DE102022204480A1 - Actuation system for a vehicle brake - Google Patents
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Abstract
Ein Betätigungssystem für eine Fahrzeugbremse (1) eines Mobilfahrzeugs wie beispielsweise einem Dumper weist eine Betätigungsvorrichtung (2) auf, welche in Abhängigkeit von Signalen einer Umgebungsüberwachungseinheit (13) unabhängig durch die manuelle Betätigung eines Fahrzeugführers im Schließsinne betätigbar ist.An actuation system for a vehicle brake (1) of a mobile vehicle such as a dumper has an actuation device (2) which can be actuated in the closing direction independently by the manual actuation of a vehicle driver as a function of signals from an environmental monitoring unit (13).
Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Betätigungssystem für eine Fahrzeugbremse nach der im Oberbegriff von Anspruch 1 näher definierten Art.The invention relates to an actuation system for a vehicle brake according to the type defined in more detail in the preamble of
Bei elektrohydraulischen oder elektropneumatischen Betriebs- oder Feststellbremsen werden die Bremsaktuatoren mittels Druck im Öffnungssinne betätigt, sodass die Bremse nicht aktiviert ist und im drucklosen Zustand über einen Federspeicher im Schließsinne betätigt, sodass das Fahrzeug bremst. Diese Bremsen werden häufig aus Sicherheitsgründen verwendet, damit im stromlosen Zustand die Bremse sicher aktiviert ist. Hierbei wird ein Ventil im bestromten Zustand so angesteuert, dass es das Druckmittel aus einer Druckmittelquelle zur Betätigungseinrichtung der Bremse durchlässt und im stromlosen Zustand den Druck von der Druckmittelquelle zur Betätigungseinrichtung der Bremse unterbricht.In the case of electro-hydraulic or electro-pneumatic service or parking brakes, the brake actuators are actuated by means of pressure in the opening direction, so that the brake is not activated, and in the unpressurized state they are actuated in the closing direction via a spring accumulator, so that the vehicle brakes. These brakes are often used for safety reasons so that the brake is safely activated when there is no power. Here, a valve is controlled in the energized state in such a way that it allows the pressure medium from a pressure medium source to pass through to the actuating device of the brake and, in the de-energized state, interrupts the pressure from the pressure medium source to the actuating device of the brake.
Die
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Betätigungssystem im Stand der Technik weiterzubilden.The invention is based on the object of further developing the actuation system in the prior art.
Erfindungsgemäß weist das Betätigungssystem eine erste Einheit zum Aktivieren und Deaktivieren der Betätigungsvorrichtung der Fahrzeugbremse auf und weist eine zweite Einheit zum Aktivieren und Deaktivieren der Betätigungseinrichtung auf. Die Fahrzeugbremse wird im Schließsinne betätigt, indem entweder die erste Einheit aktiviert wird oder die zweite Einheit aktiviert wird. Die Fahrzeugbremse wird im Öffnungssinne betätigt, wenn die erste Einheit und die zweite Einheit gemeinsam aktiviert werden.According to the invention, the actuation system has a first unit for activating and deactivating the actuation device of the vehicle brake and has a second unit for activating and deactivating the actuation device. The vehicle brake is actuated in the closing direction by either activating the first unit or activating the second unit. The vehicle brake is actuated in the opening direction when the first unit and the second unit are activated together.
