DE3319152A1

DE3319152A1 - Vortriebs-regeleinrichtung fuer ein kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE3319152A1
Application number: DE19833319152
Authority: DE
Inventors: Hans-Joachim Prof.Dr.-Ing. 7000 Stuttgart Förster
Original assignee: Daimler Benz AG
Current assignee: Daimler Benz AG
Priority date: 1983-05-26
Filing date: 1983-05-26
Publication date: 1984-11-29
Also published as: DE3319152C2

Description

Vortriebs-Regeleinrichtung für ein Kraftfahrzeug
Die Erfindung betrifft eine Vortriebs-Regeleinrichtung für ein Kraftfahrzeug, mit den im Oberbegriff des Patentanspruchs genannten gattungsbestimmenden Merkmalen.
Bei bekannten Vortriebs-Regeleinrichtungen dieser Art (DE-OS 18 06 671 oder DE-OS 31 27 302) werden die im Rahmen der Fahrbremsanlage vorgesehenen Radbremsen der angetriebenen Fahrzeugräder zur Vortriebsregelung mit ausgenutzt. Da diese, üblicherweise als Scheibenbremsen ausgebildeten Fahrbremsen auf hohe Bremsdrücke von bis zu 200 bar ausgelegt sind, muß für die Vortriebs-Regeleinrichtung eine auf einen entsprechend hohen Ausgangsdruck ausgelegte Hilfsdruckquelle vorgesehen werden, was mit einem erheblichen technischen Aufwand verknüpft ist. Es kommt hinzu, daß auf hohe Drücke ausgelegte und damit teure Bremsdruck-Regelventile - elektrisch ansteuerbare Magnetventile - benötigt werden, mit der Folge, daß der für eine Vortriebs -Regeleinrichtung, für sich allein gesehen, zu treibende Aufwand mit dem für ein Antiblockiersystem (ABS) charakteristischen Aufwand vergleichbar wird.
Eine wirtschaftliche Realisierung einer Vortriebs-Regeleinrichtung erscheint daher allenfalls dann möglich, wenn das Fahrzeug auch mit einem bika@RI ABS ausgerüstet ist, in dessen Rahmen für die Vortriebs-Regeleinrichtung gleichermaßen ausnutzbare Raddrehzahlsensoren und Bremsdruck-Regelventile schon vorhanden sind. Als Hilfsdruckquelle kann in diesem Falle für die Vortriebs-Regeleinrichtung ein Druckspeicher benutzt werden, der mittels einer auf hohem Ausgangsdruckniveau arbeitenden Rückförderpumpe des ABS aufladbar ist.
Der für die Vortriebs-Regeleinrichtung zu treibende Mehraufwand ist dann im wesentlichen auf eine regelungsspezifische elektronische Steuereinheit und diesem Druckspeicher sowie eine für diesen benötigte hydraulische Speicher-Ladeschaltung beschränkt.
Voraussetzung für eine solche, vergleichsweise billige Realisierung einer Vortriebs-Regeleinrichtung ist dann aber, wie schon erwähnt, daß am Fahrzeug ein, für sich gesehen, teures ABS vorhanden ist, mit der Folge, daß der für eine kombinierte Antiblockier- und Vortriebsregelung erforderliche technische Aufwand insgesamt wieder sehr hoch und kostenaufwendig wird, so daß eine derartige Realisierung einer Vortriebs-Regeleinrichtung selbst für Fahrzeuge der gehobenen Mittelklasse und erst recht für Fahrzeuge der niedrigen Preisklassen praktisch nicht in Frage kommt.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Vortriebs-Regeleinrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die, für sich allein gesehen, hinreichend einfach aufgebaut und preisgünstig herstellbar ist, daß sie als Sonder- oder Serienausstattung auch für Fahrzeuge der mittleren und niedrigeren Preisklassen akzeptabel wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 genannten Merkmale gelöst.
Hiernach ist für jedes der angetriebenen Fahrzeugräder eine Zusatzbremse vorgesehen, die auf den - niedrigen -Ausgangsdruck einer ohnehin am Fahrzeug vorhandenen Druckquelle ausgelegt und mit diesem direkt beaufschlagbar sind. Durch die hieraus resultierende Vereinfachung der Druckversorgung der Vortriebs-Regeleinr ichtung wird ein durch die zusätzlichen Radbremsen bedingter Aufwand überkompensiert , da ansonsten erforderliche Druckübersetzer, Speicher und Speicherladeschaltungen entfallen und zur Bremsdruckregelung benutzte Magnetventile nicht auf hohe Drücke ausgelegt sein müssen und daher wesentlich einfacher aufgebaut sein können.
Zudem kann erfindungsgemäß die Zusatzbremse auch als Feststellbremse eingesetzt werden, wodurch der hierfür ohnehin notwendige Aufwand eingespart würde. Dies gilt insbesondere dann, wenn die erfindungsgemäße Vortriebsregeleinrichtung in der Gestaltung gemäß Anspruch 2 realisiert ist, in der ihr Einsatz keinerlei Beschränkungen hinsichtlich des Fahrzeugstyps und/oder einer am Fahrzeug vorhandenen Sonderausstattung unterworfen ist.
