DE3937070A1 - Bremsvorrichtung fuer ein zweiachsiges fahrzeug - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Bremsvorrichtung für ein zumindest zweiachsiges Fahrzeug mit Drehzahlsensoren an zumindest den Hinterrädern des Fahrzeuges und einer Schaltung zum Auswerten der Drehzahlen und zum Ermitteln der Drehverzögerung der Räder und einem hydraulischen, auf die Bremsen der Vorder- und Hinterräder wirkenden Steuerkreis.

Von herkömmlichen blockiergeschützten Bremssystemen (ABS-Brems­ anlagen) sind Bremsvorrichtungen mit den vorstehend genannten Sensoren und Schaltungen allgemein bekannt.

Bei herkömmlichen Bremssystemen, ob elektronisch geregelt oder nicht, kommt es zu einer ungleichmäßigen Abnutzung der Bremsbe­ läge an den Bremsen der Vorder- und Hinterräder. Die Bremsbelä­ ge der Vorderradbremsen werden aufgrund der beim Bremsen in aller Regel erfolgenden teilweisen Verlagerung des Fahrzeug­ gewichtes auf die Vorderachse stärker belastet als die Brems­ beläge der Hinterradbremsen. Dies führt zu einem ungleichmä­ ßigen Verschleiß der Bremsbeläge, so daß die Frequenz des Be­ lagwechsels höher ist als bei einem Fahrzeug, bei dem sich alle Bremsbeläge gleichmäßig abnutzen und auf einmal ausgetauscht werden können.

Aus der nicht vorveröffentlichten deutschen Patentanmeldung P 39 23 955.1 ist es zur Lösung des vorstehend beschriebenen Problems bekannt, daß bei einer Bremsung von Drucksteuermitteln den Bremsen der Hinterräder ein Bremsdruck zugeführt wird, der solange größer ist als der an den Bremsen der Vorderräder herr­ schende Druck, wie die Drehverzögerung der Hinterräder unter einem vorgegebenen Wert bleibt.

Aus der nicht vorveröffentlichten deutschen Patentanmeldung P ... (1A-64 375) ist es bekannt, zur Lösung des gleichen Pro­ blems eine sowieso am Fahrzeug vorgesehene Zusatzbremse zu ver­ wenden. Die Zusatzbremse (z. B. eine Hand- oder Parkbremse) ist unabhängig vom hydraulischen Bremssteuerkreis betätigbar und wird solange eingesetzt, wie die Drehverzögerung der Hinterrä­ der unter einem vorgegebenem Wert bleibt.

Ziel der vorliegenden Erfindung ist es auch, eine Bremsvorrich­ tung der eingangs genannten Art so auszugestalten, daß die Bremsbeläge eine möglichst hohe, gleichmäßige Lebensdauer auf­ weisen. Insbesondere soll mit der Erfindung eine herkömmliche Bremsanlage nur geringfügig verändert werden, um auch die Brem­ sen an der Hinterachse des Fahrzeuges stärker als bei herkömm­ lichen Bremsanlagen an der Verzögerung des Fahrzeuges zu be­ teiligen.

Erfindungsgemäß wird dieses Ziel bei einer Bremsvorrichtung der eingangs genannten Art dadurch erreicht, daß an den Hinterrä­ dern eine Zusatzbremse vorgesehen ist, die ebenfalls von dem hydraulischen Steuerkreis betätigbar ist und die so lange be­ tätigt wird, wie die Drehverzögerung der Hinterräder unter ei­ nem vorgegebenen Wert bleibt.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß bei Kraftfahr­ zeugen, insbesondere PKW, während eines normalen Fahrbetriebs weitaus mehr als 90% aller Abbremsungen die Bremsen relativ gering in Anspruch nehmen. Typischerweise erfolgen weit weniger als 10% aller Abbremsungen mit einer so starken Bremskraft, daß die Verzögerung des Fahrzeuges in einem Bereich oberhalb von 0,2 g liegt. Bei den üblichen Haftbeiwerten (auch Brems­ kraftbeiwerte genannt und mit µ bezeichnet) oberhalb von 0,4 könnten deshalb bei praktisch allen gängigen PKW-Modellen die Abbremsungen mit einer Fahrzeugverzögerung von weniger als 0,2 g ausschließlich über die Hinterachse des Fahrzeuges er­ folgen.

Die Erfindung macht sich diese Erkenntnis zunutze und erreicht einen gleichmäßigen Verschleiß aller Bremsbeläge des Fahrzeuges dadurch, daß die Bremsen der Hinterräder des Fahrzeuges in "un­ kritischen" Bremssituationen mit einer Bremskraft beaufschlagt werden, die größer ist als die an den Bremsen der Vorderräder zur gleichen Zeit herrschende Bremskraft. Liegt der "unkriti­ sche" Bremszustand nicht mehr vor, zum Beispiel deshalb, weil der Fahrer die Bremse kräftiger betätigt und/oder weil aufgrund der Straßenverhältnisse an den gebremsten Rädern eine Blockier­ neigung auftritt, wird die erfindungsgemäß vorgesehene erhöhte Belastung der Hinterradbremsen sofort aufgehoben und sämtliche Bremsen des Fahrzeuges werden maximal abgegrenzt, ggf. unter Steuerung durch eine herkömmliche ABS-Anlage.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Bremsvor­ richtung sind in den Unteransprüchen beschrieben.

