DE3739430A1 - Bremssteuerungssystem und -verfahren fuer fahrzeuge - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Bremssteuerungssystem und ein Bremssteuerungsverfahren für ein motorgetriebenes Fahrzeug nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 bzw. 6 und insbesondere ein einfach aufgebautes System, das wirkungsvoll einen Schlupf der Antriebsräder bei Beschleunigung des Fahrzeuges und ein Rutschen der Antriebsräder und der angetriebenen Räder bei einer Verzögerung bzw. einem Abbremsen des Fahrzeuges ver­ hindert.

Es gibt herkömmliche Systeme, mit denen ein Rad eines motorgetriebenen Fahrzeuges am Rutschen bzw. Schleudern gehindert wird, nämlich beispielsweise ein System, das den auf einen Radzylinder einer Bremsvorrichtung ein­ wirkenden hydraulischen Druck gemäß dem Drehzustand des Rades bezüglich eines Schwellenwertes steuert, wenn das Fahrzeug abbremst.

Weiterhin gibt es ein herkömmliches System, das ein Antriebsrad des Fahrzeuges an einem Schlupf hindert, indem eine Bremskraft, die durch einen hydraulischen Druck in einem Radzylinder einer Bremsvorrichtung des Antriebsrades hervorgerufen ist, gemäß dem Schlupfzustand bezüglich eines Schwellen­ wertes gesteuert wird, wenn das Fahrzeug seine Fahrt aufnimmt und beschleunigt.

Diese herkömmlichen Systeme erfordern jedoch zusätz­ lichen Raum und gesonderte Ausrüstung, was Aufwand und Kosten erhöht.

Weiterhin sollte in einem System, das das Fahrzeug am Rutschen oder Schleudern hindert und bei dem der auf den Radzylinder des Bremssystems einwirkende hydrau­ lische Druck gesteuert ist, die Bremskraft vorzugs­ weise so groß als möglich innerhalb eines Bereiches, in welchem das Rad nicht blockiert, gesteuert wer­ den, um eine große Trägheitskraft des sich bewegenden Fahrzeuges so rasch als möglich zu vermindern. Dagegen sollte in dem System, das das Antriebsrad an einem Schlupf hindert und bei dem der auf das Antriebsrad einwirkende hydraulische Druck so gesteuert ist, daß ein Drehmoment in geeigneter Weise dem Haftvermögen zwischen der Straße und den Reifen des Fahrzeuges ent­ spricht, die Bremskraft allmählich verändert werden. Das heißt, da das Drehmoment des Antriebsrades klei­ ner ist als dasjenige der Bremse, falls eine große Bremskraft während einer einen Beschleunigungsschlupf verhindernden Steuerung des Antriebsrades ausgelöst wird, kann das Antriebsmoment übermäßig abnehmen, so daß das motorgetriebene Fahrzeug nicht wirkungsvoll beschleunigt.

In der herkömmlichen Steuerung zur Verhinderung eines Beschleunigungsschlupfes des Antriebsrades kann die Bremskraft übermäßig betätigt werden, da sie nicht in geeigneter Weise gesteuert ist.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die obigen Probleme der herkömmlichen Systeme zu überwinden und ein Bremssteuerungssystem für ein Fahrzeug zu schaf­ fen, das gemeinsame Ausrüstungen für die Steuerungen zur Schlupfverhinderung und zur Rutschverhinderung besitzt, so daß keine gesonderte Ausrüstung mehr er­ forderlich ist; außerdem soll ein Bremssteuerungs­ system angegeben werden, bei dem ein Beschleunigungs­ schlupf des Antriebsrades so gesteuert werden kann, daß das Antriebsmoment nicht übermäßig während einer Steue­ rung zur Schlupfverhinderung herabgesetzt wird, und bei dem das Fahrzeugrad während der Steuerung zur Rutschverhinde­ rung nicht blockiert.

Diese Aufgabe wird bei einem Bremssteuerungssystem nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 bzw. bei einem Verfahren nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 6 jeweils durch die in dessen kennzeichnendem Teil ent­ haltenen Merkmale gelöst.

Das erfindungsgemäße Bremssteuerungssystem ist in der im folgenden näher angegebenen Art und Weise aufgebaut:

Das erfindungsgemäße System hat einen Hauptzylinder, der einen hydraulischen Druck für eine Bremse liefert, einen Fluiddurchgang, der den Hauptzylinder mit dem Radzylinder der Bremsvorrichtung verbindet, und ein gewöhnlich offenes Absperrventil, das im Fluiddurch­ gang vorgesehen ist. Das Absperrventil schließt wäh­ rend der Rutsch-Verhinderungssteuerung und der Be­ schleunigungsschlupf-Verhinderungssteuerung des An­ triebsrades. Das erfindungsgemäße System hat außer­ dem eine Kompressions- bzw. Verdichtungszylindervor­ richtung und eine Dekompressions- bzw. Verdichtungs­ verminderungszylindervorrichtung, die mit dem Fluid­ durchgang zwischen dem Absperrventil und dem Radzylin­ der in Verbindung stehen. Ein Kompressionskolben ist hin- und herfahrend innerhalb der Kompressionszylin­ dervorrichtung angeordnet. Der Kompressionskolben unterteilt das Innere der Kompressionszylindervor­ richtung in eine Fluidvorratskammer und eine rück­ wärtige Kammer. Ein Dekompressionskolben ist hin- und herfahrend innerhalb der Dekompressionszylindervor­ richtung angeodnet. Der Dekompressionskolben unter­ teilt das Innere der Dekompessionszylindervorrichtung in eine Dekompressionskammer und eine hintere Kammer. Die Fluidvorratskammer steht mit dem Fluiddurchgang in Verbindung. Ein gewöhnlich geschlossenes Schließ­ ventil liegt zwischen dem Fluiddurchgang und der De­ kompressionskammer der Dekompressionszylindervorrich­ tung. Das Schließventil öffnet entsprechend einem Rad­ blockiersignal.