Durch die Merkmale der Ansprüche 3 bis 5 sind einfache Gestaltungen von im Rahmen der erfindungsgemäßen Regeleinrichtung als Zusatzbremsen einsetzbarer, in der Art von Lamellenkupplungen ausgebildeter Niederdruckbremsen angegeben, die bei günstig geringer Baugröße die erforderlichen Bremsmomente entfalten, so daß solche Zusatzbremsen, wie gemäß Anspruch 6 vorgesehen, ohne weiteres in das Gehäuse des Hinterachs-Ausgleichsgetriebes integriert werden können.
Im Hinblick hierauf sind durch die Merkmale der Ansprüche 8 bis 10 vorteilhaft einfache Gestaltungen solcher in das Gehäuse des Ausgleichsgetriebes integrierbarer Zusatzbremsen angegeben.
Zur Realisierung des durch die Merkmale des Anspruchs 1-1 umrissenen, die Druckbeaufschlagung der Zusatzbremsen vermittelnden elektrohydraulischen Stellgliedes werden lediglich zwei einfache Umschaltmagnetventile benötigt, die ihrerseits in das Gehäuse des Ausgleichsgetriebes mit integriert sein können.
Zweckmäßig ist es in jedem Fall, wenn die Vortriebs-Regeleinrichtung ein- und ausschaltbar ist, so daß sie insbesondere als Anfahrhilfe gezielt einsetzbar und danach, um unnötigen Verschleiß zu vermeiden, wieder abgeschaltet werden kann.
In der durch die Merkmale des Anspruchs 13 umrissenen und durch diejenigen des Anspruchs 14 näher spezifizierten Gestaltung der erfindungsgemäßen Vortriebs-Regeleinrichtung zeichnet sich diese durch ein besonders rasches Ansprechverhalten aus.
In Verbindung damit ist durch die Merkmale des Anspruchs 15 eine mit gängigen Mitteln der elektronischen Schaltungstechnik realisierbare Gestaltung der elektronischen Steuereinheit der Vortriebs-Regeleinrichtung angegeben.
Ein genereller Vorteil der erfindungsgemäßen Regelt in richtung besteht darin, durch deren Aktivierung die Fahrbremse des Kraftfahrzeuges nicht belastet wird.
Für eine spezielle Auslegung der erfindungsgemäßen Regeleinrichtung für den praktisch wichtigen Bedarfsfall als Anfahrhilfe genügt es, wenn lediglich zwei, das dynamische Verhalten der angetriebenen Fahrzeugräder überwachende Raddrehzahlsensoren vorgesehen sind und die Regelung lediglich in Abhängigkeit von der Radbeschleunigung erfolgt.
Es versteht sich, daß in sinngemäßer Abwandlung der vorstehend erläuterten konstruktiven und regelungstechnischen Maßnahmen eine dem Erfindungsgedanken unterfallende Vortriebs-Regeleinrichtung auch für ein Fahrzeug mit Vorderachsantrieb ausgelegt werden kann.
Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines speziellen Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnung. Es zeigen: Fig. 1 ein Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Vortriebs-Regeleinrichtung mit auf die angetriebenen Fahrzeugräder einzeln wirkenden Zusatzbremsen, Fig. 2 konstruktive Einzelheiten einer im Rahmen der Vortriebs-Regeleinrichtung gemäß Fig. 1 vorgesehenen, in das Gehäuse des Hinterachs-Ausgleichsgetriebes integrierten Zusatzbremse, im Schnitt längs einer die zentrale Achse der Abtriebswelle enthaltenen Ebene, Fig. 3 einen teilweisen Schnitt längs der Linie III-III der Fig. 2, Fig. 4 ein Blockschaltbild des elektrohydraulischen Stellgliedes der Vortriebs-Regeleinrichtung gemäß Fig. 1, Fig. 5 Einzelheiten einer elektronischen Steuereinheit der Vortriebs-Regeleinrichtung gemäß Fig. 2 und Fig. 6 ein Impulsdiagramm zur Erläuterung der Funktion der elektronischen Steuereinheit der Regelt in richtung gemäß Fig. 5.
Die in der Fig. 1 ihrem grundsätzlichen Aufbau nach dargestellte, erfindungsgemäße Vortriebs-Regeleinrichtung 10 wird im folgenden ohne Beschränkung der Allgemeinheit am Beispiel eines Personenkraftwagens 11 mit Hinterachsantrieb erläutert. Es sei vorausgesetzt, daß das Fahrzeug 11 mit einer hydraulischen Zweikreis-Bremsanlage üblicher Bauart ausgerüstet sei, wobei die Radbremsen der angetriebenen Fahrzeugräder 12 und 13 sowie der nicht angetriebenen Fahrzeugräder 14 und 16 in gängiger Konstruktion in die Fahrzeugräder integriert sind.
