DE4027793A1 - Anordnung zum halten eines fahrzeugs auf einer geneigten fahrbahn - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zum Halten eines Fahrzeugs auf einer geneigten Fahrbahn, insbesondere als Anfahrhilfe am Berg, für Kraftfahrzeuge mit einem Anti­ blockiersystem, bei dem die Radbremsen an einen Bremsdruck­ geber über Einlaß- Auslaßventilpaare angeschlossen sind und bei dem während einer Blockierschutzregelung eine Hydraulik­ pumpe Hilfsdruck liefert.

Das Anfahren - Berg ist zumindest für den Ungeübten oft schwierig. Durch unbeabsichtigtes Zurückrollen oder Vorrol­ len kommt es häufig zu Karambolagen mit nicht unerheblichen Schäden. In vielen Situationen, z. B. bei Fahrten im Stau auf einer Steigung, ist das ständig wiederholte Anfahren mühsam und bedarf der ganzen Aufmerksamkeit. Zur Entlastung des Fahrers ist daher eine Anfahrhilfe von großem Nutzen.

Aus der DE-OS 34 39 067 ist bereits eine Haltehilfe beim An­ fahren am Berg bekannt, die als Zusatz zu einer Bremsanlage mit elektronischer Blockierschutzregelung ausgebildet ist und die ohnehin für das Antiblockiersystem benötigte Bau­ elemente, wie Mehrwegeventile, Radsensoren und elektronische Schaltkreise zum Halten des Fahrzeugs am Berg mitverwendet. Bei dieser bekannten Anfahrhilfe ist in dem zu den Radbrem­ sen führenden Druckmittelweg ein federbelastetes Rückschlag­ ventil eingefügt, das beim Lösen der Bremse zunächst einen Restdruck aufrechterhält, der zum Halten des Fahrzeugs am Berg gerade ausreicht. Diesem Rückschlagventil ist ein nor­ malerweise gesperrtes Ventil parallel geschaltet, das beim Betätigen des Gaspedals angesteuert wird, dadurch auf Durch­ laß schaltet und zu einem vollständigen Druckabbau in der Bremse führt.

Die ordnungsgemäße Funktion des dem Restdruck abbauenden Mehrwegeventils und der zugehörigen Steuerschaltung muß na­ türlich gewährleistet sein, weil anderenfalls durch den Restdruck, mit dem die Haltefunktion ausgeübt wird, bei Vor­ trieb des Fahrzeugs die Bremse überlastet würde. Ferner muß sichergestellt sein, daß das in der Ruhestellung gesperrte Ventil bei Bremsbetätigung umschaltet, damit ungehindert Bremsdruck zur Radbremse gelangen kann.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, für ein Fahr­ zeug mit einem elektronischen ABS eine Haltehilfe zu ent­ wickeln, die sich mit höchstens geringem Mehraufwand ver­ wirklichen läßt, die die Funktionssicherheit der Bremsen nicht beeinträchtigt und die den in der Praxis vorkommenden unterschiedlichen Anforderungen genügt.

Es hat sich herausgestellt, daß diese Aufgabe mit einer An­ ordnung der eingangs genannten Art gelöst werden kann, deren Besonderheit darin besteht, daß in mindestens einem der von dem Bremsdruckgeber zu den Einlaßventilen führenden Druck­ mittelleitungen ein elektrisch betätigbares, in der Ruhe­ stellung auf Durchlaß geschaltetes und auf Sperren umschalt­ bares Mehrwegeventil angeordnet ist, dem ein Druckbegren­ zungsventil parallel liegt und das als Halteventil dient, und daß elektronische Schaltkreise vorhanden sind, die in der Lösestellung des Bremsdruckgebers bzw. beim Lösen der Bremse in Abhängigkeit von Haltebefehlen oder Haltesignalen das Halteventil ansteuern und/oder die Hydraulikpumpe ein­ schalten.

Erfindungsgemäß wird also mit minimalem Mehraufwand eine An­ fahrhilfe geschaffen. Es wird im wesentlichen nur ein Halte­ ventil mit einem parallelen Druckbegrenzungsventil in die von dem Bremsdruckgeber zu einer oder zu mehreren Radbremsen führende Druckmittelleitung eingefügt. Im Ruhezustand ist dieses Halteventil auf Durchlaß geschaltet, so daß also bei Ausfall der elektrischen Energieversorgung, bei Kabelbruch oder dergl. der Druckmittelweg zur Radbremse offen bleibt, die Bremsenfunktion also nicht eingeschränkt wird. Ferner ist von Vorteil, daß - nach dem Sperren des Weges zum Brems­ druckgeber - durch Einschalten der Hydraulikpumpe und erfor­ derlichenfalls durch Ansteuerung der Radventile der Brems­ druckverlauf in den Radbremsen während des Anfahrvorganges sehr genau den jeweiligen Anforderungen, z. B. der Steigung, dem Fahrerverhalten usw., angepaßt werden kann.