Bei Realisierung des Erfindungsgedankens ist es erforderlich, festzustellen, wann die Bremsung den obengenannten "unkriti­ schen" Zustand verläßt und kritisch wird, d. h. einen optimalen Einsatz aller Bremsmittel zur Erzielung eines möglichst kurzen Bremsweges erfordert. Für die Ermittlung eines solchen Über­ gangs von einem unkritischen in einen kritischen Zustand stehen verschiedene Kriterien zur Verfügung. Dies sind vornehmlich die Drehverzögerungen der erfindungsgemäß bei Beginn einer Bremsung zunächst mit im Vergleich mit den Vorderradbremsen mit erhöhter Bremskraft beaufschlagten Hinterräder. Überschreitet die Dreh­ verzögerung eines der Hinterräder einen vorgegebenen Wert (entsprechend z. B. 0,2 g), so zeigt dies an, daß der Fahrer eine starke Bremsung herbeiführen will und/oder daß die Stra­ ßenverhältnisse relativ ungünstig sind, so daß die erfindungs­ gemäße Bremsvorrichtung sofort so umgestellt wird, daß alle verfügbaren Bremsen mit optimalem Bremsdruck betätigt werden.

Die Mittel, mit denen die Bremsdrucke an den einzelnen Bremsen der Räder steuerbar sind, sind heute dem Fachmann allgemein be­ kannt, insbesondere aus der ABS-Regeltechnik. Die Erfindung eignet sich deshalb besonders dazu, mit einer als solche be­ kannten ABS-Regelanlage verwirklicht zu werden.

Als Kriterium dafür, ob ein im obigen Sinne "unkritischer" oder ein "kritischer" Bremszustand vorliegt kann zusätzlich oder al­ ternativ zur Drehverzögerung der Hinterrräder die Geschwindig­ keit herangezogen werden, mit welcher der Fahrer das Bremspedal des Fahrzeuges betätigt. Hierzu kann bei Beginn einer Bremsung der Pedalweg pro Zeiteinheit oder auch der Gradient gemessen werden, mit dem der Druck der Hydraulikflüssigkeit in dem Hauptzylinder der Bremsanlage ansteigt. Liegt die Betätigungs­ geschwindigkeit der Pedale bzw. der Gradient des Anstiegs des Bremsdruckes über einem vorgegebenem Wert, so erfolgt die an­ sonsten erfindungsgemäß vorgesehene Bevorzugung der Hinterrad­ bremsen nicht mehr sondern eine maximale Verwendung aller Bremsen einschließlich der Vorderradbremsen.

Der hydraulische Steuerkreis und die Mittel zum Bestimmen der Drehverzögerung sind als solche bekannt. Insbesondere kann eine ABS-Anlage gemäß dem Stand der Technik verwendet werden.

Als Zusatzbremse an den Hinterrädern kommt bei einer Sattel- Scheibenbremse ein zweiter Sattel auf der gleichen Scheibe der Bremse des Hinterrades in Betracht, oder es kann auch eine zweite Scheibe an jeder Bremse vorgesehen werden, die jeweils mit einem gesonderten Sattel versehen ist. Bei einer Trommel­ bremse kann eine zusätzliche Trommel für die Zusatzbremse vorgesehen werden.

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert.

Die Figur zeigt schematisch einen einzigen hydraulischen Steuerkreis einer Vierkanal-ABS-Bremsanlage mit Diagonalauf­ teilung.

Bei dem in der Figur gezeigten Ausführungsbeispiel ist ein Bremspedal 10 mit einem Bremskraftverstärker 12 verbunden und in einem Hauptzylinder 14 wird entsprechend der Pedalkraft und der Verstärkung eine Hydraulikflüssigkeit unter Druck gesetzt.

Aus dem Hauptzylinder 14 werden zwei Leitungen 16, 18 mit Hy­ draulikflüssigkeit gespeist, wobei in der Figur nur der von der Leitung 16 versorgte Steuerkreis für die Bremse vorne rechts und die Bremse hinten links ausgeführt ist.

Eine Verzweigung 20 führt von der Leitung 16 zur Bremse 22 vor­ ne links an der Vorderachse VA. In der Leitung 20 ist in her­ kömmlicher Weise ein ABS-Modulatorteil VR für die Bremse 22 vorne links angeordnet.

Eine Verzweigung 28 führt von der Leitung 16 zu einer ersten Bremse I am rechten Hinterrad der Hinterachse HA. Die Leitung 28 verzweigt sich in eine Leitung 30 und in eine Leitung 32. Die Leitung 30 führt zur ersten Bremse I des rechten Hinter­ rades.

