DE3618532C2

DE3618532C2 -

Info

Publication number: DE3618532C2
Application number: DE3618532A
Authority: DE
Inventors: Hitoshi Minamiashigara Kanagawa Jp Kubotan; Sachio Zama Kanagawa Jp Ohno
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1985-06-03
Filing date: 1986-06-03
Publication date: 1992-02-20
Also published as: US4717207A; DE3618532A1

Description

Eine solche, aus der EP-A 01 31 411 bekannte Bremseinrich tung umfaßt einen Hauptbremszylinder, der mehrere Radbrems zylinder mit einem zu einer auf ein Bremspedal ausgeübten Betätigungskraft proportionalen Bremsbetätigungsdruck ver sorgt. Zwischen dem Hauptbremszylinder und zumindest einem Teil der Radbremszylinder ist wirkungsmäßig ein Ventil ange ordnet, das in Abhängigkeit von Steuersignalen den Rücklauf der Bremsflüssigkeit von den Radbremszylindern zum Haupt bremszylinder zulassen oder unterbinden kann. Eine Steuer einrichtung, der über Sensoren eine Reihe von Parametern als Signale zugeführt werden, erzeugt aus diesen Signalen und gespeicherten Daten Steuersignale für das Ventil. Des weite ren sind Sensoren für die Fahrgeschwindigkeit, den Motorbe trieb, die Kupplungsbetätigung, die Getriebestellung und weitere Parameter vorgesehen. Eine Öffnung bzw. Schließen des Ventils wird durch die Steuereinrichtung in Abhängigkeit vom momentanen Drehmoment gesteuert. Je nach Beladungszustand und Neigung der Straße kann ein Zurückrollen des Fahrzeuges bzw. ein ruckartiges Anfahren nicht vermieden werden.

Eine aus der JP 58-75 162/1983 bekannte Bremseinrichtung weist einen Hauptbremszylinder zur Speisung von Radbremszylindern, einen Drehzahlsensor zum Ermitteln einer momentanen Motor drehzahl und einen Neigungssensor zum Ermitteln einer Fahr zeugneigung auf. Da bei dieser bekannten Bremsanlage die Bremse in Abhängigkeit von der Motordrehzahl ohne Berück sichtigung des Betätigungszustandes der Kupplung gelöst wird, kann ebenfalls ein Rückwärtsrollen des Fahrzeugs bzw. ein ruckartiges Anfahren nicht vermieden werden.

Aus der JP-OS 59-14 37 46 ist es bekannt, eine Handbremsan lage in Abhängigkeit von der Neigung des Fahrzeugs zu steuern. Unter Berücksichtigung der Motordrehzahl und der Neigung des Fahrzeugs wird ein Bremsseil der Handbremse über einen Aufwickelmechanismus gespannt oder gelockert.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Bremseinrich tung für ein Kraftfahrzeug zu schaffen, die bei unterschied licher Beladung des Fahrzeugs und bei unterschiedlichen Straßenneigungsverhältnissen ein sanftes Anfahren gewährlei stet.

Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Patentan spruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Erfindungsgemäß wird bei geschlossenem Ventil das zum Anfah ren des Fahrzeugs erforderliche Soll-Drehmoment und das ver fügbare Ist-Drehmoment ermittelt und miteinander verglichen. Bei Überschreitung des Soll-Drehmomentes durch das Ist-Drehmoment wird ein Signal zur Öffnung des Ventils abge geben.

Im folgenden sind Ausführungsbeispiele der Erfindung an hand der Zeichnung erläutert. Es zeigt

Fig. 1 ein Basisschema einer Anfahrhilfe für ein Fahrzeug zum Anfahren an einer Steigung in einer Ausführungs form der Erfindung.

Fig. 2 Einzelheiten einer Anfahrhilfe in einer anderen Aus führungsform der Erfindung,

Fig. 3 eine schematisierte Darstellung einer Anfahrhilfe mit einer elektronischen Steuereinheit und einem Bremsdruck-Halteventil in einer Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 4 eine grafische Darstellung der Beziehungen zwischen dem Steigwinkel eines Fahrzeugs und dem notwendigen Anfahr-Drehmoment, wobei die betreffenden Daten in einem ROM der elektronischen Steuereinheit gespei chert sind,

Fig. 5 ein Flußdiagramm eines Verfahrens zum Steuern der Anfahrhilfe in einer Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 6 ein weiteres Flußdiagramm zum Steuern der Aufhebung des Bremsbetätigungsdrucks durch die Anfahrhilfe gemäß der Erfindung,

Fig. 7 eine Schnittansicht eines Bremsdruck-Halteventils für eine Anfahrhilfe in einer anderen Ausführungs form der Erfindung,

Fig. 8 eine zerlegte Schrägansicht einer mit einem ersten und einem zweiten Schalter bestückten Scheibenbremse für die Verwendung in einer Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 9 eine schematisierte Darstellung eines Rades eines Fahrzeugs und der zugeordneten Bauelemente beim Halten den Fahrzeugs an einer Steigung zur Erläu terung der Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Anfahr hilfe,

Fig. 10 ein Flußdiagramm eines anderen Verfahrens für die Steuerung einer Anfahrhilfe für die Aufrechterhal tung des Bremsbetätigungsdrucks, und

Fig. 11 ein Flußdiagramm eines weiteren Verfahrens für die Steuerung der Anfahrhilfe für die Aufhebung des Bremsbetätigungsdrucks.

Fig. 1 zeigt eine schematisierte Darstellung einer Anfahr hilfe gemäß der Erfindung für das Anfahren eines Fahrzeugs an einer Steigung.

