42 Antiblockiersystem (ABS)
|
Allgemeines
-------------------------------
Mit ABS ausgerüstete Fahrzeuge haben bei Voll-
bremsung folgende Vorteile :
Fahrzeug bleibt lenkfähig
Spurstabilität bleibt erhalten
Kürzestmöglicher Bremsweg
Das in diesem Fahrzeug verwendete Anti-
blockiersystem (ABS) arbeitet analog zu dem in
anderen Mercedes-Benz Fahrzeugen verwende-
ten System. Es unterscheidet sich im wesentlich
nur in der für dieses Fahrzeug typischen
IH Bremskreisaufteilung.
I= halbe Vorderachse
H= halbe Vorderachse und Hinterachse
Dabei handelt es sich um zwei voneinander un-
abhängigen Bremskreisen. Ein Bremskreis wirkt
auf je einen Kolben der Vorderachs-Bremszan-
gen (Bremskreis "I").
Der zweite Bremskreis wirkt auf den anderen
Kolben der Vorderachs-Bremszangen, sowie auf
die Radbremszylinder der Hinterachse
(Bremskreis "H").
Fahren mit ABS
|
Wird die Zündung eingeschaltet, leuchtet die ABS-Kontrolleuchte auf. Unmittelbar nach dem Motorstart beginnt die Selbstüberprüfung des ABS. Wenn kein Fehler festgestellt wird, erlischt
die Kontrolleuchte. Nach Fahrtbeginn werden die
Drehzahlgeber überprüft. Auch während der
Fahrt führt das ABS eine ständige Selbstüberprü-
fung durch.
Sobald eine Geschwindigkeit von 5-7 km/h er-
reicht wird, ist das ABS funktionsbereit. Alle
Bremsvorgänge im Blockierbereich werden ab
der sogenannten Regelgeschwindigkeit von 8
km/h geregelt.
Sollte ein Fehler in der Anlage festgestellt wer-
den, wird dies durch das Aufleuchten der Kon-
trolleuchte angezeigt.
Achtung!
Leuchtet die ABS-Kontolleuchte, ist das ABS
außer Betrieb. Die herkömmliche Bremsanlage
bleibt zwar vollkommen betriebsbereit, jedoch
muß das Fahrzeug schnellstens überprüft und in-
standgesetzt werden.
Bremsen mit ABS
|
Sollten ein oder mehrere Räder zum Blockieren neigen, greift das ABS ein und korrigiert den Bremsdruck an den betroffenen Rädern, damit diese nicht blockieren.
Der Fahrer spürt das Einsetzen der ABS-Rege-
lung durch ein leichtes Pulsieren des Bremspe-
dals.
Hinweis
Bei Notbremsung das Bremspedal voll betätigen
und die Bremskraftregelung dem ABS überlas-
sen.
Achtung!
Auch bei ABS-geregelten Fahrzeugen kann es zu einer einseitigen Bremswirkung kommen, wenn:
die Bremsen einseitig verschmiert, verschlie-
ßen oder schwergängig sind,
die Fahrbahn einseitig glatt ist.
Aufbau und Funktion
-------------------------------
Aufbau
Beim Antiblockiersystem kommen zum her-kömmlichen Bremssystem folgende Teile hinzu :
Hydraulikeinheit.
Hauptbremszylinder mit Zentralventil (ersetzt
den vorhandenen Hauptbremszylinder).
Drehzahlgeber.
Elektronisches Steuergerät
Leitungssatz mit Relais Überspannungs-
schutz.
Funktion
Hydraulikeinheit
Die Hydraulikeinheit befindet sich in Fahrt-
richtung am rechten Fahrgestell-Längsträger
vorn. die Hydraulikeinheit ist zwischen den
Hauptbremszylinder und den Radbremszylinder
geschaltet.
Die Hydraulikeinheit besteht aus vier Magnet-
ventilen :
Ventil Y1 steuert einen Kolben der rechten
Vorderrad-Bremszange.