Die erste Einheit kann beispielsweise ein Handbremshebel sein, welcher manuell vom Fahrzeugführer betätigbar ist, wodurch beim Aktivieren dieses Handbremshebels, somit Aktivieren der ersten Einheit, die elektrische Spannung zum Handbremsventil unterbrochen wird, wodurch dieses Handbremsventil so umschaltet, dass der Druck von der Druckmittelversorgung nicht mehr zur Betätigungseinrichtung gelangt und dadurch die Fahrzeugbremse im Schließsinne betätigt wird. Die zweite Einheit wird in Abhängigkeit von Umgebungsparametern angesteuert, wodurch beispielsweise beim Erkennen eines Hindernisses durch einen Umgebungssensor die zweite Einheit aktiviert wird, wodurch die zweite Einheit ebenfalls die elektrische Spannungsversorgung zum Handbremsventil unterbricht, wodurch das Handbremsventil so umgesteuert wird, dass die Betätigungseinrichtung der Fahrzeugbremse drucklos wird und die Fahrzeugbremse im Schließsinne betätigt wird. Dadurch ist sichergestellt, dass sowohl allein durch manuelles Ansteuern des Handbremsventils oder allein durch elektrisches Ansteuern in Abhängigkeit von Umgebungsparametern die Fahrzeugbremse betätigbar ist.The first unit can be, for example, a handbrake lever which can be operated manually by the vehicle driver, whereby when this handbrake lever is activated, thus activating the first unit, the electrical voltage to the handbrake valve is interrupted, whereby this handbrake valve switches over so that the pressure from the pressure medium supply is no longer reaches the actuating device and the vehicle brake is thereby actuated in the closing direction. The second unit is controlled depending on environmental parameters, whereby, for example, when an obstacle is detected by an environmental sensor, the second unit is activated, whereby the second unit also interrupts the electrical power supply to the hand brake valve, whereby the hand brake valve is reversed so that the actuating device of the vehicle brake is depressurized and the vehicle brake is actuated in the closing direction. This ensures that the vehicle brake can be actuated either solely by manually activating the hand brake valve or solely by electrically activating it depending on environmental parameters.
Bei der Fahrzeugbremse kann es sich um eine Feststellbremse handeln, es besteht jedoch auch die Möglichkeit, jede andere im Fahrzeug befindliche Bremse anzusteuern. Beim Handbremsventil kann es sich um ein elektrohydraulisches oder elektropneumatisches Ventil handeln, welches die Feststellbremse ansteuert, es besteht jedoch auch die Möglichkeit, jedes andere elektrisch-pneumatische oder elektrischhydraulische Ventil zu verwenden, um eine andere im Fahrzeug befindliche Bremse anzusteuern.The vehicle brake can be a parking brake, but it is also possible to control any other brake in the vehicle. The handbrake valve can be an electro-hydraulic or electro-pneumatic valve that controls the parking brake, but it is also possible to use any other electro-pneumatic or electro-hydraulic valve to control another brake in the vehicle.
Durch die erfindungsgemäße Lösung wird eine einfache und sichere Methode geschaffen, die zusätzliche Ansteuerung eines Handbremsventils zu realisieren, um beispielsweise ein Losfahren eines Fahrzeugs zu verhindern oder ein Fahrzeug abzubremsen, wenn ein entsprechendes Hindernis erkannt wurde. Dies ist insbesondere bei Arbeitsmaschinen wie beispielsweise Radlader, Dumper oder Traktoren sinnvoll, da diese häufig im Gelände betrieben werden, bei welchem Hindernisse die Weiterfahrt behindern. Es besteht jedoch auch die Möglichkeit, die erfindungsgemäße Vorrichtung bei jeder anderen Art von Fahrzeugen zu verwenden.The solution according to the invention creates a simple and safe method of implementing the additional control of a handbrake valve, for example to prevent a vehicle from driving off or to brake a vehicle if a corresponding obstacle has been detected. This is particularly useful for work machines such as wheel loaders, dumpers or tractors, as these are often operated off-road where obstacles hinder further travel. However, it is also possible to use the device according to the invention on any other type of vehicle.