In Fig. 1 erkennt man ein Bremspedal 1, einen Hauptbrems zylinder 2, Radbremszylinder 3, eine Anordnung von Brems leitungen 4 für die Zufuhr einer Bremsflüssigkeit vom Hauptbremszylinder 2 zu den Radbremszylindern 3 bei Betä tigung des Bremspedals 1, ein in die Bremsleitungen 4 ein gesetztes Bremsdruck-Halteventil 5, eine Sensoranordnung 6 mit einem Fahrzustandssensor 601, einem Drehmomentsensor 602 zum Ermitteln des vom Motor über eine nicht gezeigte Kupplung gelieferten Drehmoments und einem Bremsensensor 603, eine Betätigungseinrichtung 7 für das Bremsdruck- Halteventil 5 und eine elektronische Steuereinheit 8 für die Berechnung und Erzeugung von Signalen für die Aufrecht erhaltung und die Aufhebung des Bremsbetätigungsdrucks.

Der Bremsensensor 603 weist Schalter 604 und 605 auf, welche auf Bewegungen eines Reibungsglieds 901 einer Bremse in der einen oder anderen Richtung ansprechen. Weitere Sensoren sind im folgenden beschrieben.

Beim Halten des Fahrzeugs an einer Steigung erhält das Bremsdruck-Halteventil 5 den Bremsbetätigungsdruck auch bei Freigabe des Bremspedals 1 aufrecht, bis die Steuer einheit 8 ein Betätigungssignal für die Betätigungsein richtung 7 erzeugt. Zu diesem Zweck ist die Steuereinheit 8 mit den dem jeweiligen Betriebszustand des Fahrzeugs ent sprechenden Ausgangssignalen der verschiedenen Sensoren gespeist. In einer Ausführungsform erzeugt die Steuer einheit 8 das Betätigungssignal c für den Abbau des Brems betätigungsdrucks, wenn das über den Sensor 602 ermittelte tatsächliche Drehmoment T ein Soll-Drehmoment T₀ erreicht.

In einer anderen Ausführungsform erzeugt die Steuereinheit 8 das Betätigungssignal c für die Aufhebung des Brems betätigungsdrucks in Abhängigkeit von einer Bewegung des Reibungselements 901 der Bremseinheit 603 in einer vorbe stimmten Richtung anzeigenden Ausgangssignalen der Schalter 604 und 605.

Fig. 2 zeigt eine Ausführungsform einer Anfahrhilfe für ein Fahrzeug, dessen Gesamtgewicht in Abhängigkeit von der jeweiligen Zuladung größeren Änderungen unterworfen ist.

Die in Fig. 2 dargestellte Anordnung umfaßt ein Bremspedal 10, einen Bremskraftverstärker 11, einen Tandem-Hauptbrems zylinder 12, einen vorderen Bremskreis 13, einen hinteren Bremskreis 14, vordere Radbremszylinder 15, 16, hintere Radbremszylinder 17, 18, ein Bremsdruck-Halteventil 19, eine Anordnung 20 von Sensoren und eine elektronische Steuereinheit 21.

Der über eine Schubstange mit dem Bremspedal 10 verbundene Bremskraftverstärker 11 dient der Verstärkung der auf das Pedal 10 ausgeübten Bremsbetägigungskraft mit Hilfe des Ansaug-Unterdrucks des Motors. Die durch den Bremskraft verstärker 11 verstärkte Bremsbetätigungskraft wirkt über eine Schubstange auf die nicht dargestellten Kolben des Tandem-Hauptbremszylinders 12.

Der Tandem-Hauptbremszylinder 12 wandelt die vom Brems kraftverstärker 11 auf ihn ausgeübte Bremsbetätigungskraft in hydraulischen Druck um. Zu diesem Zweck enthält der Hauptbremszylinder 12 zwei getrennte Druckkammern, in denen jeweils ein erster bzw. ein zweiter Kolben angeordnet ist.

Die vordere Bremsleitung 13 ist an einem ersten Druckaus laß 22 des Hauptbremszylinders 12 angeschlossen und speist die Vorderradbremszylinder 15 und 16 mit dem hydraulischen Druck. Die hintere Bremsleitung 14 ist an einem zweiten Druckauslaß 23 des Hauptbremszylinders 12 angeschlossen, um die hinteren Radbremszylinder 17 und 18 mit dem hydrau lischen Druck zu speisen. Das Bremsdruck-Halteventil 19 ist in die hintere Bremsleitung 14 eingesetzt.

Die Radbremszylinder 15, 16 und 17, 18 dienen der Betäti gung jeweils einer einzelnen Bremse, z. B. einer Scheiben- oder einer Trommelbremse, wobei die jeweils entwickelte Bremskraft dem zugeführten hydraulischen Druck proportional ist.

Das in der hinteren Bremsleitung 14 zwischen einem vorderen und einem hinteren Leitungsteil 141 bzw. 142 angeordnete Bremsdruck-Halteventil 19 dient der Aufrechterhaltung des Bremsbetätigungsdrucks in dem an einer Steigung haltenden Fahrzeug bei Freigabe des Bremspedals 10 und der recht zeitigen Druckentlastung der hinteren Radbremszylinder zum Anfahren des Fahrzeugs. Wie man in Fig. 3 erkennt, setzt sich das Bremsdruck-Halteventil 19 zusammen aus einem Gehäuse 24 mit einem Einlaß 25, einem Auslaß 26, einer Stößelkammer 27 und einer Kugelkammer 28, einer Ventil kugel 29, einem Ventilsitz 30, einem Stößel 31, einer Stößelfeder 32 und einer eine Betätigungseinrichtung dar stellenden Magnetspule 33.

Das Bremsdruck-Halteventil 19 enthält eine aus der Ventil kugel 29 und dem Ventilsitz 30 gebildete Absperreinrichtung. In der offenen Stellung derselben ist die Ventilkugel 29 durch den von der Feder 32 belasteten Stößel 31 in einer vom Sitz 30 abgehobenen Stellung gehalten, so daß der vom Hauptbremszylinder 12 gelieferte hydraulische Druck P_m sich vom Einlaß 25 durch die Stößelkammer 27, die Kugel kammer 28 und den Auslaß 26 zu den hinteren Radbremszylin dern 17 und 18 fortpflanzen kann.

