad ist daher fähig, eine relativ hohe Seitenkraft zu übertra­ gen.

Ein Nachteil der Select-low-Regelung besteht darin, daß das High-Rad, dessen Bremsdruck sich nicht nach dem eigenen Dreh­ verhalten richtet, sondern durch das Low-Rad bestimmt wird, zu wenig zur Abbremsung beiträgt, wenn z. B. durch schlechten Ent­ lüftungszustand, geringeren Belagreibwert usw. das Bremsmoment in Abhängigkeit von dem Bremsdruck wesentlich geringer ist als an dem zweiten Hinterrad. Bei gleichem Reibbeiwert rechts/links und Geradeausfahrt wird also in diesem Fall stets ein Bremsmomentenunterschied, der erheblich sein kann, auf­ treten, was letztlich unter ungünstigen Bedingungen zu einem größeren Bremsweg als notwendig führen wird. Solche ungünsti­ gen Bedingungen liegen insbesondere vor bei Eis, Schnee und relativ hoher Belastung der Hinterachse im Vergleich zur Vor­ derachse, also in Situationen, in denen verhältnismäßig lange gebremst werden muß.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, die beschriebe­ nen Nachteile infolge von ungleichem Verhalten, ungleichem Verschleißzustand etc. der Hinterrabbremsenzu überwinden und eine Schaltungsanordnung zu entwickeln, die die Vorteile einer Select-low-Regelung an der Hinterachse aufrechterhält, ohne daß in den beschriebenen Situationen ein hoher Bremsmomenten­ unterschied in Kauf genommen werden muß.

Es hat sich nun herausgestellt, daß diese Aufgabe mit der im Anspruch 1 genannten Schaltungsanordnung gelöst werden kann, deren Besonderheit darin besteht, daß eine Zusatzschaltung vorhanden ist, die das Drehverhalten der Hinterräder während der Regelung vergleicht und die beim Erkennen von Kriterien, die für einen fortwährenden Bremsmomentenunterschied an den Hinterrädern typisch sind, eine Erhöhung der Bremsdruckein­ steuerung in die Radbremse desjenigen Hinterrades, an dem das Bremsmoment geringer ist, und damit eine Verringerung des Bremsmomentenunterschiedes herbeiführt.

Mit der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung wird also grund­ sätzlich das Select-low-Prinzip beibehalten, und es werden die Vorteile dieses Prinzips genutzt. Ungewollte Bremsmomenten­ unterschiede an der Hinterachse werden jedoch durch entspre­ chende Anhebung des Bremsdruckes an dem "unterbremsten" Rad ausgeglichen, so daß in allen Situationen, in denen der Anteil der Hinterachse am Bremsvorgang hoch ist, ein vergleichsweise kurzer Bremsweg erreicht wird.

Nach einer vorteilhaften Ausführungsart der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung vergleicht die Zusatzschaltung den Schlupf- und/oder den Verzögerungs- bzw. Beschleunigungsver­ lauf an den Hinterrädern und wertet diesen Verlauf zum Erken­ nen eines Bremsmomentenunterschiedes aus. Bleibt also bei­ spielsweise während eines Bremsvorganges ein Hinterrad ständig im stabilen Bereich, während am zweiten Hinterrad der Brems­ druck durch das ABS laufend geregelt wird, läßt dies auf einen relativ hohen Bremsmomentenunterschied schließen, durch den Bremsweg "verschenkt" würde. Die erfindungsgemäße Zusatz­ schaltung tritt in Funktion und führt zu einer Anhebung des Bremsdruckes in der Radbremse des ständig stabilen Hinterrades und damit zur Bremsmomentenkorrektur. Ein solcher Bremsmomen­ tenausgleich kann z. B. durch zusätzliche Bremsdruckeinsteuer­ pulse, durch Verlängern eines oder bestimmter Druckeinsteuer­ pulse und durch ähnliche Maßnahmen erreicht werden. Beim Er­ kennen von Giermomenten oder einer Kurvenfahrt wird zweckmäßigerweise die erfindungsgemäße Bremsmomentenkorrektur-Schaltung außer Funktion gesetzt. Ähnliches gilt beim Erkennen von unterschiedlichen Reibbei­ werten auf der rechten und linken Fahrzeugseite.

In den Unteransprüchen sind noch andere vorteilhafte Ausfüh­ rungsbeispiele der Erfindung genannt.

Weitere Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung gehen aus der folgenden Beschreibung anhand der beigefügten Abbildungen hervor.

Es zeigen

Fig. 1 in schematischer Darstellung das Grundprinzip einer Schaltungsanordnung zur Steuerung einer Bremsanlage mit Blockierschutzregelung gemäß der Erfindung,

Fig. 2 den Bremsmomentenverlauf an den Hinterrädern bei einer herkömmlichen Select-low-Regelung und

Fig. 3 in gleicher Darstellung wie Fig. 2 den Bremsmoment­ verlauf bei Verwendung der erfindungsgemäßen Schal­ tungsanordnung.

