DE3937719C2 - Blockiergeschützte, pumpenlose Fahrzeugbremsanlage - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine blockiergeschützte pumpenlose Fahrzeugbremsanlage nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Eine Fahrzeugbremsanlage dieser Gattung ist aus der DE 36 05 146 A1 be­ kannt. Die dort beschriebene Bremsanlage ist so ausgebildet, dass sie in der Lage ist, festzustellen, ob und wann das Fahrzeug nach einem Regelzyklus zur Korrektur des Hinterradschlupfes von einer Straßenoberfläche mit verhältnismäßig geringem Reibbeiwert zu einer Straßenoberfläche mit verhältnismäßig hohem Reibbeiwert gelangt. Dies erfolgt bei der vorgekannten Bremsanlage dadurch, dass die Steuer­ einrichtung die Größe der Raddrehverzögerung des betreffenden Rades überwacht. Liegt kein Radschlupf vor und wird ein vorgegebener Zuwachs der Radverzögerung festgestellt, so zeigt dies, dass das Fahrzeug eine Straßenoberfläche mit höherem Reibbeiwert erreicht hat. Unter diesen Bedingungen öffnet die Steuereinrichtung in gezielter Weise das Trennventil, so dass vom Hauptbremszylinder zusätzlich Bremsdruck der überwachten Radbremse zugeführt werden kann.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine blockierge­ schützte pumpenlose Fahrzeugbremsanlage der angegebenen Gattung so weiterzu­ bilden, dass sie eine Änderung des Reibbeiwertes der Straßenoberfläche mit höherer Genauigkeit berücksichtigt.

Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 gekennzeichnete Erfin­ dung gelöst.

Erfindungsgemäß wird somit ein Verzögerungsbezugswert bestimmt, der die durchschnittliche Hinterraddrehverzögerung während eines Regelzyldus zur Korrektur des Hinterradschlupfes darstellt. Die Steuereinrichtung sorgt für eine zusätzliche Druckbeaufschlagung der Hinterradbremsen, wenn die durchschnittliche Hinterraddrehverzögerung während einer vorgegebenen Zeitspanne im Anschluss an den Regelzyklus um einen vorgegebenen Betrag größer als der Verzögerungsbe­ zugswert ist. Auf diese Weise wird sehr rasch und mit hoher Genauigkeit ein Über­ gang des Fahrzeuges von einer Straßenoberfläche mit geringem Reibbeiwert zu ei­ ner Straßenoberfläche mit einem höheren Reibbeiwert berücksichtigt, so dass der Bremsvorgang entsprechend verkürzt wird.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen definiert.

Anhand der Zeichnungen wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung erläu­ tert. Es zeigt:

Fig. 1 eine blockiergeschützte pumpenlose Fahrzeug-Bremsanlage;

Fig. 2A, 2B Diagramme, die den Verlauf bestimmter Parameter der blockiergeschützten Bremsanlage bei einem Bremsvorgang darstellen;

Fig. 3A, 3B Flussdiagramme zum Veranschaulichen der Funktionsweise der Bremsanlage.

Die in Fig. 1 schematisch dargestellte blockiergeschützte Fahrzeug-Bremsanlage 10 dient zum Regeln der Hinterräder eines vierrädrigen Fahrzeuges, bei dem die Vorderradbremsen des Fahrzeuges nicht geregelt sind. Solch eine Anlage ist beson­ ders geeignet für ein Fahrzeug wie beispielsweise einen kleinen Laster, bei dem das von den Hinterrädern zu tragende Gewicht stark veränderlich ist und die Brems­ kraftaufteilung zwischen Vorder- und Hinterradbremsen schwierig zu regeln ist.

Wie in Fig. 1 gezeigt, ist die hydraulische Bremsanlage mit einem Bremspedal 12 versehen, das einen Zweikreis-Hauptzylinder 14 betätigt. Wenn der Fahrer das Bremspedal 12 niederdrückt, gibt der Hauptzylinder 14 hydraulisches Druckmittel von einem Vorderradkreis-Behälter 14a durch eine hydraulische Lei­ tung 16a und von einem Hinterradkreis-Behälter 14b durch eine hydraulische Lei­ tung 16b an ein herkömmliches Dosierventil 18 ab. Das Dosierventil 18 besitzt zwei Auslassleitungen 18a und 18b, von denen die erste Auslassleitung 18a Hydraulik­ flüssigkeit eines ersten vorgegebenen Drucks an die Vorderradbremsen 19a, 19b und die zweite Auslassleitung 18b Hydraulikflüssigkeit eines zweiten vorgegebenen Drucks an die Hinterradbremsen 20a, 20b abgibt. Wenn auch in der Zeichnung nicht gezeigt, besitzt das Dosierventil 18 typischerweise einen integrierten Druck­ differenzschalter, der auf eine vorgegebene Druckdifferenz zwischen den Auslass­ leitungen 16a und 16b anspricht; diese Druckdifferenz stellt eine Anzeige für einen teilweisen Bremsausfall dar.

Die Bremsanlage besitzt eine Ventileinrichtung 21, die die Druckbeauf­ schlagung der Hinterradbremsen 20a, 20b regelt, wenn sich die Anlage im Regelzu­ stand befindet. Die Ventileinrichtung 21 kann im Prinzip wie in den US-Psen 46 68 023 und 46 73 226 ausgebildet sein. Die Ventileinrichtung 21 enthält ein normaler­ weise offenes Absperrventil 22, das zwischen die Auslassleitung 18b und eine Lei­ tung 24 geschaltet ist, welche das Druckmittel an den Hinterradbremsen 20a, 20b zuführt. Wie noch genau erläutert wird, wird das magnetbetätigte Absperrventil 22 geschlossen, wenn ein drohendes Hinterradblockieren festgestellt wird, um den Druck in der Leitung 24 auf einem praktisch konstanten Niveau zu halten und da­ durch zu vermeiden, dass ein weiterer Druckanstieg in der Auslassleitung 18b an die Leitung 24 weitergeleitet wird.