Ventil Y2 steuert je einen Kolben der linken und rechten Vorderrad-Bremszangen.
Ventil Y3 steuert beide Radbremszylinder der Hinterräder.
Ventil Y4 steuert einen Kolben der linken Vorderrad-Bremszange.
Ventilstellung
Druck durchlassen
Das Magnet-Regelventil ist stromlos, der Druckdurchgang vom Hauptbremszylinder zum Radbremszylinder wird nicht beeinflußt.
Druck halten
Das Magnet-Regelventil wird mit halber
Stromstärke angesteuert, ein weiterer Druck-
anstieg im Radbremszylinder wird verhindert.
Druck abbauen
Das Magnet-Regelventil wird mit voller
Stromstärke angesteuert, der Druck im Rad-
bremszylinder wird gesenkt.
Auf dem Stecksockel der Hydraulikeinheit be-
findet sich das Relais Magnetventil (1) und das
Relais für die Rückförderpumpe (2).
Im Relais Magnetventil befindet sich zusätzlich
eine Sperrdiode.
Die Hydraulikleitung ist über eine Masseleitung mit der Fahrzeugmasse verbunden.
Rückförderpumpe
Die Rückförderpumpe ist in die Hydraulikeinheit
integriert und als Zweikolbenpumpe ausgeführt
(je Bremskreis ein Kolben). Sie läuft bei "Ventil-
stellung Druck abbauen" an und pumpt die an-
fallende Bremsflüssigkeit zunächts in einen Spei-
cher von wo sie dann in den entsprechenden
Bremskreis im Hauptbremszylinder zurückfließt.
Hauptbremszylinder mit Zentralventil
Der Hauptbremszylinder hat einen Zwischen- kolben mit integriertem Zentralventil, wodurch im Zwischenkolben-Bremskreis die Ausgleichs- bohrung entfällt. Diese Funktion übernimmt dasZentralventil. Mit dem Zentralventil wird erreicht, | daß bei Bremsdruckaufbau die Primär- manschette des Druckstangenkolbens durch Druckschwankungen, die von Regelvorgängen des ABS erzeugt werden, nicht an der Aus- gleichbohrung beschädigt werden kann. |
1 | Zylindergehäuse | 7a/b | Füllscheibe | 13 | Druckfeder |
2 | Druckfeder | 8a/b | Füllbohrung | 14 | Kunststoffbuchse |
3 | Ventilfeder | 9 | Stopfen | 15 | Sekundärmanschete |
4 | Ventildichtung | 10 | Spannhülse | 16 | Druckstangenkolben |
5 | Ventilstift | 11 | Zwischenkolben | 17 | Nachlaufbohrung |
6a/b | Primärmanschete | 12 | Trennmanschete | 18 | Ausgleichbohrung |
Funktionsbeschreibung
------------------------------------
Der mit einem Längsschlitz versehene
Zwischenkolben (11) ist durch eine Spannhülse
(10) in der Zylinderbohrung geführt. Die Spann-
hülse dient als Anschlag für den Zwischenkol-
ben, zum Öffnen des Zentralventils und gleich-
zeitig als Nachlaufbohrung. Beim Betätigen des
Druckstangenkolbens (16) überfährt zuerst die
Primärmanschete (6b) die Ausgleichbohrung
(18). Danach wird durch Druckaufbau in diesem
Druckraum der Zwischenkolben (11) nach vorn
bewegt, wobei sich das Zentralventil, bestehend
aus Bauteil 3, 4, und 5, schließt.
Beide Druckräume sind jetzt geschlossen und es
kann der erforderliche Bremsdruck aufgebaut
werden.
Beim Loslassen des Bremspedals werden die
beiden Kolben (11) und (16) durch die Spann-
kraft der Druckfedern (2) und (13) zurückge-
drückt. Dabei läuft der Ventilstift (5) an die als
Anschlag dienende Spannhülse (10) an und
öffnet das Zentralventil. Der Druck- und Volu-
menausgleich kann erfolgen.
