DE10026689B4

DE10026689B4 - ABS-Bremsanlage für Fahrzeuge mit einer Zusatzachse

Info

Publication number: DE10026689B4
Application number: DE10026689A
Authority: DE
Inventors: Herbert Dr. Schramm; Werner Stumpe
Original assignee: Knorr Bremse Systeme fuer Nutzfahrzeuge GmbH
Current assignee: Knorr Bremse Systeme fuer Nutzfahrzeuge GmbH
Priority date: 2000-05-30
Filing date: 2000-05-30
Publication date: 2006-03-30
Anticipated expiration: 2020-05-31
Also published as: DE10026689A1; EP1289814A1; US20030130781A1; WO2001092079A1; AU2001265981A1

Abstract

ABS-Bremsanlage für Fahrzeuge, insbesondere Nutzfahrzeuge, die eine erste Achse, eine zweite Achse und mindestens eine Zusatzachse aufweisen, mit
a) einem Betriebsbremsventil (14) zum Vorgeben einer Bremsanforderung durch den Fahrer,
b) an der ersten Achse angeordneten Raddrehzahlsensoren (50, 51) zum Sensieren des Raddrehzahlverhaltens an der ersten Achse,
c) Bremsventilen (33, 34; 41, 61), die für eine achsindividuelle bzw. radindividuelle Bremsdruckbeaufschlagung von Bremsen (37, 38; 44, 45) der ersten Achse bzw. der Zusatzachse vorgesehen sind,
d) einer ABS-Elektronik (8, 57) zum Überwachen des Raddrehzahlverhaltens an der ersten Achse und zum Begrenzen des vom Fahrer für die Bremsventile (33, 34; 41, 61) der ersten Achse bzw. der Zusatzachse vorgegebenen Bremsdrucks bei Auftreten einer Blockierneigung, wobei die ABS-Elektronik (8, 57) eine Blockierneigung an der ersten Achse und/oder an der Zusatzachse ausschließlich anhand von Raddrehzahlsignalen detektiert, die von den Raddrehzahlsensoren (50, 51) der ersten Achse geliefert werden.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine ABS-Bremsanlage für Fahrzeuge mit einer Zusatzachse gemäß dem Patentanspruch 1.
Bei schweren Nutzfahrzeugen ist zusätzlich zur Vorderachse und Hinterachse häufig noch eine dritte Achse bzw. eine "Zusatzachse" vorgesehen. Die Zusatzachse bildet mit einer Hauptachse, d.h. mit der Vorderachse bzw. mit der Hinterachse, ein "Achsaggregat". Die Zusatzachse kann vor oder hinter der Hauptachse angeordnet sein. Bei manchen Fahrzeugen ist die Zusatzachse anhebbar und wird nur bei schwerer Beladung nach unten ausgefahren, um die Belastung der zugeordneten Hauptachse zu verringern.

Die DE 42 01 867 C1 beschreibt ein Verfahren zur Bestimmung der Raddrehzahl für ein LKW-Zugfahrzeug mit zwei drehzahlsensierten Hauptachsen und einer nicht-drehzahlsensierten Nachlaufachse. Zur Bestimmung der Raddrehzahl der nicht-drehzahlsensierten Achse werden die Raddrehzahlen an weiteren, drehzahlsensierten Achsen, die Fahrzeuggeschwindigkeit und Bremsdrücke ermittelt und aus diesen Werten sowie einem ebenfalls zu bestimmenden Referenzwert mit Hilfe eines aufwendigen Rechenverfahrens auf die Raddrehzahl der nicht-drehzahlsensierten Achse rückgeschlossen.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine ABS-Bremsanlage für Fahrzeuge mit mehr als zwei Achsen zu schaffen, die kostengünstig ist und eine geringe Anzahl von Einzelkomponenten aufweist.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

Das Grundprinzip der Erfindung besteht darin, für die ABS-Regelung eines "Achsaggregats", das durch eine Hauptachse und eine oder mehrere Zusatzachsen gebildet ist, ausschließlich die an der Hauptachse des Achsaggregats angeordneten Raddrehzahlsensoren zur Überwachung des Raddrehzahlverhaltens zu verwenden.

