DE2347689C2

DE2347689C2 - Bremsanlage für Kraftfahrzeuge zum radargesteuerten Anlegen der Bremse

Info

Publication number: DE2347689C2
Application number: DE19732347689
Authority: DE
Inventors: Richard Lowell South Bend Ind. Lewis
Original assignee: Bendix Corp
Current assignee: Bendix Corp
Priority date: 1972-09-25
Filing date: 1973-09-21
Publication date: 1985-03-28
Also published as: AU6069373A; AR201837A1; DE2347689A1; AU472258B2; FR2200140A1; FR2200140B1; JPS5122253B2; CA1009343A; JPS4970332A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Bremsanlage für Kraftfahrzeuge nach dem Oterbegv L'f des Patentanspruchs 1.

Derartige Bremsanlagen sind aus den US-PS'en 28 04 160 und 34 48 822 bekannt. In beiden Veröffentlichun-

gen sind radargesteuerte Bremssysteme für Fahrzeuge beschrieben, die, unabhängig von irgendeiner Betätigung des Bremspedales, ein automatisches Anlegen der Bremsen bei Erfassung eines Hindernisses innerhalb eines vorgegebenen Bereiches vor dem Fahrzeug bewirken. In beiden Fällen wird jedoch das vom Radarsender gelieferte Ausgangssignal dazu verwendet, die Schubstange des Hauptzylinders oder Bremsverstärkers über elektromechanische Einrichtungen zu betätigen. Hierfür ist in der US-PS 28 04 160 ein Elektromotor und in der US-PS 34 48 822 eine elektromagnetische Betätigungseinrichtung beschrieben. Um eine derartige Betätigung zu erreichen, muß der Bremsverstärker darüber hinaus mit einem speziell konstruierten Betätigungsmechanismus bzw. einem entsprechenden Gestänge versehen sein. Die bekannten Einrichtungen sind somit relativ kompliziert aufgebaut und erfordern zusätzliche Maßnahmen, um die Bremsanlage für den hier in Rede stehenden Anwendungszweck geeignet zu machen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Bremsan'.age der angegebenen Art zu schaffen, die sich durch eine besonders einfache Bauart auszeichnet.

Diese Aufgabe wird durch eine Bremsanlage mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
Ergänzend zum Stand der Technik sei noch auf die DE-AS 12 88 931 verwiesen, aus der es in Verbindung mit einer Bremsanlage, die mit einer Blockierschutzeinrichtung versehen ist, bekannt ist, atmosphärischen Druck und Unterdruck zum Steuern des Servomotors im Falle einer Blockierregelung zu verwenden.
Weiterbildungen des Erfindungsgegenstandes gehen aus den Unteransprüchen hervor.
Die Erfindung wird nachfolgend an einem Ausführungsbeispiel in Verbindung mit der Zeichnung erläutert, die eine schematische Darstellung einer Bremsanlage zeigt.

Ein druckbetätigter Servomotor 10 weist ein Gehäuse 12 auf, in dem eine bewegliche Wand 14 für eine axiale Bewegung angeordnet ist. Die Wand 14 teilt das Gehäuse 12 in zwei gegenüberliegende Kammern 16 und 18 und wird durch eine Rückstellfeder 19 nach rechts in der Zeichnung gedrückt, wenn die Bremsen nicht betätigt sind. Die Kammer 16 steht dauernd mit einer Niederdruckquelle, z. B. mit dem Ansaugrohr 20 eines Verbrennungsmotors, über eine Leitung 22 und über ein am Gehäuse 12 befestigtes Verbundstück 24 in Verbindung. Ein in einer Nabe 28 der beweglichen Wand 14 gelegenes Bremsventil 26 steuert je nach Stellung eines Bremspedals 30 den Druck in der Kammer 18. Das Bremspedal ist mit dem Bremsventil durch eine Bremsventilstange 32 verbunden, deren inneres Ende in einem Sockel 34 eines Ventilkörpers 36 gelagert ist. Ein Tellerventil 38 ist im Nabenfortsatz 40 derart gelagert, daß ein ringförmiger Flansch 42 eines Ventiltellers 43 am Anschlag 44 des

