DE19614923C2 - Motor vehicle with an additional braking device and method for emergency braking of such a motor vehicle - Google Patents

Motor vehicle with an additional braking device and method for emergency braking of such a motor vehicle

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Description

Die Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug, das von einer Brennkraftmaschine angetrieben ist und neben der üblichen, durch ein Bremspedal betätigbaren Bremsanlage eine Zusatzbremseinrichtung aufweist, die durch einen im Fahrerraum angeordneten Notfallschalter aktiviert werden kann, sowie ein Verfahren zum Notfall-Abbremsen eines derartigen Kraftfahrzeuges.The invention relates to a motor vehicle by an internal combustion engine is driven and in addition to the usual, operated by a brake pedal Brake system has an additional braking device, which by a Emergency switch arranged in the driver's compartment can be activated, as well as a Method for emergency braking of such a motor vehicle.

Die bekannten Zusatzbremseinrichtungen sind meist sog. Motorbremsen, bei denen die Abgasleitung durch eine Klappe geschlossen werden kann, womit die Bremsleistung der Brennkraftmaschine erhöht wird., siehe beispielsweise die DE- A-34 28 626. Aus der DE-A-33 32 664 ist es auch bekannt, durch einen Notfall­ schalter im Bedarfsfall die Kraftstoffzufuhr zu den Zylindern und der Zündstrom zu unterbrechen. Damit wird jedoch lediglich die Antriebsleistung der Brennkraft­ maschine auf Null reduziert, so daß nur die normale Verdichtungsarbeit zum Abbremsen zur Verfügung steht, wie dies bei allen Kraftfahrzeugen mit Schub­ abschaltung der Fall ist.The known additional braking devices are mostly so-called engine brakes which the exhaust pipe can be closed by a flap, with which the Braking power of the internal combustion engine is increased, see for example the DE A-34 28 626. From DE-A-33 32 664 it is also known, by an emergency If necessary, switch on the fuel supply to the cylinders and the ignition current interrupt. However, this is only the driving power of the internal combustion engine machine reduced to zero, so that only the normal compression work to Braking is available, as is the case with all motor vehicles with thrust shutdown is the case.

Die Erfindung geht aus von einem Stand der Technik entsprechend der vorge­ nannten DE-A-33 32 664 und ihr liegt die Aufgabe zugrunde, im Notfall zur Ab­ wendung einer Gefahr für das Leben der Beteiligten und/oder einer Gefährdung der Umgebung ohne Rücksicht auf mögliche Schäden am Motor und am Fahrzeug eine schnellere und stärker wirkende Abbremsung des Fahrzeuges bis zum Stillstand zu bewirken, als dies mit den bekannten Zusatzbremseinrichtungen möglich ist.The invention is based on a prior art according to the called DE-A-33 32 664 and it is based on the task to Ab in an emergency danger to the lives of those involved and / or a hazard the environment regardless of possible damage to the engine and the vehicle  a faster and more effective braking of the vehicle until To cause standstill than with the known additional braking devices is possible.

Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.The object is achieved according to the invention in the characteristic of Features specified claim 1 solved.

Bei dem erfindungsgemäßen Vorschlag wird auf die Kolben während des Verdichtungstaktes ein hoher, rücktreibender Verbrennungsdruck ausgeübt, der ein äußerst schnelles Abbremsen der Brennkraftmaschine bewirkt.In the proposal according to the invention on the pistons during Compression stroke exerted a high, driving combustion pressure that causes the internal combustion engine to brake extremely quickly.

Aus der DE-A 44 25 956 ist zwar bereits ein Verfahren zur Verstärkung der Motorbremsleistung einer Brennkraftmaschine bekannt, das im Prinzip dem­ jenigen entspricht, das bei der vorliegenden Erfindung angewandt wird, jedoch fehlt dort jede Beziehung zu einem Kraftfahrzeug und insbesondere jeder Hinweis darauf, dieses Prinzip trotz der erheblichen mechanischen Belastung der Brenn­ kraftmaschine und des gesamten Antriebsstranges zu auszugestalten, daß ein äußerst schnelles Abbremsen der Brennkraftmaschine und damit des Kraftfahr­ zeuges bis zum Stillstand erreicht wird.From DE-A 44 25 956 a method for reinforcing is already Engine braking power of an internal combustion engine is known, which in principle corresponds to that used in the present invention, however there is no relation to a motor vehicle and in particular any reference insists on this principle despite the considerable mechanical stress on the burning Engine and the entire drive train to design that a extremely fast braking of the internal combustion engine and thus the motor vehicle is achieved until it comes to a standstill.

