DE3840564A1

DE3840564A1 - Verfahren zur lastabhaengigen bremskraftregelung bei einem kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE3840564A1
Application number: DE19883840564
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Dr Heier; Dieter Dipl Ing Mnich
Original assignee: Daimler Benz AG
Current assignee: Daimler Benz AG
Priority date: 1988-12-01
Filing date: 1988-12-01
Publication date: 1990-03-08

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur lastabhängigen Bremskraftregelung bei einem Kraftfahrzeug nach der Gat tung des Patentanspruches 1. Diese Merkmale sind aus der DE-OS 36 26 753 bekannt.

Jene Schrift beschreibt eine Fahrzeugbremsanlage, bei welcher ein Achslastgeber auf einen auf das Bremsdruck niveau an den Vorderrädern wirkenden Giermomentabschwä cher einwirkt, so daß auf einer Fahrbahn mit größerem Haftwert laufende Vorderräder bei hoher Last stärker abgebremst werden können als bei niedriger Last. Im besonderen wird der Radbremszylinderdruck sensiert und je nach augenblicklichem Meßergebnis die Druckdifferenz zwischen den Bremszylindern der beiden Fahrzeugseiten abhängig vom Achslastsignal beeinflußt, insbesondere begrenzt.

Eine Berücksichtigung der Druckverhältnisse an der Hin terachse für maximale Bremswirkung der ebenfalls auf unterschiedlich reibwertbehafteter Fahrbahn laufenden Hinterräder erfolgt dabei jedoch nicht. Eine Beeinflus sung des Druckniveaus an den Vorderrädern geschieht allein durch Vorgabe eines je nach Last veränderlichen Druckhöchstwertes. Die Geschwindigkeit des Druckanstiegs ist dabei stets konstant, vgl. Fig. 3 dort. Diese Lösung weist den Nachteil auf, daß wohl eine bessere Bremsstabi lität als mit anderen Anlagen erreicht wird, jedoch auf Kosten eines kürzest möglichen Bremsweges.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur lastabhängigen Bremskraftregelung vorzuschlagen, welches nicht nur eine hohe Bremsstabilität, sondern auch kürzest mögliche Bremswege bei unterschiedlichen Last- und Fahr bahnsituationen erlaubt und auf üblichen elektronischen Antiblockier-Bremsanlagen durchführbar ist, soweit sie über elektronische Raddrehzahlfühler und eine zentrale Auswertungs- und Steuereinrichtung zur Beeinflussung des Bremsdruckes an Radbremsen verfügen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein gattungsge mäßes Verfahren mit dem kennzeichnenden Merkmal des Hauptanspruchs gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind nach Lehre der Unteransprüche gegeben.

Das erfindungsgemäße Verfahren erlaubt sowohl an die Last- als auch an die Rad-Fahrbahn-Reibschlußsituation angepaßt einen schnellstmöglichen Aufbau maximaler Brems kraft bei hoher Fahrstabilität. Durch zeitlich variablen Bremsdruckanstieg je nach Fahrsituation verbleibt dem Fahrzeugführer in jedem FalIe ausreichend Zeit für even tuell notwendiges Gegenlenken. Das erfindungsgemäße Ver fahren ist besonders vorteilhaft anwendbar bei der Brems kraftregelung in Fahrzeugen mit hohem Last-Leer-Verhält nis und/oder kurzem Radstand und/oder hoher Schwerpunkt lage.

Die nachfolgende Beschreibung des erfindungsgemäßen Ver fahrens bedient sich zur Erläuterung der Fig. 1 bis 6. Es zeigen:

Fig. 1 das Schema einer an sich bekannten Bremsanlage, welche zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens Verwendung finden kann;

Fig. 2 die schematische Illustration verschiedener Möglichkeiten zu Lasterfassung;

Fig. 3 Zeitdiagramme des einstellbaren Verlaufes des Bremsmitteldrucks in Radbremszylindern einer bekannten Antiblockier-Bremsanlage;

Fig. 4 Zeitdiagramme des BremsdruckverIaufes bei in Fahrbahnrichtung unterschiedlichen Kraftschuß beiwerten bei bisherigen Lösungen für hohe Fahrstabilität;

Fig. 5 Zeitdiagramme des Bremsdruckverlaufes bei in Fahrbahnrichtung unterschiedlichem Kraftschuß beiwert bei bisherigen Lösungen für kurzen Bremsweg;

Fig. 6 Zeitdiagramme des Bremsdruckverlaufes gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren bei in Fahrbahnrich tung unterschiedlichem Kraftschußbeiwert.