Das System hat weiterhin einen Akkumulator bzw. Druck­ speicher, der einen hydraulischen Druck ansammelt, wenn das motorgetriebene Fahrzeug sich bewegt, und ein zwi­ schen dem Druckspeicher und der rückwärtigen sowie hinteren Kammer der Kompressions- bzw. Dekompressions­ zylindervorrichtung vorgesehenes Ventilsystem. Das Ven­ tilsystem ist vorhanden, um wahlweise den hydraulischen Druck im Druckspeicher zur rückwärtigen Kammer und zur hinteren Kammer während einer Rutsch-Verhinderungs­ steuerung bzw. einer Beschleunigungsschlupf-Verhin­ derungssteuerung zu legen.

Bei einer normalen Bremsoperation durch ein Bremspedal öffnet das Absperrventil, das Schließventil schließt, und ein Sperr- bzw. Schaltventil öffnet, um dadurch den hydraulischen Druck der rückwärtigen Kammer des Kompressionszylinders in einen Vorratsbehälter zusammen mit einem durch eine Steuereinheit gesteuerten Abfallventil und Aufbauventil auszugeben. Dann werden die Dekompressionszylindervor­ richtung und die Kompressionszylindervorrichtung nicht betrieben. Daher wirkt der durch den Hauptzylinder er­ zeugte hydraulische Druck direkt auf den Radzylinder ein, so daß die Bremskraft ausgelöst wird.

In der Rutsch-Verhinderungssteuerung und der Schlupf- Verhinderungssteuerung schließt das Absperrventil, um dadurch die Bremsoperation durch das Bremspedal auszu­ setzen. Die Steuereinheit steuert das Aufbauventil und das Abfallventil zum Öffnen oder Schließen gemäß einem Ver­ zögerungsschwellenwert oder einem Beschleunigungsschlupf- Schwellenwert, welcher einem Antriebzustand des motor­ getriebenen Fahrzeuges entspricht, um so den vom Druck­ speicher an der rückwärtigen Kammer der Kompressions­ zylindervorrichtung und der hinteren Kammer der Dekompres­ sionszylindervorrichtung liegenden hydraulischen Druck zu steuern.

Das heißt, in der Rutsch-Verhinderungssteuerung bewegt sich der Kompressionskolben nicht, obwohl der hydrau­ lische Druck im Fluiddurchgang zur Fluidvorratskammer der Kompressionszylindervorrichtung betätigt ist, wäh­ rend der Dekompressionskolben durch den an der Dekompres­ sionskammer liegenden hydraulischen Druck bewegt wird, da das Schließventil öffnet. Entsprechend strömt das Brems­ fluid im Radzylinder in die Dekompressionskammer, um dadurch den hydraulischen Druck um einen Wert zu ver­ mindern, um den das Rad nicht blockiert.

In der Schupf-Verhinderungssteuerung wird der Dekompres­ sionskolben in Anlage gegen eine Innenwand auf der De­ kompressionskammerseite der Dekompressionszylindervor­ richtung gehalten, da das Schließventil schließt, wäh­ rend der Kompressionskolben dazu angehalten ist, zur Fluidvorratskammerseite der Kompressionszylindervor­ richtung zu fahren, so daß der hydraulische Druck pro­ portional zu demjenigen im Druckspeicher an den Radzylin­ der der Bremsvorrichtung des Antriebsrades angelegt wird. Entsprechend kann das motorgetriebene Fahrzeug seine Fahrt mit einer geeigneten Antriebskraft bei einem minimalen Schlupf des Antriebsrades aufnehmen.

Die Steuereinheit steuert das Schließventil, das Aufbau­ ventil und das Abfallventil zum Öffnen oder Schließen während der Rutsch-Verhinderungssteuerung, so daß die Bremskraft rasch zunehmen und abnehmen kann. Dagegen ändert in der Schlupf-Verhinderungssteuerung die Steuereinheit den Fluiddruck des zur rückwärtigen Kam­ mer der Kompressionszylindervorrichtung ausgelösten Druckspeichers, um dadurch die Bremskraft fein zu steuern, so daß das motorgetriebene Fahrzeug seine Fahrt mit der höchsten Antriebskraft aufnehmen kann, während der Schlupf des Antriebsrades minimal ist.

