DE3700716A1 - Fahrzeug mit antiblockiersystem und antriebsschlupfregelung - Google Patents
Fahrzeug mit antiblockiersystem und antriebsschlupfregelungInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Fahrzeug mit
Antiblockiersystem (ABS) und Antriebsschlupfregelung
(ASR) gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Ein mit derartigen Systemen ausgerüstetes Fahrzeug
ist z. B. aus dem VDI-Tagungsbericht "Elektronik im
Kraftfahrzeug" 9./10. Oktober 1986, bekannt.
Antiblockiersysteme haben die Aufgabe, ein Blockie
ren der gebremsten Räder, insbesondere auf glatter
Straße, zu verhindern und so die Lenkbarkeit des
Fahrzeugs zu erhalten. Hierzu werden die Bremsmo
mente bei beginnender Blockierneigung reduziert und
anschließend wieder erhöht. Die Steuerung der
Bremsen übernimmt dabei eine spezielle Elektronik,
die meist 4-kanalig aufgebaut ist. Das bedeutet, daß
bei einem zweiachsigen Fahrzeug für jedes Rad ein
eigener Elektronikkanal zur Verfügung steht. Für
dreiachsige Fahrzeuge sind auch 6-kanalige
Elektroniken üblich, diese sind jedoch aufwendig und
vor allem wegen der geringeren Stückzahlen nicht so
kostengünstig.
Ergänzend zum Antiblockiersystem sind Antriebs
schlupfregelungen bekannt, welche ein Durchdrehen
der Antriebsräder beim Anfahren und in der Beschleu
nigungsphase des Fahrzeugs verhindern. Hierdurch
wird das Anfahren erleichtert bzw. die Seitenfüh
rungskraft des Fahrzeugs bei beschleunigter Fahrt
verbessert. Antriebsschlupfregelungen werden meist
als Ergänzung eines bereits eingebauten Antiblockier
systems vorgesehen und benutzen wesentliche Bauteile
des Antiblockiersystems wie Regelventile, Radsensoren
und Elektronik, mit.
Es ist dabei üblich, bei einem Antriebsschlupfregel
system das zuerst durchdrehende Antriebsrad (Low-Rad)
durch betätigen der zugehörigen Radbremse bis fast
auf die Fahrzeuggeschwindigkeit abzubremsen. Durch
diese "Differentialbremsregelung" überträgt sich
über das Differential-Getriebe das Drehmoment des
Motors verstärkt auch auf das zweite, auf guter
Straße laufende Rad (High-Rad). Das Fahrzeug kann
sich somit auf dem High-Rad "abstützen" und anfahren
bzw. beschleunigen.
Die erwähnte Abbremsung des Low-Rades erfolgt dann,
wenn dieses Rad eine festgelegte Geschwindigkeits
differenz- oder Schlupf-Schwelle (z. B. 6%)
überschreitet. Die Bremse wird wieder gelöst, wenn
diese Schwelle wieder unterschritten ist. Eine
Abbremsung bis unter die Fahrzeuggeschwindigkeit muß
selbstverständlich unbedingt vermieden werden.
Sollte auch das High-Rad durchdrehen, wird über
einen automatischen Eingriff in das Gasgestänge des
Motors dessen Leistung reduziert, und zwar unabhan
gig vom Willen des Fahrers.
Es besteht nun ein Problem, wenn aus Kostengründen
eine 4-kanalige ABS/ASR Elektronik in ein Dreiachs
fahrzeug mit einer Antriebsachse und einer nicht
angetriebenen Vor- oder Nachlaufachse eingebaut ist.
Dabei sind die Räder der Vor- bzw. Nachlaufachse
nicht sensiert.
Bei dieser Anordnung dürfen natürlich beim geregel
ten Anfahren die bremsdruckmäßig normalerweise an
die Bremszylinder der Antriebsachse angehängten
Bremszylinder der Vor- oder Nachlaufachse nicht mit
eingebremst werden, da sonst das Anfahren noch
weiter erschwert werden würde.
Hier greift die Erfindung ein. Ihr liegt die Aufgabe
zugrunde, die Räder der Vor- oder Nachlaufachse auf
möglichst einfache Weise beim geregelten Anfahren
druckmäßig von den Rädern der Antriebsachse abzu
koppeln.
Dabei muß jedoch bei einer geregelten Bremsung die
seitenweise Ankopplung erhalten bleiben, so daß die
Räder der Vor- oder Nachlaufachse ihren Beitrag zur
Abbremsung des Fahrzeugs leisten können. Dieser
Beitrag soll möglichst auch die Wirkung einer bloßen
Select-low-Bremsung übertreffen.
