Funktionsweise der elektronischen Bremskraftverteilung

Bildergalerie für Bremsen Elektronische Bremssysteme wie das hier gezeigte Bremssteuerungssystem ESP8 von Bosch erkennen kritische Situationen und helfen dem Fahrer, die volle Kontrolle über das Fahrzeug zu behalten. Weitere Bilder von Bremsen. Mit freundlicher Genehmigung von Bosch

Fahrsicherheit ist seit vielen Jahren ein Schwerpunkt der Automobilindustrie. Autohersteller haben Millionen von Dollar in die Erforschung von Sicherheits- und Regulierungsvorrichtungen gesteckt, und das Ergebnis war eine erstaunliche Verbesserung der Sicherheit selbst der billigsten Fahrzeuge. Es ist jetzt einfacher als je zuvor, ein Auto zu finden, mit dem Sie und Ihre Familie bequem und sicher fahren können.

Nicht wenige der neuen Sicherheitstechnologien für Kraftfahrzeuge basieren auf Computern, Mikroschaltungen, die erkennen können, was das Auto und sein Fahrer tun, und Probleme ausgleichen, die das Wohlbefinden des Autos und seiner Passagiere gefährden können. Einige der beeindruckendsten Sicherheitsverbesserungen betreffen das Bremsen. Die Fähigkeit, ein Auto sicher anzuhalten, ist entscheidend, um Unfälle zu vermeiden. Antiblockiersysteme (ABS) sind mittlerweile in fast allen Fahrzeugen zu finden. Mit zusätzlichen Verbesserungen wie der elektronischen Schleuderkontrolle (ESC) können diese Systeme zusammen mit einem aufmerksamen Fahrer viele Unfälle stoppen, bevor sie jemals passieren.

Eine der erfolgreichsten Verbesserungen an Antiblockiersystemen in jüngster Zeit war elektronisch Bremskraftverteilung, oder EBD. EBD basiert auf dem Prinzip, dass nicht jedes Rad die gleichen Anstrengungen unternehmen muss, um das Auto zum Stillstand zu bringen.

EBD basiert auf dem Prinzip, dass das Gewicht, das von den Rädern Ihres Autos getragen wird, nicht gleichmäßig verteilt ist. Einige Räder tragen eine schwerere Last als andere und erfordern mehr Bremskraft, um das Auto zum Stillstand zu bringen, ohne dass es außer Kontrolle gerät. Darüber hinaus verschiebt sich die Gewichtsmenge, die von einem Rad getragen wird, während des Bremsvorgangs, so dass sich die an jedem Rad erforderliche Kraftmenge schnell ändern kann. Ein EBD-System kann nicht nur erkennen, wie viel Gewicht von jedem Rad getragen wird, sondern auch die Menge an Bremsleistung ändern, die sofort an jedes Rad gesendet wird.

Wie haben die Automobilhersteller dieses kleine technologische Wunder erreicht? Und wie wichtig ist es für Sie, ein Auto mit einem hochmodernen EBD-System zu kaufen? Antworten auf diese Fragen finden Sie auf den nächsten Seiten.

Inhalt

1. Elektronische Bremskraftverteilung erklärt
2. Komponenten für die elektronische Bremskraftverteilung
3. Vorteile der elektronischen Bremskraftverteilung

Die Reibung zwischen den Reifen Ihres Autos und der Fahrbahnoberfläche ist auch für das Beschleunigen und Bremsen von entscheidender Bedeutung. © iStockphoto.com / Greg McCracken

Reifen arbeiten durch Reibung. Wenn Sie auf das Gaspedal treten, bewegt Sie sich aufgrund der Reibung zwischen Reifen und Straße vorwärts. Wenn Sie auf die Bremse treten, verlangsamt Sie die Reibung zwischen den Reifen und der Straße. Deshalb ist es unter eisigen Bedingungen manchmal schwierig, Ihr Auto in Bewegung zu setzen, wenn Sie es möchten - und noch schwieriger, es zum Stillstand zu bringen.