Die Bremsen eines Fahrzeugs müssen so abgestimmt sein, daß das Fahrzeug in vollbeladenem Zustand die gesetzlich vorgeschriebene Mindestverzögerung erreicht, wobei gleichzeitig ein Überbremsen der Hinterachse vermieden werden muß. Bei Fahrzeugen mit hohem Last-Leer-Verhältnis und/oder kurzem Radstand führt die Erfüllung dieser Forderung dazu, daß sie in entladenem Zustand zu Über bremsung neigen und dadurch die Fahrstabilität des entladenen Fahrzeugs beim Bremsen nicht mehr gegeben ist. Um diesen gefährlichen Zustand zu vermeiden, wird bei herkömmlichen Bremsanlagen der Bremsdruck an Hinter- und z. T. auch Vorderachse(n) in Abhängigkeit vom Beladungs zustand des Fahrzeugs gemindert (Automatisch lastab hängige Bremskraftzumessung). Einrichtungen zur Brems kraftregelung von Fahrzeugen haben die Aufgabe, ein Blockieren der Räder zu vermeiden, um bei ausreichender Fahrstabilität einen kurzen Bremsweg zu sichern.

Die Struktur einer hierfür geeigneten elektronischen Antiblockier-Bremsanlage ist in Fig. 1 dargestellt; sie eignet sich ohne Einschränkung auch zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Vorderen und hinteren Rädern VL, VR und HL, HR sind Drehzahlfühler 1 zugeordnet, die über Leitungen 7 Dreh zahlsignale in eine zentrale Auswertungs- und Steuerein richtung 2 einspeisen. Über einen Signalpfad 5 sind demselben Signale der Fahrzeugreaktion, z. B. die Fahr zeugverzögerung oder ein Giermoment charakterisierend, zuführbar. Über einen Signalpfad 6 ist der Einrichtung 2 eine Information über den Lastzustand des Fahrzeugs ein gebbar, z. B. von einem nicht gezeigten Lastgeber oder -einsteller. Über individuelle elektrische Steuerleitun gen 8 beaufschlagt die Einrichtung 2 einzelnen Radbremsen 4 zugeordnete Druckbeeinflussungsmittel 3, welche über Druckleitungen 9 von den Bremskreisen versorgt werden. Bremsleitungen 10 stellen die Verbindung zwischen Druck beeinflussungsmitteln 3 und Radbremsen 4 an Vorder- und Hinterachse her.

Fig. 2a veranschaulicht die einfachste Möglichkeit der Einholung eines Lastsignals für die Einrichtung 2. Ge zeigt ist ein vom Fahrzeugführer zu betätigender Vor wahlschalter 20 mit zwei Stellungen "Leer" und "Beladen". Fig. 2b zeigt die Gewinnung eines Lastsignales mittels eines druckmittelbetätigten Schalters 21. Er wird vom Druck in der Ausgangsleitung 24 eines lastabhängigen Bremsdruckreglers 22 betätigt, welcher aus einem Brems kreis 23 versorgt wird und über ein Abtastmittel 25 eine Lastinformation erhält. Fig. 2c versinnbildlicht die Ansteuerung der Einrichtung 2 durch einen Achsfederweg schaltkontakt 26. Fig. 2d zeigt den Fall der Lastsensie rung durch einen Analoggeber 27, etwa eine Kraftmeßdose an der Fahrzeugfeder oder -achse, die eine Kraft (F) z. B. in eine elektrische Spannung (U) umwandelt.

Fig. 3 zeigt Zeitdiagramme von Bremsdruckverläufen in den Radbremszylindern auf Fahrbahnen mit in Fahrtrichtung unterschiedlichen Kraftschlußbeiwerten, z. B. auf Asphalt (Kurve 30, 31, 32, 33) und Eis (Kurve 34); eine getaktete Druckbeeinflussung ist zugrunde gelegt.

