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ABS Beschreibung und Funktion

Die ABS/ECS/ESP-Systeme integrieren verschiedene Funktionseinheiten und liefern den erforderlichen Druckvolumenfluss für die Modulation des Bremsmoments infolge der Radschlupfinformationen von den Raddrehzahlsensoren. Das TCS-System dient zur Erzeugung eines Stabilisierungs-Drehmoments am Antriebsrad mit dem größten Schlupf oder zur Reduzierung des Schlupfes an beiden Antriebsrädern und optimiert so die Nutzung der Haftung des oder der anderen Antriebsräder. Das ESP-System stabilisiert das Fahrzeug im Falle einer Gierbewegung des Fahrzeugs, die nicht dem erfassten Lenkwinkel entspricht. Dadurch soll die Gierbewegung des Fahrzeugs mit den Absichten des Fahrers in Einklang gebracht werden. Als Eingangsvariablen für die ESP-Regelung sind die Signale eines Querbeschleunigungssensors, eines Gierwinkelsensors, eines Lenkwinkelsensors und eines Drucksensors sowie die Signale der Raddrehzahlsensoren für die ABS/TCS-Steuerung erforderlich. Darüber hinaus können diese Systeme über ein elektronisches Bremskraftverteilersystem (EBD) verfügen, das anstelle des herkömmlichen Proportionalventils die effektive Bremskraft an den Hinterrädern regelt.

Das MK25E besteht aus einem Gehäuse mit Magnetventilen, integrierter Pumpe und ECU. Jeder m-Bremskreis umfasst Ventilpaare (NO-Einlassventil, NC-Auslassventil), mit denen der Bremsdruck an den Vorderrädern (Einzelradregelung) und an den Hinterrädern (Select-Low-Regelung oder Stabilitätsregelung mit ABS plus) als Reaktion auf geeignete elektrische Signale moduliert werden kann.

Die TCS ICU basiert auf dem ABS MK25E mit zusätzlichen Komponenten im Ventilblock für Eingriff in den Bremsvorgang bei Aktivierung der Traktionskontrolle und aktiver Gierkontrolle. Die Isolierventile mit integriertem Druckentlastungsventil im TCS-Ventilblock ermöglichen einen Aufbau des Bremsdrucks für TCS/ESP-Regelung über die Pumpe durch Nebenschluss unter Umgehung der Stelleinheit. Die elektrischen Wechselventile (ESVs) ändern die Ansaugverbindung der Pumpe von den Niederdruckspeichern zum TMC. Die Ansaugdämpfer optimieren die Ansaugleistung der Pumpe und minimieren die Abreißwirkung am Ende eines TCS-Regelzyklus.

Bevor Sie von diesem Kapitel Gebrauch machen, müssen Sie über Grundkenntnisse hinsichtlich der nachstehend aufgeführten Punkte verfügen. Ohne diese Grundkenntnisse ist die Anwendung der in diesem Kapitel enthaltenen Diagnoseverfahren mit Schwierigkeiten verbunden.

Das MK25E Antiblockier-System (ABS) besteht aus einer konventionellen Hydraulikbremsanlage mit zusätzlichen Antiblockier-Komponenten. Die herkömmliche Bremsanlage besteht aus Vakuum-Bremskraftverstärker, Hauptbremszylinder, Vorderrad-Scheibenbremsen, Hinterrad-Trommelbremsen, verbindenden Bremsleitungen und -schläuchen, Füllstandgeber für Bremsflüssigkeit und der Brems-Kontrollleuchte.

Die ABS-Komponenten umfassen eine Hydraulikeinheit, ein elektronisches Steuergerät der Hydraulikanlage (HECU), eine Systemsicherung, vier Raddrehzahlsensoren (einer je Rad), Verbindungskabel, ABS-Anzeigeleuchte, die DDRP-Anzeige (Entkoppelte Dynamische Bremskraftregelung der Hinterräder) (DDRP-Anzeige ist an das Standlicht angeschlossen) und die Hinterrad-Trommelbremsen.