Weiter sei vorausgesetzt, daß die Vortriebs-Regeleinrichtung 10 nach dem bekannten Prinzip arbeitet, ein zum Durchdrehen neigendes Antriebsrad 12 und/oder 13 so weit abzubremsen, daß ein an diesem Antriebsrad auftretender Schlupf zwischen Fahrbahn und Rad innerhalb eines sowohl mit günstiger Vortriebsbeschleunigung wie auch mit guter Fahrstabilität verträglichen Wertebereiches bleibt.
Während bei bekannten Vortriebs-Regeleinrichtungen zur regelungsgerechten Abbremsung der angetriebenen Fahrzeugräder die Radbremsen der Fahrbremsanlage ausgenutzt werden, sind bei der Vortriebs-Regeleinrichtung 10 für jedes Antriebsrad 12 und 13 je eine zusätzliche hydraulische Bremse 17 bzw. 18 vorgesehen, die jeweils auf die Antriebswellen 19 bzw. 21 des Ausgleichsgetriebes 22 wirken, das die Verteilung des über die Gelenkwelle 23 eingekoppelten Drehmoments auf die Antriebsräder 12 und 13 vermittelt.
Eine im Sinne der Regelung erforderliche Bremsdruckbeaufschlagung der Zusatzbremse(n) 17 und/oder 18 wird mittels eines insgesamt mit 24 bezeichneten elektrohydraulischen Stellgliedes gesteuert, über das die Zusatzbremsen alternativ oder gemeinsam an eine Hilfsdruckquelle 26 anschließbar sind, die zumindest während des Betriebes des Fahrzeuges 11 einen für die erforderliche Bremswirkung der Zusatzbremsen 17 und 18 hinreichenden Ausgangsdruck liefert.
Zur Erfassung des Bewegungszustandes der angetriebenen-Hinterräder 12 und 13 sowie der nicht angetriebenen Vorderräder 14 und 16 des Fahrzeuges 11 ist je ein Raddrehzahlsensor 28 und 29 bzw. 31 und 32 vorgesehen, die für die Winkel- bzw. die Umfangsgeschwindigkeiten der Fahrzeugräder 12 und 13 bzw. 14 und 16 charakteristische elektrische Ausgangssignale, z.B. raddrehzahlproportionale Spannungssignale erzeugen. Diese Ausgangssignale der Raddrehzahlfühler 28, 29, 31 und 32 sind als Eingangssignale einer elektronischen Steuereinheit 27 zugeleitet, die aus einer geeigneten Verarbeitung der Raddrehzahlsensor-Ausgangssignale die für eine zweckgerechte Ansteuerung des elektrohydraulischen Stellgliedes 24 und damit die regelungsgerechte Aktivierung der Zusatzbremsen 17 und 18 erforderlichen Steuer-Ausgangssignale erzeugt.
Lediglich beispielhaft seien die folgenden, durch die elektronische Steuereinheit 27 vermittelten Verarbeitungs- und Steuerfunktionen genannt: - Aus einem Vergleich der Ausgangssignale der jeweils für eine Fahrzeugseite vorgesehenen Raddrehzahlsensoren 28 und 31 bzw. 29 und 32 wird ein für den Schlupf des linken Hinterrades 12 bzw. des rechten Hinterrades 13 charakteristisches Signal erzeugt und dieses mit einem als zulässig erachteten Schwellenwert S des Antriebsradschlupfes verglichen. Wird dieser Schwellenwert am linken Hinterrad 12 oder am rechten Hinterrad 13 überschritten, so wird ein die Aktivierung der zugeordneten Zusatzbremse 17 oder 18 vermittelndes Ansteuersignal für das elektrohydraulische Stellglied 24 erzeugt.
- Aus- einer differenzierenden Verarbeitung der Ausgangssignale der für die angetriebenen Fahrzeugräder 12 und 13 vorgesehenen Raddrehzahlsensoren 28 und 29 werden jeweils für die Umfangsbeschleunigungen dieser Räder 12 und 13 charakteristische Signale -erzeugt, die wiederum mit einem als unzulässig hoch erachteten Beschleunigungs-Schwellenwert b verglichen werden, und es wird ein die Aktivierung der einen oder der anderen Zusatzbremse 17 oder 18 auslösendes Signal erzeugt, wenn am linken oder am rechten Hinterrad 12 oder 13 dieser Schwellenwert b+ überschritten wird.
Durch Betätigung einer Schalteinrichtung 33 kann die Vortriebs-Regeleinrichtung gezielt ein- und ausgeschaltet werden, wobei dem Fahrer angezeigt wird, ob die Einrichtung 10 betriebsbereit ist oder nicht.
Im Rahmen der Vortriebs-Regeleinrichtung 10 ist als Hilfsdruckquelle 26 grundsätzlich jede - hydraulische -Druckquelle geeignet, die zumindest im Betrieb des Fahrzeuges 11 zur Beaufschlagung der Zusatzbremsen 17 und 18 geeignetes Druckmedium auf hinreichendem Druckniveau in ausreichender Menge bereitstellen kann. Eine geeignete Konstruktion und Auslegung der Zusatzbremsen 17 und 18 vorausgesetzt, kann z.B. die in der Regel elektrisch angetriebene Pumpe einer Niveauregulierung oder die Pumpe einer hydraulischen Servolenkung, gegebenenfalls in Kombination mit einem Druckspeicher als Hilfsdruckquelle 26 ausgenutzt werden.