Das Auslösen der vorzeitigen Verbrennung kann bei Otto-Brennkraftmaschinen durch entsprechendes Vorverlegen des Zündzeitpunktes erfolgen, das weit über die übliche Frühzündung hinausgeht, und bei Diesel-Brennkraftmaschinen durch entsprechende Früheinspritzung, die wiederum weit vor der wegen des Zünd­ verzuges erfolgenden Früheinspritzung stattfindet. Im Bedarfsfall kann auch bei Diesel-Brennkraftmaschinen eine Zündhilfe z. B. in Form einer Zünd- oder Glüh­ kerze vorgesehen werden. Um die Ausübung eines antreibenden Verbrennungs­ druckes auf die Kolben mit Sicherheit auszuschließen, kann vorgesehen werden, daß gegen Ende des Verdichtungstaktes mindestens ein Auslaßventil pro Zylinder geöffnet wird. The triggering of premature combustion can be in Otto internal combustion engines by advancing the ignition timing accordingly, which is far above the usual pre-ignition goes out, and by diesel internal combustion engines corresponding early injection, which in turn is well ahead of the ignition delayed early injection takes place. If necessary, can also at Diesel engines an ignition aid for. B. in the form of an ignition or glow candle are provided. To exercise a driving combustion pressure to exclude the piston with certainty can be provided that at the end of the compression stroke at least one exhaust valve per Cylinder is opened.  

Durch Betätigung des Notfallschalters erfolgt eine die normale Regelung für den Zündzeitpunkt oder den Einspritz-Zeitpunkt übersteuernde Regelung und gege­ benenfalls ein Öffnen der Auslaßventile zum richtigen Zeitpunkt. Mit Betätigung des Notfallschalters kann ein optisches oder akustisches Signal ausgelöst werden.By pressing the emergency switch, the normal regulation for the Ignition timing or control overriding the injection timing and counter also opening the exhaust valves at the right time. With actuation of the emergency switch can trigger an optical or acoustic signal become.

Der Notfallschalter sollte selbstverständlich so angebracht werden, daß er einerseits nicht versehentlich und andererseits nicht nur vom Fahrer, sondern auch von einem Beifahrer betätigt werden kann.The emergency switch should of course be installed so that it on the one hand not accidentally and on the other hand not only by the driver, but can also be operated by a passenger.

Es kann zweckmäßig sein, die Einrichtung zum vorzeitigen Auslösen der Verbrennung mit den Mitteln zur Betätigung des Radbremsanlage zu koppeln. Dadurch kann beispielsweise sichergestellt werden, daß die Radbremsanlage betätigt ist, wenn die Brennkraftmaschine abgebremst wird. Umgekehrt kann vorgesehen werden, daß die Intensität des Abbremsens der Brennkraftmaschine, also der Zeitpunkt des Auslösens der vorzeitigen Verbrennung, in Abhängigkeit von der Betätigung des Bremspedals oder, falls vorhanden, vom Ansprechen einer Antiblockiereinrichtung veränderbar ist, um einen größtmöglichen Brems­ effekt zu erzielen.It may be appropriate to use the device to trigger the premature Coupling combustion with the means for actuating the wheel brake system. This can ensure, for example, that the wheel brake system is actuated when the internal combustion engine is braked. Conversely, can be provided that the intensity of braking of the internal combustion engine, that is, the time at which premature combustion is triggered, depending on the actuation of the brake pedal or, if available, on the response an anti-lock device is changeable to the greatest possible brake to achieve effect.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.The invention is described below using an exemplary embodiment Described with reference to the drawings.

Fig. 1 zeigt schematisch die Anwendung der Erfindung auf eine Fahrzeug- Brennkraftmaschine, und Fig. 1 shows schematically the application of the invention to a vehicle internal combustion engine, and

Fig. 2 ist ein Teilschnitt des Zylinderkopfes der Brennkraftmaschine. Fig. 2 is a partial section of the cylinder head of the internal combustion engine.