Die Hydraulikeinheit mit daran befindlichem Steuergerät ABS (EBCM) befindet sich zwischen Ausgleichsbehälter und Motorspritzwand an der linken Seite des Fahrzeugs.

Die Grundausführung des Hydraulikaggregats setzt sich aus Hydraulik-Sperrventilen, 2 Magnetventilen pro Rad, einer Hydraulikpumpe und 2 Druckspeichern zusammen. Das Hydraulikaggregat steuert den Hydraulikdruck zu den Vorderrad-Bremssätteln und hinteren Radzylindern durch Modulation des Hydraulikdrucks, um ein Blockieren der Räder zu verhindern.

Ventilsteuerung

Nur das Trennventil und das elektrische Wechselventil (ESV) für das gesteuerte Rad müssen geschaltet werden. Wenn beide Räder auf einer Seite des Fahrzeugs gesteuert werden, müssen beide Trennventile/ESVs geschaltet werden. Die Trennventil müssen fortlaufend geschaltet werden. In der Tabelle zu Einzelheiten über die Ventilsteuerung während der Druckanstiegs-, Halte- und Reduzierungsphase.

Das elektronische Steuergerät der Hydraulikanlage (HECU) erfüllt die folgenden primären Funktionen:

Wirksames Bremsen und Fahrzeugstabilität zu bieten. Im DDRP-System (Entkoppelte Dynamische Bremskraftregelung der Hinterräder) kommt die Stromversorgung für das Haltemagnetventil hinten von der Zündung. Wenn die folgenden Fehlerbedingungen vorhanden sind, leuchtet die rote Bremswarnleuchte auf.

Das elektronische Steuergerät der Hydraulikanlage (HECU) überprüft fortlaufend die Drehzahl jedes Rades, um festzustellen, ob ein Rad zu rutschen beginnt. Wenn bei einem Rad eine Schlupftendenz festgestellt wird, weist das elektronische Steuergerät der Hydraulikanlage (HECU) entsprechende Ventilstellungen an, um den Bremsflüssigkeitsdruck in einigen oder allen Hydraulikkreisen anzupassen und damit Radschlupf zu verhindern und optimales Bremsen zu ermöglichen. Das elektronische Steuergerät der Hydraulikanlage (HECU) reguliert den Druck in einzelnen Hydraulikkreisen weiterhin, bis keine Schlupftendenz mehr vorhanden ist. Das elektronische Steuergerät der Hydraulikanlage (HECU) überwacht fortlaufend den einwandfreien ABS-Betrieb. Wenn das elektronische Steuergerät der Hydraulikanlage (HECU) einen Fehler erfasst, kann es die ABS-Funktion ausschalten und die ABS-Warnleuchte in der Instrumenteneinheit einschalten. Das elektronische Steuergerät der Hydraulikanlage (HECU) steuert auch die Anzeige der Fehlercodes (Diagnosefehlercodes), wenn es sich im Diagnosemodus befindet.

Das Relais Magnetschalter liefert die Stromversorgung für den Pumpenmotor und die Magnetschalter. Der Schalter im Relais ist normalerweise geöffnet, wird aber während der Initialisierung angewiesen sich zu schließen. Der Relaisschalter bleibt für den restlichen Fahrzyklus geschlossen, solange keine Fehlercodes gesetzt werden, die ein Öffnen des Schalters erfordern. Wird ein Fehlercode gesetzt, der das Relais ausschaltet, erhalten der Pumpenmotor und die Magnetschalter für den restlichen aktuellen Fahrzyklus keine Batteriespannung mehr und ABS funktioniert nicht. Das Relais ist ein integrierter Bestandteil des elektronischen Steuergeräts der Hydraulikanlage (HECU) und kann nicht getrennt gewartet werden.