Reibung ist auch das, was das Auto in die Richtung bewegt, in die es fahren soll. Wenn wir beschleunigen, nehmen wir oft an, dass sich das Auto in die Richtung bewegt, in die die Räder zeigen. Wenn es jedoch keine Reibung zwischen dem Reifen und der Straße gäbe, könnte das Auto leicht seitwärts rutschen und außer Kontrolle geraten.

Für die Fahrsicherheit ist es wichtig, die Reibung zwischen Reifen und Straße aufrechtzuerhalten. Es gibt jedoch eine Reihe von Bedingungen, unter denen diese Reibung verloren gehen kann. Eine davon ist die Beschleunigung auf vereisten Straßen, wie oben erwähnt, aber die Reibung kann auch verloren gehen, wenn Sie zu stark bremsen. Das Vorwärtsmoment des Autos kann es mit einer Geschwindigkeit in Bewegung halten, die deutlich höher ist als die Geschwindigkeit, mit der die Reifen durchdrehen. Das nennt man Radblockierung und es ist eine häufige Ursache für Fahrunfälle. Sobald dies passiert ist, greifen die Reifen nicht mehr auf dem Bürgersteig und das Auto fährt weiter in die Richtung, in die es gefahren ist, als der Skid gestartet wurde.

Der Schlüssel zur Vermeidung eines Schleuderns ist der Schlupfverhältnis, die Differenz zwischen der Geschwindigkeit, mit der sich das Auto bewegt, und der Geschwindigkeit, mit der sich der Reifen dreht. Antiblockiersysteme (ABS) können das Schlupfverhältnis der einzelnen Reifen erfassen und die auf jeden Reifen ausgeübte Bremskraft so modulieren, dass das Schlupfverhältnis in einem sicheren Bereich bleibt, wodurch ein Schleudern vermieden wird.

Wenn ein Auto langsamer wird, verlagert sich sein Gewicht nach vorne. In einem Auto mit Frontmotor erhöht das zusätzliche Gewicht vorne den Grip der Vorderreifen, während es den Grip der Hinterreifen verringert. Dies erhöht die Wahrscheinlichkeit, dass die Hinterreifen beim Bremsen blockieren. Wenn die Hinterräder durchrutschen, kann das Auto anfangen zu fischen oder sogar durchdrehen. Traditionell enthielten Bremssysteme ein Dosierventil, um den Vorder- und Hinterreifen die richtige Bremskraft zuzuweisen. Mit ABS bietet das Dosierventil jedoch keine ideale Lösung mehr für das Problem.

Hier kommt die elektronische Bremskraftverteilung (EBD) ins Spiel. Bei der EBD ermittelt ein Computer, der als elektronische Steuereinheit (ECU) bezeichnet wird, das Schlupfverhältnis jedes einzelnen Reifens einzeln. Wenn das Steuergerät feststellt, dass die Hinterräder durchrutschen können, übt es weniger Kraft auf sie aus, während die auf die Vorderräder ausgeübte Kraft beibehalten (oder erforderlichenfalls erhöht) wird. EBD ist auch nützlich, wenn das Auto bremst, während es um eine Kurve fährt. Beim Drehen drehen sich die Außenräder des Autos schneller als die Innenräder. Wenn zu viel Bremskraft auf die Innenräder ausgeübt wird, können diese blockieren, wodurch das Auto übersteuert und außer Kontrolle gerät. EBD kann das Durchrutschen der Innenräder erfassen und die Bremskraft auf diese Räder verringern, ohne die Kraft auf die Außenräder zu verringern.

Wie werden diese elektronischen Wunder vollbracht? Auf der nächsten Seite untersuchen wir die Hardware und Software, mit der ein EBD-System die auf jeden Reifen ausgeübte Bremskraft individuell steuert.

