DE4214182A1 - Bremsdrucksteuereinrichtung zur bremsbelagverschleissoptimierung in einem kraftfahrzeug - Google Patents
Bremsdrucksteuereinrichtung zur bremsbelagverschleissoptimierung in einem kraftfahrzeugInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Bremsdrucksteuereinrichtung gemäß
dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Es ist bereits eine gattungsgemäße Bremsdrucksteuereinrichtung
bekannt (DE 33 13 078 C2), bei welcher zur Bremsbelagver
schleißoptimierung die Ausgangssignale der Verschleißsensoren
einer Steuerelektronik zugeführt werden, die bei Teilbremsungen
im Bereich kleinster Bremsdrücke den Bremsdruck über von der
Steuerelektronik angesteuerte Magnetventile an denjenigen Rad
bremsen reduziert oder zurückhält, welche gegenüber anderen
Radbremsen stärkeren Verschleiß aufweisen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine
Bremsdrucksteuereinrichtung zu schaffen, welche zur Bremsbe
lagverschleißoptimierung einfacher aufgebaut ist.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung bei einer
gattungsgemäßen Bremsdrucksteuereinrichtung durch die kenn
zeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
Während also bei der bekannten Einrichtung ein Eingriff immer
in diejenigen Radbremsen einer Achse erfolgt, welche gegenüber
den Radbremsen der anderen Achse stärkeren Verschleiß aufwei
sen, liegt der Erfindung die Erkenntnis zugrunde, daß eine
Verschleißoptimierung auch durch Korrektur des Bremsdruckes
stets nur an den Radbremsen einer Achse erfolgen kann. Vor
teilhaft läßt sich eine derartige Einrichtung besonders einfach
mit bestehenden Bremsanlagen kombinieren bzw. in diese adap
tieren.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dar
gestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung mit
einer Bremsdruckkorrektur an der Vorderachse,
Fig. 2 ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung mit
einer Bremsdruckkorrektur an der Hinterachse.
Die in Fig. 1 schematisiert dargestellte Kraftfahrzeugbremsan
lage 1 umfaßt ein Zweikreis-Betriebsbremsventil 2-2.1 für die
Vorderachse VA, 2.2 für die Hinterachse HA -, welches von
Druckvorratsbehältern Druckmittel über separate Leitungen 3,
3.1 den Bremszylindern 4.1, 4.2 der Vorderachse und über sepa
rate Leitungen 5, 5.1, 5.2 den Bremszylindern 6.1, 6.2 der
Hinterachse zuführt. Zwischen die Vorratsleitung 5 und die
Bremsdruckleitung 5.2 zur Hinterachse ist in bekannter Weise
ein ALB-Regler 7 zur automatisch lastabhängigen Bremskraftre
gelung eingefügt, dessen Steuereingang 7.1 über die Leitung 5.1
mit dem Betriebsbremsventil 2.2 verbunden ist. Die Bremszylin
der sind Stellglieder, die - schematisch an einem Bremszylinder
6.2 der Hinterachse angedeutet - Bremsbeläge 8 so verschieben,
daß sich durch Reibungseingriff am jeweiligen Rad Verzöge
rungswirkungen auf das Rad ergeben. Mindestens einem Bremsbelag
8 eines jeden Bremszylinders ist nun ein Bremsbelagverschleiß
sensor 4.1.1, 4.2.1, 6.1.1, 6.2.1 zugeordnet, welcher die
Restdicke des jeweiligen Bremsbelages erfaßt und als Ausgangs
signal einer Steuerelektronik 9 zuführt.