Beim dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispiel sind die Zusatzbremsen 17 und 18 als Niederdruckbremsen ausgebildet, die bei einer Beaufschlagung mit einem Druck von 5 bis 8 bar, einzeln für sich gesehen, ein maximales Bremsmoment von bis zu 3000 Nm entwickeln.
Als Hilfsdruckquelle 26 ist die Motorölpumpe des Fahrzeugmotors 34 ausgenutzt, an deren Arbeitsdruckseite (P-Anschluß) die Zusatzbremsen 17 und 18 alternativ oder gemeinsam über das elektrohydraulische Stellglied 24 anschließbar sind.
Die beiden Zusatzbremsen 17 und 18 sind, um einen insgesamt möglichst einfachen Aufbau der Vortriebs-Regeleinrichtung zu erzielen, in das Gehäuse 36 des Ausgleichsgetriebes 22-integriert. Eine geeignete Gestaltung der Zusatzbremsen 17 und 18 wird im folgenden anhand der Fig. 2, auf deren Einzelheiten wiederum ausdrücklich verwiesen sei, mit Bezug auf die dem linken Hinterrad 12 zugeordnete Zusatzbremse 17 in Einzelheiten erläutert: Das Gehäuse 36 begrenzt an seiner Außenseite einen in sich ringförmig geschlossenen Kanal 37, der koaxial zur Längsachse 38 der linken Abtriebswelle 19 verläuft und etwa im Bereich der Lagerstelle 39 angeordnet ist, an der das Tellerrad 41 des Ausgleichsgetriebes 22 an dessen Gehäuse 36 gelagert ist. Dieser Kanal 37 ist an seiner dem Gehäuse 36 abgewandten Außenseite mit einer nachgiebigen, ringscheibenförmigen Membran druckdicht abgeschlossen.
Der durch die Membran 42 und den Gehäusekanal 37 begrenzte Ringraum 43 bildet den Arbeitsdruckraum der Zusatzbremse, der, wie aus der Fig. 4, auf deren Einzelheiten ebenfalls ausdrücklich Bezug genommen sei, ersichtlich, über eine Druckleitung 44 an einen ersten Druckausgang 46 des elektrohydraulischen Stellgliedes 24 angeschlossen ist. Der äußere Rand 47 und der innere Rand 48 der Membran 42 sind wulstförmig ausgebildet und von Ringnuten des Gehäuses 36 teilweise aufgenommen.
Der innere Rand 48 der Membran 42 ist mittels einer zylindrischen Hülse 49, die am Gehäuse 36 des Ausgleichsgetriebes 29 festschraubbar ist, eingespannt gehalten.
Der äußere Rand 47 der Membran 42 ist mittels einer einen Teil des Bremsslgehäuses 51 der Zusatzbremse 17 bildenden Spannringes 52, der zusammen mit dem Bremsengehäuse 51 am Gehäuse 36 des Ausgleichsgetriebes 22 festlegbar ist, eingespannt.
Zwischen der kreiszylindrischen inneren Mantelfläche 53 des äußeren Spannringes 52 und der dieser gegenüberliegenden äußeren, zylindrischen Mantelfläche 54 der radial innen angeordneten zylindrischen Spannhülse 49 ist ein im wesentlichen ringscheibenförmiger Kolben 56 in axialer Richtung beweglich angeordnet, der großflächig an der Membran 42 anliegt. Die Zusatzbremse 17 ist in der Art einer Lamellenkupplung ausgebildet, die drehfest angeordnete Statorlamellen 57 bis 60 sowie sich mit der Abtriebswelle 19 drehende und mit dieser drehfest gekoppelte Rotorlamellen 61 bis 63 umfaßt.
Die Rotorlamellen 61,62 und 63 sind auf einem drehfest mit der Abtriebswelle verbundenen Nabenkörper 64 in axialer Richtung verschiebbar geführt, der mit einer Außenzahnung 66 versehen ist, die mit einer komplementären Innenzahnung 67 der Rotorlamellen 61 - 63 kämmt.
Die Statorlamellen 57 - 60 sind ebenfalls in axialer Richtung verschiebbar an einem zylindrisch - rohrförmigen äußeren Mantelteil 68 des Bremsengehäuses 5-1 geführt, das mit einer Innenzahnung 69 versehen ist, die mit einer komplementären Außenzahnung 71 der Statorlamellen 61 - 63 kämmt. Die vom Nabenkörper 64 radial abstehenden Rotorlamellen 61 - 63 sind beidseitig mit ringscheibenförmigen Bremsbelägen 72 versehen und zwischen je zwei Statorlamellen 57 und 58 bzw.58 und 59 bzw. 59 und 60 angeordnet. Die äußerste Statorlamelle 60 kann gegebenenfalls fest mit dem r:n-gflarschförmigen Deckel 73 des Bremsengehäuses 51 verbunden sein.
