DE3418520A1 - Schlupfgeregelte bremsanlage fuer strassenfahrzeuge mit allrad-antrieb - Google Patents

Schlupfgeregelte bremsanlage fuer strassenfahrzeuge mit allrad-antrieb

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DE3418520A1 DE19843418520 DE3418520A DE3418520A1 DE 3418520 A1 DE3418520 A1 DE 3418520A1 DE 19843418520 DE19843418520 DE 19843418520 DE 3418520 A DE3418520 A DE 3418520A DE 3418520 A1 DE3418520 A1 DE 3418520A1
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    • Y10S303/00—Fluid-pressure and analogous brake systems
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Description

ALFRED TEVES GMBH P 5575
— 3 —
Schlupfgeregelte Bremsanlage für Straßenfahrzeuge
mit Allrad-Antrieb
Die Erfindung bezieht sich auf eine schlupfgeregelte
Bremsanlage für Straßenfahrzeuge mit Allrad-Antrieb, die zuiv, Ausgleich der Wegunterschiede der einzelnen Räder mit Ausgleichsgetrieben, auch Differentiale genannt,
ausgerüstet sind, deren Ausgleichswirkung durch Differentialsperren, d.h. durch kraftschlüssige oder formschlüssige Kopplung der Abtriebswellen aufhebbar oder reduzierbar ist.
Bekannte Fahrzeuge mit Allrad-Antrieb sind sowohl mit einem Vorderachsdifferential, einem Hinterachsdifferential als auch mit einem Zwischendifferential, das den Vorderachsantrieb mit dem Hinterachsantrieb verbindet, ausgerüstet. Zur Verbesserung des Fahrverhaltens und der Kraftübertragung bei ungünstigen Straßenverhältnissen, insbesondere auf Schnee und Glatteis oder bei einseitig glatter Fahrbahn, ist es bekannt, sowohl im Zwischenais auch im Hinterraddifferential Sperren einzubauen,
ALFRED TEVKS GMBH P 5575
mit denen durch Kopplung der Abtriebswellen die Ausgleichswirkung teilweise oder vollständig aufgehoben wird. Das Vorderachsdifferential besitzt in der Regel keine derartige Sperre, weil dadurch die Lenkbarkeit zu stark beeinträchtigt würde.
Bei Fahrzeugen mit Schlupfregelung führt jedoch die starre Kopplung der angetriebenen Räder und Achsen nach dem Einschalten der Differential sperren zu Schwierigkeiten. Der Regler, der aus dein Raddrehverlauf bzw. aus den Änderungen den erforderlichen weiteren Bremsdruckverlauf zum Erreichen eines optimalen Brems- und Fahrverhaltens ermittelt, kann nämlich die durch die starre Kopplung übertragenen Momentenänderungen nicht von den Moiaentenänderungen unterscheiden, die sich durch die Steuerung oder Regelung der Bremskraft und der Reibkraft zwischen dem Reifen und der Fahrbahn ergeben. Aus diesem Grunde war es bisher notwendig, mit dem Einschalten der Differentialsperren die Bremsschlupfregelung außer Funktion zu setzen, mit dem Nachteil, daß gerade bei ungünstigen Straßen- oder Witterungsverhältnissen, bei denen die Differentialsperren von Nutzen sind, auf die Bremsschlupfregelung verzichtet werden mußte, obwohl auch die Schlupfregelung bei Schnee und bei Glätte, bei ungleichem Reibwert rechts/links und dergl. ihre besonderen Vorteile zur Geltung bringen und insbesondere die Lenkbarkeit sowie die Fahrstabilität des Fahrzeugs erhalten könnte.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die geschilderten Nachteile zu überwinden und eine für
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— 5 —
Straßenfahrzeuge mit Allrad-Antrieb besonders geeignete schlupfgeregelte Bremsanlage zu entwickeln.
Es hat sich nun gezeigt, daß sich diese Aufgabe in überraschend einfacher Weise lösen läßt, wenn bei einer Bremsanlage der eingangs genannten Art beim Auftreten einer Blockiertendenz und/oder beim Einsetzen der Bremsschlupfregelung die Differentialsperren selbsttätig teilweise oder vollständig lösbar sind.