Nabenfortsatzes angreift Eine Ventilrückstellfeder 46, die zwischen dem Flansch 42 und einer Federhalterung 48 auf der Bremsventilstange 32 angeordnet ist, hält die Stange 32 und den Ventilkörper 36 bei gelöster Pedalstellung rechts, wie gezeigt Die Feder 46 drückt auch den Flansch 42 gegen den Anschlag 44. Am vorderen Ende des Ventiltellers 43 ist ein Paßring 50 angeformt, der auf dem Ende 52 des Ventilkörpers 36 sitzt Eine Feder 54 befindet sich zwischen dem hinteren Teil des Paßringes 50 und einem Anschlag 51 auf der Bremsventilstange 32, s ^ wodurch der Paßring 50 dichtend am Ende 52 des Ventilskörpers 36 anliegt so daß am offenen Ende 55 des

⁷ Nabenfortsatzss 40 durch den Durchlaß 56 des Ventiltellers 43 eindringender Atmosphärendruck von der

f Kammer 18 in gelöster Stellung des Bremspedals, wie gezeigt, ferngehalten wird. Der Paßring 50 ist radial so

'ti bemessen, daß er auch dichtend an einem Ventilsitz 58 am inneren Ende des Nabenfortsatzes 40 anliegt um die

"4 Unterdrucköffnung 60 am Durchlas 62 in der Wand 14 zu steuern. Eine Unterdruckleitung 63 verbindet den

ii Durchlaß 62 über ein Sperrventil 64 mit dem Ansaugrohr des Motors. Ein Durchlaß 65 im Nabenfortsatz 40 der

ψ Wand verbindet die gegenüberliegende Kammer 18 mit dem Durchlaß 62 oder über den Durchlaß 56 mit der

<S Außenluft Der Ventilkörper 36 ist mit einer Schubstange 66 verbunden, wobei letztere mit einem Tandemhaupt-

ψ zylinder verbunden ist von dem Leitungen zu den vorderen und hinteren Bremsen 70 und 72 abgehen. Eine

'€ Gegendruckvorrichtung 74 in der Wand 14 befindet sich zwischen dem Ventilkörper 36 und der Schubstange 66,

fs, um beim Bremsen dem Fahrer das notwendige Gefühl dafür zu vermitteln. In gelöster Stellung des Bremspedals

β befinden sich die Teile des Servomotors in der in der Figur gezeigten Stellung. Bei Bremsbetätigung wird die

I* Bremsventilstange 32 nach links in der Figur bewegt, der Paßring 50 auf den Ventilsitz 58 gescb^en und vom H Ende 52 des Vcr.tükSrpers 36 abgehoben, so daß der Durchlaß 65 vom Durchlaß 62 abgetrennt ist und über den

# Durchlaß SS mit der Außenluft verbunden w's& Der Servomotor 10 arbeitet in diesem Fall mit Unterdruck; es

\i können jedoch auch andere Servomotoren verwendet werden, die z. B. pneumatisch oder hydraulisch arbeiten.

|j Zusätzlich zur herkömmlichen Betätigung durch das vom Bremspedal mit Zutun des Fahrers betätigte

§f Bremsventil 26 wird der Servomotor 10 ohne Zutun des Fahrers durch zusätzliche Steuereinrichtungen 76 und

ff 78 gesteuert Die Steuereinrichtungen 76 und 78 weisen zwei voneinander unabhängige Magnetventile 75 und 77

B auf, die in Abhängigkeit von Signalen eines bordeigenen Radarsenders 80 gesteuert werden, der Hindernisse I! erfaßt wie z. B. ein zweites Fahrzeug innerhalb einer bestimmten Entfernung vor dem mit der Bremsanlage H ausgerüsteten Fahrzeug. Das Magnetventil 75, das normalerweise geöffnet ist verbindet die Kammer 18 über

f| eine Leitung 63 mit dem Ansaugunterdruck, und das Magnetventil 77, das normalerweise geschlossen ist, sperrt

H die Kammer 18 über eine Leitung 79 und das Luftfilter 81 gegen die Atmosphäre. Wenn jedoch die Magnetventi

ll Ie 75 und 77 erregt werden, schließt das Magnetventil 75 für den Niederdruck und öffnet das Magnetventil 77 für

