DE19624331A1 - Hydraulische Kraftfahrzeugbremsanlage mit Blockierschutzregelung und Schaltungsanordnung für eine solche Bremsanlage - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine hydraulische Kraftfahr­ zeugbremsanlage mit elektronischer Blockierschutzregelung, mit einem pedalbetätigten Bremsdruckgeber, mit elektrisch betätigbaren, in den Druckmittelwegen eingefügten Druckmittel-Einlaßventilen und -Auslaßventilen, mit denen der Druckmittelzufluß in die Radbremsen der einzelnen Räder sowie der Druckmittelabfluß in einen Druckausgleichsbehälter der Bremsanlage individuell steuerbar sind, mit Radsensoren zur Ermittlung des Drehverhaltens der Räder sowie mit einer elektronischen Regelschaltung zur Auswertung der Sensorsi­ gnale, zur Erfassung der Fahrsituation und zur Erzeugung von Bremsdrucksteuersignalen.

Eine Schaltungsanordnung für eine Bremsanlage mit elektro­ nischer Blockierschutzregelung gehört ebenfalls zur Erfin­ dung.

Blockiergeschützte Bremsanlagen oder Antiblockiersysteme (ABS) gibt es in großer Typenvielfalt. Besonders bewährt haben sich hydraulische Systeme, bei denen an einen mehr­ kreisigen Bremsdruckgeber oder Hauptzylinder die Radbremsen der einzelnen Räder über elektrisch betätigbare Hydraulik­ ventile angeschlossen sind. Im Druckmittelweg vom Hauptzy­ linder zur Radbremse sitzt ein in der Grundstellung auf Durchlaß geschaltetes Einlaßventil, das in der Konstanthalte- oder Druckabbauphase auf Sperren umgeschaltet wird. Ein in der Ruhestellung gesperrtes, auf Durchlaß um­ schaltbares Auslaßventil befindet sich in einer Rückflußlei­ tung, die von der Radbremse zum Niederdruckspeicher oder - bei den offenen Systemen - zu dem Druckausgleichsbehälter der Bremsanlage führt. Zur Rückführung des in der Druckab­ bauphase abgeleiteten Druckmittels wird je nach System eine Rückförderpumpe (bei geschlossenen Systemen) oder eine aus dem Druckausgleichsbehälter in die Bremskreise fördernde Hydraulikpumpe (bei offenen Systemen) verwendet.

Die Verringerung des Herstellungsaufwandes für solche Anti­ blockiersysteme (ABS) durch Vereinfachung der Systeme und Komponenten, geschickten Aufbau der hydraulischen Bremskrei­ se, durch Verzicht auf Komponenten und durch Übertragung von Funktionen auf die zugehörige Elektronik ist seit langem Gegenstand intensiver Entwicklung. Diesen Bemühungen sind grundsätzlich dadurch Grenzen gesetzt, daß von einer Brems­ anlage auch unter ungünstigen, selten auftretenden Umstän­ den äußerst hohe Zuverlässigkeit erwartet wird. Eine "Er­ schöpfung" des für ein effektives Bremsen erforderlichen Druckmittelvolumens - als Folge von häufigem, lange andau­ erndem Druckabbaus auf glatter Fahrbahn oder von schnell sich ändernden Fahrbahnbedingungen - muß natürlich vermieden werden, um die Bremsenfunktion aufrechtzuerhalten.

Ein wichtiger Kostenfaktor solcher Antiblockiersysteme stellt die Hydraulikpumpe mit dem zugehörigen elektromotori­ schen Antrieb dar. Es wurde daher bereits vorgeschlagen, ein pumpenloses ABS zu verwirklichen. Ein Beispiel hierfür ist die aus der DE 31 09 372 A1 bekannte Bremsanlage, die vor­ sieht, das zur Blockierschutzregelung über die Auslaßventile abgeführte Druckmittel in einem Niederdruckspeicher aufzu­ nehmen, aus dem es dann nach dem Lösen der Bremse in die Bremskreise zurückfließen kann. Dieses bekannte System ent­ hält zwei Bremskreise mit diagonaler Bremskreisaufteilung, bei dem jeder Bremskreis mit einer gemeinsamen Einlaß-/Aus­ laßventilanordnung und außerdem mit einem weiteren elek­ trisch umschaltbaren Einlaßventil ausgerüstet ist, welches in dem zu der Hinterradbremse führenden Druckmittelweg ein­ gefügt ist. Dieses Einlaßventil ist zum einen in Abhängig­ keit von der Blockierschutzregelung und zum anderen last­ abhängig in seine Sperrstellung umschaltbar. Eine völlige Unabhängigkeit der Regelung aller Räder ist also nicht gege­ ben.

