DE2124052A1

DE2124052A1 - Geteiltes Bremssystem

Info

Publication number: DE2124052A1
Application number: DE19712124052
Authority: DE
Inventors: Hiroshi Hiratsuka Sugiyama (Japan)
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1970-05-16
Filing date: 1971-05-14
Publication date: 1971-12-02
Also published as: FR2090081A1; GB1332011A; FR2090081B1; JPS4943677B1

Description

PATENTANWÄLTE	MÜNCHEN 15 KAI8ER-LUDWIG-PI.ATZ β TEL. «11 /530211 530212 CABLES: THOPATENT TELEX: FOLGT
Dipi.-chem. Dr. D. Thomson oipi.-mg. H. Tiedtke Dipl.-Chem. G. BUhHnQ Dipl.-Ing. R. ΚίΠΗβ	FRANKFURT (MAiN) SO FUCHSHOHL 71 TEL. 0611/514SM
Dipi.4ng. W. Weinkauff 21 ? u η ς ?

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8000 München 15

„ Mai I97I

Nissan Motor Company, Limited Yokohama City, Japan

Geteiltes Bremssystem

Die Erfindung bezieht sich auf ein geteiltes Bremssystem mit einem Schleuder-Steuersystem, für ein Räderfahrzeug.

Ein typisches System unter zahlreichen bisher vorgeschlagenen Antischleudersystemen ist ein Hinterrad-Schleudersteuersystem, das einen drohenden Hinterrad-Schleuderzustand feststellt und dann abwechselnd den Fluiddruck an die zugehörigen Bremszylinder anlegt und wegnimmt und dadurch das Schleudern (Rutschen) der Hinterräder verhindert. Bei einem Schleudersystem dieser Art tritt jedoch darin ein Problem auf, daß die Fahrzeug-Lenkstabilität während des Schleuderverhinderungszyklus weitestgehend verschlechtert ist, wenn die Vorderräder von den Bremsen blockiert sind. Zur Eleminierung

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eines aolchen Problems wurde in der Praxis der Fluiddruck sowohl an die Vorderradbremszylinder als auch an die Hinterradbremszylinder gleichzeitig angelegt und weggenommen und dadurch das Blockieren der Vorder- und Hinterräder verhindert.

Erfindungsgemäß ist ein geteiltes Bremssystem für ein Räderfahrzeug mit einem Schleuder-Steuersystem vorgesehen, das eine erste Fühlereinrichtung zum Ermitteln der Umdrehungsgeschwindigkeit eines ersten Rads vorn besitzt, eine zweite Fühlereinrichtung zum Ermitteln der Umdrehungsgeschwindigkeit eines zweiten Rads hinten» wobei diese beiden Räder in unterschiedlichen Vertikalebenen in Richtung der Fahrzeuglängsachse liegen, wobei die erste Fühlereinrichtung und die zweite Fühlereinrichtung elektrische Signale entwickeln können, die proportional den Umdrehungsgeschwindigkeiten des Vorderrades bzw. des Hinterrades sind, eine Einrichtung, die auf die elektrischen Signale zur Ermittlung der Verzögerungsraten der Räder anspricht und ein Ausgangssignal in Abhängigkeit von einer, vorgewählten Größe zumindest einer der Verzögerungsraten entwickeln kann, wobei diese vorgewählte Größe einem drohenden Schleudersustand aumindest eines der Räder entspricht, eine erste Fluidleitung, die den Bremszylinder jedes Rades mit dem Hauptzylinder des geteilten Bremssystems verbindet, einen Druckmodulator, der auf der ersten Fluidleitung angeordnet ist und auf daä Ausgangssignal anspricht aum Modulieren des Fluiddrucks, der an jedem Bremszylinder anliegt, um das Rutschen des Vorderrades und/oder des Hinterrades, eines dritten Rads hinten oder vorn * oder eines dritten Rade hinten und eines vierten

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Rads vorn ^zu verhindern, und eine zweite Fluidleitung, die den Bremszylinder des dritten Rades oder den Bremszylinder des dritten und vierten Rades mit dem Hauptzylinder verbindet.