Die Anordnung der Statorlamellen 57 - 60 und der Rotorlamellen 61 - 63 ist so getroffen, daß schon eine geringfügige axiale Verschiebung des mit Bremsdruck beaufschlagten Kolbens 56 von ca. 1 -mm ausreicht, um die Statorlamellen und die Rotorlamellen fest aneinander zu pressen, wobei sich das gesamte Lamellenpaket an demringflarschförmigen Deckel 73 des Bremsengehäuses abstützt.
Der Kolben 56 ist an seiner der nächstliegenden Statorlamelle 57 zugewandten Seite mit insgesamt drei, zu dieser hin abstehenden, bezüglich der zentralen Achse 38 axialsymmetrisch gruppierten und ausgebildeten Rippen 74 versehen, die sich, wie am besten aus der Figur 3, auf deren Einzelheiten. wiederum verwiesen sei, ersichtlich über einen Winkelbereich von ca. 900 erstrecken. Wenn die Zusatzbremse 17 aktiviert ist, stützt sich der Kolben 56 mit den Rippen 74 an der kolbenseitigen Statorlammele 57 ab, wobei die Berührungslinien, entlang derer die Rippen 74 an diser Statorlammelle 57 anliegen, etwa entlang des mittleren Reibradius der Stator- bzw.
der Rotorlammellen 57 - 60 bzw.61 - 63 verlaufen.
Zwischen dem Kolben 56 und der benachbarten Statorlamelle 57 ist ein gehäusefester Stützring 76 angeordnet, der mit bogenförmigen Ausnehmungen 77 versehen ist, durch die die Rippen 74 des Kolbens 76 hindurchtreten. An dem Stützring 76 sind, in Umfangsrichtung gesehen, zwischen den Ausnehmungen 77 flachtopfförmige Vertiefungen 78 vorgesehen, die in Verbindung mit diesem gegenüberstehe-nd angeordneten Kolben-Zapfen 79 vorgespannte Rückstellfedern 81 zentrieren, die den Kolben 56 in die in der Figur 2 dargestellte Ruhelage drängen, in der er sich an Anschlägen 82 abstützt, die vom Boden des Gehäuse -kanals 37 in axialer Richtung vorspringend ausgebildet sind.
Der Kolben 56 ist an seiner an der Membran 42 anliegenden Rückseite flach-konvex gewölbt oder mit schmalen Randfasen 83 versehen, deren in axialer Richtung gemessene Höhe etwa dem maximalen axialen Verschiebeweg des Kolbens 56 entspricht, sodaß die Membran 42, wenn die Bremse 17 aktiviert ist, im wesentlichen, d.h. abgesehen von ihren Randbereichen-, in einer Ebene verläuft.
Die Gestaltung der für das rechte Antriebsrad 13 vorgesehenen Zusatzbremse 18 ist der anhand der Fig.2 geschilderten Gestaltung der Zusatzbremse 17 analog.
Im folgenden wird anhand der Figuren 4 - 6, auf deren Einzelheiten wiederum ausdrücklich verwiesen sei, auf eine spezielle, einfache Gestaltung des elektrohydraulischen Stellgliedes 24 und der zu seiner Ansteuerung vorgesehenen elektronsichen Steuereinheit 27 eingegangen: das elektrohydraulische Stellglied 24 umfaßt zwei,je einer der beiden Zusatzbremsen 17 bzw. 18 zugeordnete 3/2-Magnetventile 84 und 86, in deren dargestellter, mit 0 bezeichneter Grundstellung die Druckräume 43 der Zusatzbremsen 17 und 13 über die Druckleitung 44 bzw. die Druckleitung 87 und je einen Umlaufpfad 88 bzw.89 des jeweiligen Magnetventils 84 bzw.86 mit einer zum Tank 91 der als Hilfsdruckquelle benutzten Motor-Ölpumpe 26 führenden Rücklaufleitung 92 verbunden sind. Die Zusatzbremsen 17 und 18 sind in dieser Stellung der Magnetventile 84 und 86 nicht erregt. Duch ein am ersten Steuerausgang 93 der elektronischen Steuereinheit 27 abgegebenes Hoch-Pegel-Spannungs-Ausgangssignal, dessen Zeitverlauf beispielhaft durch den dritten Impuls zug 95 der Fig. 6 wiedergegeben ist, wird das der linksseitigen Zusatzbremse 17 zugeordnete Magnetventil 84 in seine mit I bezeichnete Durchflußstellung gesteuert, in der der Druckausgang 94 der Motorölpumpe 26 über den Durchflußpfad 96 des Magnetventils 84 mit dem Druckraum 43 der Zusatzbremse 17 verbunden, dieser jedoch gegen die Rücklaufleitung 92 abgesperrt ist.