Ferner ist aus der DE 43 34 838 A1 (P 7571) eine zweikreisi­ ge hydraulische Bremsanlage mit Blockierschutzregelung be­ kannt, bei der das in der Bremsdruckabbauphase aus den Rad­ bremsen abgeleitete Druckmittel in Niederdruckspeicher ge­ langt, die über zwei getrennte Eingänge für den Anschluß eines Hinterrades und eines Vorderrades verfügen. Beim Er­ reichen eines vorgegebenen Füllgrades des Speichers wird der Druckmittelzufluß aus der Vorderradbremse und damit ein wei­ terer Druckabbau an der Vorderradbremse gesperrt. Bis zu diesem Zeitpunkt bestehen kaum Einschränkungen der ABS-Funk­ tion, obwohl der Volumendurchsatz mit Hilfe besonderer Re­ gelalgorithmen drastisch reduziert wird. Mit Erkennen eines Blockierens eines Vorderrades, wird eine Umschaltung des Regelalgorithmus für die Hinterachse vorgenommen und ein Blockieren der Hinterachse vermieden (Sicherheits-Regel-Mo­ dus). Die Aufrechterhaltung der Bremsenfunktion wird durch die begrenzte Volumenaufnahme der Niederdruckspeicher si­ chergestellt.

Der vorliegenden Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein pumpenloses ABS dieser Art zu entwickeln, das ohne Nie­ derdruckspeicher auskommt und das dennoch, auch in ungün­ stigen Situationen, die gebotene hohe Funktionssicherheit aufweist.

Es hat sich gezeigt, daß diese Aufgabe mit einer Kraftfahr­ zeugbremsanlage der im Anspruch 1 beschriebenen Art zu lösen ist, deren Besonderheit darin besteht, daß ein oder mehrere Wegsensoren zur direkten oder indirekten Erfassung des Wegs und/oder der Position des Pedals und/oder von Kolben des Bremsdruckgebers vorhanden sind, daß in Abhängigkeit von der aktuellen Fahr- oder Fahrbahnsituation, der Bremssituation und dem Vorschub oder der Position des Pedals oder des Kol­ bens die Blockierschutzregelung von einem Standard-Regel-Modus in einen Sicherheits-Regel-Modus umschaltbar ist und daß in dem Sicherheits-Regel-Modus durch die Regelschaltung ein weiterer Bremsdruckabbau in den Vorderradbremsen und ein weiterer Bremsdruckaufbau in den Hinterradbremsen während eines Blockierschutzregelungsvorgangs eingeschränkt, verzö­ gert oder gar gesperrt ist.

Erfindungsgemäß wird also ein pumpenloses ABS auf Basis ei­ nes offenen Systems verwirklicht, das einen oder mehrere Pedalwegsensoren umfaßt und das durch Umschalten in einen Sicherheits-Regel-Modus beim Vorliegen bestimmter Bedingun­ gen eine weitgehend "vollkommene" ABS-Regelung ermöglicht und gleichzeitig sicherstellt, daß die Bremsenfunktion auch bei sehr ungünstigen Bedingungen erhalten bleibt.

Nach einem besonders vorteilhaften Ausführungsbeispiel der Erfindung wird in Abhängigkeit von der aktuellen Fahr(bahn)situation, der Bremsensituation und dem Pedalweg ein Grenzwert für den Pedalvorschub ermittelt, wobei beim Überschreiten dieses Grenzwertes die Umschaltung von dem Standard-Regel-Modus in den Sicherheits-Regel-Modus erfolgt.

Der Grenzwert wird zweckmäßigerweise als Funktion der aktu­ ellen Fahrzeugverzögerung unter Berücksichtigung der Volumenaufnahme-Charakteristik der jeweiligen Radbremse vor­ gegeben. Es ist jedoch auch möglich und in vielen Fällen vorteilhaft, den Grenzwert des Pedalvorschubs in Abhängig­ keit von der Pedalposition beim Einsetzen der Blockier­ schutzregelung und in Abhängigkeit von einem für die Rege­ lung zur Verfügung stehenden Pedalweg nach der Beziehung

S_pGrenz = S_pStart + S_pReg.

vorzugeben.

In den Unteransprüchen sind noch weitere, besonders vor­ teilhafte Ausführungsbeispiele der Erfindung geschildert.

Ferner ist in den Ansprüchen 10-17 eine Schaltungsanord­ nung für eine Bremsanlage dieser Art angegeben, die grund­ sätzlich für pumpenlose ABS mit Niederdruckspeicher mit Vorteil eingesetzt werden kann. Diese Schaltungsanordnung könnte auch die Funktionssicherheit eines mit einer Hydrau­ likpumpe ausgerüsteten ABS erhöhen, z. B. durch Sicherstellen der Bremsenfunktion in extrem ungünstigen Situationen, für die die Hilfsdruckversorgung bzw. die Hydraulikpumpe nicht ausgelegt ist oder nicht ausreicht.

Weitere Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung gehen aus der folgenden Beschreibung weiterer De­ tails anhand der beigefügten Abbildungen hervor.

Es zeigen:

Fig. 1 in schematischer Darstellung die wichtigsten Kompo­ nenten einer blockiergeschützten Bremsanlage nach der Erfindung und

Fig. 2 im Diagramm die Abhängigkeit des Pedalweges und der Pedal-Grenzwerte von der Fahrzeugverzögerung bei einer Bremsanlage nach Fig. 1.