Wenn an der Hauptachse eine Blockierneigung besteht, wird davon ausgegangen, daß an der Zusatzachse ebenfalls Bedingungen vorliegen, die einen Regeleingriff erforderlich machen. Im Gegensatz zu herkömmlichen ABS-Systemen, bei denen an jedem Rad ein eigener Raddrehzahlsensor erforderlich ist, brauchen gemäß der Erfindung an den Rädern der Zusatzachse keine eigenen Raddrehzahlsensoren vorgesehen sein, was Kostenvorteile bringt. Dennoch können die Bremsdrücke an der Hauptachse und an der Zusatzachse den jeweils vorliegenden Haftwertbedingungen am Achsaggregat angepaßt werden.

Den Achsen des Achsaggregats sind nämlich jeweils mindestens ein Bremsventil zugeordnet, was eine achsindividuelle bzw. eine radindividuelle Bremsdruckregelung ermöglicht. Der Zusatzachse kann also ein anderer Bremsdruck zugemessen werden als den Bremsen der Hauptachse.

Im folgenden wird die Erfindung im Zusammenhang mit der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
1 ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung;
2 ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung; und
3 ein drittes Ausführungsbeispiel der Erfindung.
1 zeigt eine Bremsanlage gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Die Bremsanlage weist Vorderradbremszylinder 1, 2 auf, die über ABS-Ventile 3, 4 mit einer Bremsleitung 5 verbunden sind. Die ABS-Ventile 3, 4 sind über elektrische Steuerleitungen 6, 7 mit einer Steuerelektronik 8 verbunden. Den Vorderrädern (nicht dargestellt) sind jeweils Raddrehzahlsensoren 9, 10 zugeordnet, die über entsprechende elektrische Leitungen 11, 12 mit der Steuerelektronik 8 verbunden sind.
Die Bremsleitung 5 ist an einen ausgangsseitigen Anschluß 13 eines vom Fahrer zu betätigenden Fußbremsventils 14 angeschlossen. Ein dem Anschluß 13 zugeordneter eingangsseitiger Anschluß 13 ist über einen ersten Druckluftspeicher 16 mit einem Verteilerventil 17 verbunden, das von einem Kompressor (nicht dargestellt) mit Druckluft versorgt wird. An das Verteilerventil 17 sind ferner ein zweiter Druckluftbehälter 18 und ein dritter Druckluftbehälter 19 angeschlossen. Der zweite Druckluftbehälter 18 ist über pneumatische Leitungen 20, 21 und das Fußbremsventil 14 mit einem Anhängersteuerventil 15 verbunden. Das Anhängersteuerventil 15 ist über eine pneumatische Leitung 22 mit dem dritten Druckluftbehälter 19 und über eine pneumatische Leitung 23 mit dem Anschluß 13 des Fußbremsventils 14 verbunden. Das Anhängersteuerventil 15 ist ferner über pneumatische Leitungen 24, 25 mit dem Bremssystem eines Anhängers verbindbar. Für einen Anhänger (nicht dargestellt) ist ferner eine elektrische Anschlußleitung 26 vorgesehen, die mit der Steuerelektronik 8 verbunden ist.
Weiter ist ein Druckminderventil 27 vorgesehen. das über eine Versorgungsleitung 28 mit dem zweiten Druckluftspeicher 18 verbunden ist. Das Druckminderventil 27 ist ferner über eine erste pneumatische Steuerleitung 29 mit der pneumatischen Leitung 21 verbunden und über eine zweite pneumatische Steuerleitung 30 mit einem Lastsensor 31, der ein der Hinterachslast entsprechendes Steuersignal liefert.
Vom Druckminderventil 27 führt eine pneumatische Leitung 32 zu Hinterachs-ABS-Ventilen 33, 34, die über Bremsleitungen 35, 36 mit zugeordneten Hinterachsbremszylindern 37, 38 verbunden sind.
Die pneumatische Leitung 32 führt weiter zu einem Druckminderventil 39, das über eine pneumatische Leitung 40 mit einem ABS-Ventil 41 verbunden ist. Vom ABS-Ventil 41 führen Bremsleitungen 42, 43 zu Bremszylindern 44, 45 einer Zusatzachse: Die Hinterachse und die Zusatzachse bilden zusammen ein "Achsaggregat".
Die ABS-Ventile 33, 34 und 41 sind über zugeordnete elektrische Steuerleitungen 46, 47, 48, 49 mit der Steuerelektronik 8 verbunden. Ferner sind den Hinterrädern (nicht dargestellt) zugeordnete Raddrehzahlsensoren 50, 51 vorgesehen, die ebenfalls mit der Steuerelektronik 8 verbunden sind.