Die Kurve 30 veranschaulicht den Verlauf des Druckauf baues für große Kraftschlußbeiwerte, etwa bei trockener und rauhfester Fahrbahn. Kurve 31 betrifft beispielhaft den Fall eines schnellen Aufbaues einer Bremsdruckdiffe renz zwischen linken und rechten Rädern VL und VR bei unterschiedlichen Kraftschlußbeiwerten. Es werden hohe Bremskräfte realisiert, ein Giermoment wird schnell auf gebaut, ein kurzer Bremsweg bei geringer Fahrstabilität ist das Ergebnis. Kurve 32 betrifft beispielhaft den Fall eines mittelschnellen Aufbaues einer entsprechenden Bremsdruckdifferenz bei unterschiedlichen Kraftschlußbei werten. Als Kompromiß werden mittlere Bremskräfte bei reduziertem Giermoment, und ein längerer Bremsweg bei verbesserter Fahrstabilität erreicht. Kurve 33 betrifft den Fall eines sehr langsamen Aufbaues einer entsprechen den Bremsdruckdifferenz bei unterschiedlichen Kraft schlußbeiwerten. Geringe Bremskräfte, ein geringes Gier moment, ein langer Bremsweg bei guter Fahrstabilität werden erzielt. Kurve 34 repräsentiert den Druckverlauf an der Blockiergrenze bei sehr niedrigen Kraftschlußbei werten, etwa bei vereister Fahrbahn.

Fig. 4 zeigt Druckverlaufspaarungen bei in Fahrbahnrich tung unterschiedlichen Kraftschußbeiwerten, wie sie mit bekannten Bremsverfahren zur Erzielung hoher Fahrstabili tät Anwendung finden. Bei hohen Kraftschlußbeiwerten folgt der Vorderachsbremsdruck P _V der Kurve 32, während er bei niedrigen Kraftschlußbeiwerten der Kurve 34 folgt. Dazu werden die Bremsdrücke an den Vorderrädern zunächst nach dem kleinsten Bremsdruck geregelt (Select-Low-Rege lung) und nach einer gewissen Zeit wird - um dem Fahr zeugführer ausreichend Zeit zum Gegenlenken einzuräumen - der Druck am stärker bremsbaren Rad angehoben (Giermo mentaufbauverzögerung, modifizierte Individualregelung). Der Hinterachsbremsdruck P _H folgt sowohl bei hohen als auch niedrigen Kraftschlußbeiwerten der Kurve 34. Bei spielsweise bei Personenkraftwagen liegt dieser Fall vor; die Bremskräfte an beiden Hinterrädern richten sich dabei häufig nach dem kleinsten Bremsdruck, um ein Blockieren eines Rades der Hinterachse zu vermeiden (Select-Low- Regelung).

Fig. 5 zeigt entsprechende Druckverlaufspaarungen, wie sie mit bekannten Bremsverfahren zur Erzielung eines kurzen Bremsweges Anwendung finden, etwa bei hoch zula dungsfähigen Nutzfahrzeugen. Bei hohen Kraftschlußbeiwer ten folgt der Vorderachsbremsdruck P _V der Kurve 32, wäh rend er bei niedrigen Kraftschlußbeiwerten der Kurve 34 folgt. Dazu werden die Bremsdrücke an den Vorderrädern zunächst meist nach dem kleinsten Bremsdruck geregelt (Select-Low-Regelung) und dann der Druck am stärker bremsbaren Rad angehoben, um dem Fahrzeugführer ausrei chend Zeit zum Gegenlenken einzuräumen. Der Hinterachs bremsdruck P _H folgt bei hohen Kraftschlußbeiwerten der Kurve 30, während er bei niedrigen Kraftschlußbeiwerten der Kurve 34 folgt. Es liegt insoweit eine Individualre gelung der Bremsdrücke an den Hinterrädern vor, um ins gesamt ein Größtmaß an nutzbarer Bremskraft zu rekru tieren.

Fig. 6 veranschaulicht demgegenüber die verfahrens gemäße Verbesserung als Gegenstand der Erfindung, die restliche Kompromisse zwischen Bremsweg und Fahrstabili tät bei lastabhängiger Bremsdruckreduzierung in herkömm lichen Antiblockier-Bremsanlagen beseitgt.

Bei unbeladenem Fahrzeug folgt der Hinterachsbremsdruck P _H sowohl bei großem aIs auch kleinem Kraftschlußbeiwert der Kurve 34 (Select-Low-Regelung) und bewirkt eine gute Fahrstabilität. Der Vorderachsbremsdruck P _V folgt bei kleinem Kraftschlußbeiwert der Kurve 34 und bei großem Kraftschlußbeiwert der Kurve 31. Eine verfahrensgemäße Steuerung bzw. Abstimmung der Anstiegsgeschwindigkeit des Vorderachsbremsdruckes am Rad mit großem Kraftschluß beiwert nach Kurve 31 bewirkt auch bei Select-Low-Rege lung an der Hinterachse einen kurzen Bremsweg.