Bei dem Ausführungsbeispiel der Erfindung gemäß Anspruch 1 besteht die Kraftfahrzeugbremsanlage aus einem Bremsdruck­ geber 1, der hier in Form eines Tandem-Hauptzylinders 2 mit vorgeschaltetem, pedalbetätigtem (Pedal 7) Unterdruck-Ver­ stärker 3 ausgebildet ist. Zu der Bremsanlage gehört auch ein Druckausgleichsbehälter 4 und ein Pedalwegsensor 5.

In den Druckmittelwegen oder Bremskreisen I, II, über die in diagonaler Bremskreisaufteilung die Radbremsen der Vorderrä­ der VL, VR und der Hinterräder, HR, HL angeschlossen sind, befinden sich elektrisch betätigbare, in der Ruhestellung oder Grundstellung auf Durchlaß geschaltete Einlaßventile EV₁ bis EV₄. Über in der Grundstellung geschlossene Auslaßventile AV₁ bis AV₄ sind die Radbremsen der einzelnen Räder VL, VR, HR, HL an den Druckausgleichsbehälter 4 des Bremsdruckgebers 1 angeschlossen. Die dargestellte Bremsanlage benötigt im Gegensatz zu bekannten Antiblockiersystemen dieser Art weder ein Hilfsdruckversorgungssystem noch irgendwelche hydrau­ lischen Speicher.

Jedes Rad VL, VR, HL, HR ist mit einem Radsensor S1 bis S4 ausgerüstet, der in bekannter Weise ein das Drehverhalten des Rades darstellendes Signal an die Eingänge E einer Re­ gelschaltung 6 liefert. Diese Regelschaltung 6 symbolisiert eine festverdrahtete oder - vorzugsweise - eine programm­ gesteuerte, auf Basis von Mikrocontrollern aufgebaute Schal­ tungsanordnung, die durch Datenverarbeitung die von den Rad­ sensoren S1 bis S4 gelieferten Radsignale verarbeitet und Bremsdrucksteuersignale erzeugt. Über Ausgänge A sind die einzelnen Einlaß- und Auslaßventile EV₁ bis EV₄ und AV₁ bis AV₄ an die Regelschaltung 6 angeschlossen.

Erfindungsgemäß wird ein "offenes" Hydrauliksystem verwen­ det, bei dem grundsätzlich ein Druckabbau bzw. ein Druck­ mittelabfluß in einen Druckausgleichsbehälter uneinge­ schränkt möglich ist. Daher ist ein Pedalwegsensor 5 erfor­ derlich, um den maximal zulässigen Pedalweg bzw. die Auf­ rechterhaltung eines ausreichenden Restvolumens erkennen zu können.

Der Wegsensor 5 kann vorteilhafterweise zur Vermeidung einer externen Kabelführung in einer an den Hauptzylinder ange­ flanschten Reglereinheit untergebracht werden. Beispiels­ weise läßt sich mit Hilfe von Hall-Sensoren der axiale Vor­ schub des Pedalgestänges oder eines Kolbens magnetisch sen­ sieren, wenn ein solcher Wegsensor in eine entsprechende Ausnehmung in der Wandung des Hauptzylinders eingesetzt wird.

Mit einem solchen offenen System in Verbindung mit dem Weg­ sensor kann eine Bremsanlage mit besonders hoher Funktions­ sicherheit realisiert werden. Dies sollen die folgenden Bei­ spiele erläutern:
Ist ein Auslaßventil undicht, so kann dies bei der Brems­ anlage nach Fig. 1 wie folgt erkannt werden:

• (1) Die durch Auswertung der Radsensor-Signale ermittelte Fahrzeugverzögerung wird einer mit einem Toleranzband verse­ henen Pedalposition zugeordnet. Liegt die mit dem Wegsensor 5 ermittelte Pedalposition außerhalb dieses Toleranzbandes, so liegt ein Fehler im Bremssystem vor. Dieser Fehler kann auch ein schlechter Entlüftungszustand des Bremssystems sein.
• (2) Es werden die Radschlüpfe aller Radbremsen verglichen. Bei einem Kreisausfall weisen die Schlupfwerte der Räder des ausgefallenen Kreises geringere Werte auf.
• (3) Es wird das Einlaßventil der Hinterradbremse geschlossen und folgendes beobachtet:
  (a) Der Radschlupf des Hinterrades nimmt ab, der Radschlupf des Vorderrades nimmt zu, wenn die Pedalposition weiter er­ höht wird, oder:
  (b) der Radschlupf des Hinterrades bleibt konstant, der Rad­ schlupf des Vorderrades nimmt nicht proportional zu, wenn die Pedalposition weiter erhöht wird, oder:
• (4) trifft (a) zu, so bleibt das Einlaßventil der Hinterrad­ bremse geschlossen und die Warnlampe wird angesteuert. Es wird das Auslaßventil mehrfach betätigt, um einen eventuell vorhandenen Schmutzpartikel auszuspülen. Ist keine Verbesse­ rung zu erzielen, so wird danach das zugehörige Einlaßventil bei jeder Bremsbetätigung geschlossen. Es kann beispiels­ weise auch eine Dichtmanschette der Radbremse defekt sein. Die Wirkung für den Fahrer wird sein: Er hat ein kürzeres Pedal und kann noch drei Radbremsen betätigen - auch wenn eine Radbremszylinderdichtung ausgefallen ist. Im Unter­ schied zu einem entsprechenden geschlossenen System, bei dem der Ausfall einer Radbremsendichtung zum totalen Kreisaus­ fall führt, liegen bei diesem System wegen des kürzeren Pe­ dalweges und der besseren Bremswirkung mittels der drei Rad­ bremsen deutlich bessere Bedingungen vor. Daher ist das of­ fene System sicherer als ein entsprechendes geschlossenes Hydrauliksystem.