Die Erfindung wird im folgenden anhand schematischer Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.

Fig. 1 zeigt eine graphische Darstellung des Reibungskoeffizienten zwischen der Straßenoberfläche und dem Fahrzeugreifen über der Schlupfrate dazwischen;

Fig. 2 zeigt eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen geteilten Bremssystems; und

Fig. 3bl* bis dp zeigen Diagramme, die unterschiedliche Kennwerte der Bremskraft und der Richtkraft (Führungskraft) veranschaulichen, die durch die einzelnen Vorder- und Hinterräder entwickelt werden.

Bekanntlich wird die Fahrzeuglenkungsstabilität allge mein verbessert, wenn die von den Rädern entwickelte Richtkraft ansteigt. Die Richtkraft ist ihrerseits umgekehrt proportional der Schlupfrate und neigt daher dazu, bei dem Ansteigen der Schlupfrate abzunehmen. Wie sich aus Fig. 1 ergibt, tritt die maximale Bremskraft innerhalb des Bereiche der Schlupfrate ,von, annähernd 15 bis 25 % auf.

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Ferner wurde festgestellt,daß die Fahrzeuglenkungs-Stabilität nicht bedeutend verschlechtert ist, wenn während des Bremszyklus eines der Vorderräder nicht blockiert ist, .obwohl die maximale Fahrzeuglenkungsstabilität erhalten werden kann, wenn keines der Vorderräder blockiert ist. Damit nur eines der Vorderräder beim Bremsen nicht blockiert wird, ist darauf zu achten, daß die Richtkraft des Hinterrades erhöht wird, das diagonal auf der gegenüberliegenden Seite zu dem Vorderrad liegt, das nicht blockiert wird, um die Differenz der Bremskräfte zwischen den rechten und linken Rädern minimal zu machen. Das erfindungsgemäße Schleudersteuersystem besitzt zwei Fluidleitungen (Strömungsmittelleitungen), die zu dem Hauptzylinder führen; eine davon ist mit den Bremszylindern des rechten Vorder- und linken Hinterrades verbunden und die andere mit den Bremszylindern des linken Vorder- und rechten Hinterrades verbunden. In dem System wird der Fluiddruck in einer der Leitungen in Abhängigkeit von einem drohenden Rad-Rutschzustand gesteuert, um das Auftreten dieses Zustandes zu verhindern und zu vermeiden, daß die beiden gesteuerten Räder blockiert werden, wodurch das Fahrzeug vor Seitwärts-Schleudern bewahrt wird.

In Fig. 2 IBt ein Beispiel des erfindungsgemäßen Bremssystems mit dem Schleudersteuersystem gezeigt. In dieser Fig. geben Doppellinien hydraulische Leitungen und einfache Linien elektrische Leiter an. Wie dargestellt wurde, besitzt das Schleudersteuersystem vier Radbremszylinder 10, 11, 12 und und Bremstrommeln (nicht gezeigt), die jeweils den beiden Vor-

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derrädern 14 und 15 und den beiden Hinterrädern 16 und 17 zugeordnet sind. Hydraulische Leitungen 18 und 19 sind mit den Bremszylindern 10 und 13 verbunden, die dem linken Vorder- und dem rechten Hinterrad I¹I bzw. 17 zugeordnet sind, und mit einer gemeinsamen Fluidleitung 20, die durch die Hauptzylinderanordnung 21 unter Druck gesetzt werden kann. Die Hauptzylinderanordnung 21 ist eine konventionelle Tandem-Anordnung, die von einem Bremspedal 22 mechanisch betätigt werden kann. Hydraulische Leitungen 23 und 24 sind mit den Bremszylindern 11 und 12 verbunden, die dem rechten Vorder- und dem linken Hinterrad 15 bzw. 16 zugeordnet sind, und mit einer gemeinsamen Fluidleitung 25% die ihrerseits über einen hydraulischen Druckmodulator 26 mit der Hauptzylinderanordnung 21 verbunden ist.