Wird die Magnetspule 33 nun durch ein von der Steuereinheit 21 erzeugtes Steuersignal i erregt, so bewegt sich der Stößel 31 gegen die Kraft der Stößelfelder 32 abwärts, so daß sich die Ventilkugel 29 auf den Sitz 30 setzen kann, womit das Ventil geschlossen ist. In diesem Zustand bleibt der zuvor vom Hauptbremszylinder 12 gelieferte hydraulische Druck im hinteren Leitungsteil 142 und in den hinteren Radbremszylindern 17 und 18 aufrechterhalten.

Zu der Sensoranordnung 20 gehören ein Fahrsensor 201, ein Kupplungssensor 202, ein Schaltzustandssensor 203, ein Fahrzeug-Neigungssensor 204, ein Fahrzeug-Gewichtssensor 205 und ein Motor-Drehmomentsensor 206. Wahlweise gehören zu der Sensoranordnung 20 auch ein Handbremsschalter 207 sowie ein erster und ein zweiter Schalter 208 bzw. 209, welche in Fig. 3 gestrichelt dargestellt sind und in einer nachstehend beschriebenen dritten Ausführungsform anstelle der Sensoren 204 und 205 verwendet werden können. Die mit den Ausgangssignalen jedes Sensors gespeiste Steuereinheit 21 erzeugt Steuersignale für die die Betätigungseinrichtung des Bremsdruck-Halteventils 19 darstellende Magnetspule 33, um den Bremsdruck wahlweise aufrechtzuerhalten oder auf zuheben.

Der Fahrtsensor 201 ermittelt die Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs und erzeugt ein dieser Geschwindigkeit entspre chendes erstes elektrisches Signal v. Der Kupplungssensor 202 ermittelt den Betätigungszustand der Kupplung und erzeugt ein diesem Betätigungszustand entsprechendes zweites elektrisches Signal k. Der Schaltzustandssensor 203 ermittelt den jeweiligen Schaltzustand eines nicht dar gestellten Getriebes und erzeugt ein diesem entsprechendes drittes elektrisches Signal p. Der Neigungssensor 204 ermittelt den Neigungswinkel des Fahrzeugs, insbesondere den Steigwinkel beim Halt des Fahrzeugs an einer Steigung, und erzeugt ein der jeweiligen Steigung entsprechendes Ausgangssignal R. Der Gewichtssensor 205 ermittelt zur Bestimmung des Gewichts des Fahrzeugs beispielsweise den Höhenabstand zwischen gefederten und ungefederten Teilen des Fahrzeugs und erzeugt ein dem Gewicht des Fahrzeugs entsprechendes Ausgangssignal m. Der Drehmomentsensor 206 ermittelt das an der Kurbelwelle des Fahrzeugmotors vor liegende Drehmoment und erzeugt ein diesem entsprechendes Ausgangssignal T. Der Handbremssensor 207 ermittelt den Betätigungszustand der Feststellbremse des Fahrzeugs und erzeugt ein dem jeweiligen Betätigungszustand entsprechendes Ausgangssignal b, wie nachstehend im einzelnen erläutert.

Wie man in Fig. 3 erkennt, enthält die Steuereinheit 21 einen Analog-Digitalwandler 211, einen Mikroprozessor mit einem RAM-Speicher 212, einem ROM-Speicher 213 und einer CPU-Einheit 214, einen Taktgeber 215 und einen Steuer signalgeber 216.

Der Analog-Digitalwandler 211 wandelt die von der Sensor anordnung 20 gelieferten Analog-Eingangssignale in digitale Signale für die Verarbeitung duch die CPU 214. Der RAM- Speicher 212 speichert die in digitale Form umgewandelten Signale der Sensoranordnung 20 bis zur Verarbeitung der selben durch die CPU, und speichert außerdem die für die Verarbeitung notwendigen Daten. Der ROM-Speicher 213 dient in der Hauptsache der Speicherung von Daten und Steuer programmen für die CPU 214.

Die CPU liest die für die Berechnungen und Operationen not wendigen Daten aus dem RAM-Speicher 212 und dem ROM- Speicher 213, verarbeitet die vorliegenden Informationen in Übereinstimmung mit einem Alogrithmus und leitet das Ergebnis der Berechnungen und Operationen dem Steuer signalgeber 216 zu.

Der Taktgeber 215 erzeugt Taktsignale für die Steuerung der Operationen in der CPU 214. Der Steuersignalgeber 216 dient der Erzeugung von Steuersignale i und n in Abhängigkeit vom Ergebnis der Berechnungen der CPU 214.

Bei Erzeugung eines das Halten des Fahrzeugs an einer Steigung anzeigenden Signals durch einen der Sensoren 201 bis 206 speist die Steuereinheit 21 die Magnetspule 33 des Bremsdruck-Halteventils 19 zunächst mit dem dabei erzeugten Steuersignal i. Unter gegebenen Umständen speist die Steuereinheit 21 die Magnetspule 33 des Bremsdruck-Halte ventils 19 dann auch mit dem Abschaltsignal n.

Die Wirkungsweise der vorstehend beschriebenen ersten Aus führungsform sei nun anhand der in Fig. 5 und 6 dargestell ten Flußdiagramme in Verbindung mit Fig. 2 und 3 erläutert. Die Aufrechterhaltung des Bremsbetätigungsdrucks wird über die Steuereinheit in folgender Weise gesteuert:
Zu Beginn des Steuerprogramms werden die dem Geschwindig keitssignal v des Fahrsensors 201, dem Kupplungssignal k des Kupplungssensors 202, dem Schaltzustandssignal p des Schaltzustandssensors 203 und dem Neigungssignal R des Neigungssensors 204 entsprechenden Daten in einem mit 100 bezeichneten Schritt empfangen und im RAM-Speicher 212 gespeichert.

Darauf wird in einem folgenden Schritt 101 ermittelt, ob die im ersten Schritt 100 ermittelte Fahrgeschwindigkeit Null beträgt oder nicht. Im Verneigungsfalle, d. h. wenn die Geschwindigkeit nicht gleich Null ist, das Fahrzeug also fährt, kehrt die Operation zum Schritt 100 zurück. Im Bejahungsfalle, d. h. wenn das Fahrzeug stillsteht, geht die Operation weiter zum Schritt 102.