In einer weiteren Ausgestaltungsform der Erfindung wertet die Umfeldsensorik die Art des Hindernisses aus und entscheidet, ob das Fahrzeug ohne beschädigt zu werden, das Hindernis überfahren kann und/oder das Hindernis beschädigt werden darf oder es sich um ein Hindernis handelt, welches entweder nicht beschädigt werden darf oder das Fahrzeug beschädigen würde. Ein solches, auch gefährliches Hindernis genannt, gibt aus der Steuereinheit, welche mit der Umfeldsensorik zusammenwirkt, ein Signal aus, um die zweite Einheit zu aktivieren und dadurch die Feststellbremse im Schließsinne zu betätigen.In a further embodiment of the invention, the environment sensor system evaluates the type of obstacle and decides whether the vehicle can drive over the obstacle without being damaged and/or the obstacle may be damaged or whether it is an obstacle that either cannot be damaged or would damage the vehicle. Such an obstacle, also called a dangerous obstacle, outputs a signal from the control unit, which interacts with the surrounding sensor system, in order to activate the second unit and thereby actuate the parking brake in the closing direction.
In einer weiteren Ausgestaltungsform der Erfindung wird die Fahrzeuggeschwindigkeit beispielsweise durch Überwachen einer Abtriebsdrehzahl überwacht und dieses Signal der Steuereinheit zugeführt. Befindet sich das Fahrzeug auf einer Geschwindigkeit, welche über einem zuvor definierten Geschwindigkeitsniveau liegt, bei welchem das Betätigen der Fahrzeugbremse im Schließsinne eine fahrzeugkritische Situation herbeiführen würde, wird die zweite Einheit von der Steuereinheit nicht aktiviert oder nur so weit aktiviert, dass ein fahrzeugsicherheitskritischer Zustand nicht auftritt. Die Betätigung der Fahrzeugbremse im Schließsinne mit der vollen Bremskraft wird erst dann aktiviert, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit unter eine zuvor definierte Geschwindigkeit gesunken ist.In a further embodiment of the invention, the vehicle speed is monitored, for example, by monitoring an output speed and this signal is fed to the control unit. If the vehicle is at a speed that is above a previously defined speed level at which actuating the vehicle brake in the closing direction would cause a vehicle-critical situation, the second unit is not activated by the control unit activated or only activated to the extent that a condition critical to vehicle safety does not occur. The actuation of the vehicle brake in the closing direction with the full braking force is only activated when the vehicle speed has fallen below a previously defined speed.
Ist das Fahrzeug vollständig abgebremst und das Hindernis nach wie vor vorhanden, wird ein Losfahren des Fahrzeugs dadurch verhindert, dass die Umfeldsensorik das Hindernis nach wie vor erkennt und die zweite Einheit nach wie vor aktiviert ist. Da sowohl die erste Einheit als auch die zweite Einheit deaktiviert sein muss, damit die Feststellbremse im Öffnungssinne betätigt wird, bleibt die Bremse geschlossen und das Fahrzeug wird am Losfahren gehindert.If the vehicle has braked completely and the obstacle is still present, the vehicle is prevented from driving off because the surrounding sensor system still detects the obstacle and the second unit is still activated. Since both the first unit and the second unit must be deactivated for the parking brake to be actuated in the opening direction, the brake remains closed and the vehicle is prevented from driving off.
In einer weiteren Ausgestaltungsform der Erfindung besteht die Möglichkeit, die zweite Einheit zu umgehen, indem ein weiterer Schalter betätigt wird. Dies kann beispielsweise ein Schlüsselschalter sein, um ein unbeabsichtigtes Betätigen dieses Schalters zu verhindern. Dieser Schalter setzt die Funktion der zweiten Einheit außer Kraft, wodurch trotz Aktivierung der zweiten Einheit die Fahrzeugbremse im Öffnungssinne betätigt werden kann, wenn die erste Einheit betätigt ist und dieser weitere Schlüsselschalter ebenfalls betätigt ist. Dies kann dann notwendig sein, wenn die Umgebungssensoren ein gefährliches Hindernis erkennen, jedoch der Fahrzeugführer dieses als nicht gefährlich einschätzt und darüber hinwegfahren möchte. Dadurch kann ein Hindernis vom Fahrer überfahren werden.In a further embodiment of the invention, it is possible to bypass the second unit by activating another switch. This can be, for example, a key switch to prevent this switch from being activated unintentionally. This switch overrides the function of the second unit, whereby the vehicle brake can be actuated in the opening direction despite activation of the second unit if the first unit is actuated and this additional key switch is also actuated. This may be necessary if the environmental sensors detect a dangerous obstacle, but the vehicle driver does not consider it dangerous and wants to drive over it. This means the driver can drive over an obstacle.