Hinweis
Eine Reparatur des Hauptbremszylinders ist
nicht möglich.
Drehzahlgeber
Zur Messung der Raddrehzahl werden stab-
förmige Drehzahlgeber bzw. Impulsgeber ver-
wendet. Bei der in diesem Fahrzeug eingebauten
Vierkanalanlage wird die Radgeschwindigkeit
jedes Rades getrennt gemessen.
Die Drehzahlgeber bestehen aus einem Magnet-
kern und einer Spule. Dreht sich der Rotor, der
in einem bestimmten Abstand zum Drehzahl-
geber steht, dann ändert sich das magnetische
Feld, wodurch in der Spule eine Wechselspan-
nung induziert wird. Diese Wechselspannung
ändert ihre Frequenz entsprechend der Raddreh-
zahl, d.h. die Frequenz ist proportional zur Rad-
drehzahl.
Drehzahlgeber (Schnittbild)
1 Dauermagnet
2 Spule
3 Polstift
4 Rotor
5 Anschlußkabel
Vorderachse
Die Drehzahlgeber der Vorderachse sind in Hal-
ter gesteckt. Diese Halter sind an die Achs-
schenkel geschraubt.
Die Drehzahlgeber tasten die Radgeschwindig-
keit über das Polrad (Pfeil) ab.
An der Vorderachse befindet sich das Polrad auf
der Antriebswelle (Pfeil).
Hinweis
Das Polrad (Pfeil) kann nur zusammen mit der
Antriebswelle ausgetauscht werden.
Hinterachse
Die Drehzahlgeber für die Hinterachse sind in die Bremsträgerplatte gesteckt.
An der Hinterachse befindet sich das Polrad auf der Radnabe (Pfeil).
Hinweis
Das Polrad (Pfeil) kann nur zusammen mit der
Radnabe ausgetauscht werden.
Elektronisches Steuergerät
Das elektronische Steuergerät ist auf der Bei-
fahrerseite, unterhalb des Armaturenbrettes
im Fahrzeuginnern untergebracht. Es enthält
einen Microcomputer der die Signale aus den
Drehzahlgebern digital verarbeitet. Diese Signale
steuern die Magnetventile in der Hydraulikeinheit
an.
Das elektronische Steuergerät wird funktionell
aufgeteilt in :
den Signalaufbereitungsteil
den Logikteil und
die Sicherheitsschaltung
Hinweis
Das Steuergerät kann nicht repariert sondern nur ausgewechselt werden.
Signalaufbereitungsteil
Im Signalaufbereitungsteil werden die von den Drehzahlgebern gelieferten Signale in eine für den Logikteil verwendbare Form umgewandelt.
Um Störungen bei der Radgeschwindigkeits-
messung zu verhindern, die durch Herstellungs-
toleranzen und Bewegungen im Achsschenkel
auftreten können, werden die Eingangssignale
von ihrer Verarbeitung gefiltert. Aus den Rad-
geschwindigkeitssignalen werden Verzögerungs-
und Beschleunigungssignale gewonnen, die im
Logikteil verarbeitet werden.
Logikteil
Dem Logikteil des elektronischen Steuergerätes
stehen für jedes geregelte Rad folgende Ein-
gangssignale zur Verfügung :
Radschlupf
Raddrehzahlbeschleunigung
Radverzögerung
Die Ausgangssignale des Logikteils steuern die Magnetventile der Hydraulikeinheit.
Dabei können in den Bremssätteln bzw. Brems-
zylindern der Radbremsen folgende hydraulische
Funktionen erzeugt werden :
Druck aufbauen
Druck halten
Druck abbauen
Sicherheitsschaltung
Aufgabe der Sicherheitsschaltung ist es, fehler-
hafte Signale im elektronischen Steuergerät und
Fehler ausserhalb des elektronischen Steuerge-
rätes in der elektrischen Installation zu erkennen.