Nach einer vorteilhaften Ausführungsart der Erfindung besitzt die Bremsanlage einen elektronischen Bremsschlupfregler, der Informationen über das Drehverhalten der Fahrzeugräder erhält und der durch logische Verknüpfung und Signalverarbeitung Steuersignale erzeugt, die im Regelfalle durch Ansteuerung von Bremsdruckmodulatoren den Bremsdruck konstant halten, reduzieren und ggf. wieder erhöhen und mit dem die Differentialsperren mindestens bis zur Beendigung des geregelten Bremsvorganges teilweise oder vollständig lösbar sind.
In den beigefügten Unteransprüchen sind noch weitere vorteilhafte Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben.
Durch die erfindungsgemäße Weiterbildung der Bremsanlage wird also erreicht, daß in jeder Situation die Schlupfregelung zum Einsatz kommen kann, so daß das Blockieren der Fahrzeugräder verhindert und dadurch sicherstellt wird, daß auch in ungünstigen Situationen die Fahrstabilität und die Lenkbarkeit des Fahrzeugs erhalten bleibt.
ALFHFl) TKVl-N CMBFl P 5575
Weitere Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung gehen aus der folgenden Beschreibung weiterer Details sowie aus der Schilderung eines Ausführungsbeis£> iels anhand der beigefügten Abbildung hervor.
Die Abbildung zeigt in scheinatisch vereinfachter Darstellungsweise die Verteilung und den Übertragungsweg der Antriebsmomente eines Kraftfahrzeugs mit Allrad-Antrieb, einschließlich der Anordnung der Ausgleichsgetriebe. Außerdem ist der grundsätzliche hydraulische und elektrische Schaltplan einer schlupfgeregelten Bremsanlage gemäß einer Ausführungsart der Erfindung eingezeichnet.
Das dargestellte Fahrzeug besitzt ein Antriebsaggregat 1, dessen Drehmoment über ein Vorgelege 2 auf ein Zwischcndifferential 3 und von diesem über ein Vorderachsdifferential 4 und ein Hinterachsdifferential 5 auf die Fahrzeugräder VR,VL,HR,HL übertragen wird.
Die Ausgleichsgetriebe bzw. Differentiale 3,4,5 sind in ihrem grundsätzlichen Aufbau gleich, abgesehen davon, daß das Hinterachs- und das Vorderachsdifferential 5 bzw. 4 als Winkelgetriebe mit rechtwinkliger Zuordnung der Antriebswellen 11,8 zu den Abtriebswellen 9,10;6,7 ausgebildet sind, während bei dem Zwischendifferential 3 die Abtriebswellen, dies sind die au den Achsdifferentialen 4 und 5 führenden Antriebswellen 8,11, parallel zu der zur Rotationsachse 12 des Antriebs 1 verlaufen.
Die Ausgleichsgetriebe 3,4,5 bestehen im wesentlichen
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aus einem Antriebsrad 13 bzw. Antriebskegelrad 14,15, das entweder direkt, dies gilt für das Zwischendifferential 3, oder über ein großes Tellerrad 16,17 mit einem Gehäuse 18,19,20 verbunden ist in dem die beiden Ausgleichsräder 21,22;23,24;25,26 der Differentiale drehbar gelagert sind. Die Rotation der Gehäuse 18,19,20 wird bei stillstehenden Ausgleichsfäden über die zugehörigen Tellerräder 27,28;29,30;31,32 auf die Abtriebswellen 8,11 bzw. auf die Halbachsen 6,7 und 9,10 der angetriebenen Fahrzeugräder HR,HL;VR,VL übertragen. Bei unterschiedlichen Geschwindigkeiten der Abtriebswellen 8,11 oder der Fahrzeugräder bzw. der Halbachsen 6,7;9, 10, z.B. infolge von Weglängenunterschieden rechts/links bei Kurvenfahrt, werden die Ausgleichsräder 21,22,-23, 24;25,26 in Rotation versetzt und dadurch ein Ausgleich herbeigeführt.