Fig. 1 veranschaulicht den grundsätzlichen Aufbau einer Schaltungsanordnung zur Steuerung einer blockiergeschützten Bremsanlage.

An jedem Rad ist ein Sensor S1-S4 angeordnet, der ein der Radgeschwindigkeit und dem Raddrehverhalten proportionales Signal erzeugt, das einem elektronischen Regler 1 zugeführt wird. Hauptbestandteil dieses Reglers 1 sind elektronische Schaltkreise zur logischen Verknüpfung und Verarbeitung der Sensorsignale. Der Regler 1 kann einen oder mehrere Micro­ computer enthalten. Mit den Ausgangssignalen des Reglers 1 werden Modulatoren oder Ventileinrichtungen 2-5 gesteuert, die bei hydraulischen Bremsanlagen in den Druckmittelwegen sitzen, die von einem pedalbetätigten Bremsdruckgeber oder Hauptzylinder zu den einzelnen Radbremsen und/oder von den Radbremsen zu einem Druckausgleichsbehälter führen. Die Ven­ tileinrichtungen 2-5, die jeweils einem Rad zugeordnet sind, bestehen beispielsweise aus Ventilpaaren, nämlich ei­ nem sogen. Einlaßventil, das den Druckmittelzufluß bis in die Radbremse steuert, und einem Auslaßventil, über das zur Druckreduzierung Druckmittel in einen Ausgleichsbehälter ab­ gelassen werden kann.

Zweckmäßigerweise sind den beiden Rädern der Vorderachse je ein unabhängig von dem anderen steuerbares Ventilpaar 2, 3 zugeordnet, während die beiden Ventilpaare 4, 5, die zu den Rädern der Hinterachse HA führen, über einen "Select-low"-Schaltkreis 6, der Bestandteil der Elektronik des Reglers 1 ist, angesteuert werden. Die gestrichelte Um­ rahmung 7 der beiden Ventilpaare 4, 5 deutet symbolisch an, daß der Bremsdruck und Bremsdruckverlauf durch die "Select-low"-Bedingung verknüpft sind.

Trotz der gleichphasigen Regelung nach dem "Select-low"-Prinzip sind auch bei bisherigen Bremsanlagen immer dann zwei Ventilpaare 4, 5 erforderlich, wenn die Rad­ bremsen, wie heutzutage häufig, diagonal an zwei hydraulisch getrennte Bremskreise angeschlossen sind.

Erfindungsgemäß ist noch eine Zusatzschaltung 8 vorgesehen, die, wie im folgenden anhand der Fig. 2 und 3 erläutert wird, das Drehverhalten der Hinterräder während einer Rege­ lung vergleicht und beim Erkennen eines für Bremsmomentenun­ terschiede an den Hinterrädern typischen Verhaltens eine Bremsmomentenkorrektur vornimmt.

Fig. 2 illustriert die Situation bzw. den Bremsenzustand, bei dem der erfindungsgemäß erreichbare technische Fort­ schritt zur Geltung gelangt. Fig. 2 zeigt den Verlauf des Bremsmomentes M_HL, M_HR am linken Hinterrad HL bzw. rech­ ten Hinterrad HR während einer geregelten Bremsung. Obwohl der Regler den Bremsdruck an der Hinterachse nach dem "Select-low"-Prinzip einstellt und somit der Bremsdruckver­ lauf sowie die Bremsdruckhöhe in beiden Hinterradbremsen gleich sind, sind die Bremsmomente M_HL und M_HR an beiden Hinterrädern sehr verschieden. Die Differenz beträgt ⊲M. Der Bremsdruckverlauf und die Regelung wird im vorliegenden Beispiel durch das linke Hinterrad HL vorgegeben. Am rechten Hinterrad HR entsteht ein wesentlich geringeres Bremsmoment, was beispielsweise durch Totzeitunterschiede (T₁) beim An­ legen des Bremsbelages, durch unterschiedlichen Belagreib­ wert oder auf schlechte Entlüftung der Radbremse des rechten Hinterrades HR zurückgehen kann.