Ents-prechend ist durch ein am zweiten Ausgang 97 der elektronischen Steuereinheit abgegebenes Ansteuersignal, dessen Zeitverlauf beispielhaft durch den zweiten Impulszug 98 der Fig. 6 wiedergegeben ist, das der rechtsseitigen Zusatzbremse 18 zugeordnete Magnetventil 86 in dessen Durchflußstellung I-gesteuert und über dessen Durchflußpfad 99 diese Zusatzbremse 18 mit dem Ausgangsdruck der Motorölpumpe 26 beaufschlagt und damit aktiviert. Mit dem Abfallen der Steuer-Ausgangssignale 95 bzw. 98 sind die Zusatzbremsen 17 bzw. 18 jeweils wieder an die Rücklauf leitung 92 angeschlossen.
Die Regeleinrichtung 10 ist eingeschaltet, solange ein von Hand betätigbarer Schalter 33 geschlossen ist und der Steuereinheit 27 über diesen ein Hoch-Pegel-Spannungssignal zugeleitet ist, dessen Zeitverlauf durch den ersten Impulszug 99 der Fig. 6 repräsentiert ist.
Durch ein elektrohydraulisches Stellglied 24, das lediglich die beiden wie vorstehend erläutert, gesteuerten Magnetventile 84 und 86 umfaßt, wird schon eine wirkungsvolle, zumindest für den Anfahrbetrieb auf schneeglatter oder regennasser Straße geeignete Zweipunktregelung erzielt, die allerdings noch etwas träge sein kann, da bei einer Membranfläche von größenordnungsmäßig 150 cm2 und einem Leerweg des Kolbens 56 3 von etwa 1 mm mindestens etwa 15 m Motoröl in den Druckraum 43 der jeweils beaufschlagten Zusatzbremse 17 oder 18 gefördert werden müssen, bis diese die erwünschte Bremswirkung zu entfalten beginnt. Um ein schnelleres Ansprechen der Regeleinrichtung 10 zu erzielen, sind daher weiter die folgenden Maßnahmen getroffen: Mit dem Einschalten der Regeleinrichtung 10 wird durch ein am dritten Ausgang 101 ihrer elektronischen Steuereinheit abgegebenes Hoch-Pegel-Ausgangssignal, dessen Zeitverlauf beispielhaft durch den siebten Impuls zug 102 der Fig. 6 wiedergegeben ist, ein 4/2-Wege-Magnetventil 103 aus seiner Grundstellung 0, in der die Rücklauf leitung 92 über seinen einen Durchflußpfad 104 mit dem Tank 91 verbunden ist, in seine erregte Stellung I gesteuert; in dieser Stellung des Magnetventils 103 ist über seinen zweiten Durchflußpfad 106 und über ein Druckminderventil 107 der Druckausgang 94 der Motorölpumpe mit der Rücklaufleitung 92 verbunden, diese jedoch gegen den Tank 91 der Hilfsdruckquelle 26 abgesperrt. Es sind jetzt, auch dann, wenn sich die beiden Magnetventile 84 und 86 in ihrer Grundstellung O befinden, die Druckräume 43 der beiden Zusatzbremsen 17 und 18 mit einem Mindestdruck von z.B. 0,5 bar beaufschlagt, der ausreicht, um den Leerweg der Kolben 56 zu überwinden, so daß die Zusatzbremsen 17 und 18 bei einer Ansteuerung sofort ansprechen.
Das Ausgangssignal 102 der elektronischen Steuereinheit 27 wird beim speziell dargestellten Ausführungsbeispiel wie folgt gewonnen: Die am ersten Ausgang 93 und am zweiten Ausgang 97 der Steuereinheit 97 abgegebenen, zur Ansteuerung der Magnetventile 84 und 86 ausgenutzten Steuersignale sind als Eingangssignale einem Zwei-Eingangs-ODER-Glied 105 zugeleitet, dessen Ausgangssignal durch den vierten Impulszug 108 der Fig. 6 wiedergegeben ist. Das Ausgangssignal 108 ist einem Differenzierglied 109 zugeleitet, das auf ein Abfallen des Ausgangssignals 108 durch Abgabe eines nadelförmigen Null-Impulses 111 reagiert. Der Zeitverlauf des Ausgangssignals des Differenziergliedes 109 ist durch den fünften Impulszug 112 der Fig. 6 wiedergegeben.
Mit den Null-Impulsen 111 des Differenziergliedes 109 wird eine monostabile Kippstufe 113 getriggert, die hierauf jeweils einen Hoch-Pegel-Impuls 114 vorgegebener Zeitdauerat abgibt, deren zeitliche Folge durch den sechsten Impulszug der Fig. 6 wiedergeben ist. Die Ausgangsimpulse 114 der monostabilen Kippstufe 113 sind dem einen, negierten Eingang 117 eines Zwei-Eingangs-UND-Gliedes 118 zugeleitet, an dessen anderem, nicht negierten Eingang 119 das für den eingeschalteten Zustand der Regeleinrichtung 10 charakteristische Hoch-Pegel-Signal 99 ansteht.
