DE19625341C5

DE19625341C5 - Bremsanlage für Fahrzeuge

Info

Publication number: DE19625341C5
Application number: DE1996125341
Authority: DE
Inventors: Jörg Dipl.-Ing. Fischer; Karl-Heinz Dipl.-Ing. Unser; Gernot Dipl.-Ing. Spiegelberg
Original assignee: DaimlerChrysler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 1996-06-25
Filing date: 1996-06-25
Publication date: 2006-11-30
Anticipated expiration: 2016-06-26
Also published as: DE19625341A1; DE19625341C2

Abstract

Bremsanlage für Fahrzeuge mit einer Vorderachse (VA) und wenigstens einer Hinterachse (HA),
wobei die Bremsanlage ein zweikreisiges Betriebsbremsventil (51) für Bremskreise (I, II) aufweist, die jeweils unabhängig voneinander Radbremszylinder (16c, 16d; 56a, 56b; 16a, 16b) einer Achse mit Bremsdruck versorgen, wobei ferner Mittel (53; 11, 10) zum Erfassen eines stabilitätskritischen Zustands des Fahrzeuges vorgesehen sind und wobei im Bremskreis (I) der Vorderachse (VA) Mittel (52, 55; 14) zur Beeinflussung des Bremsdrucks an den Radbremszylindern der Vorderachse (VA) angeordnet sind, die von den Mitteln (53; 11, 10) zum Erfassen eines stabilitätskritischen Zustands ansteuerbar sind
dadurch gekennzeichnet,
dass beim Bremsen und bei Vorliegen eines stabilitätskritischen Zustands zumindest über die Mittel (52, 55; 14) zur Beeinflussung des Bremsdrucks an den Radbremszylindern der Vorderachse (VA) die Fahrzeugverzögerung (a) auf einen festen Grenzwert (d) eines maximal erreichbaren Wertes (aMax) begrenzt ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Bremsanlage für Fahrzeuge gemäß des Oberbegriffs des Patentanspruches 1.
Eine solche Bremsanlage geht aus der DE 21 33 547 C2 her5vor. Dort ist eine Bremskraftregelung für Kraftfahrzeuge vorgesehen, die Kippbewegungen des Kraftfahrzeugs um seine Querachse vermeiden soll. Nach einer ersten Variante wird der Bremsdruck in den Vorderradbremsen dann abgesenkt, wenn innerhalb einer Wartezeit (200–300 ms) nach dem Absenken des Bremsdrucks in den Hinterradbremsen durch die Radschlupfregelung keine Wiederbeschleunigung der Hinterräder festgestellt wurde, woraus auf ein Abheben der Hinterräder vom Boden geschlossen wird. Gemäß einer weiteren Variante ist es auch vorgesehen, bei Kraftfahrzeugen mit einem sehr geringen Trägheitsmoment um die Querachse bereits vorsorglich den Druckaufbau in den Vorderradbremsen zu stoppen, wenn für die Hinterradbremsen Druckabsenksignal der Radschlupfregelung vorliegen.
Aus der nicht vorveröffentlichten DE 195 14 185 C1 ist es bekannt, den Bremsdruck an den Vorderradbremsen über den gesamten Druckbereich abzusenken, wenn die Hinterachslast einen bestimmten Wert unterschreitet.
Des weiteren wird gemäß DE 27 57 911 A1 eine Blockierschutz-Regeleinrichtung vorgeschlagen, wobei z.B. in Abhängigkeit vom Beladungszustand zwischen einer radindividuellen Hinterradregelung und einer "Select-Low"-Regelung an den Hinterrädern umgeschaltet werden kann.
Ferner ist aus dem "Kraftfahrtechnischen Taschenbuch", R. Bosch, 22. Auflage, VDI-Verlag Düsseldorf, 1995, Seiten 641 und 644 bekannt, bei Nutzfahrzeugen eine lastabhängige Bremskraftverteilung vorzunehmen. Bei einer solchen lastabhängigen Bremskraftverteilung wird der Bremsdruck an der Hinterachse begrenzt, wenn die Achslast an der Hinterachse einen bestimmten Wert unterschreitet. Diese Begrenzung hat den Zweck, ein Überbremsen der Hinterachse bei Leerfahrten zu verhindern.
Bei Fahrzeugen, die für die Aufnahme einer großen Nutzlast eingesetzt werden, insbesondere bei Sattelzugmaschinen, besteht das Problem, dass der Hinterachslastanteil des Leerfahrzeugs bzw. der Zugmaschine ohne Auflieger sehr gering ist. Aufgrund der dynamischen Achslastverlagerung ist bei Bremsvorgängen mit großer Verzögerung und hohem Reibwert des Fahrbahnbelags ein Absinken des Hinterachslastanteils bis hin zu einer vollständigen Entlastung der Hinterachse denkbar. Bei derart geringem Hinterachslastanteil ist das Fahrzeug nicht mehr stabil.