Eine erfindungsgemäße Schaltungsanordnung mit einer Zusatz­ schaltung zur Bremsmomentenkorrektur führt zu dem in Fig. 3 wiedergegebenen Verlauf der Bremsmomente an beiden Hinterrä­ dern bzw. zu der angestrebten Bremsmomentenkorrektur. Zum Zeitpunkt t₂ hat die Zusatzschaltung 8 (siehe Fig. 1) aus dem Raddrehverhalten der beiden Hinterräder, das mit den Sensoren S3, S4 ermittelt wird, erkannt, daß die Bremsmomente an den beiden Hinterrädern fortwährend sehr unterschiedlich sind. Die (nicht dargetellten) Giermomenten- und die Kurven­ fahrterkennungsschaltungen des Reglers 1 erzeugen kein Er­ kennungssignal. Eine Situation mit unterschiedlichem Reib­ beiwert rechtslinks liegt ebenfalls nicht vor. Folglich geht der Bremsenmomentunterschied ⊲M (siehe Fig. 2) auf unterschiedlichen Zustand oder unterschiedliche Einstellung der Hinterradbremsen zurück. Die Zusatzschaltung 8 des Reg­ lers 1 führt daher eine Verlängerung der Pulsdauer T_p des zum Zeitpunkt t₂ beginnenden Druckaufbaupulses herbei. Da­ durch wird der Aufbaupuls am rechten Hinterrad HR um die Zeitspanne ⊲t verlängert, was zu einer entsprechenden Ver­ längerung der Anstiegsdauer des Bremsmomentes M_HR gemäß Fig. 3 führt. Die Druckaufbaupulse, die weiterhin die Länge T_p für das linke Hinterrad besitzen, werden am rechten Hinterrad HR so lange auf die Dauer T'_p erhöht, bis die Bremsmomentendifferenz überwunden ist und sich ein annähernd gleiches Bremsenmoment M_HL, M_HR an beiden Hinterrädern einstellt.

Anstelle der gleichmäßigen Verlängerung der aufeinanderfol­ genden Druckaufbaupulse könnte auch eine (noch stärkere) Verlängerung jedes ersten Pulses der Druckaufbau-Pulsfolgen, die Unterdrückung der anschließenden Abbaupulse usw. gewählt werden. Eine schnelle Bremsmomentkorrektur bzw. Überwindung des Bremsmomentenunterschiedes ΔM ist erwünscht, doch ist auch ein langsamerer Ausgleich ausreichend, weil insbesonde­ re bei relativ langen Bremsvorgängen auf Schnee oder Glatt­ eis die Bremsmomentenanhebung am sonst "unterbremsten" zwei­ ten Hinterrad wichtig ist.

Erfindungsgemäß wird also mit einer einfachen Zusatzschal­ tung die "Select-low-"-Regelung, welche bekanntlich für die Fahrstabilität vorteilhaft ist, erheblich verbessert. Der zusätzliche Aufwand ist minimal, zumal, wenn der Regler Microcomputer enthält, die Funktion der Zusatzschaltung durch einige Programmschritte realisiert werden kann.

Claims (7)

1. Schaltungsanordnung für eine Bremsanlage mit Blockierschutzregelung,
mit Radsensoren zur Ermittlung des Drehverhaltens der einzelnen Räder,
mit elektrischen Schaltkreisen zur logischen Verknüpfung und Verarbeitung der Sensorsignale sowie
mit Ventileinrichtungen zur Regelung des Bremsdruckes in den Radbremsen in Abhängigkeit von dem Raddrehverhalten,
wobei die Hinterradbremsen an separate Regelkanäle angeschlossen sind und der Bremsdruck in den Hinterradbremsen nach dem Select-low-Regelungsprinzip in Abhängigkeit von dem zuerst Blockiertendenz zeigenden Hinterrad regelbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß eine Zusatzschaltung (8) vorhanden ist, die das Drehverhalten der Hinterräder während der Regelung vergleicht und die beim Erkennen von Kriterien, die für einen fortwährenden Bremsmomentenunterschied (ΔM) an den Hinterrädern typisch sind, eine Erhöhung der Bremsdruckeinsteuerung in die Radbremse desjenigen Hinterrades, an dem das Bremsmoment geringer ist, und damit eine Verringerung des Bremsmomentenunterschiedes (ΔM) herbeiführt.

2. Schaltunsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusatzschaltung (8) den Schlupf- und/oder den Verzögerungs- bzw. Beschleuni­ gungsverlauf an den Hinterrädern vergleicht und zum Erkennen eines Bremsmomentenunterschiedes (ΔM) auswertet.

3. Schaltunsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusatzschaltung (8) die Druckeinsteuerung in die Radbremse des Hinterrades, an dem das Bremsmoment geringer ist, bis zur Einstellung eines annähernden Bremsmomenten­ gleichgewichtes erhöht.

4. Schaltunsanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß diese für eine Bremsanlage ausgelegt ist, bei der der Bremsdruckverlauf durch Druck-Steuerpulse variabler Dauer und/oder Anzahl regelbar ist, und zum Ausgleich der Bremsmomentunterschiede (ΔM) die Pulsdauer (T_p) und/oder die Puls-Anzahl im Ansteuerweg der Hinterradbremse, an der das Bremsmoment geringer ist, erhöht.

5. Schaltunsanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremsmomentenerhöhung auch in den anschließenden Regelphasen und/oder Regelzyk­ len bis zur Beendigung des Bremsvorganges wirksam ist.

6. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremsmomen­ tenerhöhung bei Giermomenten- und/oder Kurvenfahrterkennung abschaltbar ist.

7. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremsmomen­ tenerhöhung bei Erkennung eines unterschiedlichen Reibbeiwertes auf der rechten und linken Straßenseite abschaltbar ist.