Bei beladenem Fahrzeug folgt der Hinterachsbremsdruck P _H bei kleinem Kraftschlußbeiwert der Kurve 34 und bei großem Kraftschlußbeiwert der Kurve 30 (Individual-Rege lung). Dadurch wird ein kurzer Bremsweg bewirkt. Der Vorderradbremsdruck P _V des Rades mit kleinerem Kraft schlußbeiwert folgt weiterhin der Kurve 34. Die last abhängige Steuerung bzw. Änderung der Anstiegsgeschwin digkeit des Vorderradbremsdruckes des Rades mit großem Kraftschlußbeiwert (Kurve 33) bewirkt auch bei Indivi dual-Regelung an der Hinterachse eine gute Fahrstabili tät.

Die im beladenen Zustand kraftschlußbeiwertabhängige Umschaltung von einer Select-Low-Regelung der Bremsdrücke an den Hinterrädern zur Individualregelung des Bremsdruc kes jedes einzelnen Hinterrades erfolgt verfahrensgemäß automatisch. Durch diese Maßnahme wird bei hoher Fahrsta bilität unter allen Last- und Reibschlußbedingungen eine höchtmögliche Bremsausnutzung aller Räder und somit ein kürzestmöglicher Bremsweg erzielt.

Claims

1. Verfahren zur Bremskraftregelung bei einem Kraft fahrzeug mit einer elektronisch gesteuerten Druckmittel bremsanlage, welche umfaßt

- einzelnen Rädern zugeordnete erste Fühler zum Erfassen ihres augenblicklichen Drehverhaltens und zur Abgabe ent sprechender Drehzahlsignale;
wenigstens einen zweiten Fühler zur Eingabe oder Erfassung einer Lastvorgabe bzw. Achslast oder von Radaufstandskräften und zur Abgabe eines entsprechenden Lastsignals;
- ein elektronisches Auswertungs- und Steuergerät, welchem besagte Drehzahlsignale und besagtes Lastsignal zuführbar sind;
- von diesem Auswertungs- und Steuergerät elektrisch ansteuerbare Druckbeeinflussungsmittel, die einzelnen Radbremsen zur Beeinflussung ihres Bremsdruckes vorge schaltet sind;

wobei das elektronische Auswertungs- und Steuergerät Drehzahlsignale von ersten Fühlern mit vorgegebenen Dreh verzögerungs-, Beschleunigungs- und/oder Schlupfschwellen vergleicht und bei Über- oder Unterschreiten der Schwel len Steuersignale zur Senkung, Beibehaltung oder Erhöhung der Radbremsdrücke nach Maßgabe einer Regelung unter halb der Blockiergrenze erzeugt, dadurch gekennzeichnet, daß im Auswertungs- und Steuergerät eine logische Auswer tung des Lastsignales dahingehend vorgenommen wird, daß bei Über- bzw; Unterschreiten einer vorgebbaren Schwelle des Lastsignals bzw; der Hinter- und/oder Vorderachsla sten bzw. Radaufstandskräfte die Bremskraftregelung der Räder der Hinterachse(n) von einer gemeinsamen Regelung nach der kleinsten Bremskraft eines Rades (Select-Low- Regelung) umgestellt wird auf individuelle Regelung der Bremskräfte für jedes einzelne Hinterrad und umgekehrt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Über- bzw. Unterschreiten einer vorgebbaren Schwelle des Lastsignals bzw. der Hinter- und/oder Vor derachslasten bzw. Radaufstandskräfte die Anstiegsge schwindigkeit des Druckaufbaues und damit die Verzögerung des Giermomentaufbaues an der Vorderachse verändert wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Über- bzw. Unterschreiten einer vorgebbaren Schwelle des Lastsignals bzw. der Hinter- und/oder Vor derachslasten bzw. Radaufstandskräfte sowohl an der Vor derachse die Anstiegsgeschwindigkeit des Druckaufbaues und damit die Verzögerung des Giermomentaufbaues verän dert als auch an der Hinterachse die Bremskraftregelung der Räder von einer gemeinsamen Regelung nach der klein sten Bremskraft umgestellt wird auf individuelle Regelung jeden Rades und umgekehrt.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine manuelle Eingabe des Lastzustandes in besagten zweiten Fühler erfolgt.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die statischen und/oder dynamischen Hinter- und/oder Vorderachslasten bzw. Radaufstandskräfte ermittelt und zur Beeinflussung der Anstiegsgeschwindigkeit des Druck aufbaues und damit zur Veränderung der Verzögerung des Giermomentaufbaues an Vorder- und Hinterachse herangezo gen werden.