Im Schritt 102 wird anhand des im Schritt 100 gespeicherten Kupplungssignals k ermittelt, ob die Kupplung kraftschlüssig oder gelöst ist. Ist die Kupplung gelöst, schreitet die Operation fort zum Schritt 103. Ist die Kupplung dagegen kraftschlüssig, kehrt die Operation zum ersten Schritt 100 zurück.

Im folgenden Schritt 103 wird ermittelt, ober der erste Gang oder der Rückwärtsgang eingelegt ist oder irgend ein anderer Schaltzustand vorliegt. Ist der erste oder der Rückwärts gang eingelegt, dann schreitet die Operation fort zum fol genden Schritt 104. Liegt dagegen irgend ein anderer Schalt zustand vor, dann kehrt die Operation zum ersten Schritt 100 zurück.

Im folgenden Schritt 104 wird ermittelt, ob der Neigungs winkel des Fahrzeugs, dargestellt durch das Neigungssignal R, gleich einem vorbestimmten Neigungswinkel R₀ oder größer als dieser ist. Sofern dies der Fall ist, schreitet die Operation fort zu einem weiteren Schritt 105. Im Ver neinungsfalle kehrt die Operation zum ersten Schritt 100 zurück.

Da sich in den voraufgegangenen Schritten 101, 102, 103 und 104 herausgestellt hat, daß sich das Fahrzeug an einer Steigung im Stillstand befindet, erzeugt die Steuereinheit 21 nun im Schritt 105 das Erregersignal i für die Magnet spule 33 des Bremsdruck-Halteventils 19, so daß der Brems betätigungsdruck aufrecht erhalten wird.

Die durch das Signal i der Steuereinheit 21 erregte Magnet spule 33 zieht den Stößel 31 des Bremsdruck-Halteventils 19 gegen die Kraft der Stößelfeder 32 abwärts, so daß sich die Ventilkugel 29 auf den Venilsitz 30 setzt, um den vom Hauptbremszylinder 12 gelieferten Bremsbetätigungsdruck P_m zu halten. Anschließend bleibt der Bremsbetätigungsdruck dann auch bei Freigabe des Bremspedals 10 durch den Fahrer erhalten. Unter den gegebenen Bedingungen ist die Magnet spule 33 ständig mit dem Erregersignal i gespeist, bis sich in einem nachstehend erläuterte Steuerprogramm erweist, daß die Bedingungen für das Lösen der Bremse erfüllt sind.

In dem vorstehend beschriebenen Zustand kann der Brems betätigungsdruck durch erneute Betätigung des Bremspedals erhöht werden. Da in diesem Falle der vom Hauptbrems zylinder 12 gelieferte Druck höher ist als der zuvor gehaltene Druck, wird die Ventilkugel 29 kurzzeitig von ihrem Sitz 30 abgehoben, bis der Druckausgleich erreicht ist.

Die Steuerung der Aufhebung des Bremsbetätigungsdrucks durch die Steuereinheit 21 erfolgt nach dem folgenden Programm wie in Fig. 6 dargestellt:
In einem ersten Schritt 106 werden der tatsächliche Nei gungswinkel des Fahrzeugs und das Gewicht desselben durch die Sensoren 204 bzw. 205 ermittelt, und die dementspre chenden Neigungs- und Gewichtssignale R bzw. m werden nach Umwandlung in digitale Signale im RAM-Speicher 212 gespei chert, worauf das Programm zum folgenden Schritt 107 fort schreitet.

Im Schritt 107 wird in Abhängigkeit vom im Schritt 106 ermitelten tatsächlichen Neigungswinkel R des Fahrzeugs das benötigte Anfahrdrehmoment T₀ aus in Tabellenform gespeicherten Daten ermittelt. Beträgt der Neigungswinkel R des Fahrzeugs, wie in Fig. 4 dargestellt, beispielsweise R₁, dann ist das benötigte Anfahrdrehmoment T₀=T₀₁. Nach dieser Operation schreitet das Programm fort zum Schritt 108.

In diesem Schritt 108 wird das anhand der in Tabellenform gespeicherten Daten ermittelte Anfahrdrehmoment T₀₁ unter Hinzuziehung des im Schritt 106 ermittelten Fahrzeug gewichts m korrigiert, so daß sich ein korrigiertes Anfahr- Drehmoment T_01′, ergibt. Wie man wiederum in Fig. 4 erkennt, ergibt sich bei einem größeren Fahrzeuggewicht aufgrund der Korrektur ein größeres Anfahr-Drehmoment T_01′.

Im darauffolgenden Schritt 109 ermittels der Drehmoment sensor 206 das Drehmoment des Motors und erzeugt ein Dreh momentsignal t, welches im RAM-Speicher gespeichert wird.

Im anschließenden Schritt 110 wird das im Schritt 108 ermittelte Anfahr-Drehmoment T_01′, mit dem durch das Signal t dargestellten tatsächlichen Drehmoment T des Motors ver glichen. Ist das tatsächliche Drehmoment dabei kleiner als das benötigte Anfahr-Drehmoment, so kehrt das Programm zum Schritt 109 zurück, um die Schritte 109 und 110 zu wieder holen. Ist das tatsächliche Drehmoment T dagegen gleich dem benötigten Anfahr-Drehmoment T_01′, oder größer als dieses, dann schreitet das Programm zum Schritt 111 fort.

In dem folgenden Schritt 111 erzeugt die Steuereinheit 21 ein Abschaltsignal n für die Magnetspule 33 des Bremsdruck halteventils 19.

Die Abschaltung der Magnetspule 33 bewirkt, daß sich der Stößel 31 des Bremsdruck-Halteventils 19 unter der von der Feder 32 auf ihn ausgeübten Belastung aufwärts bewegt und dabei die Ventilkugel 29 von ihrem Sitz 30 hebt, so daß die hintere Bremsleitung 142 in Richtung auf den Haupt bremszylinder 12 druckentlastet wird.