Eine Anordnung, bei der eine Nachlaufachse über ein
Select-low-Ventil an die Antriebsachse angekoppelt
ist, ist aus der DE-OS 31 01 731, Fig. 2, bekannt.
Hier ist jedoch keine ASR-Funktion enthalten.
Die o. g. Aufgabe wird durch die in den Patentan
sprüchen 1 bis 3 enthaltene Erfindung gelöst. Die
Unteransprüche enthalten zweckmäßige Weiterbildungen
der Erfindung.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausfüh
rungsbeispielen, die in einer Zeichnung schematisch
dargestellt sind, näher erläutert.
Die Zeichnung zeigt in
Fig. 1 als Blockschaltbild eine erste
Ausführung eines ABS/ASR-Systems,
Fig. 1a, 1b Einzelheiten aus der Fig. 1,
Fig. 2 eine zweite Ausführung eines
ABS/ASR-Systems.
In der Fig. 1 ist schematisch die Bremsanlage eines
Nutzfahrzeugs dargestellt. Teile, die für die
Erfindung unwesentlich sind, sind weggelassen.
Das Fahrzeug besitzt drei Achsen (1, 2, 3), von
denen die erste lenkbar ist, die zweite als Antriebs
achse, und die dritte als Nachlaufachse ausgebildet
ist. Die Räder der Achsen (1) und (2) sind sensiert,
d. h. mit Sensoren (30 bis 33) zur Erfassung ihrer
Drehzahl ausgerüstet. Aus den Drehzahlen der sensier
ten Räder erkennt eine 4-kanalige ABS/ASR Elektronik
(26), ob an diesen Rädern beim Bremsen oder beim
Anfahren ein unzulässiger Schlupf auftritt.
Die Elektronik (26) ist weiter elektrisch mit
Differential-Bremsventilen (8, 9) sowie
Regelventilen (12, 13) verbunden.
Der pneumatische Teil der gezeigten Bremsanlage
besteht aus einem Luftvorratsbehälter (4), der an
ein Trittplatten-Bremsventil (5) angeschlossen ist,
von welchem wiederum über eine Bremsleitung (6)
Druckluft zu den Bremszylindern (14, 15) der Antriebs
achse (2) sowie den Bremszylindern (16, 17) der
Nachlaufachse (3) zuführbar ist. Die Druckluft
gelangt dabei über Zweiwegeventile (10, 11), welche
jeweils den höheren der beiden anstehenden Drücke
durchlassen (Select-high-Ventile) sowie über ABS-
Regelventile (12, 13) zunächst zu den Bremszylindern
(14, 15) der angetriebenen Achse (2).
Den normalerweise den Bremszylindern (14, 15) der
Antriebsachse (2) seitenweise parallel geschalteten
Bremszylindern (16, 17) der Nachlaufachse (3) sind
hier je ein Doppel-Absperrventil (18, 19) vorge
schaltet. Der zweite Eingangsanschluß der Doppel-
Absperrventile (18, 19) ist an die Bremsleitung (6)
angeschlossen. Die Ventile (18, 19) lassen jeweils
den niedrigeren der beiden an den Eingängen stehenden
Drücke durch (Select-low-Ventile).
Der Druckluftvorratsbehälter (4) ist weiter über
eine direkte, das Bremsventil (5) umgehende Leitung
(7) an die beiden Differentialbremsventile (8, 9)
angeschlossen. Der Ausgang der Differentialbremsven
tile (8, 9) ist an den zweiten Eingangsanschluß der
bereits erwähnten Zweiwegeventile (10, 11) angeschlos
sen.
Im folgenden wird die Funktion der in der Fig. 1
dargestellten ABS/ASR-Bremsanlage näher erläutert.
Bei einer ungeregelten Teilbremsung gelangt die
Druckluft aus dem Behälter (4) über das Bremsventil
(5), die Zweiwegeventile (10, 11), und die Regelven
tile (12, 13) zu den Bremszylindern (14, 15) der
Antriebsachse sowie weiter über die Leitungen (24,
25) und die Doppelabsperrventile (18, 19) zu den
Bremszylindern (16, 17) der Nachlaufachse. An den
Doppelabsperrventilen (18, 19) steht in diesem Fall
an beiden Eingängen der gleiche Druck an. Dieser
Druck wird, wie weiter unten (Fig. 1a) näher er
läutert wird, in gleicher Höhe durchgelassen. Die
Regelventile (12, 13) befinden sich dabei in der
(gezeichneten) auf Durchlaß geschalteten Stellung.