Nach einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel der Erfindung ist die Anordnung für ein Fahrzeug mit Blockierschutz und Antriebsschlupfregelung durch Bremseneingriff vorgesehen, wobei für die Antriebsschlupfregelung, nämlich zum Sperren des Druckmittelweges von der Radbremse eines angetriebenen Rades zu dem Bremsdruckgeber, und für das Halten des Fahr­ zeugs am Berg das gleiche Mehrwegeventil verwendbar ist. In diesem Fall beschränkt sich der zusätzliche Aufwand auf eine entsprechende Auslegung oder Ergänzung der Elektronik.

Nach einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung sind die Halteventile in den Druckmittelwegen derart angeordnet, daß nach dem Umschalten dieser Halteventile der Druckmittel­ rückfluß aus den Radbremsen aller Räder in den Bremsdruckge­ ber gesperrt ist. Ein Aktivieren der Hilfsdruckquelle zum Halten des Fahrzeugs ist in diesem Fall auch bei starker Neigung nicht notwendig.

In anderen Fällen könnte es genügen, Halteventile derart an­ zuordnen, daß nach dem Ansprechen der Ventile nur der Druck­ mittelrücklauf aus den Radbremsen der Räder einer Fahrzeug­ achse oder aus den Rädern einer Diagonalen gesperrt ist. Bei einer solchen Anordnung könnte es zweckmäßig oder gar erfor­ derlich sein, zum Halten des Fahrzeugs den Bremsdruck an diesen beiden Rädern nach dem Freigeben der Bremse durch Einschalten der Hydraulikpumpe zu erhöhen. In den meisten Fällen dürfte allerdings das Aufrechterhalten des Brems­ druckes in zwei Rädern zum Halten des Fahrzeugs genügen.

Ferner besteht eine vorteilhafte Ausführungsart der Erfin­ dung darin, daß bei einer Bremsanlage mit zwei hydraulisch getrennten Bremskreisen, an die jeweils die Radbremsen zweier Fahrzeugräder - diagonal oder achsweise - angeschlos­ sen sind, die Druckmittelrückführung aus den Radbremsen über die Auslaßventile zu den Saugseiten der Hydraulikpumpe und zu den Einlaßventilen jeweils als geschlossenes System aus­ gebildet ist. In diesem Fall wird in jedem Bremskreis ein Halteventil derart angeordnet, daß nach dem Umschalten der Halteventile durch Öffnen eines Auslaßventils und Einschal­ ten der Hydraulikpumpe der Bremsdruck in den Radbremsen, deren Druckmittelweg zum Bremsdruckgeber durch das Halte­ ventil gesperrt sind, ansteigt. Auf diese Weise läßt sich auch bei Fahrzeugen mit geschlossenen Systemen sehr einfach eine Anfahrhilfe realisieren.

Schließlich ist es erfindungsgemäß noch vorgesehen, die Hal­ teventile in Abhängigkeit von Signalen, die die Schaltstel­ lung der Fahrzeugkupplung, die Schaltstellung des Getriebes, die Radgeschwindigkeiten oder dergl. wiedergeben, ans teuer­ bar sind. Durch logische Verknüpfung der einzelnen Signale läßt sich die Anfahrhilfe den jeweiligen Gegebenheiten sehr genau anpassen.

Weitere Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung gehen aus der folgenden Darstellung von Aus­ führungsbeispielen anhand der beigefügten Abbildungen her­ vor.

Es zeigen

Fig. 1 in schematischer Darstellung, vereinfacht, die we­ sentlichen hydraulischen Komponenten und den Brems­ druckgeber einer blockiergeschützten Bremsanlage mit einer Anfahrhilfe nach der Erfindung,

Fig. 2 in gleicher Darstellungsweise ein Ausführungsbei­ spiel für eine Bremsanlage mit Blockierschutz- und Antriebsschlupfregelung und

Fig. 3 in gleicher Darstellungsweise eine blockierge­ schützte Bremsanlage mit geschlossenen Hydraulik Systemen gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel nach der Erfindung.