Zwischendifferential 3 und das Hinterachsdifferential 5 sind HiiU Differentialsperren 33,34 ausgerüstet, die hier im wesentlichen aus einer Kupplung besteht, mit der die Abtriebswellen 8,11;9,10 miteinander starr gekoppelt werden können. Handelt es sich um kraftschlüssige Kupplungen, die einen gewissen .Schlupf zulassen, wird durch die Differentialsperren 33,34 die Ausgleichswirkung der Getriebe nur reduziert. Bei formschlüssiger Kupplung wird dagegen die Ausgleichswirkung vollständig aufgehoben.
Zur Betätigung der Kupplung, die als Differentialsperre 33 des Zwischengetriebes 3 dient, ist hier ein hydraulisch betätigter, in einem Stellzylinder 36 angeordneter Kolben 35 vorgesehen, der in der dargestellten Ruhestel-
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lung durch Federkraft die in der Arbeitsstellung ineinandergreifenden Kupplungsteile trennt und somit die Differentialsperre 33 löst. Durch Einspeisung von hydraulischem Druck mit Hilfe eines in der Ruhestellung gesperrten 3/2-Wegeventiles 37 wird der Kolben 35 nach links, bezogen auf die Abbildung, verschoben und dadurch die Kupplung der Sperre 33 eingekuppelt. Eine derartige hydraulische Betätigungseinrichtung bietet sich an, wenn ohnehin, wie in dem dargestellten Ausführungsbeispiel, eine Bremsanlage mit einer hydraulischen Energieversorgung, symbolisiert durch den Speicher 38, vorhanden ist. Handelt es sich um eine schlupfgeregelte Bremsanlage, bei der beim Einsetzen der Regelung Druck in einige oder in alle Bremskreise eingesteuert wird, kann mit dem gleichen Ventil, dem sogenannten Hauptventil, Druck in dem Stellzylinder 36 aufgebaut werden; das Hauptventil übernimmt in diesem Fall zusätzlich die Funktion des Ventils 37.
In der Ruhestellung des Kolbens 35 ist der rechte Arbeitsraum im Stellzylinder 36 mit einem Druckausgleichsbehälter 71 verbunden.
Durch die angedeuteten Rahmen 39,39' ist sichergestellt, daß zwar eine Axialverschiebung des mit der Kupplung der Sperre 33 in Eingriff stehenden Teilstückes 40 der Abtriebswelle 11 raöglich ist, daß jedoch das Drehmoment von dem Teilstück 40 auf die Welle 11 ungemindert übertragen wird.
Eine gleiche hydraulische Betätigungseinrichtung könnte für die Kupplung der Differentialsperre 34 des Hinter-
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achsdifferentials 5 verwendet werden. Durch die gestrichelte Umrahmung 41 ist in der Zeichnung symbolisch eine ein- und auskoppelbare Differentialsperre angedeutet, die in vielfältiger V7eise realisiert werden kann. Z.B. könnte eine Viskositätskupplung mit geringem Schlupf (Ferguso-Prinzip) eingebaut werden, deren Kopplung sich durch Entnahme bzw. Zufügung von Hydraulikflüssigkeit steuern Laßt.
Die Bremsanlage besteht in dem beschriebenen Ausführungsbeispiel aus einem pedalbetätigten dreikreisigen Bremsdruckgeber 42 mit hydraulischer Energieversorgung und einem Hydrospeicher 38. Die Pedalkraft ist mit F symbolisiert. Die beiden Vorderräder VR1VL sind hydraulisch an separaten Bremskreisen 43 bzw. 44, die Hinterräder dagegen gemeinsam an den dritten Bremskreis 45 angeschlossen.
Das Drehverhalten wird hier mit Hilfe von Radsensoren 46 - 49 ermittelt, die entsprechende Informationen in Form von elektrischen Signalen in einen Schlupfregler bzw. in einen elektrischen Schaltkreis 50 einspeisen. Dort werden die an den Eingängen E, - E- eingegebenen Informationen logisch verknüpft und Ausgangssignale A-j-A erzeugt, mit denen mit Hilfe von Bremsdruckmodulatoren 51 - 53, die z.B. durch elektromagnetisch betätigbare Mehrwegeventile zu realisieren sind, der Bremsschlupf in an sich bekannter Weise geregelt wird, sobald die Logik in dem Schaltkreis 50 aus den Sensorsignalen erkennt, daß an einem oder an mehreren Rädern Blockiergefahr besteht.