Die Ventileinrichtung 21 umfasst ferner ein normalerweise geschlossenes Auslassventil 26, das zwischen die Leitung 24 und eine Leitung 27 geschaltet ist. Die Leitung 27 ist mit einem Strömungsmittel-Speicher 28 verbunden. Der Speicher 28 enthält eine volumenveränderliche Speicherkammer 28a, die hydraulische Flüs­ sigkeit enthält. Die hydraulische Flüssigkeit wird auf einem geringfügig erhöhten Druck gehalten, und zwar durch einen gleitbaren Kolben 28b, der durch eine Feder 28c vorgespannt ist. Genauer gesagt, hält die Feder 28c die Hydraulikflüssigkeit im Speicher auf einem Druck, der geringfügig größer ist als der "inaktive" Druck des Strömungsmittels in der Leitung 24.

Wenn das Absperrventil 22 geschlossen ist und der in der Leitung 24 herr­ schende Druck weiterhin einen zu großen Schlupf der Hinterräder verursacht, wird das Auslassventil 26 geöffnet, um Strömungsmittel in den Speicher 28 zu leiten und dadurch den Druck in der Leitung 24 abzusenken sowie ein Blockieren der Hinter­ radbremsen zu vermeiden. Nachdem das Bremspedal 12 entlastet wurde, wird das Absperrventil 22 geöffnet, und das Druckmittel im Speicher 28 kann über ein Rück­ schlagventil 29 in die Leitung 24 zurückströmen. Statt dessen kann das Rück­ schlagventil 29 weggelassen werden, und das Auslassventil 26 kann kurzfristig ge­ öffnet werden, nachdem das Bremspedal losgelassen wurde, um Strömungsmittel im Speicher 28 zur Leitung 24 zurückzuführen.

Ein Rückschlagventil 31 überbrückt das Absperrventil 22 zwischen den Leitungen 18b und 24 und gibt Strömungsmittel aus der Leitung 24 an die Leitung 18b ab, wenn der Druck in der Leitung 24 größer ist als in der Leitung 18b. Wenn somit das Bremspedal losgelassen und das Sperrventil geöffnet wird, kann der hö­ here Druck in der Leitung 24 sowohl durch das geöffnete Absperrventil 22 wie auch durch das Rückschlagventil 31 in die Leitung 18b gelangen.

Die Betätigung des Absperrventils 22 und des Auslassventils 26 wird durch eine als Modul ausgebildete Computer-Steuereinrichtung 30 gesteuert. Das Ab­ sperrventil 22 und das Auslassventil 26 sind magnetbetätigte Ventile mit. Elektro­ magneten 22a und 26a, die mit der Steuereinrichtung 30 durch elektrische Leitun­ gen 32 und 34 verbunden sind. Um festzustellen, ob der Fahrer das Fahrzeug ab­ bremst, ist die Steuereinrichtung 30 über eine Leitung 38 mit einem Bremslicht­ schalter 36 verbunden; hierdurch wird überwacht, ob das Bremspedal 12 niederge­ drückt wird. Die Steuereinrichtung 30. Ist außerdem über eine Leitung 42 mit einem einzelnen Drehzahlsensor 40 verbunden, der die Durchschnittsgeschwindigkeit der Hinterräder erfasst, indem er die Drehung des Differential-Ringrades (nicht gezeigt) abfühlt.

Zusätzlich zur Überwachung der Position des Bremspedals 12 über den Bremslichtschalter 36 sowie der Hinterradgeschwindigkeit übenden Drehzahlsensor 40 ist die Steuereinrichtung 30 über eine Leitung 16 mit einem Druckdiffe­ renz-Schalter 44 verbunden. Der Schalter 44 übt zwei getrennte Funktionen aus. Zum einen dient der Schalter 44 zum Erfassen der am Absperrventil 22 anliegenden Druckdifferenz, wenn sich die Regeleinrichtung im Regelzustand befindet. Zum anderen dient der Schalter 44 zum Erfassen des Zustandes des Auslassventils 26, wenn sich das Fahrzeug in einem normalen Bremszustand und die Regeleinrichtung somit nicht im Regelzustand befindet.

Um seine erste Funktion auszuüben, ist der Druckdifferenz-Schalter 44 so angeschlossen, dass er die Druckdifferenz zwischen den Leitungen 18b und 24 er­ fasst, und er ist in der Lage, die Kontakte 44a zu schließen, um die Leitung 46 zu erden, wenn der Druck in der Leitung 18b größer ist als in der Leitung 24. Wenn sich die Regeleinrichtung im Regelzustand befindet und die Druckdiffe­ renz-Schaltkontakte 44a geschlossen sind, zeigt dies an, dass das Absperrventil 22 geschlossen ist und dass der Druck in der Leitung 18b größer als in der Leitung 24 ist. Wenn die Schaltkontakte 44a offen sind, zeigt dies an, dass der Druck in der Leitung 18b gleich oder kleiner als der Druck in der Leitung 24 ist.