Bei einer normalen Betriebsbremsung gibt der Fahrer über das Betriebsventil 14 bzw. die Bremsleitung 5 ein Bremsanforderungssignal für die Vorderradbremszylinder 1, 2 vor. Über das Bremsventil 14 bzw. die pneumatische Steuerleitung 29 und das Druckminderventil 27 wird ein Bremsdruck für Hinterachsbremszylinder 37, 38 vorgegeben. Über das Druckminderventil 39 gelangt ein Bremsdruck zum ABS-Ventil 41 bzw. zu den Bremszylindern 44, 45, wobei der Bremsdruck für die Zusatzachse entsprechend der Druckminderung durch das Druckminderventil 39 geringer sein kann als der den Hinterachs-ABS-Ventilen 33, 34 zugeführte Bremsdruck.
Bei einer zu starken Bremsanforderung bzw. bei schlechten Haftwerten zwischen Reifen und Straße detektieren die Raddrehzahlsensoren 50, 51 eine Blockierneigung an einem oder beiden Rädern der Hinterachse. Die Raddrehzahlsignale werden dabei durch die Steuerelektronik 8 überwacht. Die Steuerelektronik 8 steuert die ABS-Ventile 33, 34 der Hinterachse und das ABS-Ventil 41 der Zusatzachse an, wodurch die Bremsdrücke an den Hinterachsbremszylindern 37, 38 bzw. an den Bremszylindern 44, 45 der Zusatzachse entsprechend geregelt werden. Setzt bei einem Rad der Hin terachse die ABS-Regelung ein, so erfolgt gleichzeitig auch eine Drucksteuerung an der Zusatzachse, d.h. es findet ein synchroner ABS-Regelzyklus statt. Bei diesem Ausführungsbeispiel kann die ABS-Druckregelung der Zusatzachse nur durch ein zeitgesteuertes Programm erfolgen und ist recht grob an die Hauptachse, d.h. an die Hinterachse, angepaßt, da hier keine Signalrückmeldung von der Zusatzachse erfolgt.
Eine noch feinere ABS-Regelung ist mit einem elektronisch geregelten Bremssystem (EBS) möglich, was im Zusammenhang mit 2 näher erläutert wird.
2 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines elektronisch geregelten Bremssystems (EBS) gemäß der Erfindung. Entsprechend dem Ausführungsbeispiel der 1 weist das Fußbremsventil 14 pneumatische Steuerausgänge 52, 53 sowie einen elektrischen Steuerausgang 54 auf, der mit der Steuerelektronik 8 verbunden ist. Analog zu 1 ist die Steuerelektronik 8 mit den ABS-Ventilen 3, 4 der Vorderachse verbunden, wobei hier die Raddrehzahlsensoren 9, 10 unmittelbar an die ABS-Ventile 3, 4 angeschlossen sind. Zusätzlich sind Bremsbelagverschleißsensoren 55, 56 vorgesehen, die ebenfalls an die ABS-Ventile 3, 4 angeschlossen sind. Die beiden ABS-Ventile 33, 34 der Hinterachse sind hier zu einem elektropneumatischen Druckregelmodul 57 zusammengefaßt, das über die pneumatische Versorgungsleitung 28 mit dem zweiten Druckluftspeicher 18 und über eine pneumatische Leitung 58 mit dem Ausgang 53 des Fußbremsventils 14 verbunden ist. Die Raddrehzahlsensoren 50 und 51 sind an einen elektrischen Eingang des elektropneumatischen Druckregelmoduls 57 angeschlossen. Anders als bei 1 ist hier auch der Lastsensor 31 über einen Druck/Spannungswandler 31a über eine elektrische Leitung 31b mit dem Druckregelmodul 57 verbunden. Mit dem Druckregelmodul 57 sind ferner Bremsbelagverschleißsensoren 59, 60 verbunden, die den Hinterachsbremsen zugeordnet sind. An die pneumatischen Leitungen 28 bzw. 58 ist ein Druckregelmodul 61 angeschlossen, das den Bremszylindern 44, 45 der Zusatzachse zugeordnet ist. Den Bremszylindern 44, 45 sind hier ebenfalls Bremsbelagverschleißsensoren 62, 63 zugeordnet, die an das Druckregelmodul 61 angeschlossen sind. Weiter ist eine elektrische Leitung 64 vorgesehen, die das Druckregelmodul 61 mit der Steuerelektronik 8 verbindet.
Das Druckregelmodul 61 der Zusatzachse hat eine integrierte Druckrückmeldung. Wird durch die Raddrehzahlsensoren 50, 51 der Hinterachse eine Blockierneigung detektiert, so wird dem Druckregelmodul 61 der Zusatzachse über die elektrische Leitung 64 von der Steuerelektronik 8 ein Druck-Soll-Wert zugeführt. Dieser Druck-Soll-Wert ist dem "ABS-Druckverlauf" der Hinterachse, d.h. dem ABS-Druckverlauf der Bremszylinder 37, 38, nachgeführt. Durch die integrierte Druckrückmeldung kann die Druckregelung der Zusatzachse besser der Druckregelung an den Rädern der Hinterachse nachgeführt werden. Dem Druckwert für das Druckregelmodul 61 der Zusatzachse können bei Ansprechen des ABS verschiedene Regelkriterien zugrunde gelegt werden:

1. Der Druck-Soll-Wert kann entsprechend dem "Low-Rad" der Hinterachse geregelt werden, d.h. der Druck-Soll-Wert wird in Abhängigkeit des Bremsdrucks an demjenigen Rad der Hinterachse eingestellt, das die geringere Drehzahl hat.
2. Der Druck-Soll-Wert wird entsprechend dem Bremsdruck des "High-Rades" der Hinterachse eingestellt, d.h. entsprechend dem Bremsdruck des Rades mit der höheren Drehzahl.
3. Der Druck-Soll-Wert wird in Abhängigkeit beider Bremsdrücke der Hinterachse eingestellt.

Je nach dem, welches Regelkonzept für den Druck-Soll-Wert verwendet wird, wird ein teilweises Blockieren eines Rades der Zusatzachse in Kauf genommen.
Vollständigkeitshalber sei noch erwähnt, daß beim Ausführungsbeispiel der 2 das Anhängersteuerventil 15 über eine elektrische Steuerleitung 15a mit der Steuerelekt ronik 8 und über die pneumatische Leitung 23 mit dem Fußbremsventil 14 verbunden ist.
3 zeigt eine Variante des Ausführungsbeispiels der 2. In 3 ist das Druckregelmodul 61 der Zusatzachse über die elektrische Leitung 64 mit dem Druckregelmodul 57 der Hinterachse verbunden. Der Druck-Soll-Wert für das Druckregelmodul 61 wird hier vom Druckregelmodul 57 der Hinterachse geliefert. Im Gegensatz zu 2 sind hier die Bremsbelagverschleißsensoren 62, 63 der Zusatzachse an das Druckregelmodul 57 der Hinterachse angeschlossen. Dies erlaubt einen Steller an der Zusatzachse mit geringerer elektronischer Bestückung.
Die in den 1 bis 3 beschriebenen Ausführungsbeispiele sind auch auf ein vierachsiges Fahrzeug erweiterbar. Ferner kann alternativ zu den gezeigten Ausführungsbeispielen die Zusatzachse auch vor der Hinterachse angeordnet sein bzw. der Hinterachse können zwei Zusatzachsen zugeordnet sein. Denkbar ist auch eine Variante, bei der sowohl der Vorderachse als auch der Hinterachse jeweils eine Zusatzachse zugeordnet ist.
Mit der Erfindung ist eine individuelle Bremsdruckregelung der Zusatzachse möglich. Bei normalen Bremsungen unterhalb der "Blockiergrenze", d.h. bei Bremsungen, bei denen das ABS-System nicht anspricht, kann der Zusatzachse ein anderer Bremsdruck zugemessen werden als der Hauptachse. Ein wesentlicher Vorteil besteht darin, daß auf Raddrehzahlsensoren an der Zusatzachse verzichtet werden kann. Dennoch ist die Zusatzachse vor einem vollständigen Blockieren geschützt, da bei einem ABS-Eingriff an der Hauptachse die Zusatzachse einen entsprechenden "ABS-Soll-Wert" erhält.
Sofern vorstehend vereinfacht von Bremsdruckregelung gesprochen wurde, sind hierunter alle Bremsdruckzumessungsarten mit entsprechender Sensierung zu verstehen, z.B. nach Bremskraft, Bremsmoment, Radgeschwindigkeit, Radverzögerung, Bremsschlupf.