Entsprechendes gilt für den Fall (b), bei dem dann das Ein­ laßventil des Vorderrades geschlossen wird. Tritt danach keine Verbesserung des Bremsverhaltens auf, so kann die Hauptzylindermanschette defekt sein. Es wird die Warnlampe betätigt.

Fig. 2 dient zur Veranschaulichung der prinzipiellen Wir­ kungsweise der erfindungsgemäßen Bremsanlage. Es sind der Druck p_HZ in Abhängigkeit von der Pedalkraft F, der Pedalweg oder der Pedalvorschub S in Abhängigkeit von der Fahrzeug­ verzögerung b_FZ wiedergegeben. Die Differenz der beiden dar­ gestellten Kurven S_P = f(b_FZ) und S_pGrenz = f(b_FZ) stellt, wie nachfolgend noch näher erläutert wird, den für die Regelung zur Verfügung stehenden Pedalweg S_pReg. dar. Außerdem ist der Zusammenhang zwischen der Fahrzeugverzögerung b_FZ und dem Bremsdruck p angegeben. Der empirisch oder rechnerisch er­ mittelte Grenzwert des Pedalvorschubs S_pGrenz in Abhängigkeit von der Fahrzeugverzögerung ergibt sich durch Berücksichti­ gung bzw. Addition des für die Blockierschutzregelung zur Verfügung gestellten Pedalweges S_pReg.. Die der Darstellung zu entnehmende Differenz zwischen S_pmax und S_pAnschlag berücksichtigt Fertigungstoleranzen, Meßfehler und andere Abweichungen un­ terschiedlicher Art.

Die Funktionsweise der erfindungsgemäßen Bremsanlage ver­ deutlichen die folgenden Situations-Beispiele:

• 1. Anbremsen auf einer Fahrbahn mit homogenem, hohem Reib­ beiwert (µ_highhom):
  Das Bremspedal wird von dem Fahrer mit voller Fußkraft F betätigt. Der durch das Füllen der Radbremsen ansteigende Bremsdruck erreicht Blockierdruckniveau.
  Die Blockiertendenz des betreffenden Rades wird aus dem Raddrehverhalten erkannt und führt über die Regelschal­ tung 6 (Fig. 1) zum Ansteuern und Sperren des betreffen­ den Einlaßventils EV. Sollte zur Wiederherstellung der Radstabilität Druckabbau erforderlich sein, wird zusätz­ lich das zugehörige Auslaßventil AV für die errechnete Zeitspanne geöffnet bzw. auf Durchlaß geschaltet.
  Es schließt sich in einer Weise eine ABS-Regelung an, die zweckmäßigerweise so ausgelegt ist, daß sie mit möglichst geringem Volumendurchsatz oder Volumenabfluß auskommt - natürlich ohne Beeinträchtigung der Blockierschutzrege­ lung.
  Die Bremspedalbewegung während dieses Bremsvorganges wird mit Hilfe des Wegsensors 5 erfaßt und ausgewertet; zweckmäßigerweise ist die zugehörige Elektronik ebenfalls in der Regelschaltung 6 untergebracht.
  Solange das Fahrzeug mit maximal möglicher Verzögerung (b_FZ) abgebremst wird, was in dem vorliegenden Fall eines Bremsvorganges auf homogenem, hohem Reibbeiwert zu erwar­ ten ist, ist lediglich sicherzustellen, daß der Pedalvor­ schub einen vorgegebenen Maximalwert S_pmax nicht über­ schreitet. Der Vorschub bis zum Anschlag der Hauptzylin­ derkolben ist im Diagramm nach Fig. 2 mit S_pAnschlag bezeich­ net. Reduziert man diesen Vorschub bzw. Pedalweg um einen Sicherheitsabstand, der u. a. die Fertigungstoleranzen berücksichtigt, so erhält man den maximal zulässigen Vor­ schub oder Pedalweg S_pmax.
  Erreicht der Vorschub bzw. das Pedal bei maximaler Verzö­ gerung diesen Vorschub oder diese Position S_pmax, werden erfindungsgemäß Maßnahmen eingeleitet, die bewirken, daß der Druck in den Radbremsen der Vorderräder nicht mehr oder nur noch sehr geringfügig abgebaut wird. Dies wird am einfachsten durch Sperren der Auslaßventil-Ansteuerung oder zumindest durch entsprechende Begrenzung der An­ steuerungszeiten dieser Vorderrad-Auslaßventile erreicht.
  Außerdem wird, weil der vorgenannte Grenzwert erreicht ist, die Blockierschutzregelung an den Hinterrädern be­ schränkt. Es wird nur noch ein Bremsdruckabbau in den Hinterradbremsen zugelassen, um die Fahrstabilität des Fahrzeugs zu gewährleisten. Am einfachsten wird dieses Ziel durch Ansteuerung der Einlaßventile EV, nämlich durch Sperren dieser Einlaßventile erzielt.
  Erfindungsgemäß wird also beim Erreichen des Grenzwertes S_pGrenz die Blockierschutzregelung von dem Standard- Regelungs-Modus, bei dem eine Bremsdruckabsenkung und Wiedererhöhung sowohl in den Vorderrad- als auch in den Hinterradbremsen zulässig ist, in einen Sicherheits- Regelungs-Modus umgeschaltet. Dieser Sicherheits- Regelungs-Modus erlaubt in erster Näherung nur noch, wie zuvor erläutert, einen ungehinderten Bremsdruckaufbau an den Vorderrädern und Bremsdruckabbau an den Hinterrädern, um sicherzustellen, daß Bremswirkung und Fahrstabilität ohne oder mit höchstens sehr geringem Druckmittelver­ brauch herbeigeführt wird.
• 2. Anbremsen auf einer Fahrbahn mit homogenem, niedrigem Reibbeiwert (µ_lowhom):
  Der Bremsvorgang beginnt wieder mit einer "normalen" ABS- Regelung; es gilt der Standard-Regel-Modus.
  Das Fahrzeug kann entsprechend dem geringen Reibbeiwert nur mit geringer Verzögerung b_FZ abgebremst werden. In den Radbremsen befindet sich entsprechend dem geringen Druck nur relativ wenig Bremsflüssigkeit. Es ist jederzeit mit einem Wechsel auf eine Fahrbahn mit höherem oder maxima­ len Reibbeiwert (µ_high) zu rechnen; dieser höhere Reibbei­ wert sollte in jedem Fall ganz oder wenigstens zu einem großen Anteil für den Abbremsvorgang ausgenutzt werden, ohne daß der maximale Pedalweg S_pmax überschritten würde. Dies bedeutet, daß das hierfür notwendige Druckmittelvo­ lumen in dem Hauptzylinder bevorratet werden muß. Erfin­ dungsgemäß wird daher die Regelung derart ausgelegt, daß bei einer relativ geringen Fahrzeugverzögerung b_FZ - siehe Fig. 2 - die ABS-Regelung nicht bis zum Erreichen der maximalen Pedalposition S_pmax aufrechterhalten wird. Dies zeigt der Verlauf der Kurve S_pGrenz in Abhängigkeit von der Fahrzeugverzögerung b_FZ in Fig. 2.
  Die Pedalposition, ab der die ABS-Regelung bei geringen Reibwerten eingeschränkt wird, ist mit S_pGrenz bezeichnet. Dieser Wert S_pGrenz ist von der aktuellen Fahrzeugverzöge­ rung b_FZ und von der Volumen-Aufnahmecharakteristik der Radbremsen abhängig; es ergibt sich etwa der in Fig. 2 gezeigte Verlauf.
  Rechnerisch kann der Vorschub- bzw. Pedalwertgrenzwert S_pGrenz gemäß Fig. 2 wie folgt erfaßt werden:
  Der Vorschub bzw. die Pedalposition beim Einsetzen einer Blockierschutzregelung ist mit S_pStart bezeichnet. Für die Regelung wird ein zusätzlicher Pedalweg S_pReg zur Verfügung gestellt. Dieser Pedalweg entspricht in erster Näherung der Differenz aus dem maximal zulässigen Pedalweg S_pmax und der Pedalposition beim Erreichen des Blockierdruckniveaus auf hohem homogenen Reibbeiwert. Dieser Pedalweg ist mit S_phiblock in Fig. 2 bezeichnet. Für den Pedalgrenzwert S_pGrenz gilt also die Beziehung S_pGrenz = S_pStart + S_pmax - S_phighblockDie Differenz S_pmax - S_phighblock gibt näherungsweise den für die Regelung zur Verfügung gestellten Pedalweg wieder - siehe Fig. 2.
  Erreicht der Vorschub die Position S_pGrenz, wird erfin­ dungsgemäß - wie vorher - von dem Standard-Regel-Modus in den Sicherheits-Regel-Modus umgeschaltet. Durch Ansteue­ rung der Ventile wird sichergestellt, daß praktisch nur noch Bremsdruckaufbau an den Vorderrädern und nur noch Bremsdruckabbau an den Hinterrädern - abgesehen von klei­ neren Korrekturmaßnahmen - zulässig ist bzw. erfolgt.
  Bei gleichbleibend niedrigem Reibbeiwert µ_lo wird das Fahrzeug mit nahezu optimaler Verzögerung unter Erhalt der Lenkfähigkeit und Fahrstabilität abgebremst. Bei deutlich zu geringem Schlupf als Folge des Wechsels auf höheren Reibbeiwert wird bei der erfindungsgemäßen Brems­ anlage der Bremsdruck weiter erhöht, an der Vorderachse jedoch nicht mehr oder höchstens in geringem Maße abge­ baut.
• 3. Bremsvorgang auf Fahrbahnen mit unterschiedlichem Reib­ beiwert rechts/links (µ_Split):
  Anfangs unterliegt die Bremsung wieder dem Standard- Regel-Modus.
  Als Folge der µ_Split-Situation kann das Fahrzeug entspre­ chend den Reibbeiwerten nur mit mittlerer Verzögerung abgebremst werden. Die Radbremsen sind in unterschiedli­ chem Maße mit Bremsflüssigkeit gefüllt. Es ist jederzeit mit einem Wechsel auf einen höheren oder gar maximalen Reibbeiwert auf der Fahrbahnseite, auf der momentan der Reibbeiwert gering ist, zu rechnen. Natürlich soll wie­ derum der höhere Reibbeiwert für die Abbremsung genutzt werden. Dies bedeutet, daß das hierfür notwendige Brems­ flüssigkeitsvolumen in dem Hauptzylinder vorhanden sein muß. Erfindungsgemäß wird daher auch in dieser Fahrsitua­ tion keine uneingeschränkte ABS-Regelung bis zum maxima­ len Vorschub S_pmax zugelassen.
  Für den zulässigen Vorschub gilt wiederum der Grenzwert S_pGrenz. Wie Fig. 2 zu entnehmen ist, führt die Fahrzeug­ verzögerung b_FZ, die im Vergleich zu einem Bremsvorgang auf geringem Reibbeiwert (µ_low) höher ist, zu einem hö­ heren zulässigen Vorschub- bzw. Pedalweg-Grenzwert S_pGrenz.
  Die zuvor im Zusammenhang mit einem Bremsvorgang auf ge­ ringem Reibbeiwert (µ_lo) beschriebene Berechnung des zu­ lässigen Pedalweg-Grenzwertes S_pGrenz gilt auch für die vor­ liegende µ_Split-Situation.
  Beim Erreichen der zulässigen Pedalposition S_pGrenz wird wiederum, wie zuvor beschrieben, von dem Standard-Regel- Modus auf den Sicherheits-Regel-Modus umgeschaltet.
  Bei gleichbleibend unterschiedlichem Reibbeiwert rechts/links wird das mit der erfindungsgemäßen Brems­ anlage ausgerüstete Fahrzeug mit fast optimaler Verzöge­ rung unter Erhalt der Lenkfähigkeit und der Fahrstabili­ tät bis zum Stillstand abgebremst. Wird als Folge eines Wechsels auf höheren Reibbeiwert ein deutlich zu geringer Bremsschlupf festgestellt, wird der Bremsdruck an der Vorderachse weiter erhöht, kann dann jedoch nicht mehr abgebaut werden.