In Fällen, in denen die Kontakte 44a geschlossen und anschließend wieder geöffnet wurden, während der Bremslichtschalter 36 betätigt blieb, zeigt dies eine Situation an, in der der Fahrer zunächst eine relativ große Bremskraft auf das Bremspedal ausgeübt hat, so dass die Bremsanlage einen Regelzyklus durchlief und das Absperrventil geschlossen wurde, um ein Blockieren der Hinterräder zu verhin­ dern, und in der anschließend die auf das Bremspedal ausgeübte Bremskraft verrin­ gert wurde, ohne dass notwendigerweise das Bremspedal völlig losgelassen wurde. In dieser Situation ist es erwünscht, den Regelzyklus aufzuheben und die Bremsan­ lage in ihren normalen Betriebszustand zurückzuführen. Wenn sich somit die Bremsanlage in einem Regelzyklus befindet und die Steuereinrichtung 30 feststellt, dass die Druckdifferenz-Schaltkontakte 44a zu einem Zeitpunkt geschlossen waren, jetzt jedoch geöffnet sind und das Bremspedal immer noch niedergedrückt ist, kehrt die Bremsanlage in ihren normalen Bremszustand zurück. Typischerweise ist die Betriebsweise des Druckdifferenzschalters 44 einer gewissen Hysterese unterwor­ fen, derart, dass die Schaltkontakte 44a nicht zwischen der Schließ- und Öffnungs­ stellung hin- und herspringen, wenn der Druck in der Leitung 18b ungefähr gleich dem Druck in der Leitung 24 ist.

Wenn die Bremsanlage nicht in einem Regelzyklus arbeitet, überprüft der Druckdifferenzschalter 44 den Ventilsitzzustand des Auslassventils 26, indem er den Druck im Speicher 28 überwacht. Zu dieser Zeit sollte der Speicher 28 leer sein, und das normalerweise geschlossene Auslassventil 26 sollte verhindern, dass Druckmittel aus der Leitung 24 in den Speicher 28 gelangt. Wenn jedoch Strö­ mungsmittel durch das Auslassventil 26 hindurch in den Speicher 28 leckt, wird der Druckanstieg in der Leitung 27 von dem Druckdifferenzschalter 24 festgestellt, der daraufhin die Schaltkontakte 44a schließt und somit der Steuereinrichtung 30 ein möglicherweise defektes Auslassventil signalisiert.

Wie in Fig. 1 gezeigt, kann der Druckdifferenzschalter 44 mit einem inte­ grierten Widerstand 44b versehen sein, der zu den Schaltkontakten 44a parallel ge­ schaltet ist. Der Widerstand 44b hat typischerweise einen relativ hohen Wider­ standswert, beispielsweise 10 kohm. Der Widerstand 44b ermöglicht der Steuerein­ richtung 60 eine Überprüfung der "Kontinuität" der Leitung 46, wenn sich die An­ lage nicht im Regelzustand befindet und die Schaltkontakte 44a offen sind. In die­ sen Fällen sollte die Leitung 46 über den Widerstand 44b für einen Signalpfad zur Erde sorgen. Die Steuereinrichtung 30 ist mit einem Bremsausfall-Warnlicht 48 verbunden, das aktiviert wird, wenn ein Ausfall der Bremsanlage festgestellt wird.

Im Prinzip erfasst die Bremsanlage die Hinterrad-Geschwindigkeit und -verzögerung, und beim Abbremsen des Fahrzeuges regelt sie die Druckbeaufschla­ gung der Hinterradbremsen über die Ventileinrichtung 21, um ein Blockieren der Bremsen zu verhindern. Falls eine zu große Verzögerung der Hinterräder festge­ stellt wird, was anzeigt, dass eine Radgeschwindigkeitsabweichung stattgefunden hat und die Hinterradbremsen sich einem Blockierzustand nähern, schließt die Steuereinrichtung 30 das Absperrventil 22, um den Druck in der Leitung 24 auf einem praktisch konstanten Niveau zu halten. Wenn nach Schließen des Absperr­ ventils 22 die Differenz zwischen der Hinterrad-Istgeschwindigkeit und einem berechneten theoretischen Geschwindigkeitsrampenwert größer ist als eine vorge­ gebene Schlupfschwelle und die Hinterradverzögerung größer ist als ein vorgegebe­ ner Betrag, so kann das Auslassventil 26 wahlweise geöffnet werden, um den Druck in der Leitung 24 abzusenken und dadurch den drohenden Blockierzustand zu kor­ rigieren.

In einigen Fällen, nach einer Korrektur eines drohenden Blockierzustandes, ist es zweckmäßig, den Hinterradbremsen zusätzlichen Druck erneut zuzuführen, um die Bremskraft an den Hinterrädern zu erhöhen. Beispielsweise hat es sich als zweckmäßig erwiesen, im Anschluss an den ersten Regelzyklus automatisch zu­ sätzlichen Bremsdruck aufzubringen, um eine zweite Radgeschwindigkeitsabwei­ chung herbeizuführen. Dieses automatische Wiederaufbringen von Bremsdruck stellt sicher, dass während eines geregelten Anhaltens der Hinterradbremse der ma­ ximale geregelte Druck zugeführt wird.

Im Anschluss an den zweiten Regelzyklus erfasst die Steuereinrichtung Än­ derungen in der Verzögerung der Hinterräder, um festzustellen, ob das Fahrzeug von einer Straßenoberfläche wie zum Beispiel Eis, bei der der Reibbeiwert zwi­ schen dem Fahrzeug und der Straßenoberfläche relativ niedrig ist, auf eine Straßen­ oberfläche wie zum Beispiel Beton gelangt, bei der der Reibbeiwert relativ hoch ist. Wenn in diesen Fällen die Vorderräder die Straßenoberfläche mit hohem Reibbei­ wert berühren, bewirken die ungeregelten Vorderradbremsen eine erhöhte Verzöge­ rung des Fahrzeuges, während sich das Fahrzeug von der Straßenoberfläche mit niedrigem Reibbeiwert auf die Straßenoberfläche mit hohem Reibbeiwert bewegt. Unter diesen Umständen kann der Druck in der zu den Hinterradbremsen führenden Leitung 24 erhöht werden, ohne ein Blockieren der Hinterradbremsen zu verursa­ chen. Dies wird durch kurzzeitiges Öffnen des Absperrventils 22 erreicht, wodurch der in der Leitung 18b herrschende höhere Druck an die Leitung 24 weitergegeben wird. Aufgrund der vom Fahrer auf das Bremspedal weiterhin ausgeübten hohen Bremskraft ist der Druck in der Leitung 18b im allgemeinen höher als der Druck in der Leitung 24.

