DE3330236C2 - Einrichtung zum Ausgleichen der Antriebskraft an Rädern eines Kraftfahrzeuges - Google Patents

Abstract

Eine Einrichtung dient zum Ausgleichen der Antriebskraft an Rädern 12, 13 eines Kraftfahrzeuges. Sie verfügt über Sensoren 18, 19 zum Erfassen der Drehzahlen der Räder 12, 13 sowie über ein Steuergerät 31 zum Erfassen der Drehzahldifferenz der Räder 12, 13. Radbremsen 16, 17 dienen zum selektiven Abbremsen des schneller drehenden Rades 12, 13 in Abhängigkeit von der Drehzahldifferenz. Das Kraftfahrzeug weist ferner eine Betriebsbremsanlage auf, die Rad-Bremszylindern 20, 21 über eine Bremsleitung 22 Druckmittel zum Betätigen von Bremsbacken 50 zuführt. Dabei weisen die Rad-Bremszylinder 20, 21 Mittel zum Versperren des Druckmittel-Zuflusses aus der Betriebsbremsanlage und zum Einstellen eines Regeldruckes in Abhängigkeit von einem Ausgangssignal des Steuergerätes auf (Fig. 1).

Description

Die Erfindung geht aus von einer Einrichtung zum Ausgleichen der Antriebskraft an Rädern eines Kraftfahrzeuges mit Achsausgleichsgetriebe, Sensoren zum Erfassen der Drehzahlen der Räder, einem Steuergerät zum Erfassen der Drehzahldifferenz der Räder und mit Radbremsen zum selektiven Abbremsen des schneller drehenden Rades in Abhängigkeit von der Drehzahldifferenz, wobei das Kraftfahrzeug eine Betriebsbremsanlage aufweist, die Bremszylindern über eine Bremsleitung Druckmittel zum Betätigen von Bremsbacken zuführt und wobei ferner Mittel zum Versperren des Druckmittel-Zuflusses aus der Betriebsbremsanlage und zum Einstellen eines vorgegebenen Druckes in Abhängigkeit von einem Ausgangssignal des Steuergerätes vorgesehen sind.

Eine derartige Einrichtung ist aus der US-PS 88 232 bekannt.

Bei der bekannten Einrichtung werden Drehzahlsignale der einzelnen Fahrzeugräder dazu herangezogen, 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 gleicher 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

Die eingangs genannte bekannte Einrichtung sieht hierzu eine rein pneumatische Schaltungsanordnung mit diskreten pneumatischen Ventilen vor, die es ermöglicht, aus einem einzigen Druckbehälter mittels einer Betriebsbremsung entweder den vollen Druck gleichzeitig beiden angetriebenen Rädern zuzuführen oder in Abhängigkeit von einer elektronischen Drehzahldifferenz-Erkennungsschaltung den genannten vollen Betriebsdruck selektiv dem einen oder dem anderen Rad zuzuführen. Das hierzu verwendete pneumatische Schaltnetzwerk benötigt jedoch eine Vielzahl von pneumatischen Schaltkomponenten und ist daher recht aufwendig. Außerdem ist offensichtlich nur eine Grobregelung möglich, weii auch im Schlupfregelfall nur der volle Betriebsdruck auf die Radbremsen gegeben werden kann, wobei aufgrund der verwendeten pneumatischen Schaltelemente ein feinfühliges Regeln, beispielsweise durch Takten des Bremsdruckes oder durch kontinuierliche Einstellung des Bremsdruckes, nicht möglich ist

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung der eingangs genannten Art dahingehend weiterzubilden, daß bei deutlich vermindertem Aufwand trotzdem eine feinfühlige Regelung im Falle des Schlupfes an einem Rad beim Anfahren möglich ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der vorgegebene Druck kontinuierlich einstellbar ist und von einem von der Betriebsbremsanlage unabhängigen Druckbehälter geliefert wird, daß die Bremszylinder eine Bohrung aufweisen, von deren einem Ende eine Leitung zu den Bremsbacken führt, daß die Bremsleitung im mittleren Bereich der Bohrung in einen Anschluß mündet, daP- ein Kolben in der Bohrung durch den Anschluß hinweg führbar ist und daß der Kolben in Abhängigkeit von dem vorgegebenen Druck ausgelenkt wird.

Die Erfindung löst damit die zugrunde liegende Aufgabe vollkommen, weil der unabhängige Druckbehälter eine feinfühlige Regelung gestattet und die besondere Ausbildung der Bremszylinder eine drastische Vereinfachung mit sich bringt.

Insbesondere hat die erfindungsgemäße Einrichtung den Vorteil, daß der apparative Aufwand so begrenzt ist, daß auch einfachere Fahrzeuge nachträglich mit der erfindungsgemäßen Einrichtung ausgestattet werden können. Die erforderlichen Eingriffe in die bestehende Betriebsbremsanlage sind dabei so gering, daß auch bereits laufende Fahrzeuge nachgerüstet werden können.