An jedem Rad gibt es einen Raddrehzahlsensor. Die Sensoren übertragen Raddrehzahlinformationen an das elektronische Steuergerät der Hydraulikanlage (HECU) mittels einer geringen Wechselspannung. Das Signal wird über eine Schnittstelle an das elektronische Steuergerät der Hydraulikanlage (HECU) übertragen, die einen falschen oder geräuschvollen Raddrehzahlsensoreingang an das elektronische Steuergerät der Hydraulikanlage (HECU) verursachen kann.

Die ABS-Warnleuchte befindet sich in der Instrumenteneinheit und leuchtet auf, wenn vom elektronischen Steuergerät der Hydraulikanlage (HECU) eine Funktionsstörung im ABS erfasst wird. Die ABS-Warnleuchte informiert den Fahrer, dass eine Bedingung vorliegt, die die ABS-Funktion ausschaltet. Ist lediglich die ABS-Warnleuchte an, ist normales Bremsen mit voller Bremskraftverstärkung möglich.

Bei folgenden Bedingungen schaltet sich die ABS-Warnleuchte ein.

Die rote Bremswarnleuchte befindet sich in der Instrumenteneinheit und leuchtet auf, um vor einem unnormalen Zustand in der Bremsanlage, der zu einer reduzierten Bremsfähigkeit führen kann, zu warnen. Die Leuchte leuchtet auf, wenn die Feststellbremse betätigt wird oder nicht vollständig gelöst wird, oder wenn der Schalter Bremsflüssigkeitsstand geschlossen ist (wenn der Bremsflüssigkeitsstand im Bremsflüssigkeitsbehälter niedrig ist). Wenn der Schalter Bremsflüssigkeitsstand geschlossen ist (niedriger Stand), bleibt eine Bremswarnleuchte an, bis der Zustand behoben ist. Zudem lassen einige Fehlerarten im System die Leuchte aufleuchten, um die Fahrer über die Sperrung der entkoppelten dynamischen Bremskraftregelung der Hinterräder zu informieren.

Zur Steuerung werden Bremskräfte auf die entsprechenden Fahrzeugräder angewandt, die ein der Gierbewegung entgegengesetztes Drehmoment erzeugen. Das bedeutet, dass ein definierter Druck auf eines oder beide Räder auf der linken Fahrzeugseite bei Gierbewegung nach rechts ausgeübt wird und bei Gierbewegung nach links auf die Radkreise auf der rechten Fahrzeugseite.

Wenn die Bremsen während der ESP-Steuerung betätigt werden, werden die Radkreise, in denen die NO-Ventile geschlossen sind, um die Räder drucklos zu halten dadurch auf das Druckniveau angehoben, welches dem Druck im Tandem-Hauptbremszylinder (TMC) enspricht, indem das EBCM die Einlassventile (NO) entsprechend (Brake-by-Wire) öffnet. Das Druckniveau der gesteuerten Räder wird auch innerhalb der physikalischen Grenzen angehoben, um den Giermoment trotz dem Anheben des Bremsdrucks aufrecht zu erhalten.

Der Bremsdruck im Tandem-Hauptbremszylinder (TMC) versursacht einen entsprechenden Anstieg des Öffnungsdrucks der Trennventile (TMC-Druck wirkt in der Schließrichtung der Trennventile, die nicht druckentlasted sind). Das führt dazu, das die Pumpe den Systemdruck um die Höhe des TMC-Druck anhebt. Dies kann zu nicht akzeptablen hohen Drücken in der Hydraulikanlage (HCU) führen, wenn keine geeigneten Gegenmaßnahmen ergriffen werden.

Aus diesem Grund werden die Trennventile vom EBCM bei 100 bar TMC-Drücken geöffnet, um den Druck zu begrenzen. Ein weiterer Druckaufbau im System durch die Pumpe ist dann unmöglich. Der Druck für die ESP-Steuerung wird jetzt alleine vom TMC geliefert. Wie während der ABS/TCS-Steuerung, wird der Druck in den Radkreisen über die Einlass- und Auslassventile angepasst. Während der Druckreduzierungsphase des Steuerzyklus, werden die elektrischen Wechselventile (ESVs) geschlossen, so dass die abgelassene Bremsflüssigkeit aus den Niederdruckspeichern in die Bremsanlage zurückgebracht werden kann.