Es wird nun auf die Fig. 2a und 2b Bezug genommen, in denen Kurven dargestellt sind, die dazu benutzt werden, um die Betriebsweise der beschriebenen Steuereinrichtung in bestimmten Bremssituationen zu beschreiben. Die Fig. 2a zeigt die Betriebsweise der Steuereinrichtung, wenn das Fahrzeug auf einer Stra­ ßenoberfläche mit relativ geringem Reibbeiwert zu bremsen beginnt, in den Regel­ zustand gelangt und dann sich während einer zweiten Radgeschwindigkeitsabwei­ chung auf einer Straßenoberfläche mit hohem Reibbeiwert bewegt. Fig. 2b zeigt die Betriebsweise der Steuereinrichtung, wenn das Fahrzeug auf einer Straßenober­ fläche mit geteiltem oder niedrigem Reibbeiwert gebremst wird, wobei ein Hinter­ rad oder beide Hinterräder blockiert bleiben, nachdem Regelmaßnahmen ergriffen wurden. Es sei darauf hingewiesen, dass die Kurvendiagramme der Fig. 2a und 2b und die Flussdiagramme der Fig. 3a, 3b nur den hier interessierenden Teil des Regelverhaltens der Bremsanlage veranschaulichen.

In Fig. 2a ist die Hinterrad-Istgeschwindigkeit durch eine obere Kurve 50 dargestellt, während der Hinterrad-Istbremsdruck durch eine untere Kurve 51 dar­ gestellt ist. Die Betriebsweise des Absperrventils 22 gibt eine Kurve 52 wieder, während die Betriebsweise des Auslassventils 26 durch eine Kurve 53 dargestellt ist. Anfangs, im Zeitpunkt t₀ bewegt sich das Fahrzeug auf einer Straßenoberfläche mit relativ niedrigem Reibbeiwert, wie zum Beispiel Schnee oder Eis, mit einer Ge­ schwindigkeit V_T, ohne dass die Bremsen betätigt werden. Zu dieser Zeit ist das Absperrventil 22 offen, während das Auslassventil 26 geschlossen ist. Im Zeitpunkt t₁, leitet der Fahrer eine Vollbremsung ein, indem er das Bremspedal vollständig niederdrückt, um den Bremsdruck in der Leitung 24 rasch zu erhöhen und somit eine Verzögerung des Fahrzeugs herbeizuführen. Der Bremsdruck in der Leitung 24 reicht anfangs nicht aus, um ein Blockieren der Hinterräder zu bewirken. Kurz nach dem Zeitpunkt t₁ fängt jedoch die Hinterradgeschwindigkeit an, relativ zu der Fahr­ zeug-Istgeschwindigkeit (wie durch die gestrichelte Kurve 55 dargestellt ist) zu "schlupfen", was zur Folge hat, dass die Hinterräder einen ersten Regelzyklus 50a durchlaufen.

Wie in Fig. 2a gezeigt, fängt die Rad-Istgeschwindigkeit 50 nach dem Zeitpunkt t₁ an, gegenüber der Fahrzeug-Istgeschwindigkeit 55 (dargestellt durch den Abschnitt 50b) abzufallen. Vor Beginn des Regelzyklus 50a hat die Steuerein­ richtung 30 einen theoretischen Geschwindigkeits-Rampenwert (nicht gezeigt) berechnet, der die Geschwindigkeit darstellt, mit der sich das Fahrzeug bewegen würde, wenn es um einen vorgegebenen maximalen Betrag, zum Beispiel 1,0 g, ver­ zögert würde. Die Steuereinrichtung 30 fährt fort, die Verzögerung der Hinterräder und die Istgeschwindigkeit der Hinterräder relativ zu dem berechneten Geschwindigkeits-Rampenwert zu überwachen. Wenn die Verzögerung der Hinter­ räder einen vorgegebenen Wert (zum Beispiel 1,3 g) im Zeitpunkt t₂ erreicht, erzeugt die Steuereinrichtung 30 ein Signal, das das Absperrventil 22 schließt, um den Druck in der Leitung 24 auf einem konstanten Niveau P_a zu halten, während der ungeregelte Hinterrad-Bremsdruck der Kurve 51a folgt. Wenn die Differenz zwi­ schen der Fahrzeug-Istgeschwindigkeit 50 und dem berechneten Geschwindig­ keits-Rampenwert größer wird als eine vorgegebene Schlupfschwelle S_t, zeigt dies an, dass ein vorgegebener Schlupf zwischen der Rad-Istgeschwindigkeit und der Fahrzeuggeschwindigkeit vorhanden ist.

In Fig. 2a ist im Zeitpunkt t₃ die Schlupfschwelle S_t überschritten und die Hinterradverzögerung größer als ein vorgegebener Betrag. Zu diesem Zeitpunkt ist die Rad-Istgeschwindigkeit so weit gefallen, dass es zweckmäßig ist, den Druck an den Hinterradbremsen abzusenken, im Bestreben, die Rad-Istgeschwindigkeit der Fahrzeuggeschwindigkeit wieder anzunähern. Die Steuereinrichtung 30 erzeugt so­ mit einen oder mehrere Auslassimpulse 53a, beginnend im Zeitpunkt t₃, um den Hinterradbremsdruck auf einen Wert P_b abzusenken. Die spezielle Anzahl an Aus­ lassimpulsen hängt von der speziellen Ventileinrichtung sowie von der Größe der Druckabsenkung ab, die bei jedem Impuls eintritt. Es versteht sich, dass die gleich­ förmige Breite und der gleichförmige Abstand zwischen einer Reihe von Auslassimpulsen aus Einfachheitsgründen gewählt wurde und es erwünscht sein kann, die Breite und den Abstand der Auslassimpulse zu regeln, um eine ge­ wünschte Druckabsenkkurve zu erzielen.