Nach dem in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel besteht die Bremsanlage im wesentlichen aus einem Bremsdruckgeber 1, der sich wiederum aus einem Tandem-Hauptzylinder 2 und einem Un­ terdruckverstärkeraggregat 3 zusammensetzt, aus einem Ventilblock 4, einer Hilfsdruckquelle 5 und aus Halte­ ventilen 6 und 7. Die Hilfsdruckquelle 5 umfaßt eine elektromotorisch angetriebene Hydraulikpumpe 8 mit zwei hy­ draulisch getrennten Kreisen 9, 10. An den Hauptzylinder 2 ist außerdem ein Druckausgleichsbehälter 11 angeschlossen, in den auch die Saugseiten der Hydraulikpumpe 8 münden.

In dem Ventilblock 8 sind die Einlaß- und Auslaßventile 12-15 bzw. 16-19 der einzelnen Räder VL, HR, VR, HL unterge­ bracht. Es ist hier ein Bremsdruckgeber mit diagonaler Bremskreisaufteilung vorgesehen. An den Bremskreis 1 sind das linke Vorderrad VL und das rechte Hinterrrad HR, an den Bremskreis 11 die beiden anderen Räder VR, HL angeschlossen.

Den beiden Halteventilen 6, 7 ist jeweils ein Druckbegren­ zungsventil 20, 21 parallel geschaltet, das anspricht, sobald die Druckdifferenz zwischen dem Hilfsdruck und dem Druck im Hauptzylinder einen vorgegebenen Grenzwert überschreitet, der über dem maximal zum Halten des Fahrzeugs erforderlichen Druck liegt.

Die Ein- und Auslaßventile 12-19 und die Halteventile 6, 7 sind als elektromagnetisch betätigbare Mehrwegeventile, näm­ lich 2/2-Wegeventile ausgebildet. Die Elektronik zur An­ steuerung dieser Ventile und zur Ein- und Ausschaltung des Motors M der Hydraulikpumpe 8 sowie die Sensoren, insbeson­ dere Radsensoren, die die benötigten Informationen in Form von elektrischen Signalen zur Steuerung der Bremsanlage lie­ fern, sind der Übersichtlichkeit wegen nicht dargestellt. Die Anordnung nach Fig. 1 arbeitet wie folgt: Solange alle Räder stabil laufen und die Anfahrhilfe nicht in Funktion ist, nehmen alle Ventile 6, 7 und 12-19 die dargestellte Ruhelage ein. Zur Blockierschutzregelung werden in bekannter Weise die Ventile im Ventilblock 4 und die Hy­ draulikpumpe 8 angesteuert. Dies bedarf hier keiner näheren Erläuterung.

Die erfindungsgemäße Anfahrhilfe tritt beim Lösen der Bremse jedesmal oder nur beim Vorliegen bestimmter Voraussetzungen in Funktion. Die Anfahrhilfe wird benötigt, wenn beispiels­ weise eine bestimmte Fahrbahnneigung festgestellt wird, wenn das Fahrzeug zurückrollt oder anrollt, obwohl die Kupplung gelöst ist oder das Getriebe den Antriebsstrang unterbricht. In diesen Fällen werden beim Lösen der Bremse die Halte­ ventile 6, 7 umgeschaltet und dadurch das Abfließen von Druckmittel aus den Radbremsen der Räder VL, HR, VR, HL, die über die Halteventile 6, 7 an den Hauptzylinder 2 angeschlos­ sen sind, zunächst verhindert wird. Bei Bedarf könnte nun durch Einschalten der Hydraulikpumpe 8 der Bremsdruck in den Radbremsen noch erhöht werden, um das Halten des Fahrzeugs am Berg in jeder Situation zu gewährleisten.

Steigt der von der Hilfsdruckquelle 5 gelieferte Druck über den Ansprechwert der Druckbegrenzungsventile 20, 21, sprechen diese an.

Sobald die in der (nicht dargestellten) Elektronik verarbei­ teten Informationen erkennen lassen, daß ein Anfahrvorgang vorliegt, wird der Bremsdruck durch entsprechendes Ansteuern und Zurückschalten der Halteventile 6, 7 in bestimmter Weise und mit bestimmter Geschwindigkeit abgebaut, so daß sich ein "komfortabler" Anfahrvorgang einstellt.

In dem Ausführungsbeispiel der Erfindung nach Fig. 2 werden ASR-Ventile 22, 23, nämlich für die Antriebsschlupfregelung benötigte 2/2-Wegeventile, gleichzeitig als Halteventile der erfindungsgemäßen Anfahrhilfe verwendet. Parallel geschal­ tete Druckbegrenzungsventile 24, 25 müssen derart ausgelegt sein, daß sie erst ansprechen, wenn der zur Antriebsschlupf­ regelung maximal benötigte Bremsdruck überschritten wird.