Aufgabe der Erfindung ist es, bei solchen Fahrzeugen auch bei Leerfahrt ein stabiles Fahrverhalten sicherzustellen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst.
Beim Bremsen und bei Vorliegen eines stabilitätskritischen Zustands wird die Fahrzeugverzögerung auf einen festen Grenzwert der maximal erreichbaren Fahrzeugverzögerung begrenzt. Hierdurch kann gewährleistet werden, dass der Hinterachslastanteil ausreichend groß ist, um einen instabilen, kritischen Fahrzustand – beispielsweise durch das Abheben der Hinterräder (Fahrzeug führt eine starke Nickbewegung aus) zu vermeiden.
Bei der gemäß DE 21 33 547 C2 vorgeschlagenen zweiten Variante wird der Druckaufbau in den Radbremszylindern der Vorderachse in Abhängigkeit davon gestoppt, ob die Schlupfregelung für die Hinterräder den Druck in den Radbremszylindern der Hinterachse absenkt. Das heißt, der Wert, auf den der Druck in den Radbremszylindern der Vorderachse begrenzt wird hängt vom Zeitpunkt des Regeleingriffs der Radschlupfregelung für die Hinterräder ab und somit von den momentanen Reibbedingungen zwischen der Fahrbahnoberfläche und den Hinterrädern.
Im Unterschied dazu ist beim erfindungsgemäßen Verfahren ein fester Grenzwert vorgebbar, der sich auf die unter idealen Reibbedingungen vorliegende maximal erreichbare Fahrzeugverzögerung bezieht. Die über die Vorderräder erreichte Bremskraft steht daher bis zum Erreichen des betreffenden festen Grenzwertes voll zur Verfügung. Die Grenzwerte sind unabhängig von den momentanen, veränderlichen Reibbedingungen zwischen der Fahrbahnoberfläche und den Rädern.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.
Zweckmäßigerweise liegt der Grenzwert für die Fahrzeugverzögerung bei ca. 70% der maximal erreichbaren Fahrzeugverzögerung.
Gemäß weiteren Ausgestaltungen der Erfindung erfolgt in Abhängigkeit des Betätigungsweges eines Bedienelementes eine Regelung der Verzögerung des Fahrzeuges. Dabei kann gemäß weiterer Ausgestaltung der Erfindung, die Zuordnung zwischen Betätigungsweg und Fahrzeugverzögerung im Falle des Unterschreitens des Mindestlastwertes in Richtung geringerer Fahrzeugverzögerung abgeändert werden.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
1 die schematische Darstellung einer Bremsanlage zur Durchführung eines bekannten Druckbegrenzungsverfahrens
2 die schematische Darstellung einer Ausführungsform einer zur Durchführung der Erfindung geeigneten Bremsanlage und
3 Kennlinien der Zuordnung zwischen Betätigungsweg des Bedienelementes und Fahrzeugverzögerung.
1 zeigt eine vereinfachte schematische Darstellung einer pneumatischen Bremsanlage zur Durchführung eines bekannten Druckbegrenzungsverfahrens, wie sie üblicherweise in Nutzfahrzeugen verwendet wird. Auf die Darstellung eventueller Bremsdrucksteuer- oder Bremsdruckregeleinrichtungen, wie sie beispielsweise für ein ASS-System erforderlich sind, wurde verzichtet, da sie in der dargestellten Ausführung die Funktion der Bremsdruckbegrenzung nicht beeinflußt.
Bei einem Betätigen der Betriebsbremse wird gesteuert vom Betriebsbremsventil 51 aus dem Vorratsbehälter 50 ein Bremsdruck an der Eingangseite des 3/2-Wegeventils 52 erzeugt. Das Mittel zum Erfassen eines stabilitätskritischen Zustands ist der Schalter 53, der zwischen Spannungsquelle 54 und Schaltrelais des Wegeventils 52 angeordnet ist. Der Schalter ist beispielsweise im Kupplungskopf für eine Bremsleitung des Aufliegers enthalten. Der Schalter 53 ist geöffnet (Stromkreis unterbrochen), solange ein Auflieger angekoppelt ist. Dann befindet sich das Wegeventil 52 in seiner dargestellten Ruhestellung, der Bremsdruck wird unverändert an die Radbremszylinder 56a, 56b der Vorderachse weitergeleitet. Ist kein Auflieger angekoppelt, so ist der Schalter 53 geschlossen. Das Schaltrelais des Wegeventils 52 ist bestromt und das Wegeventil 52 wird in seine Schaltstellung umgeschaltet. Dann gelangt der Bremsdruck vom Ausgang des Betriebsbremsventils 51 zum Druckbegrenzer 55, der den Bremsdruck, der von ihm zu den Radbremszylindern 55a, 55b weitergeleitet wird, auf ca. 50% des maximalen Bremsdrucks begrenzt. Das Wegeventil 52 und der Druckbegrenzer können baulich als eine Einheit ausgebildet sein und sie bilden zusammen die Mittel zum Begrenzen des Bremsdrucks in den Radbremszylindern.