0· die Außenluft Der Radarsender 80 ermittelt die Entfernung zwischen dem Fahrzeug und einem Hindernis vor

l| dem Fahrzeug sowie entsprechende Entfernungsänderungen und gibt diese Entfernung anzeigende Signale ab.

jte Die verwendete Einrichtung arbeitet mit Mikrowellen, die den Vorteil haben, daß sie einfach erzeugt und

%. empfangen werden können. Da sowohl die Entfernung R als auch die Entfernungsabnahme R benötigt werden,

fA wird am besten ein Doppler-Radar verwendet, um diese Information zu erhalten. Insbesondere kann das

;;■ Doppler-Radar ein Gunn-Diode-Doppler-Radar sein, bei dem eine veränderliche Spannung an die Gunn-Diode

ψ: angelegt wird, so daß zwei diskrete Frequenzen im Zeitteilverfahren übertragen werden. Die vom Hindernis

i reflektierte.· Wellen erzeugen zwei Doppler-Frequenzen, die ein zusammengesetztes Signal bilden. Die Phasenbeziehung der zwei Doppler-Frequenzen stellt die Entfernung zwischen dem Radarsender und dem Hindernis y dar. und die Doppler-Frequenz selbst steht in direkter Beziehung zu der relativen Geschwindigkeit zwischen der

^r- Sendeantenne des Radars und dem Hindernis, von dem die empfangene Energie reflektiert wird.

"; Der Radarsender 80 liefert aus den vom Hindernis empfangenen und reflektierten Signalen die Daten für die

Entfernung und die Entfernungsänderung. Diese Daten werden einem Rechner 82 zugeführt, der ein Signal E_H erzeugt, das eine Funktion der Entfernung R und der Entfernungsänderung R zwischen dem gebremsten Fahrzeug und einem Hindernis ist. Das Signal Eb wird zuerst einem ersten Komparator 84 zugeführt, der auch ein auslösendes, konstantes Spannungssignal über eine Leitung 85 empfängt, das für eine unerwünschte Abbremsung des Fahrzeuges hinsichtlich der Entfernung und der Entfernungsänderung zum Hindernis steht. Falls das Signal Eb größer als Jas vorgegebene, auslösende konstante Spannungssignal auf der Leitung 85 ist. ändert der Komparator seinen Schaltzustand. Der Ausgang des ersten Komparators 34 ist an UND-Tore 86 und 88 geführt.

Das Signal Eb vom Rechner 82 wird auch einem Verstärker 90 zugeführt. Der Verstärker 90 empfängt ein . zweites Signal an seinem Eingang von einem Druckmeßwandler 92. Die Signalspannung vom Druckmeßwandler

92, die mit dem Symbol Pb bezeichnet ist, ist eine Funktion des Bremsdrucks vom Hauptzylinder 68. Selbstverständlich kann dieser Bremsdruck an jeder beliebigen Stelle der Bremsanlage gemessen werden. Der Ausgang des Verstärkers 90 ist mit einem zweiten und einem dritten Komparator 94 und % verbunden. Der zweite Komparator 94 wird mit einer konstanten Eingangsspannung versorgt, die einen instabilen Schaltzustand des Magnetventils 75 verhindert, mit dem er verbunden ist, sobald das Spannung^signal von Pg gleich E_B ist. Der Ausgang des zweiten Komparators 94 ist einer UND-Tor-Schaltung 88 zugeführt, die, wie vorher erwähnt, auch mit dem Ausgang des ersten Komparators 84 verbunden ist Der Ausgang vom UND-Tor 88 liegt an einem Leistungsverstärker 98, der das normalerweise offene Magnetventil 75 für den Niederdruck bei Erregung in die bo geschlossene Stellung überführt. Der dritte Komparator 96 erhält ebenfalls ein konstantes Spannungssignal am Eingang, das einen instabilen Schaltzustand des Magnetventils 77 verhindert, mit dem der Komparator verbunden ist. sobald das Spannungssignal von P_B gleich Eb ist. Der Ausgang des dritten Komparators % ist an den Eingang einer UND-Tor-Schaltung 86 gelegt, die ebenfalls mit dem Ausgang des ersten Komparators 64 verbunden ist. Der Ausgang des UND-Tores 86 liegt an einem Leistungsverstärker 100, der das normalerweise geschlossene Magnetventil 77 für die AuDenluft bei Erregung in die geöffnete Stellung überführt.