Das Aufbauventil und das Abfallventil können gemein­ sam beide in den oben erwähnten Steuerungen eingesetzt werden. Daher erfordert das Bremssteuerungssystem keine Sonderausrüstung.

Eine Steuerung des Beschleunigungsschlupfes des Antriebs­ rades derart, daß ein Antriebsmoment nicht übermäßig wäh­ rend der Schlupf-Verhinderungssteuerung vermindert wird und das Fahrzeugrad nicht während der Rutsch-Verhinde­ rungssteuerung blockiert, wird speziell mit einem im folgenden erläuterten Ausführungsbeispiel erreicht.

Die Bremskraft wird durch Erhöhen und Vermindern des auf den Radzylinder der Bremsvorrichtung des Fahrzeugrades einwirkenden hydraulischen Druckes so gesteuert, daß die Anstiegsgeschwindigkeit des hydraulischen Druckes während der Rutsch-Verhinderungssteuerung des Fahrzeugrades größer ist als während einer Beschleungiungsschlupf-Verhinderungs­ steuerung des Antriebsrades. Dieser Betrieb wird dadurch erhalten, daß der Durchmesser des Dekompressionskolbens größer ist als derjenige des Kompressionskolbens.

Das Fahrzeug kann rasch seine Geschwindigkeit auf eine bevorzugte Geschwindigkeit ohne Blockieren oder Sperren der Räder vermindern, was auf die große Anstiegsgeschwindigkeit des hydraulischen Druckes zurückzuführen ist, der auf den Radzylinder der Bremsvorrichtung einwirkt. Dagegen kann bei der Beschleunigungsschlupf-Verhinderungssteue­ rung der Antriebsräder das Fahrzeug wirksam seine Fahrt mit dem geeigneten Drehmoment ohne Schlupf der Antriebs­ räder aufnehmen, da die Anstiegsgeschwindigkeit des hydrau­ lischen Druckes kleiner ist als diejenige während der Rutsch-Verhinderungssteuerung.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 ein Schaltbild eines Bremssteurungssystems nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung,

Fig. 2 ein Blockdiagramm des hydraulischen Steuerungs­ systems von Fig. 1,

Fig. 3 ein Zeitdiagramm von Steuerungskennlinien während einer Rutsch-Verhinderungssteuerung, und

Fig. 4 ein Zeitdiagramm von Steuerungskennlinien während einer Schlupf-Verhinderungssteuerung.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden näher erläutert.

Fig. 1 zeigt einen hydraulischen Kreis, und Fig. 2 zeigt ein Blockdiagramm zum Steuern des hydraulischen Kreises.

Ein Hauptzylinder 2 erzeugt einen hydraulischen Druck ab­ hängig von einer auf ein Bremspedal 1 einwirkenden Kraft. Der Hauptzylinder 2 umfaßt Fluidkammern A und B. Der hy­ draulische Druck in der Fluidkammer A wird über einen Fluiddurchgang a und ein Absperrventil GV vom gewöhnlich geschlossenen Typ an ein Bremssystem gelegt, das beispiels­ weise ein Antriebsrad Fr vorne links und ein angetriebenes Rad Rr hinten rechts am Fahrzeug umfaßt. In ähnlicher Weise wird ein hydraulischer Druck in der Fluidkammer B über einen Fluiddurchgang b und ein anderes Absperrven­ til (in Fig. 1 nicht gezeigt) an ein B-Bremssystem mit einem Antriebsrad vorne rechts und einem an­ getriebenen Rad hinten links am Fahrzeug (beide in Fig. 1 nicht gezeigt) gelegt.

Eine spezielle Durchflußsteuerung wird im folgenden lediglich bezüglich des A-Bremssystems beschrieben.

Ein durch das Absperrventil GV übertragenen hydrau­ lischer Druck wird über einen Fluiddurchgang 3 an einen Radzylinder Cd der Bremsvorrichtung des vorderen linken Antriebsrades Fr des Fahrzeuges gelegt. Gleichzeitig wird der hydraulische Druck zum Bremszylinder Cf einer Bremsvorrichtung des hinteren rechten angetriebenen Rades Rr des Fahrzeuges über ein gewöhnlich offenes Sperr- bzw. Schaltventil KV und ein übliches Zumeßventil PCV ge­ legt. Der Fluiddurchgang 3 steht in Verbindung mit einer Dekompressionskammer R 1 in der Dekompressions­ zylindervorrichtung RC über ein gewöhnlich geschlos­ senes Schließventil CV. Der Fluiddurchgang 3 steht auch in Verbindung mit einer Fluidvorratskammer T 1 in einer Kompressionszylindervorrichtung TC.

Ein Dekompressionskolben RP der Dekompressionszylinder­ vorrichtung RC wird immer zur Seite der Dekompres­ sionskammer R 1 durch eine zweite Feder RS innerhalb einer hinteren Kammer R 2 der Dekompressionszylindervorrichtung RC getrieben. Ein Kompressionskolben TP wird immer zu einer rückwärtigen Kammer T 2 der Kompressionszylindervor­ richtung TC durch eine erste Feder TS getrieben, die innerhalb der Fluidvorratskammer T 1 der Kompressions­ zylindervorrichtung TC vorgesehen ist.