Das mit dem Ausgangssignal 102 dieses Zwei-Eingangs-UND-Gliedes 118 angesteuerte 4/2-Wege-Magnetventil 103 geht daher mit dem Einschalten der Regeleinrichtung in seine erregte Stellung I über, in der die Zusatzbremsen 17 und 18 schnell ansprechen, und es fällt innerhalb der Einschaltdauer der Regeleinrichtung 10 jeweils dann für eine kurze Zeitspanne t in seine Grundstellung zurück, wenn eine durch alternative oder gemeinsame Ansteuerung der beiden Zusatzbremsen 17 und 18 charakterisierte Regelphase der Vortriebs-Regeleinrichtung 10 abgeschlossen ist, wodurch nach Abschluß einer solchen Regelphase eine völlige Entspannung der Druckräume 43 zum Tank 91 hin erzielt wird, bevor wieder die für ein rasches Ansprechen der Zusatzbremsen 17 und 18 erwünschte Mindesdruckbeaufschlagung einsetzt.
Da bei einem längerdauernden Ansprechen der Regeleinrichtung 10 in den Zusatzbremsen 17 und 18 erhebliche Wärmemengen freigesetzt werden können, was zu einer Aufheizung ihrer Gehäuse 51 führt, ist es günstig, wenn die äußeren Spannringe 52 über die die Bremsengehäuse 51 mit den Membranen 42 in Wärmekontakt stehen, aus einem Material bestehen, das einen möglichst niedrigen Wärmeleitungskoeffizienten hat. Weiter ist es zur Begrenzung eines von den Lamellenpaketen zu den Membranen 42 der Zusatzbremsen 17 und 18 fließenden Wärmestromes günstig, wenn deren Kolben 56 sich lediglich mit Linienberührung an den benachbarten Statorlamellen 57 abstützen. Darüber hinaus ist es auch zweckmäßig, wenn mindestens das zylindrische Mantelteil 68 des Bremsengehäuses 51 mit Kühlrippen versehen ist.

Claims

Patentansprüche /II Vortriebs-Regeleinrichtung für ein Kraftfahrzeug mit einachsigem Antrieb, insbesondere Hinterachsantrieb, die nach dem Prinzip arbeitet, ein jeweils zum Durchdrehen neigendes angetriebenes Fahrzeugrad durch elektronisch gesteuerte Aktivierung einer diesem Rad zugeordneten hydraulischen Bremse so weit zu verzögern, daß der Schlupf der angetriebenen Fahrzeugräder stets innerhalb eines sowohl mit guter Vortriebsbeschleunigung als auch mit guter Fahrstabilität verträglichen Wertebereiches bleibt, wobei in Regelphasen der Vortriebs-Regeleinrichtung die Druckbeaufschlagung der jeweiligen Bremsen aus einer Hilfsdruckquelle erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß für jedes angetriebene Fahrzeugrad (12 und 13) zusätzlich zu der im Rahmen der Fahrbremsanlage vorgesehenen Radbremse eine weitere hydraulische Bremse (17 und 18) vorgesehen ist, die durch ventilgesteuerten Anschluß an die Hilfsdruckquelle (26) aktivierbar ist, wobei die Zusatzbremsen (17 und 18) auf das Ausgangsdruckniveau einer am Fahrzeug (11) ohnehin vorhandenen Druckquelle ausgelegt sind.
2. Regeleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusatzbremsen (17 und 18) als Niederdruckbremsen ausgebildet sind, die mit dem Ausgangsdruck der Motorölpumpe (26) beaufschlagbar sind.
3. Regeleinrichtung nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusatzbremsen (17 und 18) als Lamellenbremsen ausgebildet sind, mit mindestens zwei zwischen Statorlamellen angeordneten Rotorlamellen, die durch Druckbeaufschlagung eines ringzylindrischen oder abschnittsweise ringzylindrischen Kolbens (26) aneinander anpreßbar sind.
4. Regeleinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl die Rotorlamellen (61 bis 63) als auch die Statorlamellen (57 bis 60) in axialer Richtung verschiebbar ausgebildet und zwischen einem feststehenden, flanschförmigen Teil (79) des Bremsengehäuses (51) und dem Kolben (56) der Zusatzbremse (17 bzw. 18) angeordnet sind.
5. Regeleinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß insgesamt drei bewegliche Rotorlamellen (61 bis 63) und mindestens drei bewegliche Statorlamellen (57, 58, 59 bzw. 60) vorgesehen sind, wobei der effektive Bremsradius des Rotor-Stator-Lamellenpakets zwischen 6 und 9 cm und die wirksame Arbeitsfläche des Kolbens (56) zwischen 100 und 150 cm2 betragen.
6. Regeleinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die zusätzlichen Radbremsen (17 und 18) baulich in das Gehäuse (36) des Hinterachs-Ausgleichsgetriebes (22) integriert sind.
7. Regeleinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die mit dem Ausgangsdruck der Hilfsdruckquelle (26) -beaufschlagbaren Druckräume (43) der Zusatzbremsen (17 und 18) kolbenseitig durch eine ringscheibenförmige Membran (42) begrenzt sind, aus deren durch die Druckbeaufschlagung bedingte Durchbiegung die axiale Verschiebung des Kolbens (56) resultiert, der die Statorlamellen (57 bis 60) an die Rotorlamellen (61 bis 63) anpreßt.
8. Regeleinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (56) einen ringscheibenförmigen Grundkörper aufweist, der mit zu der benachbarten Statorlamelle (57) hin abstehenden, sich über einen Sektorbereich erstreckenden Rippen (74) versehen ist, mit denen sich der Kolben (56) bei einer Druckbeaufschlagung der Bremse (17 bzw. 18) an dieser Statorlamelle (57) unmittelbar abstützt, wobei diese Rippen (74) axialsymmetrisch bezüglich der zentralen Achse (38) der Bremse (17 bzw. 18) gruppiert sind und entlang eines Kreises verlaufen, dessen Radius etwa dem mittleren Bremsradius der Bremse 17 bzw. 18) entspricht, daß zwischen dem Kolben (56) und der kolbenseitigen Statorlamelle (57) ein gehäusefester Stützring (76) angeordnet ist, der mit bogenförmigen Ausnehmungen versehen ist, durch die die Rippen (74) des Kolbens hindurchtreten, und daß zwischen dem Stützring (76) und dem Kolben (56) vorgespannte Rückstellfedern (81) angeordnet sind, die ihrerseits axialsymmetrisch um die Längsachse (38) gruppiert, in Umfangsrichtung gesehen zwischen den Ausnehmungen (74) des Stützringes (76) angeordnet sind und durch vom Grundkörper des Kolbens (56) abstehende Zapfen (79) sowie durch Einsenkungen (78) im Stützring (76) zentriert sind, wobei die Ruhelage des Kolbens (56) durch seine membranseitige Anlage an gehäusefesten Anschlägen (82) markiert ist.
9. Regeleinrichtung nach Anspruch 7 oder Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (56) zwischen koaxialen, zylindrischen Führungsflächen (53 und 54) des Bremsengehäuses (51) verschiebbar geführt ist und membranseitig durch flache Randfasen (83) gegen seine zylindrischen Mantelflächen abgesetzte, ebene oder zur Membran (42) hin flach konvex gewölbte Anlagefläche aufweist, die in der Ruhestellung des Kolbens (56) samt der Randfasen (83) in den Druckraum (43) hineinragt, wobei die in axialer Richtung gemessene Höhe der Randfasen (83) mindestens dem maximalen Verschiebeweg des Kolbens (56) entspricht.
10. Regeleinrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die äußeren und inneren Kolben-Führungsflächen (53 und 54) an Halteringen (52 und 49) angeordnet sind, mit denen die Membranränder (47 und 48) zwischen dem Bremsengehäuse (51) und dem Gehäuse (36) des Ausgleichsgetriebes (22) fest eingespannt sind und daß die radialen Halteflächen, an denen die Membran (42) im Einspannbereich anliegt, ihrerseits mit einer Fase oder mit glatter Krümmung an die axialen Führungsflächen (53 und 54) dieser Halteringe (52 und 49) anschließen.
11. Regeleinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 2 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß zur Aktivierung der Zusatzbremsen (17 und 18) zwei durch Steuer-Ausgangssignale der elektronischen Steuereinheit (27) der Regeleinrichtung (10) erregbare Magnetventile (84 und 86) vorgesehen sind, in deren Grundstellung die Steuerdruckräume (43) der Zusatzbremsen (17 und 18) mit dem Tank (91) der Motorölpumpe (26) verbunden sind, und bei deren alternativer oder gegebenenfalls gemeinsamer Erregung die Steuerdruckräume (43) alternativ bzw. gleichzeitig an die Druckseite der Motorölpumpe (26) angeschlossen sind.
12. Regeleinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine vom Fahrer betätiabare Schalteinrichtung (33) zur Aktivierung und Entaktivierung der Regeleinrichtung (10) vorgesehen ist.
13. Regeleinrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Einschalten der Vortriebs-Regeleinrichtung (10) eine Beaufschlagung der Zusatzbremsen (17 und 18) mit einem niedrigen Basisdruck eingeleitet wird, der so bemessen ist, daß der Leerhub der Bremskolben (56) größtenteils oder vollständig aufgehoben wird.
14. Regeleinrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Einschalten der Vortriebs-Regeleinrichtung (10) die Steuerdruckräume (43) über ein Druckninderventil ( 107 ), dessen Ausgansdruck ca. 0,5 bar beträgt, an die Hilfsdruckquelle ( 26 ) angeschlossen werden.
15. Regeleinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Rahmen der elektronischen Steuereinheit ( 27 ) der Vortriebs -- Regeleinrichtung ( 10 ) ein Zeitglied ( 113 ) vorgesehen ist, das nach Ablauf einer Bremsphase einer oder beider Zusatzbremsen (17 und 18 ) die Dauer einer Druckabbauphase bestimmt, für die der Steuerdruckraum ( 43 ) der in der Bremsphase beaufschlagten Zusatzbremse ( 17 bzw. 18 ) an den Tank ( 91 ) der Hilfsdruckquelle ( 26 ) angeschlossen ist.