Bei einer geregelten Bremsung, d. h. mit arbeitendem
ABS-System, ist der Verlauf der Druckluft-Strömung
grundsätzlich wie oben beschrieben, mit dem einzigen
Unterschied, daß jetzt die Regelventile (12, 13) von
der Elektronik (26) angesteuert werden, d. h.
abwechselnd je nach Schlupf-Zustand der Antriebsräder
abwechselnd geöffnet und geschlossen werden. Durch
diesen geregelten Bremsdruck werden über die Leitungen
(24, 25) auch die seitenweise angehängten Bremszylinder
(16, 17) der Nachlaufachse (3) mitgesteuert. Da
jetzt an den zweiten Eingangsanschlüssen der Doppelab
sperrventile (18, 19), die mit der Bremsleitung (6)
verbunden sind, stets der maximale Bremsdruck
ansteht, sind diese in diesem Fall so geschaltet,
daß eine ungehinderte seitenweise Verbindung der
Bremszylinder gewährleistet ist. Hierdurch ist
gewährleistet, daß sowohl die Räder der Antriebsachse
(2) als auch die Räder der Nachlaufachse (3) einen
Beitrag zur Abbremsung leisten können.
Bei einem ASR-Anfahr-Vorgang schließlich wird durch
die ABS/ASR Elektronik (26) eines der Differential
bremsventile (8, 9) geöffnet. Hierdurch kann die
Druckluft aus dem Behälter (4) über die Leitung (7)
durch eines der beiden Differentialbremsventile (8)
oder (9), sowie das benachbarte Zweiwegeventil (10)
oder (11) und das angeschlossene Regelventil (12)
oder (13) zu dem Bremszylinder (14) oder (15) des
gerade durchdrehenden Rades der Antriebsachse (2)
strömen und dieses abbremsen.
In diesem Fall darf natürlich das seitenweise ange
hängte Rad bzw. dessen Bremszylinder (16, 17) nicht
mit eingebremst werden, da hierdurch der Anfahr-Vor
gang noch weiter erschwert werden würde.
Da in diesem Fall die Bremsleitung (6) drucklos ist,
sperrt das jeweilige Doppelabsperrventil (18) oder
(19) die jeweilige Verbindungsleitung (24) oder (25)
ab, so daß im Fall der ASR-Regelung die seitenweise
Mitsteuerung in gewünschter Weise unterbrochen ist.
Anzumerken ist ferner, daß diese Anordnung sowohl
das Einbremsen nur eines Antriebsrades als auch das
Einbremsen beider Antriebsräder während der Antriebs
schlupfregelung ermöglicht, ohne das die nicht
angetriebenen Räder mit eingebremst werden. Ein
beidseitiges Einbremsen kann in bestimmten Fällen
vorteilhaft sein, z. B. bei Automatik-Getrieben.
In der Fig. 1a ist schematisch der innere Aufbau des
Doppel-Absperrventils (18) dargestellt. Man erkennt,
daß durch den höheren der beiden an den Eingangslei
tungen (6) oder (24) anstehenden Drücke ein
Kolben (27) so verschoben wird, daß nur der niedri
gere anstehende Druck in Richtung zu dem angeschlos
senen Bremszylinder BZ durchgelassen wird.
Anstelle der Doppelabsperrventile (18, 19) kann auch
wahlweise das in der Fig. 1b dargestellte Relaisventil
(28) in gleicher Verschaltung eingesetzt werden.
Relaisventile sind als Standardgeräte aus Bremsanla
gen bekannt. Ausgelegt auf ein Übersetzungsverhältnis
von 1:1 wird der an dem Vorratsanschluß (Leitung
24) anliegende Druck bis zu der am Steueranschluß
(Leitung 6) anstehenden Druckhöhe zu dem Verbraucher
anschluß (BZ) durchgesteuert. Dabei kann der ausge
steuerte Druck naturgemäß nicht über den Vorrats
bzw. Versorgungsdruck steigen, so daß wie bei dem
Doppelabsperrventil (18) der jeweils niedrigere der
über die Leitungen (6) und (24) zugeführte Druck
auch an dem Verbraucheranschluß (BZ) und somit in
dem Bremszylinder des nicht angetriebenen Rades
herrscht.
Relaisventile sind an sich bauaufwendiger als
Doppelabsperrventile, können jedoch aus Gründen der
Gerätestandardisierung bevorzugt werden.
Es kann auch vorteilhaft sein, die Bremsleitung (6)
an den Vorratsanschluß und die Leitung (24) an den
Steueranschluß des Relaisventils (28) anzuschließen.