Eine Viertakt-Otto-Brennkraftmaschine 1 weist einen Zylinderblock 2 mit Zylindern 3 und Kolben 4 sowie einen Zylinderkopf 5 auf, in dem für jeden Zylinder neben den üblichen Gaswechsel-Einlaß- und Auslaßventilen ein zusätzliches, beispiels­ weise pneumatisch oder hydraulisch gesteuertes Auslaßventil 7 (Fig. 2) ange­ ordnet ist. Der Zylinderkopf 5 enthält ferner die Nockenwelle zur Betätigung der Gaswechselventile sowie die schematisch dargestellte Einspritz- und Zündanlage 6, die im Normalbetrieb von einer Elektronik 8 geregelt wird.A four-stroke Otto engine 1 has a cylinder block 2 with cylinders 3 and pistons 4 and a cylinder head 5 , in which in addition to the usual gas exchange intake and exhaust valves, an additional, for example pneumatically or hydraulically controlled exhaust valve 7 ( Fig . 2) is arranged. The cylinder head 5 also contains the camshaft for actuating the gas exchange valves and the schematically illustrated injection and ignition system 6 , which is controlled by electronics 8 in normal operation.

Um insbesondere im Notfall ein schnelles Abbremsen der Brennkraftmaschine 1 und damit des von dieser angetriebenen Fahrzeuges zu erreichen, ist ein eigener elektronischer Regler 9 vorgesehen, der durch einen Notfallschalter 10 beispiels­ weise im Armaturenbrett 11 des Fahrzeuges aktiviert werden kann und einerseits den Zündzeitpunkt unabhängig von der Einstellung durch die Elektronik 8 so in Richtung "früh" verstellt, daß die Verbrennung in jedem Zylinder schon während des Verdichtungstaktes, also weit vor Erreichen des oberen Totpunktes des Kolbens 4, ausgelöst wird, und andererseits gegen Ende des Verdichtungstaktes das zusätzliche Auslaßventil 7 öffnet. Durch die vorzeitige Verbrennung wirkt auf den Kolben 4 ein rücktreibender Verbrennungsdruck, der ein schnelles Abbrem­ sen der Brennkraftmaschine bewirkt. Durch das Öffnen des zusätzlichen Auslaß­ ventils 7 gegen Ende des Verdichtungstaktes wird vermieden, daß nach Durch­ laufen des oberen Totpunktes eine antreibende Druckkraft auf den Kolben 4 wirkt.In order to achieve a rapid braking of the internal combustion engine 1 and thus the vehicle driven by it, in particular in an emergency, a separate electronic controller 9 is provided which can be activated by an emergency switch 10, for example in the dashboard 11 of the vehicle, and on the one hand the ignition timing independently of Adjustment adjusted by the electronics 8 in the "early" direction so that the combustion in each cylinder is triggered during the compression stroke, ie well before the top dead center of the piston 4 , and on the other hand opens the additional exhaust valve 7 towards the end of the compression stroke. Due to the premature combustion acts on the piston 4, a restoring combustion pressure, which causes the internal combustion engine to brake quickly. By opening the additional outlet valve 7 towards the end of the compression stroke it is avoided that a driving pressure force acts on the piston 4 after running through top dead center.

Das in Fig. 2 dargestellte zusätzliche Auslaßventil 7 sperrt im geschlossenen Zustand einen Kanal 12, der an den nicht dargestellten Zylinderraum angeschlos­ sen ist und von dem ein Kanal 13 ausgeht, der zu dem nicht dargestellten Auslaß­ kanal der Brennkraftmaschine 1 oder zu der Turbine eines Abgasturboladers geführt ist, die einen dem Bremsbetrieb angepaßten engen Strömungsquerschnitt haben kann. Das Ventil 7 wird durch eine Feder 14 im Schließsinn beaufschlagt und trägt einen Steuerkolben 15, der verschiebbar in einem Zylinder 16 sitzt und mit einem Deckel 17 einen Druckraum 18 begrenzt, dem durch einen Anschluß 19 ein Druckmedium zugeführt werden kann, um das Ventil 7 zu öffnen. Die Zufüh­ rung des Druckmediums wird von dem Regler 9 gesteuert.The additional exhaust valve 7 shown in Fig. 2 closes a channel 12 in the closed state, which is ruled out to the cylinder chamber, not shown, and from which a channel 13 extends, which leads to the outlet channel, not shown, of the internal combustion engine 1 or to the turbine of an exhaust gas turbocharger is guided, which may have a narrow flow cross section adapted to the braking operation. The valve 7 is acted upon by a spring 14 in the closing direction and carries a control piston 15 which is slidably seated in a cylinder 16 and delimits a pressure chamber 18 with a cover 17, to which a pressure medium can be supplied through a connection 19 in order to close the valve 7 to open. The supply of the pressure medium is controlled by the controller 9 .