Wie man aus der vorstehenden Beschreibung eines ersten Ausführungsbeispiels erkennt, findet eine Aufhebung des Bremsbetätigungsdrucks in dem Augenblick statt, in welchem das tatsächlich vom Motor gelieferte Drehmoment T das unter Berücksichtigung der Betriebs zustände des Fahrzeugs ermittelte Anfahr-Drehmoment T_01′, erreicht. Die Bremsen werden also in dem Augenblick gelöst, in welchem das für das Anfahren notwendige Drehmoment zur Verfügung steht, so daß das Fahrzeug weich und sanft an fährt, ohne zunächst zurückzurollen oder mit einem Ruck vorzulaufen, wie es bei zu kleinem bzw. bei zu großem Dreh moment der Fall sein könnte.

Da das benötigte Anfahrdrehmoment stufenlos in Abhängigkeit vom Neigungswinkel des Fahrzeugs und von seinem Gewicht ermittelt bzw. korrigiert wird, ist in jedem Falle ein weiches Anfahren gewährleistet. Dabei ist die Anfahrhilfe gemäß der Ausführungsform beim Anfahren sowohl vorwärts als auch rückwärts an einer Steigung wirk sam und schafft somit Erleichterung in den verschiedensten Situationen.

Da das benötigte Anfahrdrehmoment in der vorstehend beschriebenen Ausführungsform in Abhängigkeit vom Gewicht des Fahrzeugs korrigierbar ist, eignet sich die Anfahr hilfe für die verschiedensten Fahrzeuge mit stark wech selnder Belastung wie z. B. Lastwagen und dergl.

Fig. 7 zeigt eine zweite Ausführungsform einer Anfahrhilfe mit einer anderen Ausführung eines Bremsdruck-Halteventil 19′ in einer Zweikreis-Bremsanlage und mit einer Sensoranordnung 20, zu welcher wiederum ein Fahrsensor 201, ein Rücklaufschalter 207, ein Neigungs sensor 204 und ein Drehmomentsensor 208 gehören.

Das Bremsdruck-Halteventil 19′ hat ein Gehäuse 50, einen ersten Druckeinlaß 51, eine erste Eintrittskammer 52, einen ersten Kolben 53, eine Kolbenfeder 54, einen ersten Ventil körper 55, eine erste Ventilfeder 56, einen ersten Ventil sitz 57, eine erste Ventilkammer 58, einen ersten Druck auslaß 59, einen Stufenkolben 60, eine Kolbenfeder 61, einen zweiten Druckeinlaß 62, einen zweiten Kolben 63, einen zweiten Ventilkörper 64, eine zweite Ventilfeder 65 einen zweiten Ventilsitz 66, eine zweite Ventilkammer 67, einen zweiten Druckauslaß 68 und eine Magnetspule 69.

Der erste Druckeinlaß 51 des Bremsdruck-Halteventils 19′ ist mit dem ersten Druckauslaß eines (nicht gezeigten) Tandem-Hauptbremszylinders verbunden, während der zweite Druckeinlaß 62 mit dem zweiten Druckauslaß des Hauptbrems zylinders verbunden ist. Der erste Druckauslaß 59 des Ventils 19′ ist mit den Radbremszylindern des linken Vor derrads und des rechten Hinterrads verbunden, während der zweite Druckauslaß 68 mit den Radbremszylindern des rechten Vorderrads und des linken Hinterrads eines Fahrzeugs ver bunden ist, so daß sich zwei überkreuz verlaufende Brems kreise ergeben.

Die Aufrechterhaltung des Bremsbetätigungsdrucks wird in dieser Ausführungsform in der folgenden Weise gesteuert:
Die Steuereinheit 21 erzeugt ein Erregersignal i für die Magnetspule 69, wenn das vom Fahrsensor 201 erzeugte Fahrsignal v die Fahrgeschwindigkeit "Null" anzeigt und das Ausgangssignal r des Rücklaufschalters 207 einen nicht dem Rückwärtsgang entsprechenden Schaltzustand anzeigt.

Das Lösen der Bremsen wird in der Weise gesteuert, daß das entsprechend dem jeweiligen Neigungswinkel R des Fahrzeugs benötigte Anfahrdrehmoment T₀ aus in Tabellenform gespei cherten Daten ermittelt wird. Erreicht das durch den Dreh momentsensor 208 ermittelte tatsächliche Drehmoment T das benötigte Anfahrdrehmoment T₀, dann leitet die Steuer einheit 21 der Magnetspule 69 des Bremsdruck-Halteventils 19′ ein Abschaltsignal n zu, um die Druckentlastung der Bremsanlage herbeizuführen. Das Bremsdruck-Halteventil 19′ arbeitet dabei in ähnlicher Weise wie anhand der ersten Ausführungsform beschrieben durch Schließen und Öffnen der beiden Einzelventile.

In den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen wird der Zustand des Fahrzeugs unter Verwendung eines Neigungs sensors und eines Sensors für das Fahrzeuggewicht ermittelt. An deren Stelle oder zusätzlich dazu können jedoch auch andere Sensoren beispielsweise für die Ermittlung des Reibungsindex der Fahrbahn verwendet werden.

Für die Ermittlung der verfügbaren Antriebsleitung werden in den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen ein Motor-Drehmomentsensor und ein Fahrsensor an einem Antriebs rad verwendet. Dabei ist die Erfindung jedoch nicht auf die Verwendung dieser Sensoren beschränkt. Es können viel mehr die verschiedensten Sensoren für die Ermittlung des Drehmoments entlang des Antriebsstrangs vom Motor zu den angetriebenen Rädern verwendet werden, z. B. ein Sensor zum Ermitteln der Motordrehzahl und ein Sensor zum Ermitteln des Betätigungszustands der Kupplung.

Wie aus der vorstehenden Beschreibung von Ausführungsbei spielen hervorgeht, ist die Anfahrhilfe so ausgelegt, daß der Bremsbetätigungsdruck in dem Augenblick aufgehoben und die Bremse dadurch gelöst wird, in welchem das zum Anfahren notwendige Drehmoment erreicht ist, so daß das Fahrzeug an einer Steigung weich und zügig anfahren kann.