Dann brauchen die ABS-Regelventile (12, 13) nur
jeweils das Volumen eines Bremszylinders (14) bzw.
(15) und der jeweiligen Relaisventilsteuerkammer zu
versorgen.
In der Fig. 2 ist eine Variante der Blockschaltung
zu Fig. 1 dargestellt. Der einzige Unterschied zur
Fig. 1 besteht darin, daß die seitenweise Verbindung
der Bremszylinder in diesem Fall über je ein 2/2-
(oder 3/2-)Wegeventil (20, 21) unterbrechbar ist.
Durch diese "Absperrventile" kann ebenfalls, wie
oben beschrieben, die Mitsteuerung der Bremszylinder
(16, 17) der Nachlaufachse (3) im Fall eines
ASR-geregelten Anfahrvorganges verhindert werden.
Die Ansteuerung der Absperrventile (20, 21) erfolgt
wie gezeichnet über Leitungen (22, 23), welche
seitenweise an die Ausgänge der Differentialbremsven
tile (8, 9) angeschlossen sind.
Wahlweise kann eine Ansteuerung der Absperrventile
(20, 21) natürlich auch über ein Ansteuersignal der
ABS/ASR Elektronik (26) erfolgen. Hierzu müssen die
Absperrventile (20, 21) als Magnetventile ausgebil
det sein (nicht dargestellt). Die Ausführung nach
der Fig. 2 bedeutet einen etwas höheren schaltungs
technischen Aufwand als die Ausführung nach der
Fig. 1.
Claims (5)
1. Fahrzeug mit Antiblockiersystem (ABS) und
Antriebsschlupfregelung (ASR), insbesondere
Nutzfahrzeug, das mit einer Antriebsachse (2)
und einer nicht angetriebenen Vor- oder
Nachlaufachse (3) versehen ist, und das mit
einer vorzugsweise vierkanaligen ABS/ASR
Elektronik (26) ausgerüstet ist, gekennzeichnet
durch folgende Merkmale:
- a) Zwischen die Bremszylinder (14, 16), (15, 17) von Antriebsachse (2) und Vor- oder Nachlaufachse (3) ist auf jeder Seite ein Doppelabsperrventil (Select-low-Ventil) (18, 19) geschaltet;
- b) beide Doppelabsperrventile (18, 19) sind gemeinsam von einer Bremsleitung (6) her ansteuerbar (Fig. 1).
2. Fahrzeug mit Antiblockiersystem (ABS) und
Antriebsschlupfregelung (ASR), insbesondere
Nutzfahrzeug, das mit einer Antriebsachse (2)
und einer nicht angetriebenen Vor- oder Nach
laufachse (3) versehen ist, und das mit einer
vorzugsweise vierkanaligen ABS/ASR-Elektronik
(26) ausgerüstet ist, gekennzeichnet durch
folgende Merkmale:
- a) Zwischen die Bremszylinder (14, 16), (15, 17) von Antriebsachse (2) und Vor- oder Nachlaufachse (3) ist auf jeder Seite ein Relaisventil (28) geschaltet;
- b) beide Relaisventile sind gemeinsam von einer Bremsleitung (6) her ansteuerbar.
3. Fahrzeug mit Antiblockiersystem (ABS) und
Antriebsschlupfregelung (ASR), insbesondere
Nutzfahrzeug, das mit einer Antriebsachse (2)
und einer nicht angetriebenen Vor- oder Nach
laufachse (3) versehen ist, und das mit einer
vorzugsweise vierkanaligen ABS/ASR-Elektronik
(26) ausgerüstet ist, gekennzeichnet durch
folgendes Merkmal:
In die zu den Bremszylindern (16, 17) der Nachlaufachse (3) führenden Bremsleitungen (24, 25) ist je ein elektronisch oder pneumatisch angesteuertes Absperrventil (20, 21) eingefügt (Fig. 2).
In die zu den Bremszylindern (16, 17) der Nachlaufachse (3) führenden Bremsleitungen (24, 25) ist je ein elektronisch oder pneumatisch angesteuertes Absperrventil (20, 21) eingefügt (Fig. 2).
4. Fahrzeug nach Anspruch 3, dadurch gekennzeich
net, daß die pneumatische Ansteuerung der
Absperrventile (20, 21) über Leitungen (22, 23)
erfolgt, die zum Ausgangsanschluß von Differen
tial-Bremsventilen (8, 9) führen.
5. Fahrzeug nach Anspruch 3, dadurch gekennzeich
net, daß die elektronische Ansteuerung der
Absperrventile (20, 21) durch die ABS/ASR-
Elektronik (26) erfolgt.
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