Der zweite Komparator 94 ist so eingestellt, daß, wenn Eb kleiner ak Pb ist, kein Signal am Ausgang abgegeben wird. Dadurch gibt natürlich das UND-Tor 88 ebenfalls kein Signal am Ausgang ab. Wenn jedoch Eb gleich

oder größer als Pb ist, gibt der Komparator 94 an das UND-Tor 88 ein Signal ab. Da das UN D-Tor 88 jetzt durch das Εβ-Ausgangssignal der Komparatoren 84 und 94 angeschaltet ist, erzeugt das UND-Tor 88 ein Ausgangssignal, das über den Leistungsverstärker 98 dem Magnetventil 75 zugeführt wird, wodurch das normalerweise offene Magnetventil erregt wird und schließt. Der Komparator 96 ist so eingestellt, daß kein Ausgangssignal erzeugt wird, wenn Pb größer als Eb ist Daher wird ein Anschalten des mit dem Magnetventil 77 verbundenen U N D-Tores 86 verhindert. Wenn Eb größer als Pb wird, gibt der Ausgang des !Comparators % ein Signal an das UND-Tor 86 ab, um es anzuschalten. Das UND-Tor 86 gibt dann ein Signal an den Leistungsverstärker 100 ab. wodurch das normalerweise geschlossene Magnetventil 77 erregt wird und in seine geöffnete Stellung übergeht. Die folgende Tabelle zeigt die Zustände der Magnetventile 75 und 77 für bestimmte Signalwerte, die vom ίο Aufbau, Abbau oder vom Halten des Bremsddrucks abhängen.

Zustand Ventil für Außenluft Ventil Für Niederdruck Bremsdruck Eb < Schaltwert geschlossen offen 0 Eb > Pe und > Schaltwert offen geschlossen steigend

Eh - Pb geschlossen geschlossen unverändert

Eb < Psund > Schaltwert geschlossen offen fallend Betriebsweise

Die Bremsanlage weist den modifizierten Servomotor 10 auf, der mit dem Hauptzylinder 86 verbunden ist. Unter normalen Fahrbedingungen und bei Fehlen des ein Hindernis anzeigenden Signals Ee wird in gewöhnlicher Weise durch Niederdrücken des Bremspedals 30 durch den Fahrer gebremst, wodurch das Bremsventil 26 für die Einstellung des Druckunterschiedes an der beweglichen Wand 14 gesteuert wird. Jedoch wird unter gewissen Fahrbedingungen der Servomotor unabhängig vom Bismsventil gesteuert. Vorausgesetzt, daß das Signal E_B kleiner als die Auslösespannung auf der Leitung 85 zum Komparator 84 ist, werden die Magnetventile 75 und 77 vom Komparator nicht erregt, und der Bremsdruck ist Null. Falls der Signalwert Eb wegen eines Hindernisses innerhalb der maximal vorgegebenen Entfernung steigen sollte, so daß Eb größer als das /VSignal und das Schaltsignal auf der Leitung 85 des Komparators 84 ist, werden beide Magnetventile 75 und 77 erregt, wodurch das Magnetventil 75 für den Unterdruck schließt und das Magnetventil 77 für die Außenluft öffnet. Dadurch wirkt ein Druckunterschied an der beweglichen Wand 14, die die Schubstange 66 für den Hauptzylinder verschiebt, so daß der Bremsdruck Pb steigt. Der Wert des Bremsdrucks wird vom Druckmcßwandler 92 gemessen, der ein Signal für den Bremsdruck erzeugt, das dem Verstärker 90 zugeführt wird. Das Magnetventil 75 wird jetzt in aer geschlossenen Stellung und das Magnetventil 77 :n der offenen Stellung bleiben, so daß der Bremsdruck Pb weiter ansteigt, bis der Signalwert von Pb gleich dem Signalwert von Eb ist, wobei zu dieser Zeit das Magnetventil 77 geschlossen ist, da es jetzt entregt ist, und das Magnetventil 75 geschlossen ist, da es erregt bleibt. Dadurch wird der Bremsdruck auf einem vorgegebenen Wert gehalten, bis das Signal Eb steigt oder fällt. Sollte das Signal Eb kleiner als das Signal für Pb werden, aber immer noch größer als der Schaltwert auf der Leitung 85, dann bleibt das Magnetventil 77 für die Außenluft geschlossen, und das Magnetventil 75 für den Unterdruck öffnet, wodurch die Kammer 18 mit dem Ansaugdruck verbunden wird und der Druck in dieser Kammer fällt. Daher wird der Bremsdruck vermindert Natürlich bewirkt jeder Anstieg oder jeder Abfall von Eβ entweder gegenüber dem Signal von Pe oder dem konstanten Schaltsignal auf Leitung 85, daß die Magnetventile 75 und 77 abwechselnd öffnen und schließen, um den Bremsdruck, wie gefordert, zu regeln.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