Außerdem greift sie in den Regelablauf bei ex-
tremen Fahrzuständen, wie z.B. Aquaplaning ein.
Bei einer Fehlererkennung wird die Anlage ab-
geschaltet und dies durch Aufleuchten der Kon-
trolleuchte dem Fahrer angezeigt. Die Sicher-
heitsschaltung überwacht ferner ständig die
Batteriespannung. Wird die vorgeschriebene
Spannung unterschritten, dann wird die Anlage
ebenfalls abgeschaltet, bis die Spannung wieder
im vorgesehenen Bereich liegt.
Neben der überwachenden Funktion besteht die
Sicherheitsschaltung noch aus einem aktiven
Teil, dem Testzyklus. Wird nach Fahrtbeginn in
allen vier Geschwindigkeitskanälen die Radge-
schwindigkeit größer als 5-7 km/h, dann beginnt
der Ablauf des Testzyklus. Zur Aktivierung die-
ses Ablaufes wird die Drehzahlgeberspannung
verwendet, die dadurch zwangsläufig überprüft
wird. Der Testzyklus selbst überprüft Teile der
Überwachungsschaltung und den Logikteil. Dazu
werden dem elektronischen Steuergerät be-
stimmte Testmustersignale zugeführt und ge-
prüft, ob die richtigen Ausgangssignale vorhan-
den sind.
Leitungssatz mit Relais Überspannungsschutz
Für das ABS ist ein Zusatzleitungssatz vorhan-
den, der das ABS mit dem Hauptleitungssatz
des Fahrzeuges verbindet.
Zur Sicherstellung der Funktion des ABS unter
allen Betriebsbedingungen ist die Spannungsver-
sorgung über das Relais Überspannungsschutz
geschaltet, das von der Klemme 15 (Zünd-
schloß) angesteuert wird.
Es schützt über eine auswechselbare Sicherung
das elektronische Steuergerät vor Überspannung
und Überlastung.
Das elektronische
Steuergerät ist mit dem
Leitungssatz über einen
35poligen Stecker
verbunden.
An der Hydraulikeinheit ist dieser Leitungssatz
mit einem 12poligen Stecker (Pfeil) ange-
schlossen.
Unter der Abdeckhaube der Hydraulikeinheit
befinden sich zwei Relais.
Das Relais Rückförderpumpe (2) steuert die
Rückförderpumpe an und über das Relais Mag-
netventil (1) fließt der Strom zu den Magnet-
ventilen.
Regelungsart Bei diesem Fahrzeug wird die Vorderachse nach Quasi Select-Low Regelung (QLS) ge- bremst; das heißt : Beide Räder der Vorder- achse werden so geregelt, daß einerseits die vorhandenen Kraftschlüsse zwischen Reifen und Fahrbahn gut ausgenutzt werden, anderer- seits der Bremskraftunterschied bei einseitig glatten Straßen nicht zu groß werden kann; damit wird das an |
der Vorderachse übliche "Reißen" am Lenkrad vermieden. Bedingt durch die an diesem Fahrzeug ver- wendete IH-Bremskreisaufteilung werden beide Räder der Hinterachse gemeinsam geregelt. Das Steuergerät verwendet zur Ansteuerung die gemittelten Drehzahlwerte der beiden Dreh zahlgeber der Hinterräder. |
Regelphasen ------------------------------------ Druckaufbauphase In der Druckaufbauphase kann der Druck über das geöffnete Magnetventil bis zu dem vom Hauptbremsyzlinder aufgebauten Druck erhöht werden. Druckhaltephase In der Druckhaltephase, die jeder Druckabbau- phase vorangeht, wird der Druck von der Hy- draulikeinheit zu den Radbremsen konstant ge- halten, indem Aus- und Einlaß im Magnetventil geschlossen werden. Druckabbauphase Während der Druckabbauphase strömt Brems- flüssigkeit über einen Speicher in die Rückför- derpumpe. Um das Volumen des Hauptbrems- zylinders nicht zu erschöpfen, fördert die Rück- förderpumpe die Bremsflüssigkeit gegen den vorhandenen Druck in den Hauptbremszylinder zurück. Zur Dämpfung des Fördergeräusches ist für jeden Bremskreis ein Dämpfer vorhanden. Das Regelspiel wiederholt sich bei einer gere- gelten Bremsung fortlaufend bis zum Lösen des Bremspedals bzw. bis kurz vor Stillstand des Fahrzeuges. |