Während das Fahrzeug fährt, speist eine durch einen Motor M betätigte Pumpe 4 ein Bremsfluid bzw. -mittel von einem Vorratsbehälter 5 zu einem Druckspeicher 6 unter einem konstanten Druck. Der hydraulische Druck im Druckspeicher 6 wird an die hintere Kammer R 2 der Dekompressionszylin­ dervorrichtung RC und an die rückwärtige Kammer T 2 der Kompressionszylindervorrichtung TC gelegt, wenn ein gewöhnlich offenes Abfallventil DV schließt und ein gewöhnlich geschlossenes Aufbauventil BV öffnet. Die hintere Kammer R 2 und die rückwärtige Kammer T 2 stehen mit dem Vorratsbehälter 5 über das gewöhnlich offene Abfallventil DV in Verbindung.

Das Absperrventil GV, das Schaltventil KV, das Schließ­ ventil CV, ein Ventilsystem V aus dem Aufbauventil BV und dem Abfallventil DV sind, während einer normalen Bremssteuerung gemäß einer Betätigung des Bremspedales 1, während der Rutsch-Verhinderungsoperation des Fahrzeuges und während der Schlupf-Verhinderungsoperation, wenn das Fahrzeug zu fahren beginnt und beschleunigt, wie folgt gesteuert.

Fig. 2 ist ein Blockdiagramm, das ein Beispiel eines hydraulischen Steuerungssystems nach der vorliegenden Erfindung zeigt.

Drehungssensoren S 1 und S 2 erfassen die Drehzahlen des Antriebsrades Fr bzw. des angetriebenen Rades Rr. Eine Verzögerungszustand-Schwellenwert-Einstelleinrichtung 7 bestimmt hinsichtlich eines Zustandes des motorgetrie­ benen Fahrzeuges ein Verzögerungsverhältnis des Rades, welches in einem kritischen Zustand ist, in dem die Räder nicht blockieren, als beispielsweise einen Ver­ zögerungszustand-Schwellenwert. Eine Verzögerungszustand- Detektoreinrichtung 8 berechnet ein tatsächliches oder Ist-Verzögerungsverhältnis während des Verzögerungszu­ standes des fahrzeuggemäß Änderungsverhältnissen in den durch die Drehungssensoren S 1 und S 2 erfaßten Dreh­ zahlen der Räder.

Ein Schlupfverhältnis des Antriebsrades Fr wird whrend der Fahrzeugbeschleunigung, wenn das Fahrzeug zu fahren beginnt, durch eine Schlupf-Detektoreinrichtung 9 auf­ grund des Ausgangssignales des Drehungssensors S 1 des angetriebenen Rads Rr erfaßt. Ein Schlupfverhältnis, bei dem die größte Haftung zwischen den Reifen des motor­ getriebenen Fahrzeuges und der Straße erreicht ist, wird durch eine Schlupf-Schwellenwert-Einstelleinrichtung 10 vorbestimmt.

Die oben erwähnten Einrichtungen, d. h., die Verzögerungs­ zustand-Einstelleinrichtung 8, die Schlupf-Detektorein­ richtung 9, die Verzögerungszustand-Schwellenwert-Ein­ stelleinrichtung 7 und die Schlupf-Schwellenwert-Ein­ stelleinrichtung 10 bestehen beispielsweise aus einem Mikrocomputer. Eine beispielsweise aus einem Mikrocomputer bestehende Steuereinheit 11 steuert das Schaltventil KV, das Absperrventil GV, das Schließventil CV, das Abfall­ ventil DV und das Aufbauventil BV während den Rutsch- Verhinderungs- und Schlupf-Verhinderungsoperationen des motorgetriebenen Fahrzeuges, um so eine konstante Bezie­ hung zwischen den Schwellenwerten und dem Verzögerungs­ verhältnis sowie dem Schlupfverhältnis zu erhalten.

In der normalen Bremsoperation durch das Bremspedal 1 schließt die Steuereinheit 11 das Absperrventil GV, das Schließventil CV, das Schaltventil KV, das Aufbauventil BV und das Abfallventil DV, wie dies in Fig. 1 gezeigt ist. Daher wird der für die Bremse durch den Hauptzylin­ der 2 erzeugte hydraulische Druck zum Radzylinder Cd der Bremsvorrichtung des Antriebsrades Fr gelegt, und er wird auch zu demjenigen des angetriebenen Rades Rr nach Dekompression durch das Zumeßventil PCV gelegt.

Unter dieser Bedingung stößt der Dekompressionskolben RP gegen die Innenwand der Seite der Dekompressionskammer R 1 der Dekompressionszylindervorrichtung RC mit einer elasti­ schen Kraft der zweiten Feder RS, da das an der Oberseite der Dekompressionszylindervorrichtung RC vorgesehene Schließventil CV schließt. Dagegen stößt der Kompressions­ kolben TP gegen die Innenwand der Seite der rückwärtigen Kammer T 2 der Kompressionszylindervorrichtung TC mit der elastischen Kraft der ersten Feder TS und auch den hydrau­ lischen Druck für die Bremse.

