Elektronische Bremssysteme Vom ABS zum Brake-by-Wire Dipl.-Ing. Hans-Rolf Reichel Mit 91 Bildern
Inhalt 1. 1.1 ' 1.1.1 1.2.1 1.2.1.1 1.2.1.2 1.2 1.2.1 1.2.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1. 1.8 2. 2.1 2.2 2.2.1 2.2.2 2.3 2.3.1 2.3.2 2.4 2.5 2.6 Einführung Die konventionelle Bremsanlage Aufbau einer konventionellen Bremsanlage Hauptbremszylinder Radbremse Scheibenbremse Trommelbremse Druckverstärkung Unterdruckverstärker Hydraulischer Verstärker Bremsleitungen/ Bremsschlauchleitungen Bremsflüssigkeit Bremskreisaufteilungen Konstruktive Auslegung einer Fahrzeugbremse Besonderheiten der Bremskraftaufteilung Der Bremsvorgang (Notbremsung) Rad und Reifen Kräfte am Rad Kraftschluss Schlupf in Längsrichtung Kraftschluss in Querrichtung Bestimmen der u-schlupf-kennlinie Trommelprüfstand Versuchsstrecken Verschiedene u-schlupf-kennlinien Darstellung nach Prof. Kamm Zeitverhalten des Rades beim Blockieren 1 10 10 14 15 15 1 21 25 26 30 30 31 32 34 34 35 35 36 39 40 3. Der Weg zum modernen Antiblockiersystem 43 Bremskraftregler von Hailot 43 Bremskraftregler von Wessel 44 Sicherheitsvorrichtung von Möhl 45 Gleitverhinderer von Trappe 46 Bremsvorrichtung von Balk 4 Gleitschutzregler von Möller 4 Bremsvorrichtung von Carmichael /General Motors 48 Bremsdruckregler von Ostwald 49
4. 4.1 4.1.1 4.1.2 4.1.3 4.1.4 4.1.5 4.2 5. 5.1 5.1.1 5.1.2 5.1.3 5.1.4 5.1.5 5.1.6 5.2 5.2.1 5.2.2 5.2.3 5.3 5.4 5.4.1 5.4.2 6. 6.1 6.2 6.3 6.3.1 6.3.2 6.3.3 6.4 Antiblockiersysteme (ABS) Grundlagen Definitionen Vergleich unterschiedlicher ABS-Konfigurationen Antrieb und ABS Radaufhängung Der negative Lenkrollradius Grundkonzept eines Antiblockiersystems Komponenten des ABS Sensoren Massesensor Induktiver Drehzahlsensor Auswertung der Drehzahlsignale Direkte Impulsauswertung Impulsauswertung mittels Trägerfrequenz Aktiver Impulsgeber Verzögerungssensor Wegsensor Blick in die Zukunft ABS-Magnetventile 3/3-Wegeventil (Bosch) 2/2-Wegeventil (Teves) Kombiniertes Ventil (Girling) Druckversorgung Elektronisches Steuergerät Grundsätzlicher Aufbau Bosch Teves Sicherheitskonzepte Regellogik Grundlagen Überlegungen zu den Regelgrößen Praktische Regelstrategien Regelung nach Drehverzögerung / Drehbeschleunigung Regelung nach Schlupf Referenzgeschwindigkeit Regelung nach Drehverzögerung und Schlupf Weitere Regelstrategien Individualregelung (IR) Select-Iow-Regelung (SLR) Select-high-Regelung (SHR) Reibwertabhängige Regelung Reaeluna in Kurven 54 54 55 56 5 61 63 64 68 0 1 1 2 3 4 5 6 8 82 82 83 84 85 93 93 96 98 99 102 102 103
> Giermomentenregelung 103 Schleppmomentenregelung 104 Ausregeln von Radschwingungen 104. Hydraulische Bremskreisläufe für ABS 105.1 Geschlossener Kreislauf mit Rückförderpumpe 106.2 Offener Kreislauf mit Rückförderung und Überströmung 10.3 Geschlossener Kreislauf mit Flow"-Ventil 108.4 Plunger mit Hilfskreis und Hochdruckspeicher 110.5 Plunger mit hydraulischem Steuerkreis 111.6 Plunger mit mechanischem Rückzug 113 8. Antriebs Schlupf-Regelung (ASR) 115 8.1 Grundlägen 115 8.1.1 Alleiniger Motoreingriff 116 8.1.2 Alleiniger Bremseneingriff 118 Regelphilosophie 118 8.1.3 Regelung mit Motor- und Bremseneingriff 1 8.2 Bestandteile des ASR 120 8.3 Einfluss des Motorbremsmoments 121 9. Hergestellte Antiblockier-und Antriebsschlupfsysteme 122 9.1 Vorbemerkung 122 9.2 Entwicklungen der Firma Bosch 123 9.2.1 Bosch ABS 2 S 123 9.2.2 Mercedes/Bosch ABS/ASR 21 125 9.2.3 Bosch ABS/ASR 5 12 9.2.4 BMW/Bosch ASC + T 130 9.3 Entwicklungen der Firma Teves 132 9.3.1 Teves ABS Mark II. 132 9.3.2 Teves Mark II ABS + ASR 13 9.3.3 Teves Mark IV ABS + ASR 138 9.4 Entwicklungen der Firma Girling 142 9.4.1 Stop-Control-System (SCS) 142 9.4.2 Girling ABS/ASR 4/4-F 143 9.4.3 Girling ABS/ASR 4/4-S 145 9.5 Entwicklungen der Firma Bendix 146 9.5.1 Bendix 4.4-ABS/ASR 146 9.6 Entwicklungen der Firma Honda 148 9.6.1 Honda ABS 4w ALB 2 148 9. Weiterentwickluna ABS/ASR 149 10. ABS für Druckluftbremsanlagen 152 10.1 konventionelle Bremsanlage für Nutzfahrzeuge 152 10.2 ABS für Druckluftbremsen - Rückblick 155 10.3 ABS im Nutzfahrzeua 15
11. 11.1 11.2 11.3 11.4 12. 12.1 12.2 12.2.1 12.2.2 12.2.3 12.3 12.3.1 12.4 12.5 12.6 12. 13. 13.1 13.2 13.3 14. 14.1 14.2 14.2.1 14.2.2 14.3 14.3.1 14.3.2 15. 16. 1. Der Bremsassistent Vorgeschichte Technische Ausführung Svstemkomponenten Ausführung BMW Fahrdynamikregelung (ESP) Überblick Regelunasstruktur Unterlaaerter Bremsschlupfreqler ABS Unterlagerter Motorschleppmomentenreqler Unterlagerter Antriebsschlupfregler ASR Die einzelnen Baugruppen Sensoren Elektronisches Steuergerät Hvdroaggregat Ausführung Teves Beispiel für den Einsatz Datenübertragung Grundlagen und Voraussetzungen CAN-Datenbus Zeitgesteuertes Datenbus-Protokoll Brake-by-Wire Stand der Technik und Zukunft Konzept Brake-bv-Wire Elektro-hvdraulische Bremsanlage Elektro-mechanische Bremsanlage Brake-bv-Wire in Nutzfahrzeugen Konzept und Aufbau Svstemfunktionen Glossar Literatur Bildnachweis 1 1 16 1 10 12 12 13 16 18 181 183 18 188 1 1 2 4 8 9 200 208 208 210 213 223 225