Stromlaufplan für ABS
|
A | Hydraulikeinheit | a | Anschluß Ladestromkontrolleuchte |
G1 | Drehzahlgeber VL | b | Anschluß Bremslichtschalter |
G2 | Drehzahlgeber VR | c | Anschluß Startermotor |
G3 | Drehzahlgeber HL | d | Anschluß Sicherungskasten |
G4 | Drehzahlgeber HR | e | Anschluß ABS-Kontrolleuchte |
H1 | ABS-Kontolleuchte | ||
K1 | Relais Magnetventil | Leitungsfarben | |
K2 | Relais Rückförderpumpe | ||
K3 | Relais Überspannungsschutz | am gelb | |
M1 | Rückförderpumpe | az blau | |
N1 | ABS-Steuergerät | bl weiß | |
Y1 | Magnetventil VR | gr grau | |
Y2 | Magnetventil VA | li lila | |
Y3 | Magnetventil HA | ma braun | |
Y4 | Magnetventil HR | ne schwarz | |
ro rot | |||
ve grün |
Steckleiste am ABS - Steuergerät
|
Belegungsplan
1 Plus vom Relais Überspannungsschutz 20 Masse für Ventil
2 Ansteuerung für Ventil VL 21 Masse für Drehzahlgeber VR
4 Masse für Drehzahlgeber VL 24 Plus für Drehzahlgeber HR
5 Plus für Drehzahlgeber VL 25 Bremslichtschalter
7 Plus für Drehzahlgeber HL 26 Masse für Drehzahlgeber HR
9 Masse für Drehzahlgeber HL 27 Ansteuerung für Relais Magnetventil
10 Masse für Steuergerät 28 Ansteuerung für Relais Rückförderpumpe
11 Plus für Drehzahlgeber VR 29 ABS-Kontrolleuchte
14 Überwachung Rückförderpumpe 32 Plus zum Relais Magnetventil
15 D+/Klemme 61 34 Masse für Ventil
18 Ansteuerung für Ventil HA 35 Ansteuerung für Ventil VR
19 Ansteuerung für Ventil VA
Funktionsschema ABS-Bremsanlage
|
1.3 | Unterdruckpumpe | 10.2 | Bremslichtschalter | 34.1 | Ausgleichsbehälter |
5.4 | Unterdruckvorratsbehälter | 19.2 | Radbremszylinder VA | 39.1 | Entlüftungsventil |
8.1 | Rückschlagventil | 19.3 | Hauptbremszylinder | 40.3 | Drosselventil |
8.3 | Absperrventil (Zündschloß) | 19.5 | Radbremszylinder HA | ||
9.1 | Warnleuchte | 20.2 | Menbranzylinder | A | Hydraulikleitung |
Bremsflüssigkeitstand | 26.3 | Bremskraftregler | B | Nachlaufleitung | |
9.3 | Bremsleuchte | 27.4 | Bremskraftverstärker | C | Pneumatikleitung |
Bremskreisaufteilung
|
Bremskreis I : halbe Vorderachse
Bremskreis H : halbe Vorderachse + Hinterachse
19.2 | Radbremszylinder VA | A1 | Hydraulikeinheit |
19.3 | Hauptbremszylinder | M1 | Rückförderpumpe |
19.5 | Radbremszylinder HA | Y1 | Magnetventil VR |
34.1 | Ausgleichsbehälter | Y2 | Magnetventil VA |
G1 | Drehzahlgeber VL | Y3 | Magnetventil HA |
G2 | Drehzahlgeber VR | Y4 | Magnetventil VL |
G3 | Drehzahlgeber HL | N1 | ABS-Steuergerät |
G4 | Drehzahlgeber HR |
Funktionsschema Hydraulikanlage
-------------------------------
Ventilstellung Druck aufbauen
Das nachstehende Funktionsschema zeigt den
Druckverlauf in der Bremsanlage des Brems-
kreises vorne links bei Schaltstellung Druck auf-
bauen des Magnetventils (Y4).
