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Einrichtung zum Ausgleichen der Antriebskraft
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an Rädern eines Kraftfahrzeuges Die erfindung geht aus von einer
Einrichtung zum Ausgleichen der Antriebskraft an Rädern eines Kraftffahrzeuges mit
Sensoren zum Erfassen der Drehzahlen der Räder, einem Steuergerät zum Erfassen der
Drehzahldifferenz der Rader und mit Rades bremsen zum selektiven Abbremsen des schneller
drehenden Rades in Abhangigkeit von der Drehzahldifferenz, wobei t:i Kraftfahreug
eine Betriebsbremsanlage aufweist, die Rad-
Bremszylindern über
eine Bremsleitung Druckmittel zum Betätigen von Bremsbacken zuführt.
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Eine derartige Einrichtung ist aus der DE-OS 31 17 105 bekannt.
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Bei der bekannten Einrichtung wird von einem Fahrzeug ausgegangen,
das über ein sogenanntes Antiblockiersystem verfügt.
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Fahrzeuge mit einem derartigen Antiblockiersystem verfügen nämlich
bereits über Drehzahlsensoren an den Fahrzeugrädern sowie über selektiv einstellbare
Fahrzeugbremsen. Bei derartig ausgerüsteten Fahrzeugen ist es bekannt, die vorhandenen
Drehzahlinformationen der einzelnen Fahrzeugrader dazu heranzuziehen, um eine Drehzahldifferenz
der angetriebenen Räder, d.h. einen Schlupf zwischen diesen beiden Rädern, zu erkennen.
Steht ein angetriebenes Rad beispielsweise auf trockenem Untergrund und das andere
auf einer Eisplatte, dreht das auf der Eisplatte befindliche Rad durch und das auf
trockenem Untergrund befindliche Rad bleibt infolge der wirkung des Ausgleichsgetriebes
(Differentials) stehen. Bei der bekannten Einrichtung wird dann das schneller drehende
Rad so stark abgebremst, daß schließlich beide Räder mit glaicher Drehzahl drehen.
Auf diese Weise wird eine "elektronische Differentialsperre bewirkt, deren Wirkung
den bekannten mechanischen Differentialsperren gleichkommt, jedoch automatisch aktivierbar
sein kann, so daß Schäden vermieden werden können, die dann auftreten, wenn versehentlich
vergessen wird, eine mechanische Differentialsperre dann wieder abzuschalten, wenn
die kritische Fahrsituation vorbei ist.
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Die bekannte Einrichtung hat jedoch den Nachteil, daß sie ein mit
einem Antiblockiersystem ausgerüstetes Fahrzeug
voraussetzt oder
ein Fahrzeug, das bereits werkseitig mit einer entsprechend aufwendigen Bremsanlage
ausgestattet ist.
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Die "elektronische DifferentiaLsperre" der bekannten Art ist damit
nur für solche Fahrzeuge einsetzbar, die von Hause aus bereits über eine relativ
hochwertige Ausstattung verfügen Ein Einsatz bei einfacheren Fahrzeugen ist ebensowenig
möglich wie das Nachrüsten von Fahrzeugen, die von Hause -t1.3 nicht mit einem Antiblockiersystem
ausgestattet sind.
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Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung
der eingangs genannten Art dahingehend weiterzubilden, daß auch einfachere Fahrzeuge
mit einer "elektronischen Differentialsperre" ausgestattet werden können und insbesondere
eine Nachrüstung bei bereits laufenden Fahrzetlgen möglich ist.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ie Rad-Bremszylinder
Mittel zum Versperren des Druckmittel-Zuflusses aus der Betriebsbremsanlage und
zum Einstellen eines Regeldruckes in Abhängigkeit von einem Ausgangssign-l des Steuergerätes
aufweisen.
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Die erfindungsgemäße Einrichtung hat damit len erheblichen Vorteil,
daß nur eine geringfügige Modifikation des Rad-Bremszylinders, das Vorsehen von
Rad-Drehzahlsensoren und eines einfachen Steuergerätes erforderlich ist. Dieser
Aufnd ist jedoch begrenzt, so daß auch einfachere Fahrzeuge mit der erfindungsgemäßen
Einrichtung ausgestattet werden onnan. Darüber hinaus sind nur geringfügige Eingriffe
in die bestehende Betriebsbremsanlage erforderlich, so daß auch
breit
laufende Fahrzeuge mit der erfindungsgefl:ißn Einrichtung nachgerüstet werden können.
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Besonders bevorzugt ist eine Ausführungsform, bei der lis Bremszylinder
eine Bohrung aufweisen, von deren einem Ende eine Leitung zu den Bremsbacken fahrt,
die Bremsleitung in mittleren Bereich der Bohrung in einen Anschluß mündet und ein
Kolben in der Bohrung über den Anschluß hinweg führbar ist.
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Diese Ausführungsform der Erfindung hat den Vorteil, daß in den Rädern
lediglich eine gesonderta Bremszylinder-Bohrung angebracht werden muß, die einfach
im Aufbau und damit besonders störunanfällig ist, gleichzeitig jedoch die Funktion
einer "elektronischen Differentialsperre" ermöglicht.