Der hydraulische Druckmodulator 26 enthält ein Solenoidventil 27» das im Ansprechen auf ein elektrisches Signal betätigt wird, das von einem elektrischen Steuermodul 28 erhalten wird. Der Druckmodulator 26 kann einen bekannten Aufbau aufweisen und moduliert bei Betätigung des Solenoidventils 27 den Fluiddruck zu den Bremszylindern 11 und 12 derart, daß ein Rutschen vermieden wird. Das Steuermodul 28 empfängt eine Information von den Fühlereinrichtungen 29 und 30, die mittels Erregerringen 31 bzw. 32 mit den Bremstrommeln des rechten Vorder- und linken Hinterrades 15 bzw. 16 verbunden sind. Die Erregerringe und die Fühlereinrichtungen können einen bekannten Aufbau haben, und da besondere Einzelheiten dieser Elemente nicht Teil der Erfindung bilden, wird zur Vereinfachung eine

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ins einzelne gehende Erläuterung davon nicht gegeben. Die Erregerringe 31 und 32 haben eine gezahnte Form, und die Fühler 29 und 30 haben die Form eines Permanentmagneten oder eines Elektromagneten; sie bilden zusammen einen Abnehmer mit veränderlichem magnetischen Widerstand. Die Erregerringe 31 und 32 werden mit den Bremstrommeln und daher mit den augehörigen Rädern 15 und 16 gedreht und können in Zusammenarbeit mit den Fühlern 29 und 30 pulsierende oder wechselnde elektrische Signale über Leiter 33 bzw» 3^ dem Modul 28 liefern, wobei diese Signale die Umdrehungsgeschwindigkeiten der zugeordneten Räder 15 bzw. 16 angeben.

Das Steuermodul 28 ist derart aufgebaut, daß es die Änderungsrate der Signale an den Leitern 33 und 3^ ermittelt und daher die entsprechenden Verzögerungsraten der zugehörigen Räder 15 und 16 feststellt und ein Ausgangssignal in Abhängigkeit davon erzeugt, daß die Größen der Verzögerung der zugeordneten Räder einen vorbestimmten Wert erreichen, der einem Schleuderzustand entspricht, der an einem oder beiden der zugehörigen Räder besteht oder etwa zu erwarten ist. Das Ausgangssignal wird mittels eines Leiters 35 zu dem Solenoid 27 übertragen» Das von dem Steuermodul 28 gelieferte Ausgangssignal kann lediglich ein "Ein"- oder "Aus"-Signal sein, wobei in diesem Fall die Modulation des Fluiddr-ucks zu den Bremszylindern 11 und 12 durch den Druckmodulator 26 bewirkt wird. Alternativ kann das Ausgangssignal ein elektrisches Signal veränderlicher Größe sein, wobei der Fluiddruck zu den Bremszylindern 11 und 12 in Übereinstimmung mit diesem Signal ge-

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ändert wird.

Das Modul 28 ist ebenfalls mit einem Anschluß einer Gleichspannungs-Speicherbatterie 36 verbunden, die durch Schließen eines Schalters 37 mit ihrem anderen Anschluß an Masse gelegt wird.

Beim Treten des Bremspedals 22 werden die Fluidleitungen 20 und 25 durch die Hauptzylinderanordnung 21 unter Druck gesetzt, wodurch die mit den Fluidleitungen 20 und 25 verbundenen Radbremszylinder 10 bis 13 betätigt werden und die entsprechenden vier Räder 1*1 bis 17 bremsen. Der Druckmodulator 26 wird in diesem Augenblick in einem Zustand gehalten, in dem er das Hindurchlaufen des Druckfluids durch ihn erlaubt. Bei bestimmten Straßenzuständen führt das Anlegen eines übermäßigen Bremsdrucks zum Rutschen und einem Radblockier- und / oder Schleuderzustand. Werden die Fahrzeugräder blockiert oder rutschen sie übermäßig, nimmt der Reibungskoeffizient zwischen der Straßenoberfläche und dem Fahrzeugreifen ab, und die Wirksamkeit des Bremssystems zum Anhalten des Fahrzeuges wird wesentlich verringert, und die Fahrzeuglenkungsstabilität ist ebenfalls weitestgehend verschlechtert.