Claims

ABS-Bremsanlage für Fahrzeuge, insbesondere Nutzfahrzeuge, die eine erste Achse, eine zweite Achse und mindestens eine Zusatzachse aufweisen, mit a) einem Betriebsbremsventil (14) zum Vorgeben einer Bremsanforderung durch den Fahrer, b) an der ersten Achse angeordneten Raddrehzahlsensoren (50, 51) zum Sensieren des Raddrehzahlverhaltens an der ersten Achse, c) Bremsventilen (33, 34; 41, 61), die für eine achsindividuelle bzw. radindividuelle Bremsdruckbeaufschlagung von Bremsen (37, 38; 44, 45) der ersten Achse bzw. der Zusatzachse vorgesehen sind, d) einer ABS-Elektronik (8, 57) zum Überwachen des Raddrehzahlverhaltens an der ersten Achse und zum Begrenzen des vom Fahrer für die Bremsventile (33, 34; 41, 61) der ersten Achse bzw. der Zusatzachse vorgegebenen Bremsdrucks bei Auftreten einer Blockierneigung, wobei die ABS-Elektronik (8, 57) eine Blockierneigung an der ersten Achse und/oder an der Zusatzachse ausschließlich anhand von Raddrehzahlsignalen detektiert, die von den Raddrehzahlsensoren (50, 51) der ersten Achse geliefert werden.
ABS-Bremsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Bremsen (37, 38) der Hinterachse jeweils ein eigenes Bremsventil (33, 34) zugeordnet ist, für eine radindividuelle Bremsdruckbeaufschlagung.
ABS-Bremsanlage nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß Bremsen (44, 45) der Zusatzachse ein gemeinsames Bremsventil (41, 61) zugeordnet ist.
ABS-Bremsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Bremsventil (41) der Zusatzachse über eine Steuerleitung (48) mit der ABS-Elektronik (8) der ersten Achse verbunden ist.
ABS-Bremsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Bremsventil der Zusatzachse ein Druckregelmodul (61) ist, dem ein Bremsdrucksensor zugeordnet ist, zur Sensierung eines Bremsdruckssignals der Zusatzachse, wobei der Bremsdrucksensor mit der ABS-Elektronik (8) verbunden ist.
ABS-Bremsanlage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß dem Druckregelmodul (61) der Zusatzachse von der ABS-Elektronik (8) ein Bremsdruck-Soll-Wert zugeführt wird, der einem Soll-Bremsdruckverlauf für die Hinterachse nachgeführt ist.
ABS-Bremsanlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Soll-Bremsdruck in Abhängigkeit vom Bremsdruck der Bremse desjenigen Rades der Hinterachse gewählt wird, das die höhere oder die niedrigere Raddrehzahl hat.
ABS-Bremsanlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Soll-Bremsdruck in Abhängigkeit von den Bremsdrücken beider Hinterachsbremsen gewählt wird.
ABS-Bremsanlage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckregelmodul (61) der Zusatzachse über eine elektrische Leitung (64) mit dem Druckregelmodul (57) der Hinterachse verbunden ist.