Der durch die Pumpe 4 aufgebaute Fluiddruck wird im Druck­ speicher 6 angesammelt. Im normalen Bremsbetrieb werden die obigen Kolben RP und TP beide nicht durch den Fluid­ druck im Druckspeicher 6 betätigt, da die Steuereinheit 11 das Aufbauventil BV schließt.

Während des normalen Bremsbetriebes durch das Bremspedal 1 wird, falls das Fahrzeugrad zu blockieren beginnt, die Rutsch-Verhinderungssteuerung betätigt. Fig. 3 zeigt Steuerungskennlinien der Rutsch-Verhinderungssteuerung.

Wenn die Drehzahl des Rades kleiner wird als der Ver­ zögerungszustand-Schwellenwert an einem Punkt d in Fig. 3, so schließt die Steuereinheit 11 das Absperrventil GV aufgrund eines Radblockier-Erfassungssignales, und demgemäß ist der hydraulische Druck im Fluiddurchgang 3 und in den Radzylindern Cd und Cf begrenzt. Gleichzeitig öffnet die Steuereinheit 11 das Schließventil CV, so daß der hydraulische Druck für die Bremse den Dekompressions­ kolben RP zur Seite der hinteren Kammer R 2 gegen die elastische Kraft der zweiten Feder RS treibt, um da­ durch das Volumen der Dekompressionskammer R 1 zu ver­ größern. Dann nimmt der hydraulische Druck im Fluid­ durchgang 3 ab, und entsprechend wird die Bremskraft kleiner. Wenn danach die Drehzahl des Rades zurück­ gewonnen wird, d. h., wenn die Drehzahl des Rades den Beschleunigungszustand-Schwellenwert in einem Punkt e in Fig. 3 erreicht, so schließt die Steuereinheit 11 das Abfallventil DV, um dadurch den hydraulischen Druck für die Bremse konstant zu halten. Daher bleibt die Bremskraft konstant.

Wenn dann die Drehzahl des Rades beispielsweise einen Spitzenpunkt f in Fig. 3 erreicht, so öffnet und schließt abwechselnd für kleine Zeitdauern t 1 bzw. t 2 das Aufbau­ ventil BV. Durch diesen Offen- und Schließbetrieb des Aufbauventiles BV wird der hydraulische Druck im Druck­ speicher 6 schrittweise an die hintere Kammer R 2 und die rückwärtige Kammer T 2 der Dekompressionszylinder­ vorrichtung RC bzw. der Kompressionszylindervorrichtung TC gelegt. Die Größe jeder der kleinen Zeitdauern t 1 und t 2 ist durch einen in der Steuereinheit 11 vorge­ sehenen Anstiegssteuerteil 12 vorbestimmt.

Wenn der Dekompressionskolben RP zur Seite der Dekompressionskammer R 1 (linke Seite in Fig. 1) durch den hydraulischen Druck vom Druckspeicher 6 getrieben wird, so daß die auf die Radzylinder Cd und Cf einwir­ kende Bremskraft zunimmt, so bewegt sich der Kompres­ sionskolben TP nicht, obwohl der hydraulische Druck vom Druckspeicher 6 am Kolben TP liegt. Wenn der De­ kompressionskolben RP in Anlage gegen die linke Sei­ tenwand der Dekompressionskammer R 1 kommt, so hört die auf die Radzylinder Cd und Cf einwirkende Brems­ kraft mit dem Anwachsen auf. Wenn danach der auf die rückwärtige Kammer T 2 vom Druckspeicher 6 einwirkende hydraulische Druck einen vorbestimmten Wert überschrei­ tet, wird der Kompressionskolben TP zur Seite der Fluid­ vorratskammer T 1 (rechte Seite in Fig. 1) verfahren, so daß die auf die Radzylinder Cd und Cf einwirkende Brems­ kraft weiter anwächst. Um diesen Betrieb zu erhalten, wird beispielsweise der Durchmesser des Dekompressions­ kolbens größer gemacht als derjenige des Kompressions­ kolbens.

Der oben beschriebene Betrieb der Kompressionszylinder­ vorrichtung TC und der Dekompressionszylindervorrichtung RC wird erhalten, wenn die folgenden Gleichungen erfüllt sind.

1. Ein Ausgleich im Druckzunahmeschritt durch den De­ kompressionskolben RP:

A 1 · Pw + Q 1 = A 1 · Po + F 1 (mit F 1 < Q 1)
∴ Po = Pw - (F 1 - Q 1)/A 1 (1)

2. Ein Ausgleich im Druckzunahmeschritt durch den Kompressionskolben TP:

A 2 · Pw + Q 2 + F 2 = A 2 · Po′
∴ Po′ = Pw + (F 2 + Q 2)/A 2 (2)

Dabei bedeuten:

• A 1 = Querschnittsfläche des Dekompressionskolbens RP,
• Po = Druck in hinterer Kammer R 2,
• F 1 = Belastung der Dekompressionsfeder Rs,
• Q 1 = Reibungswiderstand bei der hin- und hergehenden Bewegung des Dekompressionskolbens RP,
• A 2 = Querschnittsfläche des Kompressionskolbens TP,
• Po′ = Druck in rückwärtiger Kammer T 2,
• F 2 = Belastung der Kompressionsfeder Ts,
• Q 2 = Reibungswiderstand bei hin- und hergehender Bewe­ gung des Kompressionskolbens TP, und
• Pw = Druck der Bremsseite.