Mit der vom ALB-Regler 7 zu den Bremszylindern 6.1, 6.2 der
Hinterachse führenden Brems-Druckleitung 5.2 ist ferner der
Eingang 10.1 eines als 3/2-Wege-Umschaltventil 10 ausgebildeten
Magnetventils verbunden, welches von der Steuerelektronik 9
über eine elektrische Steuerleitung 9.1 ansteuerbar ist. Das
Umschaltventil 10 ist mit seinem einen Ausgang 10.2 direkt und
mit seinem anderen Ausgang 10.3 über ein Reduzierventil 11 mit
den Eingängen 12.1, 12.2 eines Zweiwegeventils 12 verbunden,
dessen Ausgang 12.3 über eine Steuer-Druckleitung 2.3.1 mit dem
Steueranschluß eines in das Betriebsbremsventil 2 in bekannter
Weise integrierten Last/Leerventils 2.3 verbunden ist. Generell
wird über ein Last/Leerventil der Bremsdruck der Vorderachse
über den Bremszylinderdruck der Hinterachse beladungsabhängig
mitgesteuert.
Bei den normalerweise eingesetzten Betriebsbremsventilen "eilt"
der Bremsdruck der Vorderachse dem der Hinterachse aufgrund
mechanischer Gegebenheiten nach. Das heißt, daß sich bei
durchgesteuertem ALB-Regler (=Fahrzeug beladen) unabhängig vom
Bremspedalweg an der Vorderachse ein um ca. 0,3 . . . 0,4 bar
kleinerer Bremsdruck als an der Hinterachse einstellt, was bei
beladenem Fahrzeug in Folge zu einem stärkeren Verschleiß der
Bremsbeläge an der Hinterachse als an der Vorderachse führt.
Entsprechend der erfindungsgemäßen Lehre wird deshalb das Be
triebsbremsventil auf eine möglichst geringe Druckvoreilung
eingestellt bzw. ausgelegt, bspw. auf ca. 0,1 . . . 0,2 bar, wo
durch der Belagverschleiß zugunsten der Hinterachse auf die
Vorderachse verlagert wird. Um hieraus resultierend zu verhin
dern, daß bei überwiegenden Fahrten mit leerem oder teilbela
denem Fahrzeug sich an der Vorderachse des Fahrzeuges höherer
Belagverschleiß einstellt, wird mit der vorstehend beschrie
benen Schaltung bei Bedarf der Bremsdruck der Vorderachse über
den Steuerdruck am Last/Leerventil 2.3 reduziert.
Es ergibt sich dann folgende grundsätzliche Wirkungsweise:
Bei ausgeglichenem Belagverschleiß an der Vorder- und Hinter
achse wird das Umschaltventil 10 von der Steuereinheit 9 nicht
angesteuert, ist also nicht bestromt und befindet sich in
seiner in der Zeichnung dargestellten Ruhelage (b). Das heißt,
daß bei einer Bremsung der vom ALB-Regler 7 beladungsabhängig
in die Brems-Druckleitung 5.2 ausgesteuerte Bremsdruck in bis
her bekannter Weise zum einen auf die Bremszylinder 6.1, 6.2
der Hinterachse und zum anderen auf den Steueranschluß 2.3.0
des Last/Leerventils 2.3 wirkt.
Bei sensiertem stärkerem Verschleiß der Bremsbeläge 8 an der
Vorderachse VA wird von der Steuereinheit 9 ein Signal zur An
steuerung des Umschaltventils 10 generiert, wird dieses also
bestromt und schaltet in seine Arbeitslage (a). Nunmehr steht
der ausgesteuerte Bremsdruck in der Brems-Druckleitung 5.2 über
das Umschaltventil 10 am Eingang des Reduzierventils 11 an, in
welchem er entsprechend dessen Kennlinie verringert wird und
über dessen Ausgang nunmehr als reduzierter ausgesteuerter
Bremsdruck am Steueranschluß 2.3.0 des Last/Leerventils 2.3
ansteht, was eine entsprechende Reduzierung des Vorderachs-
Bremsdruckes zur Folge hat.
