DE3540366A1 - Verfahren und bremsanlage zur regelung des antriebsschlupfes - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Regelung des Antriebsschlupfes von Kraftfahrzeugen und mit Hilfe von Radbremsen, die durch Druckmittel betätigt werden und die zum Aufbau des Bremsdruckes für bestimmte, aus dem Drehverhalten der Räder abgeleitete Zeitspannen an eine Hilfsdruckquelle angeschlossen werden. Bremsanlagen zur Durchführung des Verfahrens gehören ebenfalls zur Erfindung.

Es ist bereits bekannt, zur Regelung des Antriebsschlupfes die Bremsanlage des Kraftfahrzeuges einzusetzen. Hierzu bietet es sich an, ein Blockierschutzregelsystem, das über eine Hilfsdruckquelle und Sensoren zur Messung des Raddrehverhaltens verfügt, so zu erweitern, daß auch bei nicht betätigter Bremse - nämlich bei zu hoher Antriebskraft bzw. zur Regelung des Antriebsschlupfes - über zusätzliche Druckmittelwege ein Bremsdruck in den angetriebenen Rädern aufgebaut werden kann (beispielsweise OS 33 38 826, OS 34 07 538, OS 34 07 539). MIt Hilfe von elektromagnetisch betätigten Mehrwegeventilen wird entweder via Bremsdruckgeber oder direkt eine Verbindung zwischen der Druckquelle und der Radbremse des durchdrehenden Rades hergestellt. Die Höhe der erforderlichen Bremsenergie wird dabei mit den Rechenschaltungen im elektronischen Regler aus dem Raddrehverhalten ermittelt und durch Bemessung der Ansteuerzeichen bzw. der Durchlaßzeiten des Ventiles, das in Verbindung zwischen der Druckquelle und der Radbremse herstellt, vorgegeben. Die Güte der Regelung ist dabei von der Genauigkeit beim Dosieren des Druckes abhängig. Die Impulse oder Impulsfolgen, die die Durchlaßzeiten der Ventile bestimmen, müssen daher ganau eingestellt werden, zumal über diese Ventile die Radbremsen direkt an die Hilfsdruckquelle und somit an ein sehr hohes Druckniveau angeschaltet werden. Hierbei ergeben sich mit den bekannten Verfahren und Bremsanlagen Schwierigkeiten. Zu Beginn einer Bremsbetätigung müssen nämlich zuerst das sogen. Lüftspiel und andere Leerwege überwunden bzw. die Bremsen angelegt werden, bevor eine Bremswirkung entstehen kann. Nun ist jedoch das für die Überbrückung dieser Leerwege erforderliche Volumen an Drückübertragungsmittel als Folge von Fertigungstoleranzen, Einstellung der Bremsen, ungleiche Abnutzung usw. sehr verschieden, so daß sich durch eine zeitlich fest vorgegebene Füllphase bzw. Umschaltdauer der Bremsdruck- Einlaßventile kein gleichmäßiges Druckniveau in den einzlnen Radbremsen einstellen kann.

Zur Überwindung dieser Leerwege ist derzeit ein zeitlich fester Füllpuls vorgesehen, mit dem die Bremsdruck-Einlaßventile für eine bestimmte konstante Zeitdauer auf Durchlaß umgeschaltet werden. Ein gleichmäßiges Druckniveau in den Radbremsen läßt sich dadurch nicht erreichen; vielmehr wird je nach überbrücktem Leerweg ein unterschiedlicher Druck durch den konstanten Füllpuls aufgebaut. Die Dosierung des Druckes während der anschließenden Antriebsschlupfregelung leidet unter dieser anfänglichen Ungenauigkeit.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die geschilderten Schwierigkeiten zu überwinden und im Rahmen der Antriebsschlupfregelung die Auswirkungen der unterschiedlichen Leerwege, die bis zum Anlegen der Bremse zu überwinden sind, auf das Dosieren des Bremsdruckes und damit auf die Regelgenauigkeit zu eliminieren. Dieses Ziel sollte mit einfachen Mitteln und ohne nennenswerten Mehraufwand erreicht werden.

Es hat sich nun gezeigt, daß sich diese Aufgabe bei einem Verfahren der eingangs genannten Art dadurch lösen läßt, daß in einer Anfangsphase zu Beginn des Bremseingriffs kurzzeitig ein zum Überwinden von Leerwegen, Lüftspielen und dergl. bzw. zum Anlegen der Bremse gerade ausreichender Druck in den Radbremsen (zumindest) der angetriebenen Räder eingesteuert wird.

Nach einem besonders zweckmäßigen Ausführungsbeispiel der Erfindung wird in der Anfangsphase der Druck in den Radbremsen auf einen vorgegebenen Wert begrenzt. Hierzu kann ein vorgespanntes Ventil, das auf den zum Anlegen der Bremsen erforderlichen Druck von z. B. 3 bis 10 bar eingestellt ist, mit einem Druckausgleichsbehälter verbunden werden.