Das heißt, eine notwendige Steigerungsgröße Δ P zum Starten der Bewegung des Kompressionskolbens TP nach Anstoßen des Dekompressionskolbens RP gegen die Wand des Zylinders Rc ist durch die folgende Gleichung bestimmt:

Δ P = Po′ - Po = P 1 + (F 2 + Q 2)/A 2 - (P 1 - (F 1 - Q 1)/A 1)
= (F 2 + Q 2)/A 2 + (F 1 - Q 1)/A 1 (3)

Wenn sich ein Reibungskoeffizient der Straße von einem niedrigen in einen hohen Wert bei fahrendem Fahrzeug ändert, kann die auf die Radzylinder einwirkende Brems­ kraft weiter zunehmen, da der Kompressionskolben TP nach links selbst nach dem Anliegen des Dekompressions­ kolbens RP gegen die linke Seitenwand der Kammer R 1 fährt. Daher kann die wirksame Bremskraft an den Radzylindern gemäß dem Zustand der Straße anliegen, und als Ergebnis kann ein Bremsweg reduziert werden.

Die Größe Δ P wird vorzugsweise so klein als möglich be­ stimmt.

Der Dekompressionskolben RP fährt zur Seite der Dekompres­ sionskammer R 1 schrittweise, da das Aufbauventil BV den Offen- und Schließbetrieb wiederholt. Demgemäß nimmt die auf die Radzylinder Cd und Cf einwirkende Brems­ kraft schrittweise zu, wie dies in Fig. 3 gezeigt ist.

Wie oben erläutert wurde, wird der hydraulische Druck in geeigneter Weise dekomprimiert, auf gleichem Wert gehal­ ten und komprimiert, so daß die Geschwindigkeit des motor­ getriebenen Fahrzeuges wirksam auf einen vorbestimmten Wert ohne Blockieren der Fahrzeugräder herabgesetzt wird.

Fig. 4 zeigt Steuerungskennlinien einer Beschleunigungs­ schlupfsteuerung des Antriebsrades, um einen Schlupf des Antriebsrades zu verhindern, wenn das motorgetriebene Fahrzeug seine Fahrt aufnimmt und beschleunigt. Wenn eine Differenz in der Drehzahl zwischen dem Antriebsrad Fr und dem angetriebenen Rad Rr einen vorbestimmten Wert in einem Punkt g in Fig. 4 überschreitet und wenn beim Antriebsrad Fr ein Schlupf aufzutreten beginnt, dann schließt die Steuereinheit 11 das Schaltventil KV, das Abfallventil DV und das Absperrventil GV und öffnet das Aufbauven­ til BV für eine kleine Zeitdauer t 3. Während der Zeit­ dauer t 3 wird der Kompressionskolben TP zur Seite der Fluidvorratskammer T 1 durch den vom Druckspeicher 6 zur rückwärtigen Kammer T 2 einwirkenden hydraulischen Druck getrieben. Demgemäß nimmt der hydraulische Druck im Fluiddurchgang 3 vorläufig auf einen Wert P 1 zu. In diesem Zustand wird die Bremsvorrichtung des Antriebs­ rades Fr in einem Anfangsbremszustand, d. h., in einem Bremsnachlaufzustand gehalten. Danach steigert die Steuereinheit 11 den hydraulischen Druck im Fluid­ durchgang 3, so daß die übermäßige Antriebskraft auf das Antriebsrad wirksam unterdrückt wird.

Der Beschleunigungsschlupfzustand schreitet fort, und wenn die Drehzahl des Antriebsrades den Schlupfschwel­ lenwert in einem Punkt h in Fig. 4 erreicht, so gibt die Steuereinheit 11 ein Beschleunigungserfassungs­ signal ab, um dadurch das Aufbauventil BV für eine kleine Zeitdauer t 4 zu öffnen und um dieses sodann für eine Zeitdauer t 5 zu schließen. Während diese Offen- und Schließ-Operation des Aufbauventiles BV fortdauert, wird der hydraulische Druck zur rückwärti­ gen Kammer T 2 schrittweise vom Druckspeicher 6 gelegt, so daß der Kompressionskolben TP stufenweise zur Seite der Fluidvorratskammer T 1 fährt. Daher nimmt der hydrau­ lische Druck im Fluiddurchgang 3 und im Radzylinder Cd der Bremsvorrichtung des Antriebsrades Fr schrittweise zu, wie dies in Fig. 4 gezeigt ist, so daß die Brems­ kraft anwächst und entsprechend der Beschleunigungs­ schlußf des Antriebsrades kleiner wird. Die Zeitdauer t 4, in der das Aufbauventil BV öffnet, ist kleiner als die Zeitdauer t 1 eingestellt, für welche das Aufbauventil BV bei der oben beschriebenen Rutsch-Verhinderungs­ steuerung öffnet. Daher ist die Anstiegsgeschwindig­ keit des hydraulischen Druckes in für die Beschleunigungs­ schlupfsteuerung des Antriebsrades geeigneter Weise klein.