Bei dem erfindungsgemäßen System erzeugt das elektrische Steuermodul 28 ein Ausgangssignal, das das Auftreten oder das Drohen eines Radrutschzustandes anzeigt.

Beim Empfangen des Schleudersteuerausgangseignals wird 109849/1225

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das Solenoid 27 betätigt und läßt den hydraulischen Druckmodulator 26 den Fluiddruck absenken, der schon in den Bremszylindern 11 und 12 aufgebaut worden ist, die dem rechten Vorder- und linken Hinterrad 15 bzw. 16 zugeordnet sind. Mit dem Absinken des Bremszylinderdrucks drehen sich die zugehörigen Räder 15 und 16 oder nehmen in der Drehzahl zu, was zu einer Verringerung des Schlupfes oder der Schleuderneigung der Räder führt. Tritt dies ein, deenergiert das Steuermodul 28 das Solenoidventil 27 und bringt den hydraulischen Druckmodulator 26 in einen Zustand, in dem der Hauptzylinderdruck durch ihn hindurch unmittelbar an den Bremszylindern 11 und 12 anliegen kann, wodurch der an den Bremszylindern 11 und 12 anliegende Druck wieder erhöht wird.

Andererseits wird der Fluiddruck zu den Bremszylindern 10 und 13, die jeweils mit dem linken Vorder- und rechten Hinterrad 14 und I7 verbunden sind, in Abhängigkeit von der Kolbenbewegung der Hauptzylinderanordnung 21 geändert. Somit ist ersichtlich, daß das Anlegen eines übermäßigen Bremsdruckes das Blockieren des linken Vorder- und rechten Hinterrades I¹J und 17 bewirkt.

Die Art, in der das erfindungsgemäße System ein Schleudern verhindert, ist in Fig. 3 graphisch dargestellt, worin die Diagramme a₁ und a₂ jeweils die Bremskraft und die Richtkraft veranschaulichen, die am linken Vorderrad 14 auftreten, wenn ein übermäßiger Bremsdruck in dem Hauptzylinder 21 durch Treten des Bremspedals 22 erzeugt wird, und worin die Diagramme

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b^ und bp, C^ und Cp, und d., und dp jeweils die Bremskraft und die Richtkraft am rechten Vorderrad 15» linken Hinterrad 16 und rechten Hinterrad 17 veranschaulichen. Wie aus den Diagrammen a., bj, C₁ und d^ ersichtlich ist, bleiben die Bremskräfte des linken Vorder- und rechten Hinterrades aufgrund des Auftretens eines Radblockierungszustandes auf relativ niedrigen Werten; die Bremskräfte des rechten Vorder- und linken Hinterrades 15 und 16 schwanken jedoch, da der Bremsdruck zu den ■zugehörigen Bremszylindern 11 und 12 durch den hydraulischen Druckmodulator 26 moduliert wird.

Wie aus den Diagrammen a„ und d_? ersichtlich ist, nehmen andererseits die Richtkräfte, die durch das linke Vorder- und das rechte Hinterrad 1*1 und 17 entwickelt werden, zu solch niedrigen Werten ab, wie sie mit F bezeichnet sind, da das Auftreten des Radblockierungszustandes zu einem Ansteigen der Schlupfrate bis annähernd 100 % führt. Da jedoch der Bremsdruck zu den Zylindern 11 und 12 des rechten Vorder- und linken Hinterrades derart moduliert wird, daß die Schlupfrate zwischen etwa 15 und 25 % schwankt, wie mit den Meander-Kurven 36 bzw. 37 gezeigt ist, schwanken die von den zugehörigen Rädern 15 und 16 entwickelten Richtkräfte zwischen zwei hohen Pegeln, die mit 0 und J gezeigt sind. Da die durchschnittlichen Richtkräfte K des rechten Vorder- und linken Hinterrades 15 bzw. 16, die nicht blockiert sind, extrem groß im Vergleich zu den Richtkräften des blockierten linken Vorder- und rechten Hinterrades 15 bzw. 17 Bind, wie eich durch Vergleich der Diagramme

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bp und Cp mit a₂ und dp ergibt, lassen die Änderungen der durch das rechte Vorderrad 15 und das linke Hinterrad 16 entwickelten Bremskräfte das Fahrzeug nicht seitwärts schleudern und verkürzen die Bremsstrecke.