Bei Verwendung einer Bremsanlage mit einem Tandem-Hauptzy­ linder ist es grundsätzlich möglich, mit Hilfe von individu­ ellen Wegsensoren die Bewegung beider Kolben zu erfassen und auszuwerten. Es wird dann für jeden Kolben individuell ein Vorschub-Grenzwert S_pGrenz ermittelt, der für den Übergang bzw. die Umschaltung von einem Standard-Regel-Modus auf einen Sicherheits-Regel-Modus maßgeblich ist.

In vielen Fällen wird es jedoch ausreichend und aus Erspar­ nisgründen zweckmäßig sein, lediglich den Vorschub des Druckstangenkolbens eines Tandem-Hauptzylinders mit Hilfe des Wegsensors 5 (Fig. 1) zu erfassen. Ein unterschiedlicher Volumenverbrauch in den beiden Bremskreisen des Tandem- Hauptzylinders läßt sich natürlich allein auf Basis der Vor­ schubmessung des Druckstangenkolbens nicht bestimmen. Des­ halb kann durch Erfassen und Auswerten der Ventilschaltzei­ ten, insbesondere der Durchlaß-Zeitspannen der Einlaßventile EV, während eines Blockierschutz-Regelvorganges der unter­ schiedliche Volumenverbrauch näherungsweise ermittelt wer­ den. Durch einen höheren Sicherheitszuschlag bei der Berech­ nung oder empirischen Ermittlung des Grenzwertes S_pGrenz kann in diesem Fall der maximal möglichen Abweichung des Schätz­ wertes von dem tatsächlichen Wert Rechnung getragen werden und damit der mögliche Fehler ausgeglichen werden.