In einer weiteren Ausgestaltungsform weist das Betätigungssystem einen Quittierungstaster auf, welcher so mit dem Steuergerät verbunden ist, dass bei Erkennen eines Hindernisses durch die Umgebungssensoren dieses Hindernis so quittiert werden kann, dass der Fahrer die Kenntnis des Hindernisses bestätigt, jedoch dadurch gleichzeitig die Bremsfunktion außer Kraft setzt.In a further embodiment, the actuation system has an acknowledgment button, which is connected to the control device in such a way that when an obstacle is detected by the environmental sensors, this obstacle can be acknowledged in such a way that the driver confirms knowledge of the obstacle, but at the same time the braking function is disabled puts.
Dass das System ein Hindernis erkannt hat, erkennt der Fahrer beispielsweise dadurch, dass das Hindernis in einem Multifunktions-Display dargestellt wird. Dadurch erhält der Fahrer die Möglichkeit, dieses Hindernis zu quittieren. Im Multifunktions-Display können auch die Aktivierung und Deaktivierung bzw. die Betätigung der Fahrzeugbremse angezeigt werden. Es besteht auch die Möglichkeit, dass Warnsignale im Multifunktions-Display angezeigt werden.The driver can recognize that the system has detected an obstacle, for example, by the obstacle being shown on a multifunction display. This gives the driver the opportunity to acknowledge this obstacle. The multifunction display can also show the activation and deactivation or operation of the vehicle brake. There is also the possibility of warning signals being displayed on the multifunction display.
Weitere Merkmale sind der Figurenbeschreibung zu entnehmen.Further features can be found in the description of the figures.
Es zeigen
-
1 das erfindungsgemäße Betätigungssystem mit einem Quittierungstaster und -
2 das erfindungsgemäße Betätigungssystem ohne den Quittierungstaster.
-
1 the actuation system according to the invention with an acknowledgment button and -
2 the actuation system according to the invention without the acknowledgment button.
Figur 1 :Figure 1:
Eine Fahrzeugbremse 1 weist eine Betätigungsvorrichtung 2 sowie Bremsbacken 6 und eine Bremsscheibe 7 auf, wobei die Bremsscheibe 7 mit einer Gelenkwelle 8 des Fahrzeugs verbunden ist, welche mit den Fahrzeugrädern in Wirkverbindung steht. Die Betätigungsvorrichtung 2 weist eine Feder 5 auf, welche im drucklosen Zustand der Betätigungsvorrichtung 2 die Fahrzeugbremse 1 im Schließsinne betätigt wird durch die Bremsbacken 6 auf die Bremsscheibe 7 gedrückt werden und die Gelenkwelle 8 drehfest gehalten ist. Dies ist beispielsweise bei einer Feststellbremse der Fall. Die Spannungsversorgung 18 liefert elektrische Spannung, mittels welcher das Handbremsventil 10, welches als Magnetventil ausgebildet ist, ansteuerbar bzw. betätigbar ist. Hierfür weist das Handbremsventil 10 eine erste Stellung und eine zweite Stellung auf, wobei in der ersten Stellung die Betätigungsvorrichtung 2 drucklos ist und in der zweiten Stellung die Betätigungsvorrichtung 2 mit Druck beaufschlagt ist.A
Beim Druckmittel kann es sich beispielsweise um ein Fluid oder um Luft handeln. Das Handbremsventil 10 kann auch anders betätigbar sein.The pressure medium can be, for example, a fluid or air. The