Im Gegensatz zu dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbei­ spiel kann in der Anordnung nach Fig. 2 - ohne Verwendung weiterer, nicht dargestellter Halteventile - durch Ansteuern der Halteventile 22, 23 nur in den beiden Rädern VL, VR der Abbau des Bremsdruckes beim Lösen der Bremse verhindert wer­ den. Die ASR-Ventile 22, 23, die hier gleichzeitig als Halte­ ventile dienen, sind nämlich bekanntlich derart in die Bremsleitungen eingefügt, daß während eines Antriebsschlupf­ regelungsvorganges nur die Bremsleitungen der angetriebenen Räder, hier der Vorderräder VL, VR, von dem Hauptzylinder ge­ trennt werden und unter Druck gesetzt werden können. Die Radbremsen der angetriebenen Räder, hier der Hinterräder HR, HL, müssen dagegen in der ASR-Phase drucklos bleiben.

Zum Ausgleich des Druckabbaues an den Hinterrädern HR, HL beim Lösen der Bremse und Aktivieren der Haltehilfe kann im Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 durch Einschalten der Hy­ draulikpumpe 8 der Bremsdruck an den Vorderrädern VL, VR noch erhöht werden. Auf diese Weise ist sichergestellt, daß nach dem Lösen der Bremse und Aktivieren der Haltehilfe in jedem Fall zunächst ein ausreichender Bremsdruck zum Halten des Fahrzeugs zur Verfügung steht. Durch Ansteuern bzw. Zurück­ schalten der ASR- und Halteventile 22, 23 läßt sich praktisch jeder gewünschte Bremsdruckverlauf beim Lösen der Anfahr­ hilfe herbeiführen.

Der Vollständigkeit halber sei noch darauf hingewiesen, daß durch zusätzliche Halteventile in den Druckmittelleitungen, die von dem Hauptzylinder 2 zu den Einlaßventilen 13, 15 der Hinterräder HR, HL führen, bei Bedarf auch der Bremsdruck in den Radbremsen der Hinterräder zum Halten des Fahrzeugs beim Anfahren am Berg zunächst, d. h. beim Lösen der Bremse, kon­ stant gehalten werden könnte. Aus Kostengründen - es sind zwei zusätzliche 2/2-Wegeventile mit parallel geschalteten Druckbegrenzungsventilen vonnöten, dürfte diese Ausführungs­ art auf spezielle Fälle beschränkt sein.

Fig. 3 veranschaulicht den Aufbau bzw. die hydraulische Schaltung einer Anordnung der erfindungsgemäßen Art für blockiergeschützte Bremsanlagen mit geschlossenen hy­ draulischen Kreisen.

Auch in diesem Fall sind die Räder VL, HR; VR, HL diagonal den beiden Bremskreisen I′, II′ des Hauptzylinders 2 zugeordnet. Im Unterschied zu den zuvor beschriebenen Ausführungsbei­ spielen nach Fig. 1 und Fig. 2 wird das über die Auslaß­ ventile 16′, 17′, 18′, 19′ zur Bremsdruckabsenkung abgeleitete Druckmittel jedoch nicht in den Druckmittelausgleichsbe­ hälter 11′, sondern direkt zur einer Hilfsdruckquelle 26 und zu den Saugseiten einer zweikreisigen Hydraulikpumpe 27 zurückgeführt. Erfindungsgemäß sind zwei Halteventile 28, 29, denen wiederum Druckbegrenzungsventile 30, 31 parallel lie­ gen, in den jeweils von einem der beiden Bremskreise I′, II′ zu jeweils einem Rad, hier zu den Vorderrädern, VL, VR füh­ renden Druckmittelwegen eingefügt. Die Halteventile 28, 29 sind in den beiden Druckmittelsystemen derart angeordnet, daß nach dem Ansprechen der Ventile, das zum Umschalten in die Sperrposition führt, ein Abfließen von Druckmittel aus dem zugehörigen Rad VL bzw. VR - wie in den vorangegangenen Beispielen - verhindert wird und daß außerdem durch Ein­ schalten der Hilfsdruckquelle 26 und Öffnen der Auslaß­ ventile 17′, 19′ der Druck in den Radbremsen der Räder VL, VR, die zum Halten des Fahrzeugs abgebremst werden, erhöht wer­ den kann. Die erfindungsgemäße Anordnung ist also auch für blockiergeschützte Bremsanlagen mit geschlossenen Hydraulik­ Systemen uneingeschränkt verwendbar.