Wenn die Drehzahl des Antriebsrades einen hohen Spitzen­ punkt i in Fig. 4 erreicht, so wird das Aufbauventil BV geschlossen gehalten, und der hydraulische Druck auf die Bremsvorrichtung wird auf den gleichen Wert festgelegt. Die Drehzahl des Antriebsrades vermindert sich aufgrund der auf den Radzylinder Cd einwirkenden Bremskraft. Wenn die Drehzahl des Antriebsrades identisch wird mit dem Schlupf-Schwellenwert in einem Punkt j in Fig. 4, so öffnet die Steuereinheit 11 das Abfallventil DV für eine kurze Zeitdauer t 6 und schließt diese für eine Zeitdauer t 7. Dieser Offen- und Schließbetrieb des Abfallventiles DV dauert für eine Zeitlang an, so daß der hydraulische Druck in der rückwärtigen Kammer T 2 in den Vorratsbehälter 5 ausgegeben wird und demgemäß der Kompressionskolben TP Schritt für Schritt zur Seite der rückwärtigen Kammer T 2 fährt. Als Ergebnis nimmt der am Radzylinder Cd liegende hydraulische Druck stufenweise ab, wie dies in Fig. 4 gezeigt ist. Wenn die Drehzahl des Antriebsrades einen unteren Spitzenpunkt k erreicht, so hört der Offen- und Schließbetrieb des Abfallventiles DV auf. Die Geschwindigkeit des motor­ getriebenen Fahrzeuges nimmt zu, während rasch der Be­ schleunigungsschlupf des Antriebsrades unterdrückt wird, da der auf den Radzylinder einwirkende hydraulische Druck in der oben beschriebenen Weise komprimiert, gleichgehal­ ten und dekomprimiert wird.

Wie oben erläutert wurde, kann die Anstiegsgeschwindig­ keit so gesteuert werden, daß eine Summe der Offen-Zeit­ dauer und der Schließ-Zeitdauer des Aufbauventiles BV konstant gehalten wird, d. h., daß die folgende Gleichung erfüllt ist:

t 1 + t 2 = t 4 + t 5 (t 1 < t 4, t 2 < t 5) (4)

In diesem Zustand ist das Tastverhältnis der elektrischen Impulse zum Aufbauventil BV so gesteuert, daß ein kurzer Impuls während der Steuerung des Beschleunigungsschlupfes des Antriebsrades vorliegt. Dagegen ist der Anstiegs­ geschwindigkeit-Steuerteil 12 der Steuereinheit 11 der­ art aufgebaut, daß die Offen-Zeitdauer t 1 und die Schließ-Zeitdauer t 2 des Aufbauventiles während der Beschleunigungsschlupfsteuerung des Antriebsrades beide kürzer sind als während der Rutsch-Verhinderungssteuerung des Rades.

Im obigen Ausführungsbeispiel ist die Logik-Schaltung 14 mit der Steuereinheit 11 so aufgebaut, wie dies in Fig. 2 gezeigt ist. Jedoch ist die Logik-Schaltung nicht hierauf beschränkt. Das heißt, es kann auch eine andere übliche Schaltung verwendet werden.

Die derart aufgebaute erfindungsgemäße Bremssteuerungs­ vorrichtung kann wirksam den Bremsbetrieb bei der Rutsch- Verhinderungssteuerung, bei der die Bremskraft in geeig­ neter Weise gesteuert ist, steuern, und als Ergebnis blockiert das Rad des motorgetriebenen Fahrzeuges nicht.

In der Schlupf-Verhinderungssteuerung wird der Kompres­ sionskolben TP durch den hydraulischen Druck betrieben, der durch das Aufbauventil BV und das Abfallventil DV gesteuert ist, das gemäß dem Antriebszustand des Antriebs­ rades Fr bezüglich des vorbestimmten Schlupf-Schwellen­ wertes offen und geschlossen ist. Daher wird der geeig­ nete hydraulische Druck zum Steuern der Antriebskraft durch den Kompressionskolben TP erzeugt, so daß die An­ triebskraft entsprechend dem Haftvermögen zwischen den Reifen des motorgetriebenen Fahrzeuges und der Straße erhalten und das Fahrzeug mit einem Mindestschlupf beschleunigt werden kann.

Da, wie oben beschrieben, das Ventilsystem V einschließ­ lich des Aufbauventiles BV und des Abfallventiles DV ge­ meinsam für die Schlupf-Verhinderungssteuerung, wenn das Antriebsrad beschleunigt, und für die Rutsch-Verhinde­ rungssteuerung des Rades, wenn das Rad abbremst oder verzögert, verwendet wird, erfordert das Bremssystem eine kleine Anzahl von Teilen und kann durch ein ge­ meinsames Steuerungssystem gesteuert werden. Daher ist das erfindunsgemäße Bremssystem hinsichtlich des Her­ stellungsaufwandes vorteilhaft und einfach gestaltet.