Allgemein gesprochen, werden die Auslassimpulse 53a ungefähr in dem Zeitpunkt beendet, in dem die Rad-Istverzögerung unter den vorgegebenen Betrag gefallen ist. Wenn die Rad-Istgeschwindigkeit längs des Kurvenabschnittes 50c wieder größer wird und zu der Istgeschwindigkeit zurückkehrt, um den ersten Re­ gelzyklus 50a zu vollenden und den Schlupfzustand zu korrigieren, hat es sich als zweckmäßig erwiesen, automatisch den Hinterradbremsen zusätzlichen Druck wie­ der zuzuführen, um sicher zu stellen, dass die Hinterradbremsen mit dem maxima­ len geregelten Druck versorgt werden.

Wie mit der Kurve 52 gezeigt, wird im Zeitpunkt t₄ nach dem Ende des Kurvenabschnitts 50c eine Folge von Impulsen 52a zum automatischen Wiederauf­ bringen von Bremsdruck erzeugt, um den Hinterradbremsdruck auf einen Wert PC zu erhöhen. Typischerweise hängt die Anzahl der Impulse 52a von der speziellen Ventileinrichtung ab. Die Impulse 52a werden erzeugt, bis ein zweiter Regelzyklus 50e eingeleitet wird. Wie im Falle der Auslassimpulse kann die Breite und der Ab­ stand der Impulse 52a geändert werden, um die Druckerhöhungskurve zu regeln. Wenn im zweiten Regelzyklus 50e die Schlupfschwelle überschritten wird, werden ein oder mehrere Auslassimpulse 53b (im Zeitpunkt t₅) erzeugt, um den Schlupfzu­ stand zu korrigieren und den Hinterradbremsdruck auf einen Wert P_d abzusenken.

Danach, solange der vom Fahrer gelieferte ungeregelte Druck 51a über dem Druck P_d liegt hält die Steuereinrichtung den Druck auf dem Wert P_d, solange der Reib­ beiwert der Straßenoberfläche relativ konstant bleibt. Typischerweise ist der Druck P_d größer als der Druck P_b

In Fig. 2a bewegt sich das Fahrzeug im Zeitpunkt t₆ während des zweiten Regelzyklus 50e von einer Straßenoberfläche mit kleinem Reibbeiwert auf eine Straßenoberfläche mit großem Reibbeiwert. Die Steuereinrichtung 30 ist in der Lage, solch eine Änderung der Straßenoberfläche während eines Regelzyklus fest­ zustellen. Eine derartige Änderung wird dadurch festgestellt, dass zunächst die durchschnittliche Radverzögerung während der Zeitspanne des zweiten Regelzyklus 50e berechnet wird, welche in Fig. 2a durch die Zeitspanne T_R1, dargestellt ist. Durch Messen dieser Zeitspanne und durch Abfühlen der Hinterradgeschwindigkeit V_R1 und V_R2 zu Beginn und am Ende der Zeitspanne T_R1, kann die durchschnittliche Verzögerung berechnet werden, indem die Differenz zwischen V_R1 und V_R2 be­ stimmt und diese Differenz durch die Zeitspanne T_R1 dividiert wird. Danach misst die Steuereinrichtung 30 die Hinterradverzögerung während einer zweiten Zeit­ spanne T_R2 unmittelbar im Anschluss an die Zeitspanne T_R1. Die durchschnittliche Radverzögerung während der Zeitspanne T_R2 kann in der gleichen Weise unter Verwendung der Hinterrad-Geschwindigkeitswerte V_R2 und V_R3 zu Beginn und am Ende der Zeitspanne T_R2 berechnet werden.

Wenn festgestellt ist, dass die durchschnittliche Radverzögerung während der Zeitspanne T_R2 um einen vorgegebenen Betrag größer ist als die durchschnittli­ che Radverzögerung während der Zeitspanne T_R1 zeigt dies eine Situation an, in der sich das Fahrzeug mit hoher Wahrscheinlichkeit während des zweiten Regelzyklus 50e von einer Straßenoberfläche mit niedrigem Reibbeiwert auf eine Straßenober­ fläche mit hohem Reibbeiwert bewegt hat. Wie bereits erwähnt, ist diese erhöhte Verzögerung die Folge der von den Vorderrädern gelieferten höheren Bremswir­ kung, wenn sich das Fahrzeug auf die Straßenoberfläche mit höherem Reibbeiwert bewegt. In diesen Fällen kann der Bremsdruck an den Hinterradbremsen erhöht werden, ohne dass ein Blockieren der Hinterradbremsen zu befürchten ist. Demge­ mäß erzeugt die Steuereinrichtung 30 im Zeitpunkt t₇ Impulse 52b zum Wiederauf­ bringen von zusätzlichem Bremsdruck, um den Druck auf einen Wert P_e zu erhöhen und einen dritten Radgeschwindigkeits-Abweichzyklus bei 50f herbeizuführen. Die Steuereinrichtung 30 erzeugt dann einen oder mehrere Auslassimpulse 53c im Zeit­ punkt t₈, um den Druck auf einen Wert P_f abzusenken und die dritte Radgeschwin­ digkeits-Abweichung zu korrigieren.