Im Bosch Engineering Center in Abstatt wird ein Präzisionslaser verwendet, um die Eigenschwingung eines Bremssteuergeräts zu messen. Mit freundlicher Genehmigung von Bosch

Die von einem elektronischen Bremskraftverteilungssystem verwendete Sicherheits- und Regelungshardware entspricht weitgehend der von einem Antiblockiersystem ohne EBD verwendeten Hardware. Es ist nur anders programmiert. Für die Zwecke der EBD sind drei verschiedene Hardware-Teile erforderlich: Sensoren, die das Schlupfverhältnis jedes Rads bestimmen können, Ventile, die die Bremskraft modulieren können, die auf jedes Rad wirkt, und eine elektronische Steuereinheit, die die Menge berechnen kann Kraft erforderlich.

Geschwindigkeitssensoren: Um das Schlupfverhältnis eines Rades zu bestimmen, benötigt das EBD-System zwei Informationen: die Geschwindigkeit, mit der sich das Rad dreht, und die Geschwindigkeit des Fahrzeugs. Wenn die Geschwindigkeit, mit der sich das Rad dreht, langsamer ist als die Geschwindigkeit, mit der sich das Auto bewegt, rutscht das Rad und es kann zu einem Schleudern kommen. An jedem Rad ist ein Sensor angebracht, um die Radgeschwindigkeit zu bestimmen. Es gibt keinen speziellen Sensor, um die Vorwärtsbewegung des Autos zu messen. Stattdessen werden die Geschwindigkeitsmessungen aller vier Räder gemittelt, um eine Schätzung der Gesamtgeschwindigkeit des Fahrzeugs zu erstellen.

Bremskraftmodulatoren: Die Bremskraft wird hydraulisch auf die Räder ausgeübt, wobei Bremsflüssigkeit so in die Bremsleitungen gepumpt wird, dass die Bremszylinder pneumatisch aktiviert werden. Das EBD-System kann die Menge an Bremsflüssigkeit, die durch elektrisch betätigte Ventile zu jedem Rad fließt, modulieren.

Elektronische Steuereinheit (ECU): Das Steuergerät ist ein kleiner Computer, der in das Antiblockiersystem eingebettet ist. Es empfängt Eingaben von den Geschwindigkeitssensoren, berechnet das Schlupfverhältnis der Räder und verwendet die Bremskraftmodulatoren, um eine angemessene Kraft aufzubringen, um das Schlupfverhältnis jedes Rads in einem vernünftigen Bereich zu halten.

Die meisten EBD-Systeme enthalten auch a Giersensor, Dies erkennt die Drehung des Fahrzeugs beim Wenden. Dies kann mit dem Lenkradwinkel unter Verwendung von a verglichen werden Lenkradwinkelsensor zu erkennen Übersteuern (zu viel Drehung relativ zum Radwinkel) oder untersteuern (nicht genügend Drehung relativ zum Radwinkel). EBD kann dann die Lenkung korrigieren, indem eine der hinteren Bremsen betätigt wird. Wenn das Auto beispielsweise zu untersteuern beginnt, wird die innere Hinterradbremse aktiviert, um die Drehung des Autos zu erhöhen. Wenn das Auto zu übersteuern beginnt, wird die äußere Hinterradbremse aktiviert, um die Drehung des Autos zu verringern. Der Giersensor kann auch in Verbindung mit verwendet werden elektronische Stabilitätskontrolle (ESC) zur Vermeidung von Überschlagsunfällen.

Wie wichtig ist es für Sie, ein Auto mit elektronischer Bremskraftverteilung zu haben? Auf der nächsten Seite sehen wir uns an, wie EBD Ihnen hilft, sicher zu fahren.