Das elektronische Bremskraftverteilersystem (EBD) nutzt außerdem die Wirksamkeit des ABS-Systems, indem es den Schlupf der Hinterräder im Teilbremsbereich steuert und somit das Fahrverhalten im Teilbremsbereichsbetrieb optimiert. Die Bremskraft wird näher an die maximale Bremskraftnutzung der Hinterachse bewegt und elektronisch gesteuert.

Bei Eintritt in das elektronische Bremskraftverteilersystem (EBD) wird die Druckversorgung an die Hinterachse über die NO-Ventile abgeschalten, wenn der Schlupf von wenigstens einem Rad eine definierte Grenze überschreitet. Abhängig vom aktuellen Schlupf der Räder, kann dies von weiteren gemessenen druckaufbauenden Impulsen gefolgt werden. Die Auslassventile werden nur zur Druckreduzierung verwendet, wenn eine Blockiertendenz an der Hinterachse erfasst wird. Generell, die Steueralgorithmusversuche zum Erreichen einer maximalen Nutzung der Bremskraft mit minimaler Ventilaktivität (Geräusch, Pedalreaktion). Da die abgelassenen Mengen im allgemeinen sehr gering sind und somit im Niederdruckspeicher zwischengelagert werden können, ist die Pumpe der Hydraulikanlage (HCU) für die EBD-Funktion nicht erforderlich. Nach Beendigung der EBD-Steuerung wird die Bremsflüssigkeit aus den Niederdruckspeichern über einen kurzen Betrieb der Pumpe in den Bremsflüssigkeitsbehälter abgelassen.

Im Fall eines sehr schnellen Druckanstiegs im Hauptzylinder wird eine Panikbremsung festgestellt und die Funktion hydraulischer Bremsassistent (HBA) wird aktiviert. Die hydraulische Pumpe und die Trennventile beider Hydraulikkreise werden aktiviert. Die Raddruckwerte übersteigen dann den Druck im Hauptbremszylinder. Die aktivierte Funktion Druckversatz in der Konfiguration des hydraulischen Bremsassistenten (HBA) erlaubt eine gewisse Bremsverstärkung, indem ein zusätzlicher Druckversatz während der HBA-Aktivität angewandt wird, anstatt das System immer in ABS zu zwingen. Dieser Druckversatz hängt vom Druckgradienten, der während der HBA-Aktivität erreicht wird ab und folgt der einfachen Regel: je schneller der Fahrer bremst, desto größer ist die Verstärkung, d.h. der Versatz.

Wenn die Raddruckwerte den Blockierdruck erreichen, steuert die normale ABS-Funktion die Stabilität der Räder durch Schalten der Einlass- (NO) und Auslassventile (NC). Somit hat die HBA-Aktivierung den gleichen Effekt, wie wenn der Fahrer mit verstärkter Pedalkraft bremst. Das ist ausreichend zum Erreichen des Blockierdrucks.

Wenn die Pedalkraft maßgeblich verringert wird, stuft die HBA-Funktion dies als die Absicht des Fahrers ein, die Vollbremsung abzubrechen. Daher erfolgt am Ende eines HBA-Vorgangs ein Druckabgleich zwischen dem Druck der Radbremsen und dem Hauptbremszylinder. Dies wird die Durchführung einer gepulsten Öffnung der Trennventile erreicht.

Bergabfahrassistent (DCS) ist ein Geschwindigkeitskontrollzyklus für Geländefahrzeuge, die üblicherweise bei starkem Gefälle verwendet wird. Die Aktivierung kann nur erfolgen, wenn sich das Fahrzeug im ersten oder im Rückwärtsgang befindet und das Gaspedal komplett gelöst ist. Die Kontrollgeschwindigkeit ist fest programmiert und kann nicht vom Fahrer verändert werden. Die Druckreglung an allen vier Rädern wird über die elektrischen Wechselventile (ESVs), die Trennventile und die Pumpenaktivität erreicht.