Der Druckverlauf
Der Druck geht ungehindert vom Haupt-
bremszylinder über das Magnetventil (Y4) der
Hydraulikeinheit (A1) zum Radbremszylinder
(VL).
Der volle Bremsdruckliegt am Radbrems-
zylinder an.
Beispiel : Magnetventil stromlos, Schalterstellung Druck aufbauen
|
Y1-4 | Magnetventile | R1-4 | HydraulikeinheitRückschlagventile | M1 | Pumpenmotor |
S1/2 | Pumpenspeicher | P1/2 | Pumpenauslaßventile | ||
D1/2 | Geräuschdämpfer | P1/2 | Pumpeneinlaßventile |
Funktionsschema Hydraulikanlage
------------------------------------
Ventilstellung Druck halten
Das nachstehende Funktionsschema zeigt den
Druckverlauf in der Bremsanlage für den Brems-
kreis vorne links bei Schaltstellung Druck halten
des Magnetventils (Y4).
Der Druckverlauf
Der Bremsdruck vom Hauptbremszylinder
gelangt nur bis zum Magnetventil (Y4). Eine
Druckerhöhung im Radbremszylinder ist nicht
möglich.
Der Druck kann erst nach Lösen der Bremse
über das Rückschlagventil (R2) entweichen, da
an der Seite des Hauptbremszylinders Gleich-
oder Überdruck am Rückschlagventil (R2)
anliegt.
Beispiel : Magnetventil halbe Stromstärke, Schalterstellung Druck halten
|
Y1-4 | Magnetventile | R1-4 | HydraulikeinheitRückschlagventile | M1 | Pumpenmotor |
S1/2 | Pumpenspeicher | P1/2 | Pumpenauslaßventile | ||
D1/2 | Geräuschdämpfer | P1/2 | Pumpeneinlaßventile |
Funktionsschema Hydraulikanlage
-------------------------------
Ventilstellung Druck abbauen
Das nachstehende Funktionsschema zeigt den
Druckverlauf in der Bremsanlage für den Brems-
kreis vorne links bei Schaltstellung Druck ab-
bauen des Magnetventils (Y4).
Der Druckverlauf
Der Bremsdruck vom Hauptbremszylinder
gelangt bis zum Magnetventil (Y4).
Das Magnetventil liegt in der rechten Schalt-
stellung. Der Bremsdruck vom Radbremszylinder
gelangt über das Magnetventil (Y4) zum Druck-
speicher (S1), der vorübergehend die zurück-
strömende Bremsflüssigkeit aufnimmt.
Gleichzeitig läuft der Pumpenmotor (M1) an
und pumpt die Bremsflüssigkeit aus dem
Speicher (S1) über den Dämpfer (D1) zurück in
den Bremskreis vor dem Magnetventil (Y4).
Beispiel : Magnetventil volle Stromstärke, Schalterstellung Druck abbauen
|
Y1-4 | Magnetventile | R1-4 | HydraulikeinheitRückschlagventile | M1 | Pumpenmotor |
S1/2 | Pumpenspeicher | P1/2 | Pumpenauslaßventile | ||
D1/2 | Geräuschdämpfer | P1/2 | Pumpeneinlaßventile |