Weiterhin wird erfindungsgemäß die Anstiegsgeschwindig­ keit des hydraulischen Druckes für die auf den Radzylin­ der der Bremsvorrichtung einwirkenden Bremse in der Rutsch-Verhinderungssteuerung auf einen hohen Wert und in der Schlupf-Verhinderungssteuerung auf einen niedri­ gen Wert eingestellt. Daher kann in der Rutsch-Verhin­ derungssteuerung die Drehzahl des Fahrzeuges rasch her­ abgesetzt werden, indem die Bremskraft innerhalb eines Bereiches verändert wird, in welchem das Fahrzeugrad nicht blockiert. Dagegen kann in der Schlupf-Verhin­ derungssteuerung, wenn das Antriebsrad beschleunigt, die Bremskraft allmählich vermindert werden, so daß eine wirksame Beschleunigung bei Beginn der Bewegung des Fahrzeuges ohne übermäßige Abnahme des Drehmomentes des Antriebsrades erhalten werden kann.

Claims (7)

1. Bremssteuerungssystem für motorgetriebenes Fahrzeug mit

• - einem Hauptzylinder (2), der einen Fluiddruck für eine Bremse erzeugt,
• - einer Bremsvorrichtung mit einem Radzylinder und
• - einem den Hauptzylinder (2) mit dem Radzylinder verbindenden Fluiddurchgang (3),

gekennzeichnet durch

• - ein gewöhnlich offenes Absperrventil (GV), das im Fluiddurchgang (3) vorgesehen ist und während einer Rutsch-Verhinderungssteuerung eines Rades und einer Beschleunigungsschlupf-Verhinderungssteuerung eines Antriebsrades schließt,
• - eine Kompressionszylindervorrichtung (TC), die im Fluiddurchgang (3) zwischen dem Absperrventil (GV) und dem Radzylinder vorgesehen ist und einen darin hin- und herfahrbaren Kompressionskolben enthält, der das Innere der Kompressionszylindervorrichtung in eine Fluidvorratskammer, die mit dem Fluiddurch­ gang in Verbindung steht, und eine rückwärtige Kam­ mer teilt,
• - eine Dekompressionszylindervorrichtung (RC), die im Fluiddurchgang zwischen dem Absperrventil (GV) und dem Radzylinder vorgesehen ist und darin einen De­ kompressionskolben enthält, der das Innere der De­ kompressionszylindervorrichtung in eine Dekompres­ sionskammer und eine hintere Kammer unterteilt,
• - ein gewöhnlich geschlossenes Schließventil (CV), das zwischen der Dekompressionskammer und dem Fluid­ durchgang (3) vorgesehen ist und durch ein Rad­ blockiersignal geöffnet wird,
• - einen Druckspeicher (6), der einen hydraulischen Druck aufbaut, und
• - ein Ventilsystem, das zwischen dem Druckspeicher (6) und der rückwärtigen sowie der hinteren Kammer der Kompressions- und Dekompressionszylindervorrichtungen vorgesehen ist und wahlweise den hydraulischen Druck im Druckspeicher (6) an die rückwärtige und die hin­ tere Kammer während der Rutsch-Verhinderungssteue­ rung des Fahrzeugrades und der Beschleunigungsschlupf- Verhinderungssteuerung des Antriebsrades legt.

2. Bremsteuerungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Kompressionskolben der Kompressions­ zylindervorrichtung durch eine erste Feder zur Seite der rückwärtigen Kammer getrieben ist, und daß der Dekompressionskolben der Dekompressionszylindervor­ richtung durch eine zweite Feder zur Seite der De­ kompressionskammer getrieben ist.

3. Bremssteuerungssystem nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein Schaltventil, das im Fluiddurchgang zwischen dem Hauptzylinder und einem Radzylinder der Bremsvor­ richtung eines angetriebenen Rades vorgesehen ist, das gewöhnlich offen ist und das während der Schlupf- Verhinderungssteuerung schließt, wenn das motorgetrie­ bene Fahrzeug zu fahren beginnt.

4. Bremssteuerungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Ventilsystem ein erstes, gewöhnlich geschlossenes Ventil, das öffnet, um de Druckspeicher mit der rückwärtigen und der hinteren Kammer zu ver­ binden, und ein zweites, gewöhnlich offenes Ventil, das die rückwärtige Kammer und die hintere Kammer mit einem Vorratsbehälter verbindet, aufweist.

5. Bremssteuerungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Durchmesser des Dekompressionskol­ bens größer ist als der Durchmesser des Kompressions­ kolbens.

6. Verfahren zum Betrieb eines Bremssteuerungssystems für ein motorgetriebenes Fahrzeug, um einerseits ein Rutschen eines Antriebsrades des Fahrzeuges bei dessen Abbremsen und andererseits einen Schlupf des Antriebsrades bei Beschleunigung des Fahrzeuges durch Steuerung des hydraulischen Druckes in einem Radzylin­ der einer Bremsvorrichtung des Antriebsrades zu ver­ hindern, dadurch gekennzeichnet, daß die Anstiegs­ geschwindigkeit des hydraulischen Druckes während der Rutsch-Verhinderungssteuerung des Antriebsrades höher ist als während der Schlupf-Verhinderungssteue­ rung des Antriebsrades.