Weiterhin ist die Leitung 16 direkt mit einer weiteren Leitung 33 verbunden, die zu einem Magnetventil 36 führt. Ist ein Durchlaß D₁ des Magnetventils 36 auf Durchgang geschaltet, so ist die Leitung 33 mit einer Leitung 38 verbunden, die zu einer zweiten Bremse II am rechten Hinterrad führt.

Die Bremsen I und II sind jeweils als Bremssättel ausgebildet, die beide auf die gleiche Scheibe wirken.

Die Funktion der in der Figur gezeigten Bremsen 1 und 2 ist wie folgt:
Bei Einleiten einer Bremsung durch Betätigung des Pedals 10 (wobei die Bremsung noch im obengenannten Sinne "unkritisch" ist) wird über die Leitung 16 in den Leitungen 28 und 33 Druck in der Hydraulikflüssigkeit erzeugt. Mit Betätigung des Pedals 10 wird auch das Magnetventil 36 unter Strom gesetzt und der Durchlaß D₁ geöffnet, so daß über die Leitung 38 auch die Bremse II beaufschlagt wird. Der Modulator HL 26 für eine ABS- Regelung am rechten Hinterrad wird in herkömmlicher Weise in Abhängigkeit von der gemessenen Drehverzögerung und/oder dem Schlupf betrieben.

Der Modulator VR24 schließt bei z. B. 4 bar, so daß die Bremse am Vorderrad nur angelegt ist, ohne starke Bremswirkung zu er­ zeugen.

Überschreitet nun die Fahrzeugverzögerung (in herkömmlicher Weise aus der Drehverzögerung ermittelt) einen vorgegebenen Schwellenwert von z. B. 0,2 g, so wird vom zentralen ABS-Rechner ein Steuerbefehl an das Magnetventil 36 gegeben, so daß gleich­ zeitig der Durchlaß D₁ gesperrt und ein Durchlaß D₂ geöffnet wird. Der Durchlaß D₂ verbindet die Leitung 38 über ein Rück­ schlagventil 34 mit der Leitung 32, die zur ersten Bremse I führt. Erreicht also die Bremsung des Fahrzeuges den vorge­ gebenen kritischen Wert von z. B. 0,2 g, so werden die beiden am rechten Hinterrad vorgesehenen Bremsen I und II hydraulisch "kurzgeschlossen", d. h. sie werden beide nur noch unter Steue­ rung durch den ABS-Modulator 26 mit Bremsdruck versorgt.

Beim Umschalten vom geöffneten Durchlaß D₁ auf den geöffneten Durchlaß D₂ entspannt sich die Hydraulikflüssigkeit in der Bremse II in die Bremse I, falls die Bremse I zuvor mit gerin­ gerem Bremsdruck beaufschlagt worden war als die Bremse II.

Erfolgt dann eine ABS-Regelung, so wird mittels des Modulators 26 sowohl der Druck in der Bremse I als auch in der Bremse II gehalten oder abgebaut. Entsprechend steuert der Modulator 24 den Druck in der Bremse des diagonal angeordneten rechten Vor­ derrades.

Erkennt dann der ABS-Rechner, daß kein "ABS-Regelfall" vor­ liegt (d. h. keine Blockierneigung des rechten Hinterrades) und die Fahrzeugverzögerung kleiner ist als der vorgegebene Wert von 0,2 g, so wird der Durchlaß D₁ wieder geöffnet und die Bremse II direkt über die Leitung 33 mit Druck versorgt.

An der Stelle X in der Leitung 30 kann ein als solches bekann­ tes Druckreduzierventil angeordnet werden, das in der beschrie­ benen Weise über die Leitungen 33, 38 umgangen werden kann.

Claims (4)

1. Bremsvorrichtung für ein zumindest zweiachsiges Fahrzeug mit Drehzahlsensoren an zumindest den Hinterrädern des Fahrzeu­ ges und einer Schaltung zum Auswerten der Drehzahlen und zum Ermitteln der Drehverzögerung der Räder und einem hydrauli­ schen, auf die Bremsen der Vorder- und Hinterräder wirkenden Steuerkreis, dadurch gekennzeichnet, daß an den Hinterrädern eine Zusatzbremse vorgesehen ist, die ebenfalls von dem hydraulischen Steuerkreis betätigbar ist und die so lange betätigt wird, wie die Drehverzögerung der Hinter­ räder unter einem vorgegebenen Wert bleibt.

2. Bremsvorrichtung nach Anspruch 1 mit jeweils Scheibenbrem­ sen an den Hinterrädern, dadurch gekennzeichnet, daß jedes der Hinterräder mit einer Zusatzbremse in Form eines zweiten Sattels versehen ist.

3. Bremsvorrichtung nach Anspruch 1 mit Scheibenbremsen an den Hinterrädern, dadurch gekennzeichnet, daß als Zusatzbremse jeweils eine zweite Scheibe mit einem Bremssattel vorgesehen ist.

4. Bremsvorrichtung nach Anspruch 1 mit jeweils an den Hin­ terrädern vorgesehenen Trommelbremsen, dadurch gekennzeichnet, daß als Zusatzbremse an den Hinterrädern jeweils eine zusätz­ liche Trommel vorgesehen ist.