Das zusätzliche Auslaßventil 7 kann entfallen, wenn die Brennkraftmaschine mit einem Ventiltrieb mit variablen Steuerzeiten ausgestattet ist und die Gaswechsel- Auslaßventile durch den Regler 9 so gesteuert werden können, daß sie zum Ende des Verdichtungstaktes geöffnet werden.The additional exhaust valve 7 can be omitted if the internal combustion engine is equipped with a valve train with variable timing and the gas exchange exhaust valves can be controlled by the controller 9 so that they are opened at the end of the compression stroke.

Der Regler 9 kann eine Signaleinrichtung 20 aktivieren, die bei Betätigung des Notfallschalters 10 ein optisches oder akustisches Signal auslöst.The controller 9 can activate a signal device 20 , which triggers an optical or acoustic signal when the emergency switch 10 is actuated.

Es kann zweckmäßig sein, den Abbremsvorgang der Brennkraftmaschine, der durch Betätigen des Notfallknopfes 10 und Aktivierung des Reglers 9 ausgelöst wurde, mit der Betriebsbremse, also mit der vom Bremspedal 21 betätigbaren Radbremsanlage 22, zu koppeln, was in Fig. 1 durch die Leitung 23 angedeutet ist. Damit kann beispielsweise sichergestellt werden, daß die Radbremsanlage 22 bei Betätigung des Notfallschalters 10 voll aktiviert ist.It may be expedient to couple the braking process of the internal combustion engine, which was triggered by pressing the emergency button 10 and activating the controller 9 , with the service brake, i.e. with the wheel brake system 22 that can be actuated by the brake pedal 21 , which is shown in FIG. 1 by the line 23 is indicated. This can ensure, for example, that the wheel brake system 22 is fully activated when the emergency switch 10 is actuated.

Es ist auch möglich, den Abbremsvorgang der Brennkraftmaschine durch das Bremspedal 21 zu beeinflussen, indem mittels eines weiteren Reglers 24, der durch die Leitung 25 mit dem Regler 9 verbunden oder in diesem enthalten ist, die Intensität des Abbremsvorganges verändert, also bei voll durchgedrücktem Bremspedal die Verbrennung im Verdichtungstakt so ausgelöst wird, daß der größtmögliche Bremseffekt erreicht wird, während beim Ansprechen eines etwa vorhandenen Antiblockiersystems 26, das dem Regler 9 über die Leitung 27 ein entsprechendes Signal zuführt, die Verbrennung später ausgelöst und/oder das zusätzliche Auslaßventil 7 (oder ein Gaswechse-Auslaßventil) früher geöffnet und die Bremswirkung der Brennkraftmaschine verringert wird.It is also possible to influence the braking process of the internal combustion engine by the brake pedal 21 , by changing the intensity of the braking process by means of a further controller 24 , which is connected to or contained in the controller 9 by the line 25 , that is to say when the brake pedal is fully depressed the combustion is triggered in the compression stroke in such a way that the greatest possible braking effect is achieved, while when an anti-lock braking system 26 , which supplies the controller 9 with a corresponding signal via line 27 , responds, the combustion is triggered later and / or the additional exhaust valve 7 (or a gas exchange exhaust valve) opened earlier and the braking effect of the internal combustion engine is reduced.

Der Regler 9 braucht nicht direkt auf die Einspritz- und Zündanlage 6 zu wirken, sondern er kann statt dessen über eine Leitung 28 mit der Elektronik 8 verbunden werden und diese entsprechend beeinflussen.The controller 9 does not have to act directly on the injection and ignition system 6 , but instead can be connected to the electronics 8 via a line 28 and influence it accordingly.

Bei einer Diesel-Brennkraftmaschine wird eine Verbrennung während des Verdichtungstaktes dadurch ausgelöst, daß die Kraftstoff-Einspritzung entspre­ chend lange vor Erreichen des oberen Totpunktes des Kolbens erfolgt. Im Bedarfsfall kann eine Zündhilfe z. B. in Form einer Zünd- oder Glühkerze, vorge­ sehen werden.In a diesel engine, combustion occurs during the Compression stroke triggered by the fact that the fuel injection corresponds chend long before reaching the top dead center of the piston. in the  If necessary, an ignition aid z. B. in the form of a spark or glow plug, pre will see.