Wie im vorhergehenden beschrieben wurde, liefert die Erfindung ein verbessertes gesteuertes Bremssystem, das ein Schleudern verhindern kann, ohne die Fahrzeuglenkungsstabilität zu verschlechtern und ohne das Fahrzeug seitwärts schleudern zu lassen.

Die Erfindung ist in gleicher V/eise auf ein dreirädriges Fahrzeug anwendbar, wobei in diesem Fall die Fluidleitung, die moduliert werden kann, mit dem Vorderrad und einem der Hinterräder verbunden ist, wenn das dreirädrige Fahrzeug nur ein Vorderrad besitzt, und die Fluidleitung, die moduliert werden kann, mit einem der Vorderräder und dem Hinterrad verbunden ist, wenn das dreirädrige Fahrzeug nur ein Hinterrad besitzt.

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Claims

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Patentansprüche 1./ Geteiltes Bremssystem für ein Räderfahrzeug mit

—/

einer Schleudersteuervorrichtung, gekennzeichnet durch eine erste Fühlereinrichtung (29) zum Ermitteln der Umdrehungsgeschwindigkeit eines ersten Rads vorn (15), eine zweite Fühlereinrichtung (30) zum Ermitteln der Umdrehungsgeschwindigkeit eines zweiten Rads hinten (16), das sich in einer anderen Vertikalebene in Richtung der Fahrzeuglängsachse befindet, wobei die erste und zweite Fühlereinrichtung (29, 30) elektrische Signale erzeugen können, die proportional den Umdrehungsgeschwindigkeiten des Vorder- bzw. Hinterrades (15» 16) sind, eine Einrichtung (28), die auf die elektrischen Signale zur Ermittlung der Verzögerungsraten der Räder (15, 16') anspricht und ein Ausgangssignal in Abhängigkeit von einer vorgewählten Größe zumindest einer der Verzögerungsraten erzeugen kann, wobei die vorgewählte Größe einem drohenden Rutschzustand zumindest eines der Räder'(15, 16) entspricht, eine erste Fluidleitung(25), die den Bremszylinder (11, 12) beider Räder (15, 16) mit dem Hauptzylinder (21) des Bremssystems verbindet, einen Druckmodulator (26), der auf der ersten Fluidleitung (25) angeordnet ist und in Abhängigkeit von dem Ausgangssignal den Fluiddruck moduliert, der an den Bremszylindern (11, 12, 13, 1Ί) anliegt, um ein Rutschen des genannten Vorderrades (15) und/ oder Hinterrades (16), eines dritten Rads vorn oder hinten oder eines dritten Hinterrades und eines vierten Rads vorn zu verhindern, und eine zweite Fluidleitung (20), die den

Bremszylinder des dritten Rades oder die Bremszylinder des

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dritten und vierten Rades mit dem Hauptzylinder (21) verbindet.
2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Fluiddruck zu den Brenszylindern (11, 12) des ersten Rads (15) vorn und zweiten Rads (16) hinten derart moduliert wird, daß die Schlupfrate zwischen dem gerade zu Schlupf neigenden ersten Rad (15) und / oder dem zweiten Rad (16) und der Straßenoberfläche annähernd zwischen 15 und 25 % schwankt.
3. System nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der an den Bremszylindern (11, 12) des ersten Rads vorn

(15) und des zweiten Rads hinten (16) anliegende Fluiddruck derart moduliert wird, daß die Richtkraft auf einem hohen Pegel gehalten wird.

Ί. System nach einem der Ansprüche· 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Fluiddruckmodulator (26) in Abhängigkeit von dem Ausgangssignal durch ein Solenoidventil (27) gesteuert wird.

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