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In dem Schaltkreis 50 sind hier zusätzlich die erforderlichen Komponenten zur Steuerung der Differentialsperren bzw. der Kupplungen 33,34 enthalten. Dies ist durch die gestrichelte Abtrennung der beiden Ausgänge A„, und A..o angedeutet, die Signale zur Betätigung der Differentialsperren 33 und 34 liefern. Beim Einsetzen der Bremsschlupfregelung oder beim Erkennen eines Blockierzustandes wird durch entsprechende logische Verknüpfung im Inneren des Schaltkreises 50 sichergestellt, daß die Kupplungen 33,34 getrennt sind, was im Falle des Zwischendifferentials 3 durch Zurückschalten des 3/2-Wegeventil.es 37 in die gezeigte Ruhelage zu erreichen ist.
Sollte in Sonderfällen auch eine Sperrung des Vorderraddifferentials 4 mit einer Sperre ausgerüstet sein, worauf im allgemeinen wegen der damit verbundenen Beeinträchtigung der Lenkfähigkeit verzichtet wird, könnte in analoger Weise zu der Steuerung der Kupplungen 33 und 34 sichergestellt v/erden, daß auch diese Sperre beim Ansprechen der Bremsschlupfregelung gelöst ist bzw. aufgehoben wird.
Je nach der speziellen Ausführungsart der Erfindung werden die Differentialsperren nach der Beendigung des geregelten Bremsvorganges wieder eingelegt, oder die Sperren bleiben solange gelöst, bis der Fahrer oder eine Automatik erneut durch Koppeln der Abtriebswellen die Ausgleichswirkung der Differentiale 3,4 ausschaltet.

Claims (5)

  1. ALFRED TEVES GMBH 26. April 1984
    Frankfurt am Main ZL/KDB/ro
    P 5575 1232P
    H. Wupper -3
    Patentansprüche
    (1 ./,Schlupfgeregelte Bremsanlage für Straßenfahrzeuge """" mit Allrad-Antrieb,, die zum Ausgleich der Wegunterschiede der einzelnen Räder mit Ausgleichsgetrieben (Differentialen) ausgerüstet sind, deren Ausgleichswirkung durch Differentialsperren/ z.B. durch kraftschlüssige oder formschlüssige Kopplung der Abtriebswellen aufhebbar oder reduzierbar ist, dadurch gekennzeichnet , daß beim Auftreten einer Blockiertendenz und/oder beim Einsetzen der Bremsschlupfregelung die Differentialsperren (33,34) selbsttätig teilweise oder vollständig lösbar sind.
  2. 2. Bremsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß diese einen elektronischen Bremsschlupfregler (50) aufweist, der Informationen über das Drehverhalten der Fahrzeugräder (VR,VL,HR, HL) erhält und der durch logische Verknüpfung und Signalverarbeitung Steuersignale erseugt, die im Regelfall durch Ansteuerung von Bremsdruckiaodulatoren (51,52f53) den Bremsdruck konstant halten, reduxie-
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    ren und ggf. wieder erhöhen und mit dem außerdem die Difforentialsperren (33,34) mindestens bis zur Beendigung des geregelten Bremsvorganges teilweise oder vollständig lösbar sind.
  3. 3. Bremsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß diese einen Bremsdruckgeber (42) mit einem Steuerraum aufweist, in dem beim Einsetzen der Breirisschlupfregelung ein Druckanstieg erfolgt, der zur Steuerung oder zur direkten Betätigung, d.h. zum Lösen, den Differentialsperren (33,34) zuleitbar ist.
  4. 4. Bremsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet , daß diese für Fahrzeuge vorgesehen ist, die als Differentialsperren (33,34) Plüssigkeitskupplungen aufweisen, wobei beim Einsetzen der Bremsschlupfregelung den Kupplungen Flüssigkeit entnehmbar ist.
  5. 5. Bremsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet , daß diese für Fahrzeuge vorgesehen ist, die zwischen dem Vorderachs- und Hinterachsantrieb und zwischen den Hinterrädern jeweils ein sperrbares Ausgleichsgetriebe (Differential) besitzen, und daß beim Einsetzen der Bremsschlupfregelung gleichzeitig sämtliche Differentialsperren (33,34) lösbar sind.
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