Fig. 8 bis 11 zeigen eine dritte Ausführungsform der Anfahrhilfe sowie ein Verfahren für ihre Steuerung. Die in diesen Figuren gezeigten ersten und zwei ten Schalter 208 und 209 entsprechen den in Fig. 2 und 3 gestrichelt dargestellten Schaltern und werden anstelle der Sensoren 204 und 205 für den Neigungswinkel bzw. das Gewicht des Fahrzeugs verwendet.

Die vorliegende Ausführungsform macht Gebrauch von der Bewegung eines Reibungselements einer Bremse von einer Seite zur anderen beim Anfahren des Fahrzeugs an einer Steigung, und von der Betätigung der Schalter 208 und 209 durch diese Bewegung.

Bei einer in Fig. 8 dargestellten Scheibenbremse 40 handelt es sich um eine schwimmend gelagerte Einkolben-Sattel scheibenbremse mit einem Widerlager 401, einer äußeren Bremsbacke 402, einer inneren Bremsbacke 403, einer Brems backenfeder 404, einer äußeren Stützscheibe 405, einer inneren Stützscheibe 406, einer Kolbendeckscheibe 407, einer Halteschraube 408, einem Führungsbolzen 409, einer Halteschraubenmuffe 410, einer Führungsbolzenmuffe 411, einem Zylinderkörper 412, einer Entlüftungsschraube 413, einer Kolbendichtung 414, einem Kolben 415, einem Staub schutzring 416 und einem Haltering 417.

Bei Betätigung der Bremse an einer Steigung R stützen sich die innere und die äußere Bremsbacke 403 bzw. 402 am Wider lager 401 ab, während sie an einer mit einem Rad 34 des Fahrzeugs verbundenen Bremsscheibe 35 angreifen, wie in Fig. 9 dargestellt. Die Schalter 208 und 209 sind nun so angeordnet, daß die äußere oder die innere Bremsbacke 402 bzw. 403 je nach der Neigungsrichtung des Fahrzeugs einen von ihnen in der geschlossenen Stellung hält. In der neutralen Mittelstellung der Bremsbacken 402 und 403 ist keiner der beiden Schalter 208 und 209 geschlossen, so daß kein entsprechendes Signal erzeugt wird.

Die Steuerung dieser Ausführungsform der Anfahrhilfe sei nun anhand der in Fig. 10 und 11 dargestellten Flußdiagramme in Verbindung mit Fig. 2 und 3 erläutert:

Fig. 10 zeigt ein Steuerprogramm für die Aufrechterhaltung des Bremsbetätigungsdrucks.

Zu Beginn des Steuerprogramms werden die verschiedenen Daten entsprechend dem Fahrsignal v des Fahrsensors 201, dem Kupplungssignal k des Kupplungssensors 202, dem Schalt zustandssignal p des Schaltzustandssensors 203 und dem Handbremssignal b des Handbremssensors 207 ermittelt und in einem ersten Schritt 100 im RAM-Speicher 212 der Steuer einheit 21 gespeichert.

In einem anschließenden zweiten Schritt 101 des Programms wird ermittelt, ob die Fahrgeschwindigkeit v gleich Null ist. Im Verneinungsfall geht das Programm darauf zum ersten Schritt 100 zurück. Im Bejahungsfall schreitet das Programm fort zum nächsten Schritt 102.

In diesem Schritt 102 wird anhand des im ersten Schritt 100 gespeicherten Signals k ermittelt, ob die Kupplung gelöst ist. Im Bejahungsfalle schreitet das Programm fort zum nächsten Schritt 103. Im Verneinungsfalle, d. h. also bei nicht gelöster Kupplung, kehrt das Programm zurück zum ersten Schritt 100.

Im folgenden Schritt 103 wird ermittelt, ob der erste Gang oder der Rückwärtsgang eingelegt ist, wobei das Programm im Bejahungsfalle zum nächsten Schritt 104 fortschreitet. Im Verneinungsfalle, d. h. also bei Vorliegen eines anderen Schaltzustands, kehrt das Programm zum ersten Schritt 100 zurück.

In anschließenden Schritt 104 wird anhand des im ersten Schritt 100 gespeicherten Handbremssignals b ermittelt, ob die Handbremse gelöst ist. Im Bejahungsfalle schreitet das Programm fort zum folgenden Schritt 105. Im Verneinungs falle, d. h. also bei angezogener Feststellbremse, kehrt das Programm zurück zum ersten Schritt 100.

Im anschließenden Schritt 105 erzeugt die Steuereinheit 21 das Erregersignal i für die Magnetspule 33 des Bremsdruck- Halteventils, da die Schritte 101 bis 104 zu dem Ergebnis geführt haben, daß das Fahrzeug an einer Steigung hält und der Bremsbetätigungsdruck dementsprechend aufrechterhalten werden muß.

Das Erregersignal i bewirkt, daß der Stößel 31 des Brems druck-Halteventils 19 durch die Magnetspule 33 gegen die Kraft der Stößelfelder 32 abwärts angezogen wird. Dadurch kann die Ventilkugel 29 in Anlage an ihrem Sitz 30 kommen, um den vom Hauptbremszylinder 12 gelieferten Bremsbetäti gungsdruck P_m aufrecht zu erhalten. Anschließend wird der Bremsbetätigungsdruck auch dann aufrecht erhalten, wenn der Fahrer das Bremspedal 10 freigibt. Das Erregersignal i fließt der Magnetspule 33 dabei solange zu, bis in einem anschließenden Steuerprogramm für die Freigabe der Bremse bestimmte Bedingungen erfüllt sind.

Während des Haltevorgangs kann der Bremsbetätigungsdruck durch erneute Betätigung des Bremspedals erhöht werden. Da der dabei erzeugte Bremsbetätigungsdruck P_m höher ist als der zuvor gehaltene Druck, wird die Ventilkugel 29 kurz zeitig von ihrem Sitz 30 abgehoben, bis ein Druckausgleich eintritt.

Ein Steuerprogramm für die Aufhebung des Bremsbetätigungs drucks, d. h. also für die Freigabe der Bremse ist in Fig. 11 dargestellt.