Es wurde bereits darauf hingewiesen, daß eine Schaltungs­ anordnung der hier beschriebenen Art, die die Ermittlung und Berücksichtigung eines maximal zulässigen Pedalgrenzwertes S_pGrenz zu läßt und eine Umschaltung von einem Standard-Regel- Modus in einen Sicherheits-Regel-Modus beim Erreichen oder Überschreiten dieses Grenzwertes zur Folge hat, auch für blockiergeschützte Bremsanlagen, die mit einer Hydraulikpum­ pe und/oder mit Druckspeichern ausgerüstet sind, von Vorteil sein könnte. Durch solche Maßnahmen ließe sich in speziellen Fällen die Funktionssicherheit der Bremsanlage ohne nennens­ werten zusätzlichen Herstellungs- bzw. Fertigungsaufwand erhöhen.

Claims (17)

1. Hydraulische Kraftfahrzeugbremsanlage mit elektroni­ scher Blockierschutzregelung, mit einem pedalbetätig­ ten Bremsdruckgeber, mit elektrisch betätigbaren, in den Druckmittelwegen eingefügten Druckmittel-Einlaß­ ventilen und -Auslaßventilen, mit denen der Druckmit­ telzufluß in die Radbremsen der einzelnen Räder sowie der Druckmittelabfluß in einen Druckausgleichsbehälter der Bremsanlage individuell steuerbar sind, mit Rad­ sensoren zur Ermittlung des Drehverhaltens der Räder sowie mit einer elektronischen Regelschaltung zur Aus­ wertung der Sensorsignale, zur Erfassung der Fahrsi­ tuation und zur Erzeugung von Bremsdrucksteuersigna­ len, dadurch gekennzeichnet, daß ein oder mehrere Weg­ sensoren (5) zur direkten oder indirekten Erfassung des Wegs und/oder der Position des Pedals (7) und/oder von Kolben des Bremsdruckgebers (1) vorhanden sind, daß in Abhängigkeit von der momentanen Fahr- oder Fahrbahnsituation, der Bremssituation und dem Vorschub oder Position des Pedals (7) oder der Kolben die Bloc­ kierschutzregelung von einem Standard-Regel-Modus in einen Sicherheits-Regel-Modus umschaltbar ist und daß in dem Sicherheits-Regel-Modus durch die Regelschal­ tung (6) ein Bremsdruckabbau in den Radbremsen der Vorderräder (VL, VR) und/oder ein Bremsdruckaufbau in den Radbremsen der Hinterräder (HL, HR) während eines Blockierschutzregelungsvorgangs eingeschränkt, verzö­ gert oder gesperrt ist.

2. Kraftfahrzeugbremsanlage nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Regelschaltung (6) in Abhängig­ keit von der momentanen Fahr- oder Fahrbahnsituation und Bremssituation einen Grenzwert (S_pGrenz) des Pedal­ vorschubs ermittelt und daß beim Überschreiten dieses Grenzwertes (S_pGrenz) die Umschaltung von dem Standard- Regel-Modus in den Sicherheits-Regel-Modus erfolgt.

3. Kraftfahrzeugbremsanlage nach Anspruch 1 oder 2, da­ durch gekennzeichnet, daß der Grenzwert (S_pGrenz) des Pedalvorschubs in Abhängigkeit von der Pedalposition (S) beim Einsetzen der Blockierschutzregelung (S_pStart) und von einem für die Regelung zur Verfügung stehenden Pedalweg (S_pReg.) nach der Beziehung S_pGrenz = S_pStart + S_pReg.vorgegeben wird.

4. Kraftfahrzeugbremsanlage nach Anspruch 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der für die Regelung zur Verfügung stehende Pedalweg (S_pReg.) aus der Differenz zwischen dem maximal zulässigen Pedalvorschub (S_pmax) und dem Pedal­ weg (S_phighblock) bei maximaler Verzögerung des Fahrzeugs ermittelbar ist.

5. Kraftfahrzeugbremsanlage nach Anspruch 1 oder 2, da­ durch gekennzeichnet, daß der Grenzwert des Pedalvor­ schubs (S_pGrenz) als Funktion der aktuellen Fahrzeugver­ zögerung (b_FZ) unter Berücksichtigung der Volumenaufnahme-Charakteristik der jeweiligen Radbrem­ se vorgegeben ist.

6. Kraftfahrzeugbremsanlage nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß, so­ lange der Grenzwert (S_pGrenz) des Pedalweges oder der Pe­ dalposition überschritten ist, ein Druckmittelabfluß über die Auslaßventile (AV_1,4) der Vorderradbremsen ge­ sperrt oder nur bis zu einem begrenzten Betrag zuge­ lassen ist.

7. Kraftfahrzeugbremsanlage nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß, so­ lange der Grenzwert (S_pGrenz) des Pedalweges oder der Pedalposition überschritten ist, ein Druckmittelzufluß über die Einlaßventile (EV_2,3) der Hinterradbremsen ver­ hindert oder auf einen vorgegebenen Wert begrenzt wird.