Alternativ zu dem in Fig. 3 gezeigten Ausführungsbeispiel könnten die Halteventile 28 und 29 natürlich auch unmittel­ bar an den Hauptzylinder 2 angeschlossen werden, so daß in der Sperrposition der Halteventile der Bremsdruck in allen Radbremsen konstant gehalten würde. Auch in diesem Fall könnte durch Öffnen eines Auslaßventils 16′ oder 17′; 18′ oder 19′, Schließen des Einlaßventils 12 bzw. 13; 14 bzw. 15 und Einschalten der Hydraulikpumpe 27 der Bremsdruck in der Radbremse des jeweils "anderen" Rades jedes Bremskreises er­ höht werden.

Die Arbeitsweise der Anordnungen nach Fig. 2 und Fig. 3 gleicht im Prinzip der beschriebenen Arbeitsweise der Anord­ nung nach Fig. 1.

Claims (7)

1. Anordnung zum Halten eines Fahrzeugs auf einer geneigten Fahrbahn, insbesondere als Anfahrhilfe am Berg, für Kraftfahrzeuge mit einem Antiblockiersystem, bei dem die Radbremsen an einen Bremsdruckgeber über Einlaß- Auslaß­ ventilpaare angeschlossen sind und bei dem während einer Blockierschutzregelung eine Hydraulikpumpe Hilfsdruck liefert, dadurch gekennzeichnet, daß in mindestens einem von dem Bremsdruckgeber (1) zu dem Ein­ laßventil (12-15) führenden Druckmittelweg ein elektrisch betätigbares, in der Ruhestellung auf Durchlaß geschaltetes und auf Sperren umschaltbares Mehrwegeventil (6, 7, 22, 23, 28, 29) angeordnet ist, dem ein Druckbe­ grenzungsventil (20, 21, 24, 25, 30, 31) parallel liegt und das als Halteventil dient, und daß elektronische Schalt­ kreise vorhanden sind, die in der Lösestellung des Brems­ druckgebers (1) bzw. beim Lösen der Bremse in Abhängig­ keit von Haltebefehlen oder Haltesignalen das Halteventil (6, 7, 22, 23, 28, 29) ansteuern und/oder die Hydraulikpumpe (8, 27) einschalten.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß diese für ein Fahrzeug mit Blockierschutz und mit Antriebsschlupfregelung durch Bremseneingriff vorgesehen ist und daß für die Antriebs­ schlupfregelung, nämlich zum Sperren des Druckmittelweges von den Radbremsen eines angetriebenen Rades (VL, VR) zu dem Bremsdruckgeber (1), sowie für das Halten des Fahr­ zeugs am Berg an das gleiche Mehrwegeventil (22, 23) ver­ wendbar ist.

3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Halteventile (6, 7) in den Druckmittelwegen derart angeordnet sind, daß nach dem An­ sprechen bzw. Umschalten der Halteventile der Druckmit­ telrückfluß aus den Radbremsen aller Räder (VL, VR, HL, HR) in den Bremsdruckgeber (1) gesperrt ist.

4. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Halteventile (22, 23, 28, 29) in den Druckmittelwegen derart angeordnet sind, daß nach dem Ansprechen der Halteventile der Druckmittelrückfluß aus den Radbremsen der Räder einer Fahrzeugachse gesperrt ist.

5. Anordnung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß der Bremsdruck in den Radbremsen, deren Druckmittelwege zu dem Brems­ druckgeber (1) durch die Halteventile (6, 7, 22, 23, 28, 29) sperrbar sind, durch Einschalten der Hydraulikpumpe (8, 27) erhöhbar ist.

6. Anordnung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß zwei hy­ draulisch getrennte Bremskreise vorhanden sind, an die jeweils die Radbremsen zweier Fahrzeugräder angeschlossen sind, daß die Druckmittelrückführung aus den Radbremsen über die Auslaßventile (17′, 19′) zu den Saugseiten der Hydraulikpumpe (27) und zu den Einlaßventilen (12, 14) als hydraulisch geschlossene Systeme ausgebildet sind und daß in jedem Bremskreis ein Halteventil (28, 29) derart ange­ ordnet ist, das nach dem Umschalten des Halteventils (28, 29) durch Öffnen eines Auslaßventils (17′, 19′) sowie Einschalten der Hydraulikpumpe (27) der Bremsdruck in den Radbremsen, deren Druckmittelweg zum Bremsdruckgeber durch das Halteventil (28, 29) gesperrt ist, ansteigt.

7. Anordnung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß die Halte­ ventile (6, 7, 22, 23, 28, 29) in Abhängigkeit von Signalen, die die Schaltstellung der Fahrzeug-Kupplung, die Schalt­ stellung des Getriebes, die Radgeschwindigkeiten und dergl. wiedergeben, ansteuerbar sind.