Es wird nun auf Fig. 3a Bezug genommen, die ein vereinfachtes Flussdia­ gramm zeigt, welches dazu benutzt werden kann, die in Fig. 2a veranschaulichte Betriebsweise der Steuereinrichtung zusammenzufassen. In Fig. 3a stellt eine Pro­ zessfunktion 60 einen "normalen" Bremszustand dar, unter dem die Regelung nicht aktiviert wurde und der Bremsdruck unter der vollen Kontrolle des Fahrers steht. Unter diesen Bedingungen fährt die Steuereinrichtung fort, die durchschnittliche Hinterradgeschwindigkeit zu erfassen und die Verzögerung sowie den Schlupfwert zu berechnen und diese Werte mit vorgegebenen Schlupfschwellen zu vergleichen. Diese Vergleichsfunktion wird durch einen Verzweigungspunkt 61 dargestellt, in dem die Steuereinrichtung, falls keine Radgeschwindigkeitsabweichung festgestellt wird, dem Zweig NO folgt und in seinem normalen Bremszustand verharrt. Falls jedoch eine erste Radgeschwindigkeitsabweichung festgestellt wurde, folgt die Re­ geleinrichtung dem Zweig YES und gelangt zu einer Prozessfunktion 62, bei der die Regelung aktiviert wird.

In diesem Punkt ist das Absperrventil 22 (zur Zeit t₂) geschlossen, um den Druck anfangs auf dem Wert P_a zu halten, und dann wird das normalerweise ge­ schlossene Auslassventil 26 (zur Zeit t₃) geöffnet, um den Druck auf den Wert P_b abzusenken und die erste Radgeschwindigkeitsabweichung zu korrigieren. Von die­ sem Punkt aus gelangt das Programm zu einer Prozessfunktion 63, bei der im Zeit­ punkt t₄ über die Impulse 52a zusätzlicher Druck aufgebracht wird, um den Druck auf den Wert P_c zu erhöhen und dem zweiten Regelzyklus 50e herbeizuführen. An­ schließend wird eine Prozessfunktion 64 ausgeführt, durch die das Auslassventil 26 über die Auslassimpulse 53b aktiviert wird, um den Druck auf den Wert P_d abzu­ senken und dadurch die zweite Radgeschwindigkeitsabweichung zu korrigieren.

Nachdem die zweite Radgeschwindigkeitsabweichung korrigiert worden ist, führt das Programm eine Prozessfunktion 65 aus, die darin besteht, dass die durch­ schnittliche Radverzögerung R_D während des zweiten Regelzyklus (Zeitspanne T_R1) berechnet wird. Anschließend führt das Programm eine Prozessfunktion 66 aus und berechnet die durchschnittliche Radverzögerung A_D während einer zweiten vorge­ gebenen Zeitspanne T_R2 unmittelbar im Anschluss an die Zeitspanne T_R1. Die durchschnittliche Radverzögerung R_D wird dann mit der durchschnittlichen Radver­ zögerung A_D in einem Entscheidungspunkt 66 verglichen. Wenn die Radverzöge­ rung A_D um einen vorgegebenen Betrag X größer ist als der Radverzöge­ rungs-Bezugswert, zeigt dies eine Situation an, in der sich das Fahrzeug mit hoher Wahrscheinlichkeit während des zweiten Regelzyklus von einer Straßenoberfläche mit kleinem Reibbeiwert auf eine Straßenoberfläche mit hohem Reibbeiwert bewegt hat. Das Programm folgt dann dem Zweig YES und führt dann eine Prozessfunktion 68 aus, bei der die zusätzlichen Impulse 52b zum Wiederaufbringen des Brems­ drucks erzeugt werden, um den Druck auf einen Wert P_e zu erhöhen und einen dritten Regelzyklus 50f auszuführen.

Die dritte Radgeschwindigkeitsabweichung wird dann in der Prozessfunk­ tion 69 korrigiert, indem ein oder mehrere Auslassimpulse 53c erzeugt werden, um den Druck auf einen Wert P_f abzusenken und die dritte Radgeschwindigkeitsabwei­ chung zu korrigieren. Von diesem Punkt aus oder falls die Radverzögerung A_D nicht um einen vorgegebenen Betrag größer als der Radverzögerungs-Bezugswert ist, führt das Programm eine Prozessfunktion 70 aus, welche den Hinterrad-Brems­ druck auf einem praktisch konstanten Niveau hält, es sei denn, dass vorgegebene Betriebsparameter angesprochen werden, die eine zusätzliche Druckregelung für die Hinterradbremsen erforderlich machen würden.

Mit der Steuereinrichtung 30 ist es ferner möglich, festzustellen, ob ein Hinterrad oder beide Hinterräder blockiert bleiben, nachdem Regelmaßnahmen ergriffen wurden, um eine Radgeschwindigkeitsabweichung zu korrigieren. Dieses spezielle Merkmal ist besonders zweckmäßig bei einer Bremsanlage, bei der nur ein einzelner Geschwindigkeitssensor dazu benutzt wird, ein Geschwindigkeitssignal zu erzeugen, das die durchschnittliche Geschwindigkeit zweier oder mehrerer Räder des Fahrzeugs wiedergibt. Dies ist üblicherweise der Fall bei Fahrzeugen mit Hin­ terradantrieb, bei denen ein zentrales Hinterrad-Differentialgetriebe dazu benutzt wird, das Drehmoment zwischen dem linken und rechten Hinterrad des Fahrzeuges aufzuteilen. In diesen Fällen wird ein einziger Drehzahlsensor, wie in Fig. 1 ge­ zeigt, dazu benutzt, die Geschwindigkeit eines Bauteils des Differentialgetriebes abzufühlen, das mit der durchschnittlichen Geschwindigkeit der beiden Hinterräder umläuft.