Das Fahren auf eisbedeckten Straßen - oder plötzlich aufkommenden Elchen - ist ein typisches Verkehrsrisiko in Nordeuropa. Bremssteuerungssysteme wie ABS und das Electronic Stability Program (ESP) erhöhen die Sicherheit in diesen kritischen Situationen. Mit freundlicher Genehmigung von Bosch

Stellen Sie sich vor, Sie fahren mit 80,5 Stundenkilometern die Autobahn entlang und sehen ein Hindernis vor sich - zum Beispiel ein angehaltenes Auto. Sie treten auf die Bremse, aber es gibt keinen Raum, um zum Stillstand zu kommen, bevor Sie mit der hinteren Stoßstange des Autos kollidieren. In Ihrer Verzweiflung drehen Sie das Lenkrad zur Seite, um das angehaltene Auto zu umgehen, auch wenn Sie noch auf die Bremse drücken.

Was geschieht? Wenn Ihr Auto über ein traditionelles Bremssystem verfügt, haben Sie möglicherweise kein Glück. Das verlagernde Fahrzeuggewicht kann dazu führen, dass die Reifen blockieren, was Ihre Lenkfähigkeit verringert. Möglicherweise stellen Sie fest, dass Sie das Hindernis nicht rechtzeitig umgehen können. Oder das Auto kann übersteuern und außer Kontrolle geraten. Bei der elektronischen Bremskraftverteilung hingegen blockieren die Reifen Ihres Fahrzeugs nicht und Sie behalten die Lenkfähigkeit. Und das Übersteuern wird verhindert, indem die richtige Bremskraft auf die Innen- und Außenräder aufrechterhalten wird. Infolgedessen verlassen Sie diese Situation eher mit intaktem Auto und unverletzten Passagieren.

Stellen Sie sich jetzt vor, Sie fahren auf einer vereisten Oberfläche oder einer Straße mit Regenwasser. Unter diesen Bedingungen kann Ihr Auto sehr leicht ins Schleudern geraten. Und obwohl EBD die Straßenzustände nicht direkt erfassen kann, kann es sie aus dem Schlupfverhältnis der Räder ableiten und entsprechend kompensieren. Wenn die Bedingungen für jedes Rad unterschiedlich sind - zum Beispiel wenn sich ein Rad auf einer Eisfläche befindet und das andere nicht -, kann dies anhand des Schlupfverhältnisses erkannt werden. Obwohl es keine magische Lösung für das Problem gibt, ein Auto unter schlechten Straßenbedingungen anzuhalten, kann EBD die Notbremsung unter diesen Bedingungen so sicher wie möglich machen.

Ein weiterer weniger offensichtlicher Vorteil von EBD: Wenn Sie den Kofferraum Ihres Autos mit Gepäck beladen, ändert sich die Traktion Ihrer Hinterräder, sodass beim Bremsen mehr Kraft auf diese Räder ausgeübt werden kann. Ein Standard-Proportionalventil würde dieses zusätzliche Gewicht nicht unbedingt berücksichtigen, aber die elektronische Bremsverteilung gleicht das jetzt schwerere Heck Ihres Autos angemessen aus. EBD kann dieses zusätzliche Gewicht nicht direkt erkennen, aber das System wird durch seine Auswirkung auf das Schlupfverhältnis der Reifen darauf aufmerksam.

Um das Offensichtliche zu sagen, ist sicheres Fahren für alle wichtig - auch für Fußgänger. Die Technologie der elektronischen Bremsverteilung und des Antiblockiersystems, insbesondere in Verbindung mit anderen Sicherheitstechnologien wie der Traktionskontrolle und der elektronischen Stabilitätskontrolle, trägt wesentlich zur Fahrsicherheit bei und kann dazu beitragen, dass Sie und Ihre Familie auf langen Fahrten oder nur während der Fahrt sicher sind zum örtlichen Lebensmittelgeschäft.

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Quellen

• Carley, Larry. "Elektronische Bremsverteilung: Neue Technologien bieten Servicemöglichkeiten." Auto importieren. 1. Februar 2009. (3. November 2009) http://www.import-car.com/Article/46362/Electronic.aspx
• Ribbens, William B. "Automotive Electronics verstehen." Sechste Ausgabe. 2003. Elsevier Science. Burlington, Mass.