Das Abbremsen der Brennkraftmaschine kann noch dadurch beschleunigt werden, daß in bekannter Weise der Staudruck in der Auspuffleitung erhöht wird, z. B. durch eine Drosselklappe in der Auspuffleitung oder bei einer Brennkraft­ maschine mit einem Abgasturbolader, dessen Turbine mit einem variablen Leitgitter versehen ist, durch Verstellen desselben (siehe z. B. DE-C 42 32 400).This can accelerate the braking of the internal combustion engine be that the back pressure in the exhaust pipe is increased in a known manner, e.g. B. by a throttle valve in the exhaust line or at an internal combustion engine machine with an exhaust gas turbocharger, the turbine with a variable Guide vane is provided by adjusting it (see e.g. DE-C 42 32 400).

Claims (6)

1. Kraftfahrzeug, das von einer Brennkraftmaschine (1) angetrieben ist und eine durch ein Bremspedal (21) willkürlich betätigbare Radbremsanlage (22) sowie eine Zusatzbremseinrichtung aufweist, die durch einen im Fahrerraum ange­ ordneten Notfallschalter (10) aktiviert werden kann, dadurch gekennzeichnet, daß als Zusatzbremseinrichtung eine Einrichtung (9) vorgesehen ist, die bei Betätigung des Notfallschalters (10) eine Verbrennung in den Zylindern (3) der Brennkraftmaschine (1) während des Verdichtungs­ taktes in der Weise auslöst, daß durch den damit bewirkten Druckanstieg in den Zylindern das Kraftfahrzeug schnell zum Stillstand kommt.1. Motor vehicle which is driven by an internal combustion engine ( 1 ) and has a wheel brake system ( 22 ) which can be actuated arbitrarily by a brake pedal ( 21 ) and an additional brake device which can be activated by an emergency switch ( 10 ) arranged in the driver's compartment, characterized in that that a device ( 9 ) is provided as an additional braking device which, when the emergency switch ( 10 ) is actuated, triggers a combustion in the cylinders ( 3 ) of the internal combustion engine ( 1 ) during the compression cycle in such a way that the pressure increase in the cylinders caused thereby the motor vehicle quickly comes to a standstill. 2. Kraftfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (9) zum Auslösen der vorzeitigen Verbrennung mit den Mitteln zur Betätigung der Radbremsanlage (22) gekoppelt ist.2. Motor vehicle according to claim 1, characterized in that the device ( 9 ) for triggering the premature combustion is coupled to the means for actuating the wheel brake system ( 22 ). 3. Kraftfahrzeug nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Radbrems­ anlage (22) gleichzeitig mit der Betätigung des Notfallschalters (10) aktivierbar ist.3. Motor vehicle according to claim 2, characterized in that the wheel brake system ( 22 ) can be activated simultaneously with the actuation of the emergency switch ( 10 ). 4. Kraftfahrzeug nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine optische oder akustische Signaleinrichtung (20), die bei Betätigung des Notfallschalters (10) ausgelöst wird. 4. Motor vehicle according to claim 1, characterized by an optical or acoustic signal device ( 20 ) which is triggered when the emergency switch ( 10 ) is actuated. 5. Verfahren zum Notfall-Abbremsen eines Kraftfahrzeuges nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Zeitpunkt, zu dem die vorzeitige Verbrennung ausgelöst wird, in Abhängigkeit von der Betätigung des Brems­ pedals (21) veränderbar ist.5. The method for emergency braking of a motor vehicle according to claims 1 and 2, characterized in that the time at which the premature combustion is triggered, depending on the actuation of the brake pedal ( 21 ) can be changed. 6. Verfahren zum Notfall-Abbremsen eines Kraftfahrzeuges nach einem der Ansprüche 1 bis 5, das mit einem Antiblockiersystem (26) ausgestattet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Zeitpunkt, zu dem die vorzeitige Verbren­ nung ausgelöst wird, in Abhängigkeit vom Ansprechen der Antiblockier­ vorrichtung veränderbar ist.6. The method for emergency braking of a motor vehicle according to one of claims 1 to 5, which is equipped with an anti-lock braking system ( 26 ), characterized in that the point in time at which the premature combustion is triggered depending on the response of the anti-lock braking device is changeable.
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