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Die Ausführungsform ist deswegen besonders einfach, weil der Regeldruck
mit einem Kolben eingestellt werden kann, der bei normalem Betriebsbremsen außerhalb
des Wirkungsbereiches der Betriebsbremse gelagert ist und sich lediglich bei der
Punktion "elektronische Differentialsperre" in den Bereich der Betriebsbremse hineinbewegt
und diese überspielt. Da die Betriebsbremse im Funktionsfall "elektronische Differentilsperre'
ohnehin nicht benötigt wird, kann dieses berspielen der Betriebsbremse in Kauf genommen
werden, um einen raNglicht einfachen Aufbau der erfindungsgem:Ben Einrichtung zu
ermöglichen.
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Weiterhin ist eine Ausführungsform bevorzugt, bei der der Kolben in
Abhängigkeit von einem Hilfsdruck ausgelenkt wird, der durch das Steuergerät eingestellt
wird Diese definierte Einstellung des Hilfsdruckes in Abhängigkeit vom Steuergerät
erlaubt, die wirkung der "elektronischen
Differentialsperre" gestuft
oder kontinuierlich eintretan zu lassen, insbesondere in Abhängigkeit vom Ausmaß
der jeweils vorliegenden Drehzahldifferez. Auf diese .Veise kann ein besonders schnelles
Wirksamwerden der Differentialsperra eingestellt werden.
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Erfindungsgemäß ist weiterhin vorgesehen, als Hilfsdruck einen Unterdruck
zu verwenden.
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Diese Maßnahme hat den Vorteil, daß ein bereits an Bord de.3 Kraftfahrzeuges
erzeugter Unterdruck als Hilfsgr:jßa fur den Regeldruck herangezogen werden kann
und gesonderte Mittal zum Herstellen des Hilfsdruckes entbehrlich sind.
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Ein besonders einfacher Aufbau der erfindungsgem:jßen Einrichtung
ergibt sich weiterhin dann, wenn der Kolben von einer Membran einer Druckdose ausgelenkt
wird.
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Eine besonders gute Wirkung wird schließlich dadurch erzielt, daß
der Kolben gegen die Kraft einer Feder ausgelenkt wird.
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Diese Feder stellt auf besonders ainfache weise sicher, daß diejenigen
Bauteile, die für die Funktion "elektronische Differentialsperre" notwendig sind,
im normalen Betrieb dr Bremsanlage die Funktion der Betriebsbremsanlage nicht 3
ttjren.
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weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der Baschreibund und
der beigefügten Zeichnung.
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Die Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird in der nachfolgenden
Beschreibung näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 eine schematische Darstellung einer
Ausfahrungsform einer erfindungsgemäßen Einrichtung; Fig. 2 in vergrößertem Maßstab
einen Rad-Bremszylinder, wie er bei der erfindungsgemäßen Einrichtung verwendet
wird.
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in ig. 1 bezeichnet 10 eine angetriebene Achse eines Kraftfahrzeuges,
die über eine elle 11 von einem nicht dargestellten Antriebsmotor des Kraftfahrzeuges
angetrieben wird.
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Obwohl das im folgenden beschriebene Ausführungsbeispiel sich auf
lediglich eine angetriebene Achse beschränkt, versteht sich von selbst, daß die
erfindungsgemäße Einrichtung auch für allradgetriebene Fahrzeuge, Zugfahrzeuge mit
Ränger und dergleichen, verwendet werden kann.
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Die angetriebene Achse 10 treibt Räder 12, 13, die über Bremsscheiben
14, 15 und diesen zugeordneten Radbremsen 16, 17, verfügen. weiterhin sind Drehzahlsensoren
18, 19 vorgesehen, die die Drehzahl der angetriebenen Wander 12, 13 erfassen.
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Zur Ansteuerung der Radbremsen 16, 17 sind Rad-Bremszylin.1er 2t),
21 vorgesehen, die von einer gemeinsamen Bremsleitung 22 mit einem Druckmittel,
iiblichergeise Bremsflüssigkeit, versorgt wurden. Die Bremsleitung 22 wird von einem
schematisch dargestellten Bremspedal 23 aus einer nicht dargestellten Druckmittelquelle
mit Bremsfliissigkeit versorgt.
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In den Rad-Bremszylindern 20, 21 gleiten erfindungsgemäß Kolben 24,
25, deren Auslenkung in Abhangigkeit von Druckdose sen 26, 27 festlegbar ist, wie
dies weiter unten zu Fig. 2 im einzelnen noch erläutert wird.
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Die Druckdosen 26, 27 werden über Ventile 28, 29 von einem Druckbehälter
30 versorgt. Die Ventile 28, 29 werden schließlich von einem elektronischen Steuergerät
31 angesteuert, das über Leitungen mit den Sensoren 18, 19 verbunden ist.