Ist die zweite Einheit 4 oder der Schlüsselschalter 16 im Schließsinne betätigt und der Handbremsschalter 17 der ersten Einheit 3 ebenfalls im Schließsinne betätigt, so beaufschlagt die Spannungsversorgung 18 das Handbremsventil 10 mit elektrischer Spannung, wodurch dieses umschaltet in die zweite Stellung und die Betätigungsvorrichtung 2 mit Druck beaufschlagt. Dadurch wird die Fahrzeugbremse 1 im Öffnungssinne betätigt. Wird nun der Handbremsschalter 17 oder der Schalter der zweiten Einheit 4 im Öffnungssinne betätigt, so schaltet das Handbremsventil 10 in die erste Stellung und die Betätigungsvorrichtung 2 wird wieder drucklos. Die Fahrzeugbremse wird wieder im Schließsinne betätigt. Somit muss beim Schließen der Fahrzeugbremse 1 nur eines der beiden, nämlich entweder die erste Einheit 3 oder die zweite Einheit 4 im Öffnungssinne betätigt werden, und beim Betätigen der Fahrzeugbremse 1 im Öffnungssinne beide, nämlich die erste Einheit 3 und die zweite Einheit 4 im Schließsinne betätigt werden.If the
Im Multifunktions-Display 9 werden die Schalterstellungen angezeigt. Das Handbremsrelais 15 betätigt und steuert die zweite Einheit 4. Das Steuergerät 12 erhält Signale von den Umgebungssensoren 13 und der Fahrzeuggeschwindigkeit 19 und steuert die zweite Einheit 4 in Abhängigkeit der Umgebungssensoren 13 und der Fahrzeuggeschwindigkeit 19 an. Erkennt die Steuereinheit 12 ein Hindernis, so kann der Fahrzeugführer über den Quittierungstaster 14 das Hindernis quittieren, wodurch das Steuergerät 12 die zweite Einheit entsprechend ansteuert. Erkennen die Umgebungssensoren 13 ein gefährliches Hindernis und die Steuereinheit 12 steuert die zweite Einheit 4 so an, dass die Spannungsversorgung 18 zum Handbremsventil 10 unterbrochen wird, so besteht die Möglichkeit, dass der Fahrer über den Schlüsselschalter 16 diese Unterbrechung überbrücken kann, wodurch das Fahrzeug das Hindernis überfahren kann.The switch settings are shown in the
Figur 2:Figure 2:
Die Darstellung der
Die Fahrzeugbremse 1 kann im Stillstand oder während der Fahrt betätigt werden. Wird die Fahrzeugbremse 1 während der Fahrt betätigt und die Geschwindigkeit ist über einem zuvor definierten Geschwindigkeitsniveau, so wird die zweite Einheit 4 vom Steuergerät 12 so angesteuert, dass diese eine Bremsung nicht einleitet. Das Handbremsventil 10 bleibt somit in der zweiten Stellung.The
BezugszeichenReference symbols
- 11
- FahrzeugbremseVehicle brake
- 22
- BetätigungsvorrichtungActuating device
- 33
- erste Einheitfirst unit
- 44
- zweite Einheitsecond unit
- 55
- FederFeather
- 66
- BremsbackenBrake shoes
- 77
- BremsscheibeBrake disc
- 88th
- GelenkwellePTO shaft
- 99
- Multifunktions-DisplayMultifunction display
- 1010
- HandbremsventilHandbrake valve
- 1111
- ÖlpumpeOil pump
- 1212
- SteuergerätControl unit
- 1313
- UmgebungssensorenEnvironmental sensors
- 1414
- QuittierungstasterAcknowledgment button
- 1515
- HandbremsrelaisHandbrake relay
- 1616
- SchlüsselschalterKey switch
- 1717
- HandbremsschalterHandbrake switch
- 1818
- SpannungsversorgungPower supply
- 1919
- FahrzeuggeschwindigkeitVehicle speed
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
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Legal Events
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R016 | Response to examination communication |