Die 2 zeigt die schematische Darstellung einer Bremsanlage. Die Bremsanlage weist zwei getrennte Bremskreise I, II auf. Jeder der Bremskreise speist die Radbremsen einer Achse (VA, HA). Im Bremskreis II, der zu den Radbremszylindern 16a, 16b der Hinterachse HA führt, ist ein Steuerventil 11 angeordnet, das in Abhängigkeit von der Achslast an der Hinterachse den der Hinterachse zugeführten Bremsdruck mindert. Ein der Hinterachslast entsprechendes. Signal wird von dem Steuerventil 11 an die Steuereinrichtung 10 weitergeleitet. Der Steuereinrichtung 10 wird ferner das Signal eines Sensors 12, das den Betätigungsweg s des Bedienelementes 13 der Betriebsbremse erfaßt und ein das die Fahrzeugverzögerung repräsentierendes Signal zugeführt. Die Steuereinrichtung 10 steuert die lediglich schematisch dargestellten Bremsdruckregelventile 14, 15 der Vorder- und der Hinterachse an. Über die Bremsdruckregelventile 14, 15 kann der Bremsdruck in den Radbremsen gegenüber dem Bremsdruck, der entsprechend dem Betätigungsweg s des Bedienelementes 13 eingesteuert wird, zumindest verringert werden. Es ist auch möglich und allgemein bekannt, die Bremsdruckregelventile 14, 15 als Ventilanordnungen so auszubilden, daß der Bremsdruck in den Radbremszylindern 16a, ..., 16d einer Achse bzw. jedes Rades einer Achse durch die Steuereinrichtung 10 so geregelt wird, daß jedem Betätigungsweg s eine bestimmte Fahrzeugverzögerung a zugeordnet ist. Dabei ist es eine Vereinfachung, wenn anstelle zusätzlicher Bremsdruckregelventile die Regelventile des ABS-Systems hierzu herangezogen werden.
Unabhängig wie die Regelung des Bremsdrucks in den Radbremszylindern 16a, ..., 16d erfolgt, ist es jedoch stets möglich, über die Steuereinrichtung 10 den Bremsdruck so zu regeln, daß die Verzögerung a, die beispielsweise aus gemessenen Raddrehzahlen ermittelt wird, einen Grenzwert d nicht überschreitet. Auch dieser Grenzwert ist auf die am Fahrzeug vorliegenden Verhältnisse anzupassen, also auf die tatsächliche Achslastverteilung und die Verzögerung des Fahrzeugs, bei der die dynamische Achslastverteilung sich soweit auswirkt, daß an der Hinterachse nicht mehr ausreichende Seitenführungskräfte übertragen werden.
Neben der Erfassung der Achslast über das Steuerventil 11 kann eine entsprechende Erfassung der Achslast auch über den Balgdruck der Luftfederung der entsprechenden Achse, der Erfassung des Federweges der Blatt- oder Schraubenfeder der Achse oder einen an der Sattelkupplung angeordneten Schalter, der zwischen angekuppeltem Auflieger und abgekuppeltem Auflieger unterscheidet, erfolgen.
Die zu unterschreitende Mindestlast ist immer ein Zustand, der dem entladenen Fahrzeug entspricht, also beispielsweise maximal entlastete Feder oder minimaler Balgdruck.
In der 3 sind unterschiedliche Verläufe der Beziehung zwischen Fahrzeugverzögerung a bzw. Bremsdruck in den Radbremszy lindern der Vorderachse in Abhängigkeit des Betätigungsweges s des Bedienelementes 13 dargestellt.
Die durchgezogen dargestellte Linie A kennzeichnet die bei beladenem Fahrzeug anzuwendende Beziehung. Es handelt sich dabei um eine lineare Beziehung. Die strichpunktierte Kennlinie B zeigt eine sich gegenüber der Linie A dahingehend unterscheidende Kennlinie, daß hierbei einem bestimmten Pedalweg geringere Fahrzeugverzögerungen a zugeordnet sind. Die erfindungsgemäße Vorgehensweise entspricht der gestrichelt dargestellten Kennlinie C im als stabilitätskritisch erkannten Betrieb. Hierbei wird, wenn die Fahrzeugverzögerung den Grenzwert von beispielsweise 70% der maximalen Verzögerung aMAx erreicht hat, der Bremsdruck in den Radbremsen so geregelt, daß die Fahrzeugverzögerung auf diesen Wert begrenzt ist. Ein weiterer Anstieg der Verzögerung ist nicht möglich.