Es wurde festgestellt, dass das Korrigieren des Radschlupfzustandes eines blockierten Rades besonders schwierig sein kann, wenn das Fahrzeug von der Stra­ ßenoberfläche mit relativ niedrigem Reibbeiwert oder auf einer Straßenoberfläche mit unterschiedlichen Reibbeiwerten abgebremst wird, wenn also die Straßenober­ fläche auf einer Seite des Fahrzeuges einen hohen Reibbeiwert und auf der anderen Seite des Fahrzeuges einen vergleichsweise niedrigen Reibbeiwert hat. Wenn sich jedoch in diesen Situationen feststellen läßt, dass eines der Hinterräder blockiert bleibt, obwohl die Regelung die Radgeschwindigkeitsabweichung zu korrigieren versucht, können Schritte ergriffen werden, um das blockierte Rad zu lösen. Wenn zum Beispiel festgestellt würde, dass eines der Hinterräder trotz eines Versuches, eine Radgeschwindigkeitsabweichung zu korrigieren, blockiert bleibt, so können die normalerweise vorgesehenen üblichen vorgegebenen Betriebsparameter, die für eine zusätzliche Druckbeaufschlagung der Hinterradbremsen sorgen können, so modifiziert werden, dass keine oder weniger Impulse zum Wiederaufbringen von Bremsdruck erzeugt werden. Auch hat es sich als wünschenswert erwiesen, die Routine am Ende des Abbremsvorganges so zu modifizieren, dass die Endabbrem­ sung-Geschwindigkeitsrampe bei der Hälfte ihres normalen Wertes abklingt.

Anhand der Fig. 2b und 3b wird beschrieben, wie die Steuereinrichtung einen derartigen Zustand eines blockierten Hinterrades feststellt. Wie in Fig. 3b gezeigt, stellt eine Prozessfunktion 70 den "normalen" Bremszustand dar, bei dem die Regelung nicht aktiviert wurde und der Bremsdruck unter der vollen Kontrolle des Fahrers steht. Während eines derartigen Bremszustandes fährt die Steuerein­ richtung fort, die durchschnittliche Hinterradgeschwindigkeit abzufühlen und die Verzögerung und den Schlupfwert zu berechnen, um festzustellen, ob eine Radge­ schwindigkeitsabweichung stattfindet, die eine Regelung erfordert.

Genauer gesagt: Wenn eine Radgeschwindigkeitsabweichung in einem Ver­ zweigungspunkt 71 festgestellt wird, folgt das Programm dem Zweig YES und führt eine Prozessfunktion 72 aus, bei der die durchschnittliche Hinterradgeschwindigkeit VR zu Beginn (Zeitpunkt T₀) eines Regelzyklus 73 (Fig. 2b) gespeichert wird. Anschließend führt das Programm eine Prozessfunktion 74 aus, bei der die Rege­ lung aktiviert wird, im Bestreben, die Radgeschwindigkeitsabweichung zu kor­ rigieren. Da jedoch eines der Hinterräder blockiert bleibt, wird die durchschnittliche Hinterradgeschwindigkeit längs einer Rampe 75 stabilisiert, die ungefähr in der Mitte zwischen einer Fahrzeuggeschwindigkeits-Kurve 76 und einem Nullge­ schwindigkeitswert 77 liegt. In dieser Situation rollt eines der Hinterräder mit Fahr­ zeuggeschwindigkeit, während das andere Hinterrad blockiert ist.

Um solch einen Zustand festzustellen, führt das Programm eine Prozess­ funktion 78 aus, bei der eine Fahrzeuggeschwindigkeitsrampe während einer vorge­ gebenen Zeitspanne T entsprechend Fig. 2b bestimmt wird. Anschließend wird eine Prozessfunktion 79 ausgeführt, bei der die Geschwindigkeitsrampe zurück extrapoliert wird (wie in Fig. 2b durch eine gestrichelte Linie 80 angedeutet ist), um eine berechnete Fahrzeuggeschwindigkeit V_C im Zeitpunkt T₀ zu bestimmen. Diese berechnete Fahrzeuggeschwindigkeit wird dann in einem Verzweigungspunkt 81 mit einem vorgegebenen Prozentsatz des durchschnittlichen Radgeschwindig­ keits-Bezugswertes V_R verglichen. In Fig. 2b ist dieser Prozentsatz mit 2/3 des Geschwindigkeits-Bezugswertes VR angegeben.

Falls die berechnete Geschwindigkeit kleiner ist als 2/3 des Geschwindig­ keits-Bezugswertes, zeigt dies an, dass eines der beiden Hinterräder blockiert oder zumindest teilweise blockiert ist. Für diesen Fall hat es sich als zweckmäßig erwie­ sen, das Wiederaufbringen von Bremsdruck zu modifizieren. Das Programm folgt somit am Verzweigungspunkt 81 dem Zweig YES und führt eine Prozessfunktion 82 aus, bei der die das Wiederaufbringen von Bremsdruck steuernden Betriebspa­ rameter, wie oben erläutert, modifiziert werden. Falls jedoch die berechnete Ge­ schwindigkeit größer als 2/3 des Geschwindigkeits-Bezugswertes ist, folgt das Pro­ gramm dem Zweig NO, und es führt eine Prozessfunktion 83 aus, bei der die Re­ gelung mit den standardmäßigen Betriebsparametern für das Wiederaufbringen von Bremsdruck weiterarbeitet.