In einem ersten Schritt 106 dieses Programms wird ein ent weder vom ersten Schalter 208 oder vom zweiten Schalter 209 erzeugtes Ausgangssignal ermittelt und im RAM-Speicher 212 der Steuereinheit 21 gespeichert. Anschließend wird in einem zweiten Schritt 107 des Programms ermittelt, ob das im ersten Schritt 106 ermittelte Ausgangssignal S1 oder S2 des betreffenden Schalters verschwunden oder durch das jeweils andere Signal ersetzt worden ist.

Im Verneinungsfalle, d. h. wenn das ursprüngliche Signal S1 oder S2 unverändert vorliegt, kehrt das Programm zurück zum ersten Schritt 106. Im Bejahungsfalle schreitet das Programm dagegen fort zum nächsten Schritt 108 in welchem die Steuereinheit 21 das Abschaltsignal n für die Magnet spule 33 des Bremsdruck-Halteventils 19 erzeugt.

Das Abschaltsignal n bewirkt, daß der Stößel 31 des Bremsdruck-Halteventils 19 unter Einwirkung der Stößel feder 32 aufwärts in Fig. 3 bewegt, so daß er die Ventil kugel 29 von ihrem Sitz 30 hebt und der Bremsbetätigungs druck dadurch entweichen kann.

Sobald in der vorstehend beschriebenen Ausführungsform das zum Anfahren des Fahrzeugs an einer Steigung auf das angetriebene Rad 34 einwirkende Drehmoment T₀ groß genug ist, um das Bremsdrehmoment T₁ und das durch die Steigung R hervorgerufene Rückroll-Drehmoment T₂ zu über winden, bewegt sich die äußere Bremsbacke 402 oder die innere Bremsbacke 403 mit der Drehung der Bremsscheibe 35 in Richtung des Anfahrdrehmoments T₀.

Bewegt sich die betreffende Bremsbacke 402 oder 403 dabei bis in die Neutralstellung, dann verschwindet das bis dahin von dem jeweiligen, am Widerlager 401 angebrachten Schal ter 208 oder 209 erzeugte Signal S1 oder S2, woraufhin die Entlastung des Bremsbetätigungsdrucks erfolgt. In dieser Weise geschieht die Aufhebung des Bremsbetätigungsdrucks in dem Augenblick, in welchem das zum Anfahren notwendige Drehmoment erreicht ist, so daß das Fahrzeug weich und zügig an der Steigung anfährt, ohne wegen zu niedrigen Dreh moments zunächst zurückzurollen oder wegen zu großen Dreh moments ruckweise anzufahren.

Da gemäß dieser Ausführungsform das Anfahr drehmoment T₀, das Bremsdrehmoment T₁ und das Rückroll drehmoment T₂ an der Scheibenbremse 40 des Rads 34 für die Freigabe des Bremsbetätigungsdrucks ermittelt werden, geschieht diese Freigabe unter Berücksichtigung verschie dener das Anfahrdrehmoment an einer Steigung beeinflussen der Faktoren wie Steigungswinkel, Reibungsindex der Fahr bahn, Gewicht des Fahrzeugs usw. Die Aufhebung des Brems betätigungsdrucks wird dabei hier durch die an der in Fig. 8 dargestellten Scheibenbremse 40 angeordneten Schalter 208 und 209 gesteuert, welche damit an die Stelle der verschie denen Sensoren für den Zustand des Fahrzeugs und der Fahr bahn treten, so daß sich die gesamte Sensoranordnung verein fachen und dadurch wirtschaftlicher gestalten läßt.

In der beschriebenen Ausführungsform wird das jeweilige Signal zum Halten des Bremsbetätigungsdrucks bzw. für die Aufhebung desselben jeweils durch einen der Schalter 208 oder 209 erzeugt, je nachdem, ob das Fahrzeug vorwärts oder rückwärts an einer Steigung hält. Dadurch ist ein weiches und zügiges Anfahren an einer Steigung sowohl vorwärts als auch rückwärts möglich.

Eine mit dem in Fig. 7 dargestellten Bremsdruck-Halteventil 19′ ausgestattete Anfahrhilfe kann ebenfalls mittels der beiden Schalter 208 und 209 gesteuert werden.

In dieser Ausführungsform bilden der erste Kolben 53 und die Kolbenfeder 54 ein Druckbegrenzerventil. Im übrigen hat das in Fig. 7 gezeigte Bremsdruck-Halteventil 19′ die glei che Wirkungsweise wie vorstehend beschrieben, abgesehen davon, daß eine obere Druckbegrenzung vorgesehen ist, und zwei öffnend und schließend betätigbare Ventileinheiten darin zusammengefaßt sind.

In der zuletzt beschriebenen Ausführungsform sind der erste und der zweite Schalter in Wirkbeziehung zu einem Reibungs element der Scheibenbremse angeordnet. Sie können jedoch auch an anderen Stellen der Bremse oder des Antriebsstrangs angeordnet sein.

Ferner ist es auch möglich, nur den ersten Schalter 208 vor zusehen und die beiden Schaltzustände desselben für die Steuerung zu verwenden. Beim Anfahren des Fahrzeugs im Vor wärtsgang wechselt der Schalter 208 dann beispielsweise von der EIN-Stellung in die AUS-Stellung, wenn das zum Anfahren notwendige Drehmoment erreicht ist, wodurch dann der Bremsbetätigungsdruck aufgehoben wird. Beim Anfahren an einer Steigung im Rückwärtsgang wird der Bremsbetäti gungsdruck dann dementsprechend beim Umschalten von der AUS-Stellung in die EIN-Stellung aufgehoben.

In gleicher Weise ist es auch möglich, allein den zweiten Schalter 209 zu verwenden, wobei dann die Wirkungsweise umgekehrt ist als bei Verwendung allein des ersten Schal ters 208.

Ferner sind die beiden Schalter gemäß der Beschreibung der letzten Ausführungsform an einer Scheibenbremse angebracht. Ein oder mehrere Schalter für die Ermittlung einer Dreh bewegung kann bzw. können jedoch auch an einer Trommel bremse oder an einem Teil des Antriebsstrangs angeordnet sein.