Claims

Bremsanlage für Fahrzeuge mit einer Vorderachse (VA) und wenigstens einer Hinterachse (HA), wobei die Bremsanlage ein zweikreisiges Betriebsbremsventil (51) für Bremskreise (I, II) aufweist, die jeweils unabhängig voneinander Radbremszylinder (16c, 16d; 56a, 56b; 16a, 16b) einer Achse mit Bremsdruck versorgen, wobei ferner Mittel (53; 11, 10) zum Erfassen eines stabilitätskritischen Zustands des Fahrzeuges vorgesehen sind und wobei im Bremskreis (I) der Vorderachse (VA) Mittel (52, 55; 14) zur Beeinflussung des Bremsdrucks an den Radbremszylindern der Vorderachse (VA) angeordnet sind, die von den Mitteln (53; 11, 10) zum Erfassen eines stabilitätskritischen Zustands ansteuerbar sind dadurch gekennzeichnet, dass beim Bremsen und bei Vorliegen eines stabilitätskritischen Zustands zumindest über die Mittel (52, 55; 14) zur Beeinflussung des Bremsdrucks an den Radbremszylindern der Vorderachse (VA) die Fahrzeugverzögerung (a) auf einen festen Grenzwert (d) eines maximal erreichbaren Wertes (aMax) begrenzt ist.
Bremsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel (52, 55; 14) zur Beeinflussung des Bremsdrucks an den Radbremszylindern der Vorderachse (VA) ach dem Betriebsbremsventil (51) und vor den Radbremszylindern (56a, 56b; 16c, 16d) angeordnet sind.
Bremsanlage nach Anspruch 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet, dass der Grenzwert (d) ungefähr 70% der maximal erreichbaren Verzögerung (aMax) beträgt.
Bremsanlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zur Beeinflussung des Bremsdrucks an den Radbremszylindern der Vorderachse (VA) als Bremsdruckregelventil (14) ausgeführt sind (2).
Bremsanlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Bremsdruckregelventil (14) die Ventile eines im Fahrzeug vorhandenen Antiblockiersystems sind.
Bremsanlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Bremsdruckregelventil (14) durch eine Steuereinrichtung (10) ansteuerbar ist, welcher von einem Steuerventil (11) ein die Achslast der Hinterachse (HA) repräsentierendes Signal und von dem Betriebsbremsventil (51) ein den Betätigungsweg (s) seines Bedienelementes repräsentierendes Signal zugeführt wird, wobei der Bremsdruck in den Radbremszylindern (16c, 16d) von der Steuereinrichtung (10) derart geregelt wird, dass zwischen Betätigungsweg (s) des Bedienelementes und Bremsung (a) des Fahrzeugs die vorgegebene begrenzte Beziehung besteht.
Bremsanlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass jedem Betätigungsweg (s) eine bestimmte Fahrzeugverzögerung (a) zugeordnet ist.