Claims (9)

1. Blockiergeschützte pumpenlose Fahrzeug-Bremsanlage mit:
einem Hauptbremszylinder und daran über Bremsleitungen angeschlosse­ nen Radbremszylindern,
einer Ventilkombination mindestens in den Bremsleitungen zu den Hinterrädern, die aus einem normalerweise geöffneten Absperrventil und einem normalerweise geschlossenen Auslassventil besteht, wobei das normalerweise ge­ schlossene Auslassventil geöffnet wird, um hydraulische Bremsflüssigkeit dem Bremskreis zu entnehmen und einem Speicherbehälter zuzuführen,
einer Raddrehzahl-Sensoreinrichtung und einer Einrichtung zum. Feststellen der Fahrzeugverzögerung,
einer elektronischen Steuereinrichtung, welche den Schlupf zwischen Rad- und Fahrzeuggeschwindigkeit feststellt und bei Überschreiten einer vorgegebenen Rad-Schlupfschwelle das Absperrventil in der zugehörigen Bremsleitung schließt und danach wahlweise das Auslassventil öffnet, um den Radschlupf zu korrigieren,
wobei die Steuereinrichtung eine Einrichtung enthält, die bei einer durch die Straßenoberfläche hervorgerufenen Erhöhung der Fahrzeugverzögerung (µ- Sprung) den Bremsdruck an den Hinterradbremsen wieder erhöht,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Steuereinrichtung (30) ferner so ausgebildet ist, dass sie einen Ver­ zögerungsbezugswert bestimmt, der die durchschnittliche Hinterraddrehverzöge­ rung während eines Regelzyklus (50e) zur Korrektur des Hinterradschlupfes dar­ stellt, und dass sie für eine zusätzliche Druckbeaufschlagung der Hinterradbremsen (20a, b) sorgt, wenn die durchschnittliche Hinterraddrehverzögerung während einer vorgegebenen Zeitspanne (T_R2) im Anschluss an den Regelzyklus (50e) um einen vorgegebenen Betrag größer als der Verzögerungsbezugswert ist.

2. Blockiergeschützte pumpenlose Fahrzeugbremsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der besagte Regelzyklus (50e) ein zweiter Regelzyk­ lus zur Korrektur eines zweiten Hinterradschlupfes nach einem vorhergehenden ersten Regelzyklus (50a) zur Korrektur eines ersten Hinterradschlupfes ist und dass die Steuereinrichtung (30) nach Beendigung des ersten Regelzyklus (50a) betätigbar ist, um das Absperrventil (22) wahlweise zu öffnen und dadurch den zweiten Hin­ terradschlupf hervorzurufen.

3. Blockiergeschützte pumpenlose Fahrzeugbremsanlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (30) nach dem zweiten Regel­ zyklus (50e) betätigbar ist, um das Absperrventil (22) wahlweise zu öffnen und da­ durch einen dritten Radschlupf hervorzurufen, und danach einen dritten Regelzyk­ lus (50f) zur Korrektur des dritten Radschlupfes durchführt.

4. Blockiergeschützte pumpenlose Fahrzeugbremsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (30) den Verzögerungsbezugswert in Abhängigkeit von zwei Fahrzeuggeschwindig­ keitswerten (V_R1, V_R2) bestimmt, von denen der erste Fahrzeuggeschwindigkeitswert (V_R1) die Drehgeschwindigkeit des zugehörigen Fahrzeugrades unmittelbar vor dem besagten Regelzyklus (50e) und der zweite Fahrzeuggeschwindigkeitswert (V_R2) die Drehgeschwindigkeit des betreffenden Fahrzeugrades unmittelbar nach dem besag­ ten Regelzyklus (50e) darstellt.

5. Blockiergeschützte pumpenlose Fahrzeugbremsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die vorgegebene Zeit­ spanne (T_R2) am Ende des besagten Regelzyklus (50e) beginnt.

6. Blockiergeschützte pumpenlose Fahrzeugbremsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (30) ferner so ausgebildet ist, dass sie nach dem besagten Regelzyklus (50e; 73) in Abhängigkeit von einer vorgegebenen Gruppe von Betriebsparametern den Druck für die Hinterradbremsen (20a, b) wahlweise erhöht und dann feststellt, ob mindes­ tens eine der Hinterradbremsen (20a, b) zumindest teilweise nach dem besagten Regelzyklus (50e; 73) blockiert bleibt, wobei die Steuereinrichtung (30) die vorge­ gebene Gruppe von Betriebsparametern modifiziert, falls mindestens eine der Hin­ terradbremsen (20a, b) zumindest teilweise blockiert bleibt.

7. Blockiergeschützte pumpenlose Fahrzeugbremsanlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Raddrehzahl-Sensoreinrichtung (40) ein Signal erzeugt, das die Durchschnittsgeschwindigkeit der Hinterräder darstellt, und dass die Steuereinrichtung (30) die Ist-Geschwindigkeit des Fahrzeuges bestimmt, und dass die Steuereinrichtung (30) zum Feststellen, ob mindestens eine der Hinterrad­ bremsen (20a, b) zumindest teilweise blockiert bleibt, die Durchschnittsgeschwin­ digkeit der Hinterräder mit der Ist-Geschwindigkeit des Fahrzeugs vergleicht.

8. Blockiergeschützte pumpenlose Fahrzeugbremsanlage nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (30) eine durchschnittli­ che Hinterrad-Istgeschwindigkeit (V_R) zu einem Zeitpunkt (T₀) unmittelbar vor dem besagten Regelzyklus (73) bestimmt, dass die Steuereinrichtung (30) ferner wäh­ rend einer vorgegebenen Zeitspanne (T) nach dem besagten Regelzyklus (50e; 73) eine Radgeschwindigkeitsrampe (75) bestimmt und dann die Radgeschwindigkeits­ rampe (75) zurück bis zu dem Zeitpunkt (T₀) unmittelbar vor dem besagen Regel­ zyklus (73) extrapoliert, um eine berechnete durchschnittliche Hinterradgeschwin­ digkeit (V_C) zu bestimmen, wobei die Steuereinrichtung (30) die vorgegebene Gruppe von Betriebsparametern modifiziert, wenn die berechnete durchschnittliche Hinterradgeschwindigkeit (V_C) um einen vorgegebenen Betrag kleiner als die durchschnittliche Hinterrad-Istgeschwindigkeit (V_R) ist.

9. Blockiergeschützte pumpenlose Fahrzeugbremsanlage nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Raddrehzahl-Sensoreinrich­ tung ein einzelner Drehzahlsensor (40) ist.