In der zuletzt beschriebenen Ausführungsform ist eine das Anfahren eines Fahrzeugs an einer Steigung erleichternde Anfahrhilfe so ausgebildet, daß der Brems betätigungsdruck aufgehoben oder freigegeben wird, wenn ein oder mehrere einer Bremse zugeordnete Schalter auf die Bewegung eines Reibungselements der Bremse von einer Stel lung in eine andere Stellung ansprechen. Dadurch geschieht die Freigabe des Bremsbetätigungsdruck in dem Augenblick, in welchem das zum Anfahren notwendige Drehmoment erreicht ist, so daß ein weiches und zügiges Anfahren des Fahrzeugs an einer Steigung gewährleistet ist.

Die Anordnung hat einen äußerst ein fachen Aufbau und ermöglicht die Steuerung der Freigabe des Bremsbetätigungsdrucks in Abhängigkeit von variablen Zuständen des Fahrzeugs und der Fahrbahn.

Claims

1. Bremseinrichtung für ein Kraftfahrzeug, mit
einem Hauptbremszylinder, der mehrere Radbremszylinder mit einem zu einer auf ein Bremspedal ausgeübten Betätigungs kraft proportionalen Bremsbetätigungsdruck versorgt,
einem Ventil, das wirkungsmäßig zwischen dem Hauptbremszy linder und zumindest einem Teil der Radbremszylinder ange ordnet ist und das in Abhängigkeit von Steuersignalen den Rücklauf der Bremsflüssigkeit von den Radbremszylindern zum Hauptbremszylinder zulassen oder unterbinden kann,
einer Steuereinrichtung, der über Sensoren eine Reihe von Parametern als Signale zugeführt werden und die aus diesen Signalen und gespeicherten Daten die Steuersignale für das Ventil erzeugt, wobei
Sensoren für die Fahrgeschwindigkeit, den Motorbetrieb, die Kupplungsbetätigung, die Getriebegangstellung und für weitere Parameter vorgesehen sind und ein Öffnen oder Schließen des Ventils durch jeweils unterschiedliche Parameterkonstellationen bewirkt wird,
dadurch gekennzeichnet, daß bei geschlossenem Ventil (5; 19; 19′) des zum Anfahren des Fahrzeugs erforderliche Soll-Drehmoment (T₀) und das verfüg bare Ist-Drehmoment (T) ermittelt und miteinander verglichen werden und bei Überschreitung des Soll-Drehmomentes (T₀) durch das Ist-Drehmoment (T) ein Signal zur Öffnung des Ventils (5, 19; 19′) abgegeben wird.

2. Bremseinrichtung für ein Kraftfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als weitere Sensoren ein Nei gungssensor (204) für die Fahrzeuglängsneigung, ein Gewichtssensor (205) für das Fahrzeuggewicht und ein Sensor (206) für das Ist-Drehmoment (T) vorhanden sind und das zum Anfahren erforderliche Soll-Drehmoment (T₀) aus der Fahr zeuglängsneigung (R), dem Fahrzeuggewicht (m) und gespei cherten Daten errechnet und mit dem Signal des Ist-Drehmomentsensors (206) verglichen wird.

3. Bremseinrichtung für ein Kraftfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Antriebsstrang, insbesondere im Bereich der Fahrzeugbremsen, ein oder zwei Schalter (208 209) angeordnet sind, der oder die bei einer Drehmomentum kehr im Antriebsstrang ihren Schaltzustand ändern und so ein Signal zum Öffnen des Ventils (5; 19; 19′) an die Steuerein richtung (8; 21; 21′) abgeben, wenn das verfügbare Ist-Drehmoment das Soll-Drehmoment (T₀) übersteigt.

4. Bremseinrichtung für ein Kraftfahrzeug nach einem der An sprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch einen Handbremssensor (207) zum Ermitteln des Betätigungszustandes einer Feststellbremse.

5. Bremseinrichtung für ein Kraftfahrzeug nach einem der An sprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil (19) ein Gehäuse (24), einen Einlaß (25), einen Auslaß (26), eine Stößelkammer (27), eine Kugelkammer (28), eine Ventilkugel (29), einen Ventilsitz (30), einen Stößel (31), eine Stößel feder (32) und eine Magnetspule (33) aufweist, wobei die Radbremszylinder (15-18) im geöffneten Zustand des Ventils (19) mit dem vom Hauptbremszylinder (12) gelieferten Brems betätigungsdruck gespeist sind.

6. Bremseinrichtung für ein Kraftfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil (19′) einen ersten und einen zweiten Ventilkörper (55, 64) aufweist und in einer Zwei-Kreis-Bremsanlage angeordnet ist, in welcher ein erster Druckauslaß (59) mit Radbremszylindern des linken Vorderrads und des rechten Hinterrads und ein zweiter Druckauslaß (68) mit Radbremszylindern des rechten Vorderrads und des linken Hinterrads des Fahrzeugs verbunden sind.

7. Bremseinrichtung für ein Kraftfahrzeug nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (21) eine erste Einrichtung (107) zur Ermittlung des Soll-Drehmomentes (T₀) aus der Fahrzeuglängsneigung (R), eine zweite Einrich tung (108) zur Korrektur des Soll-Drehmoments (T₀) unter Be rücksichtigung des Fahrzeuggewichts (m) und eine dritte Ein richtung (110) zum Vergleichen des korrigierten Soll-Drehmomentes (T₀₁) mit dem Ist-Drehmoment (T) aufweist.

8. Bremseinrichtung für ein Kraftfahrzeug nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalter (208, 209) an einer Scheibenbremse (40) angeordnet sind, wobei je nach Neigungs richtung einer der Schalter (208; 209) durch eine äußere oder innere Bremsbacke (402; 403) der Scheibenbremse (40) in eine geschlossene Stellung gebracht wird, während in einer Mittelstellung der Bremsbacken (402, 403) beide Schalter (208, 209) geöffnet sind.