8. Zweikreisige Kraftfahrzeugbremsanlage nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, mit einem Tandem- Hauptzylinder als Bremsdruckgeber, dadurch gekenn­ zeichnet, daß ausschließlich ein Wegsensor (5) zur Erfassung des Vorschubs und/oder der Position (S) des Druckstangenkolbens vorgesehen ist, und daß zur nä­ herungsweisen Ermittlung von unterschiedlichem Druckmittel-Volumenverbrauch in den beiden- Hydraulik­ kreisen (I, II) der Bremsanlage die Ansteuerungszeiten der Einlaßventile (EV_1,4) während eines geregelten Bremsvorganges erfaßt und ausgewertet werden.

9. Zweikreisige Bremsanlage nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, mit einem Tandem-Hauptzylinder als Bremsdruckgeber, dadurch gekennzeichnet, daß beide Kolben des Tandem-Hauptzylinders mit Wegsensoren aus­ gerüstet sind und daß für jeden Bremskreis ein indivi­ dueller Vorschub-Grenzwert (S_pGrenz) ermittelbar ist.

10. Schaltungsanordnung für eine Bremsanlage mit elektro­ nischer Blockierschutzregelung, mit Radsensoren und mit Pedalwegsensoren, mit elektronischen Schaltungen zur Auswertung der Sensorsignale und zur Erzeugung von Bremsdrucksteuersignalen, dadurch gekennzeichnet, daß in Abhängigkeit von der aktuellen Fahr- oder Fahrbahn­ situation und von der Bremssituation ein Grenz­ wert (S_pGrenz) für den Vorschub oder die Position des Pe­ dals (7) oder einer entsprechenden Meßgröße ermittelt wird und daß beim Überschreiten des Grenzwertes (S_pGrenz) die Blockierschutzregelung von einem Standard-Regel- Modus in einen Sicherheits-Regel-Modus umgeschaltet wird, wobei in dem Sicherheits-Regel-Modus ein (weite­ rer) Bremsdruckabbau in den Vorderradbremsen und/oder ein weiterer Bremsdruckaufbau in den Hinterradbremsen während des Blockierschutzregelungsvorgangs einge­ schränkt, verzögert oder verhindert wird.

11. Schaltungsanordnung nach Anspruch 10, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Sicherheits-Regelungs-Modus, solange der Pedalweg (S) über dem Grenzwert (S_pGrenz) liegt, auf­ rechterhalten wird.

12. Schaltungsanordnung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Grenzwert (S_pGrenz) des Pedalvor­ schubs (S) in Abhängigkeit von der Pedalposition beim Einsetzen der Blockierschutzregelung (S_pStart) und von einem für die Regelung zur Verfügung stehenden Pedal­ weg (S_pReg.) nach der Beziehung S_pGrenz = S_pStart + S_pReg.vorgegeben wird.

13. Schaltungsanordnung nach Anspruch 12, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der für die Regelung zur Verfügung ste­ hende Pedalweg (S_pReg) aus der Differenz zwischen dem maximal zulässigen Pedalvorschub (S_pmax) und dem Pedal­ weg bei maximaler Fahrzeugverzögerung ermittelt wird.

14. Schaltungsanordnung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Grenzwert (S_pGrenz) als Funktion der aktuellen Fahrzeugverzögerung (b_FZ) unter Berück­ sichtigung der Volumenaufnahme-Charakteristik bzw. -kennlinie der jeweiligen Radbremse vorgegeben wird.

15. Schaltungsansordnung nach einem oder mehreren der An­ sprüche 10-14, dadurch gekennzeichnet, daß programm­ gesteuerte oder festverdrahtete Schaltkreise vorhanden sind, die die momentane Pedal- und/oder Kolbenposition mit der aus dem Drehverhalten der Räder abgeleiteten Fahrzeug-Verzögerung vergleichen und die das Über­ schreiten vorgegebener Grenzwerte bzw. eines vorgege­ benen Toleranzbandes als Kriterium zum Erkennen einer Undichtigkeit oder eines schlechten Entlüftungszustan­ des der Bremsanlage auswerten.

16. Schaltungsanordnung nach einem oder mehreren der An­ sprüche 10-15, dadurch gekennzeichnet, daß programm­ gesteuerte oder festverdrahtete Schaltkreise vorhanden sind, die die Radschlupfwerte der an verschiedenen hydraulischen Bremskreisen angeschlossenen Räder ver­ gleichen und die das Auftreten von Radschlupfdifferen­ zen, die auf eine Undichtigkeit eines Bremskreises oder auf einen schlechten Entlüftungszustand hinwei­ sen, signalisieren.

17. Schaltungsanordnung nach einem oder mehreren der An­ sprüche 10-16, dadurch gekennzeichnet, daß programm­ gesteuerte oder festverdrahtete Schaltkreise vorhanden sind, die das Auftreten und/oder die Änderung des Rad­ schlupfes in Abhängigkeit von der Ventilansteuerung ermitteln und auswerten und die, wenn ein für das Vor­ handensein von Schmutzpartikeln typisches Verhalten vorliegt, durch mehrfaches, kurzzeitiges Ansteuern der zugehörigen Auslaßventile ein Ausspülen der Schmutzp­ artikel herbeiführen.