50

55

60

65

Claims

Patentansprüche:

1. Bremsanlage für Kraftfahrzeuge zum radargesteuerten Anlegen der Bremse, mit einem strömungsmitteldruckbetätigten Servomotor, der ein Gehäuse mit einer das Gehäuse in zwei gegenüberliegende Kamrnern teilenden, beweglichen Wand aufweist, einem von einem Bremspedal betätigten Bremsventil das eine freigegebene Stellung aufweist, in der die beiden gegenüberliegenden Kammern mit einer Niederdruckquelle in Verbindung stehen, und eine betätigte Stellung, in der eine der Kammern mit einer Quelle eines höheren Druckes verbunden ist, so daß die bewegliche Wand eine über einen zugeordneten Hauptzylinder auf die Fahrzeugbremsen aufzubringende Bremskraft erzeugt, mit dem Servomotor verbundenen zusätzlichen

ι ο Steuereinrichtungen zur Betätigung des Servomotors ohne Zutun des Fahrers in Abhängigkeit von Signalen, die von einem elektrischen Steuergerät erzeugt werden, das Eingangssignale eines bordeigenen Radarsenders auswertet und die den Bereich eines vor dem Fahrzeug befindlichen Hindernisses erfassen, dadurch gekennzeichnet, daß die zusätzlichen Steuereinrichtungen zwei unabhängige Magnetventile (75, 77) zur Steuerung des Strömungsmitteldruckes in der einen Kammer umfassen, und zwar ein normalerweise geöffnetes Magnetventil (75), das zwischen die eine Kammer (18) und die Niederdruckquelle (20) geschaltet ist, und ein normalerweise geschlossenes Magnetventil (77), das zwischen die eine Kammer (18) und die Quelle (81) höheren Drucks geschaltet ist, und daß die Magnetventile (75,77) bei Erfassung eines Hindernisses innerhalb eines vorgegebenen Bereiches vor dem Fahrzeug aufeinanderfolgend erregbar sind.

2. Bremsanlage nach Anspruch 1, bei der das Steuergerät Signale erzeugt, die den Bereich und die Relativgeschwindigkeit des Hindernisses gegenüber dem Fahrzeug kennzeichnen, dadurch gekennzeichnet.

daß es des weiteren einen Druck-Meßwandler (92) zur Abgabe eines Signales für den Bremsdruck des Hauptzylinders (68) aufweist, das mit dem Signal für die Relativgeschwindigkeit des Hindernisses vor dem Fahrzeug verglichen wird, um für die gewünschte Abbremsung des Fahrzeuges Signale zu erhalten, die dem entsprechenden Magnetventil (77,75) zugeführt werden.

3. Bremsanlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie des weiteren einen ersten Komparator

(84) aufweist, dem das Geschwindigkeitssignal des Hindernisses zusammen mit einem anderen Signal für eine vorgegebene Bremsbedingung zugeführt wird, einen zweiten und dritten Komparator (94 und 96) parallel zueinander, die ein gemeinsames, von der Relativgeschwindigkeit des erfaßten Hindernisses abhängiges EingangSb.gnal und unabhängige konstante Eingangssignale für unerwünschte Bremsbedingungen empfan-

jo gen, und zwei UND-Tore£°8 und 86), deren erste Eingänge an den zweiten und dritten Komparator und deren zweite Eingänge an den Ausgang des ersten !Comparators geschaltet sind und deren Ausgänge dem jeweiligen Magnetventil (75, T) zugeführt werden.