Die erfindungsgemäße Einrichtung ist auch 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 Funktion »elektronische Differentialsperre« in den Bereich der Betriebsbremse hineinbewegt und diese überspielt Da die Betriebsbremse im Funktionsfall »elektronische Differentialsperre« ohnehin nicht benötigt wird, kann dieses Überspielen der Betriebsbremse in Kauf genommen werden, um einen möglichst einfachen Aufbau der erfindungsgemäßen Einrichtung zu ermögüciien.

Schließlich hat die unmittelbare Auslenkung des KoI-bens in Abhängigkeit von dem vorgegebenen Druck noch den Vorteil, daß die Regelung besonders schnell wirksam werden kann, im Gegensatz zur bekannten Einrichtung, bei der erst eine Vielzahl von Elementen durch Aufbau eines Druckes in Hilfsbehältern umgeschaltet werden muß, was naturgemäß eine gewisse Zeit in Anspruch nimmt

Zwar ist aus dem Firmenprospekt »ATE-Bremsen-Service«, 1969, Seiten 20.4 und 20.6, bereits ein Bremskraftverstärker bekannt, bei dem seitlich in eine Zylinderbohrung der hydraulische Druck einer Betriebsbremsanlage eingeleitet wird und in der Zylinderbohrung ein Kolben läuft, der von diesem Druck und zusätzliche pneumatisch über eine Hilfseinrichtung beaufschlagt wird, der pneumatische Druck ist bei dieser bekannten Anordnung jedoch streng abhängig vom wirkenden Druck der Betriebsbremsanlage, so daß keine unabhängige Einstellung des hydraulischen und des pneumatischen Druckes möglich ist, andererseits kann aber bei dem bekannten Bremskraftverstärker auch der Kolben den seitlichen Anschluß der Betriebsbremsanlage nicht überfahren. Die Funktion des bekannten Bremskraftverstärkers ist daher eine andere.

Erfindungsgemäß ist weiterhin vorgesehen, als Hilfsdruck einen Unterdruck zu verwenden.

Diese Maßnahme hat den Vorteil, daß ein bereits an Bord des Kraftfahrzeuges erzeugter Unterdruck als Hilfsgröße für den Regeldruck herangezogen werden kann und besondere Mittel zum Herstellen des Hilfsdruckes entbehrlich sind.

Ein besonders einfacher Aufbau der erfindungsgemäßen Einrichtung ergibt sich weiterhin dann, wenn der Kolben von einer Membran einer Druckdose ausgelenkt wird.

Eine besonders gute Wirkung wird schließlich dadurch erzielt, daß der Kolben gegen die Kraft einer Feder ausgelenkt wird.

Diese Feder stellt auf besonders einfache Weise sicher, daß diejenigen Bauteile, die für die Funktion »elektronische Differentialspcrre« notwendig sind, im normalen Betrieb der Bremsanlage die Funktion der Betriebsbremsanlage nicht stören.

Die Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Einrichtung;

F i g. 2 in vergrößertem Maßstab einen Rad-Bremszylinder, wie er bei der erfindungsgemäßen Einrichtung verwendet wird.

In Fig. 1 bezeichnet 10 eine angetriebene Achse eines Kraftfahrzeuges, die über eine Welle 11 von einem nicht dargestellten Antriebsmotor des Kraftfahrzeuges angetrieben wird.

Obwohl das im folgenden beschriebene Ausführungsfaeispiel sich auf lediglich eine angetriebene Achse beschränkt, versteht sich von selbst, daß die erfindungsgemäße Einrichtung auch tür allradgetriebene Fahrzeuge, Zugfahrzeuge mit Hänger und dergleichen, verwendet werden kann.

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 Räder 12,13 erfassen.

Zur Ansteuerung der Radbremsen 16, 17 sind Rad-Bremszylinder 20,21 vorgesehen, die von einer gemeinsamen Bremsleitung 22 mit einem Druckmittel, üblicherweise Bremsflüssigkeit, versorgt werden. Die Bremsleitung 22 wird von einem schematisch dargestellten Bremspedal 23 aus einer nicht dargestellten Druckmittelquelle mit Bremsflüssigkeit versorgt

In den Rad-Bremszylindern 20, 21 gleiten Kolben 24, 25, deren Auslenkung in Abhängigkeit von Druckdosen 26,27 festlegbar ist, wie dies weiter unten zu F i g. 2 im einzelnen noch erläutert wird.

Die Druckdosen 26, 27 werden über Ventile 28, 29 von einem Druckbehälter 30 versorgt Die Ventile 28,29 werden schließlich von einem elektrλ,iischen Steuergerät 31 angesteuert, das über Leitungen mi- den Sensoren 18,19 verbunden ist

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.