Eine Bremsanlage zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens besitzt einen Bremsdruckgeber, eine Hilfsdruckquelle, einen Druckausgleichsbehälter und Mehrwegeventile zum Einsteuern von Druck aus der Hilfsdruckquelle in die Radbremsen, ferner Radsensoren sowie eine elektronische Regelschaltung zum Erzeugen von Bremsdruck-Steuersignalen. Bei dieser Bremsanlage besteht erfindungsgemäß die Besonderheit darin, daß Druckmittelleitungen vorgesehen sind, die die Radbremsen der angetriebenen Räder mit dem Druckausgleichsbehälter verbinden und in die elektromagnetisch betätigbare, stromlos gesperrte Mehrwegeventile sowie auf den Druck in der Anfangsphase eingestellte Ventileinrichtungen eingefügt sind.

Nach einem Ausführungsbeispiel ist es günstig, vorgespannte Rückschlagventile als Ventileinrichtungen einzusetzen. Hierbei ist es zur Einsparung von Mehrwegeventilen möglich, jedem angetriebenen Rad ein separates Rückschlagventil zuzuordnen, das über ein gemeinsames, normalerweise gesperrtes 2/2-Wegeventil mit dem Druckausgleichsbehälter verbunden ist.

Erfindungsgemäß wird also mit einer einfachen Maßnahme, die mit geringem Aufwand zu realisieren ist, eine erheblich genauere Einstellung des Bremsdruckes und Regelung des Antriebsschlupfes ermöglicht, weil Toleranzen und Abnutzungserscheinungen, die den Leerweg beeinflussen, in der Anfangsphase ausgeglichen werden. Im Gegensatz zu bisherigen Verfahren und Bremsanlagen wird dadurch die Nullage bzw. der Bezugsdruck zu Beginn des geregelten des Bremsdruckesaufbaus festgelegt. Verzögertes Ansprechen der Regelung infolge eines relativ hohen Leerwegs, unerwünschte Druckdifferenzen in den Radbremsen der angetriebenen Räder usw. werden mit Sicherheit vermieden.

Weitere Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung gehen aus der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der beigefügten Abbildung vor.

In der Darstellung sind schematisch vereinfacht die wichtigsten Baugruppen der erfindungsgemäßen Bremsanlage und die hydraulische Zusammenschaltung der Teile in einem Kraftfahrzeug mit Vorderradantrieb wiedergegeben.

Zu der abgebildeten Bremsanlage gehört ein zweikreisiger hydraulischer Bremskraftverstärker 1, der hier aus einem Hauptzylinder 2 und einem Bremskraftverstärker 3 besteht. Ein Bremspedal 4 ist ebenfalls symbolisch dargestellt.

Eine Hilfsdruckquelle setzt sich in diesem Ausführungsbeispiel aus einer elektromotorisch angetriebenen Hydraulikpumpe 5 und einem hydraulischen Druckspeicher 6 zusammen. Die Saugseite der Pumpe 5 ist an einen Druckausgleichsbehälter 7, der auch als Druckausgleichs- und Vorratsbehälter des Bremsdruckgebers 1 dient, angeschlossen.

Es handelt sich hier um eine blockiergeschützte Bremsanlage, die durch einen zusätzlichen hydraulischen Anschluß über die Leitungen 9, 10, in die Einlaßventile E 11, E 12 eingefügt sind und die die Bremsen 13, 14 der angetriebenen Vorderräder VR, VL mit der Hilfsdruckquelle (5, 6) verbinden, und durch eine Ergänzung der elektronischen Regelschaltung innerhalb eines Reglers 15, zu einem Antriebsschlupfregelsystem erweitert ist.

Zur Bremsschlupfregelung sind in die beiden hydraulischen Kreise I, II, die jeweils zu diagonalen Rädern VR, VL bzw. VL, HR führen, Einlaß-, Auslaßventile E 16-19, A 20- 23 eingefügt. Mit diesen Ventilen E, A 16-23 wird, um ein Blockieren der Räder zu verhindern und den Bremsschlupf im optimalen Bereich zu halten, radindividuell der Bremsschlupf konstant gehalten, abgebaut und zur gegebenen Zeit wieder erhöht. Als Einlaßventile E 16-19 lassen sich z. B. stromlos offene 2/2-Wegeventile verwenden, die während der Regelphase durch ein elektromagnetisches Signal auf Sperren umgeschaltet werden können. Die Auslaßventile A 20-23 sind dagegen normalerweise, d. h. im stromlosen Zustand, gesperrt und lassen sich durch elektrische Signale auf Durchlaß umschalten, worauf dann zum Druckabbau Druckmittel in den Druckausgleichsbehälter 7, 7′ abfließt.

Die Bremsdruck-Steuersignale, die zur Umschaltung der Einlaß- und Auslaßventile E, A 16-23 dienen, werden mit Hilfe des elektronischen Reglers 15 erzeugt. Die Informationen über das Raddrehverhalten erhält der Regler 15 über Radsensoren 24 bis 27. Nach logischer Verknüpfung stehen dann an den Ausgängen a ₁ bis a _n Signale zur Verfügung, die über hier nicht dargestellte Signalleitungen zu den Einlaßventilen EV (E 16-19) und Auslaßventilen AV (A 20-23) und zu einem zusätzlichen Auslaßventil A 28 geleitet werden.

Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, mit dem die Verbesserung der Antriebsschlupfregelung erreicht wird, sind die Radbremsen 13, 14 der beiden angetriebenen Räder VR, VL jeweils über ein vorgespanntes Rückschlagventil 29 bzw. 30 und über das zusätzliche Auslaßventil 28 mit einer Rückflußleitung 31, die zu dem Druckausgleichsbehälter 7 führt, verbunden.

Die Vorspannung der Rückschlagventile 29, 30 wird jeweils mit einer Feder 32, 33 erreicht, die ein Öffnen der Rückschlagventile erst zulassen, nachdem ein zum Anlegen der Bremsen 13, 14 gerade ausreichender Druck entstanden ist.

Erfindungsgemäß wird zu Beginn einer Antriebsschlupfregelung in einer Anfangsphase für eine sehr kurze Zeitspanne, die zu keiner nennenswerten Verzögerung des Bremseneingriffes führt, zunächst das zusätzliche Auslaßventil A 28 erregt. Dadurch wird das Ventil 28 auf Durchlaß umgeschaltet, so daß der über die Einlaßventile E 11, E 12 aus der Hilfsdruckquelle 5, 6 eingesteuerter Druck die Leerwege in den Bremsen 13, 14 überwinden und die Bremsen anlegen kann, wobei jedoch der Bremsdruck auf den durch die Federn 32, 33 der vorgespannten Rückschlagventile 29, 30 eingestellten Öffnungsdruck begrenzt wird. Es stellt sich somit ein definiertes, gleichmäßiges Druckniveau in den Radbremsen 13, 14 der angetriebenen Räder VR, VL ein. Nach dieser Anfangsphase fällt dann das Auslaßventil 28 in seine Grundstellung zurück, in der es gesperrt ist, so daß nunmehr durch Vorgabe der Umschaltzeiten für die Einlaßventile E 11, E 12 der zur optimalen Antriebsschlupfregelung erforderliche, durch den Regler 15 ermittelte und in entsprechende Ansteuerungssignale für die Ventile E 11, E 12 umgesetzte Bremsdruck in den Radbremsen 13, 14 genau eingestellt werden kann. Die hierbei zu erwartenden Abweichungen bzw. Druckdifferenzen sind sehr gering, weil durch die beschriebene Anfangsphase oder Füllphase der Radbremszylinder ein Bezugspunkt für den Druckaufbau geschaffen wurde.

Claims (7)

1. Verfahren zur Regelung des Antriebsschlupfes von Kraftfahrzeugen mit Hilfe von Radbremsen, die durch Druckmittel betätigt werden und die zum Aufbau des Bremsdruckes für bestimmte, aus dem Drehverhalten der Räder abgeleitete Zeitspannen an eine Hilfsdruckquelle angeschlossen werden, dadurch gekennzeichnet, daß zu Beginn des Bremseneingriffes in einer Anfangsphase kurzzeitig ein zum Überwinden von Leerwegen, Lüftspielen und dergl. gerade ausreichender Druck in die Radbremsen (13, 14) zumindest der angetriebenen Räder (VR, VL) eingesteuert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Anfangsphase der Druck in den Radbremsen (13, 14) auf einen vorgegebenen Wert begrenzt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Radbremsen (13, 14) in der Anfangsphase über vorgespannte Ventileinrichtungen (29, 30), die auf den zum Anlegen der Bremsen (13, 14) erforderlichen Druck eingestellt sind, mit einem Druckausgleichsbehälter (7) verbunden werden.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck in der Anfangsphase auf drei bis 10 bar begrenzt wird.

5. Bremsanlage zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4, mit einem Bremsdruckgeber, einer Hilfsdruckquelle, einem Druckausgleichsbehälter und mit Mehrwegeventilen zur Einsteuerung von Druck aus der Hilfsdruckquelle in die Radbremsen der angetriebenen Räder, ferner mit Radsensoren und einer elektronischen Regelschaltung zur Erzeugung von Bremsdruck- Steuersignalen, dadurch gekennzeichnet, daß Druckmittelleitungen (31) vorgesehen sind, die die Radbremsen (13, 14) der angetriebenen Räder (VR, VL) mit dem Druckausgleichsbehälter (7) verbinden und in die elektromagnetisch betätigbare, stromlos gesperrte Mehrwegeventile (28) sowie auf dem Druck in der Anfangsphase eingestellte Ventileinrichtungen (29, 30) eingefügt sind.

6. Bremsanlage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventileinrichtungen (29, 30) als vorgespannte Rückschlagventile, die auf den Druck in der Anfangsphase eingestellt sind, ausgebildet sind.

7. Bremsanlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß jedem angetriebenen Rad (VR, VL) ein separates Rückschlagventil (29, 30) zugeordnet ist und daß diese Rückschlagventile über ein gemeinsames, normalerweise gesperrtes 2/2-Wegeventil (28) mit dem Druckausgleichsbehälter (7) verbunden sind.