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Drehen sich die angetriebenen Räder 12, 13 mit unterschiedlicher Drehzahl,
weil die Räder jeweils auf der Fahrbahn unterschiedliche Reibbeiwerte vorfinden,
wird die sich einstellende Drehzahldifferenz über die Sensoren 18, 19 und das Steuergerät
31 erkannt. Bei Überschreiten eines vorbestimmten Drehzahldifferenz-Grenzwertes
wird dasjenige Ventil 28, 29 angesteuert, das dem sich schneller drehenden Rad zugeordnet
ist. Es wird dann die jeweilige Druckdose 26 oder 27 mit Druck beaufschlagt, und
der Kolben 24 bzw. 25 stellt in der jeweiligen Radbremse 16 bzw. 17 einen Bremsdruck
von einer Höhe ein, die ein Abbremsen des sich schneller drehenden Rades so lange
bewirkt, bis sich beide Räder mit der gleichen Drehzahl drehen.
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Sind mehr angetriebene Räder, beispielsweise 4 angetriebene Räder
bei einem allradgetriebenen Personenkraftwagen vorgesehen, wirkt das Steuergerät
31 beispielsweise in der weise, daß vom sich am langsamsten drehenden Rad ausgegangen
wir und alle sich schneller drehenden Räder so lange abgebremst werden, bis alle
vier Räder sich mit der gleichen Drehzahl
drehen. Erfindungsgemäß
kann daher das Ausmaß der Bremswirkung in Abhangigkeit von der jeweiligen Drehzahlabweichung
vom sich am langsamsten drehenden Rad eingestellt werden.
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Fig. 2 zeigt einen Rad-Bremszylinder 20 im einzelnen.
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fie man aus Fig. 2 leicht erkennt, ist der Rad-Bremszylinder 20 sehr
einfach aufgebaut und kann demzufolge ohne weiteres in bereits bestehende Radbremsen
nachgerüstet werden. In einer Bohrung 20a des Bremszylinders 20 ist am einen Ende
ein erster Anschluß 40 vorgesehen, von dem eine Leistung 41 zu Bremsbacken 50 der
Radbremse führt. Im mittleren Bereich der Bohrung 20a geht seitlich ein zweiter
Anschluß 42 zur Bremsleitung 22 ab. In der in Fig. 2 dargestellten Stellung steht
die Bremsleitung 22 damit in unmittelbarer Verbindung mit der Leitung 41, so daß
bei Betätigen des Bremspedales 23 der volle Betriebs-Bremsdruck auf die Bremsbacken
50 gelangt.
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weiterhin weist der Bremszylinder 20 gemäß Fig. 2 in dem vom ersten
Anschluß 40 abgewandten Bereich des zweiten Anschluses 42 den Kolben 24 auf, der
sich gegenüber derjenigen dand, in der sich der erste Anschluß 40 befindet, mit
einer Felder 43 abstützt. In davon abgewandter Richtung erstreckt sich vom Kolben
24 eine Kolbenstange 44, die durch eine Durchführung 45 zu einer Membran 46 der
Druckdose 26 führt.
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Lm d'rgestellten Ausführungsbeispiel ist ein Unterdruekraum 47 der
Druckdose 26 mit dem Gehause des Bremszylinders 20 raum fest verbunden, so daß bei
Einleiten eines Unterdruckes in den Unterdruckraum 47 über Leitungen 48, 49, in
denen eich das Ventil 28 befindet, die Membran 46 auf den Brem3zylir 20 zubewegt
und der Kolben 24 damit in Fig. 2 nach lunten lauft.
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Dieses Auswandern des Zylinders 24 nach unten bewirkt, daß zunächst
der zweite Anschluß 42 versperrt und anschließend ein Regeldruck über den ersten
Anschluß 40 und die Beizung 41 auf die Bremsbacken 50 ausgeübt wird, der der AuslenXun3
der Membran 46 bzw. dem im Unterdruckraum 47 herrschenden Unterdruck entspricht.
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Auf diese Weise kann auch in Abwesenheit eines Batriebs-Bremsdruckes
in der Bremsleitung 22 ein Regeldruck auf die Bremsbacken 50 ausgeübt werden, der
dem Unterdruck im Unterdruckraum 47 proportional ist. Da dieser Unterdruck über
das elektronische Steuergerät 31 und das Ventil 28 einstellbar ist, ist insgesamt
eine feinfühlige Bremswirkung unter Umgehung der Betriebsbremsanlage einstellbar.
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Durch das Überwandern des zweiten Anschlusses 42 im Betriebsfall "elektronische
Differentialsperre" bei Einleitan von Unterdruck in die Unterdruckkammer 47 ist
auch sichergestellt, daß keine Rückwirkung auf die Betriebsbremsanlage eintritt.
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Wird der Unterdruck wieder weggenommen, sorgt die Feder 43, sofern
die Rückstellkraft der Membran 46 alleine nicht ausreichen sollte, dafür, daß der
Kolben 24 wieder in die in Fig. 2 eingezeichnete Stellung gelangt, in der die Funktion
der Betriebsbremse nicht beeinflußt wird.