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 wird und alle sich schneller drehenden Räder so lange abgebremst werden, bis alle vier Räder sich mit der gleichen Drehzahl drehen. Es kann daher das Ausmaß der Bremswirkung in Abhängigkeit von der jeweiligen Drehzahlabweichung vom sich am langsamsten drehenden Rad eingestellt werden.

Fig.2 zeigt einen Rad-Bremszylinder 20 im einzelnen.

Wie man aus F i g. 2 leicht erkennt, ist der Rad-Bremszylinder 20 sehr einfach aufgebaut und kann demzufolge ohne weiteres in bereits bestehende Radbremsen nachgerüs'üt werden. In einer Bohrung 20a des Bremszylinders 20 ist am einen Ende ein erster Anschluß 40 vorgesehen, von dem eine Leitung 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.

Weiterhin weist der Bremszylinder 20 gemäß F i g. 2 in dem vom ersten Anschluß 40 abgewandten Bereich des zweiten Anschlusses 42 den Kolben 24 auf, der sich gegenüber derjenigen Wand, in der sich der erste Anschluß 40 befindet, mit einer Feder 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. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist ein Unterdruckraum 47 der Druckdose 26 mit dem Gehäuse des Bremszylinders 20 raumfest verbunden, so daß bei Einleiten eines Unterdruckes in den Unterdruckraum 47 über Leitungen 48,49, in denen sich das Ventil 28 befindet, die Membran 46 auf den Bremszylinder 20 zubewegt und der Kolben 24damit in Fig. 2nach unten läuft.

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 Leitung 41 auf die Bremsbacken 50 ausgeübt wird, der der Auslenkung der Membran 46 bzw. dem im Unterdruckraum 47 herrschenden Unterdruck entspricht.

Auf diese Weise kann auch in Abwesenheit eines Betricbs-Brcmsdruckcs in der Bremslcitun*⁷ 22 ein Re^eI-druck auf die Bremsbacken 50 ausgeübt werden, der dem Unterdruck im Unterdruckraum 47 proportional ist. Da dieser Unterdruck über das elektronische Steuergerät 31 und das Venti! 28 einstellbar ist, ist insgesamt eine feinfühlige Bremswirkung unter Umgehung der Betriebsbremsanlage einstellbar.

Durch das Überwandern des zweiten Anschlusses 42 im Betriebsfall »elektronische Differentialsperre« bei Einleiten von Unterdruck in die Unterdruckkammer 47 ist auch sichergestellt, daß keine Rückwirkung auf die Betriebsbremsanlage eintritt. 30

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 F i g. 2 eingezeichnete Stellung gelangt, in der die Funktion der Betriebsbremse nicht beeinflußt 35 wird.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

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Claims (5)

Patentansprüche:

1. Einrichtung zum Ausgleichen der Antriebskraft an Rädern (12,13) eines Kraftfahrzeuges mit Achsausgleichsgetriebe, mit Sensoren (18,19) zum Erfassen der Drehzahlen der Räder (12,13), einem Steuergerät (31) zum Erfassen der Drehzahldifferenz der Räder (12, 13) und mit Radbremsen (16, 17) zum selektiven Abbremsen des schneller drehenden Rades (12,13) in Abhängigkeit von der Drehzahldifferenz, wobei das Kraftfahrzeug eine Betriebsbremsanlage aufweist, die Bremszylindern (20, 21) über eine Bremsleitung (22) Druckmittel zum Betätigen von Bremsbacken (50) zuführt und wobei ferner Mittel zum Versperren des Druckmittel-Zuflusses aus der Betriebsbremsanlage und zum Einstellen eines vorgegebenen Druckes in Abhängigkeit von einem Ausgangssignal des Steuergerätes (31) vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß der vorgegeber.:: Druck kontinuierlich einstellbar ist und von einem von der Betriebsbremsanlage unabhängigen Druckbehälter (30) geliefert wird, daß die Bremszylinder (20) eine Bohrung (20a,) aufweisen, von deren einem Ende eine Leitung (40) zu den Bremsbacken (50) führt, daß die Bremsleitung (22) im mittleren Bereich der Bohi ang (20a,) in einen Anschluß (42) mündet, daß ein Kolben (24) in der Bohrung (2Oa^ über den Anschluß (42) hinweg führbar ist und daß der Kolben (24) in Abhängigkeit von dem vorgegebenen Druck ausgelenkt wird.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Betriebsbrr Jisanlage hydraulisch arbeitet und der RegeHruck pneumatisch erzeugt wird.

3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Regeidruck ein Unterdruck ist

4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (24) von einer Membran (46) einer Druckdose (26) ausgelenkt wird.

5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (24) gegesi die Kraft einer Feder (43) ausgelenkt wird.