Die Kennlinie des Reduzierventils 11 ist vorteilhaft so fest
gelegt, daß in Verbindung mit dem fahrzeugspezifisch instal
lierten Last/Leerverhältnis die max. Druckreduzierung im Teil
bremsbereich auf ca. 0,5 bar begrenzt wird.
Ersichtlich ist die beschriebene Bremsdrucksteuereinrichtung
unter Verwendung bekannter und erprobter Bauteile mit geringem
Aufwand realisierbar.
Bei der in Fig. 2 schematisch dargestellten Kraftfahrzeug
bremsanlage 1 ist abweichend von Fig. 1 nunmehr in die vom
ALB-Regler 7 zu den Radbremszylindern 6.1, 6.2 der Hinterachse
HA führende Brems-Druckleitung 5.2 eine Steuereinrichtung ad
aptiert. Hierzu ist der in der Brems-Druckleitung 5.2
beladungsabhängig vom ALB-Regler 7 ausgesteuerte Hinterachs-
Bremsdruck als Steuerdruck auf den Steuereingang 13.1 eines
Relaisventils 13 geführt, dessen Eingang 13.2 mit der Vor
rats-Leitung 5 und dessen Ausgang 13.3 über eine Brems-Druck
leitung 5.2.1 mit den Radbremszylindern 6.1, 6.2 der Hinter
achse HA verbunden ist. Des weiteren weist das Relaisventil 13
noch zwei Ansteuereingänge 13.4 und 13.5 auf, wobei sich bei
drucklosen Ansteuereingängen 13.4, 13.5 der am Steuereingang
13.1 eingesteuerte Steuerdruck im Verhältnis 1:1 vom Eingang
13.2 auf den Ausgang 13.3 aussteuern läßt. Die Ansteuereingänge
13.4, 13.5 sind mit den Ausgängen 10.4, 10.5 des als 4/3-We
ge-Umschaltventil ausgebildeten Magnetventils 10′ verbunden, an
dessen Eingang 10.6 von einer Vorratsquelle 17 eine Drucklei
tung 17.1 führt, in welche in Reihe ein Druckregler 14 und ein
3/2-Wege-Steuerventil 15 geschaltet sind, welches von einem
Druckschaltventil 16 druckumschaltbar ist. Das Druckschaltven
til 16 wiederum besteht aus einem 3/2-Wegeventil 16.2 und einem
dieses ansteuerbaren Druckbegrenzungsventil 16.1, dessen
Druckeingang 16.1.1 mit der Brems-Druckleitung 5.2 am Ausgang
des ALB-Reglers 7 verbunden ist, während der Eingang 16.2.1 des
3/2-Wegeventils 16.2 über die Druckleitung 17.2 mit der Vor
ratsquelle 17 verbunden ist.
Mit der vorstehend beschriebenen Steuereinrichtung läßt sich
nun sowohl eine Druckerhöhung als auch -reduzierung des Hin
terachsbremsdruckes wie folgt durchführen:
Über den Druckregler 14 läßt sich indirekt manuell oder auto
matisch die Höhe des gewünschten Korrekturdruckes - ca. 0,2
. . . 0,3 bar -, d. h. der Druckbetrag, um den der über den ALB-
Regler 7 eingesteuerte Bremsdruck (in der Druckleitung 5.2)
gegenüber dem ausgesteuerten Bremsdruck (in der Druckleitung
5.2.1) erhöht (z. B. leeres Fahrzeug - erhöhter Bremsbelag-Ver
schleiß an der Vorderachse) bzw. reduziert (z. B. beladenes
Fahrzeug - erhöhter Bremsbelag-Verschleiß an der Hinterachse)
werden kann, einstellen. Das 3/2-Wege-Steuerventil 15 in Ver
bindung mit dem Druckschaltventil 16 bewirkt, daß die Druck
korrektur erst ab einem in die Brems-Druckleitung 5.2 einge
steuerten Bremsdruck von bspw. größer 1 bar wirksam wird, da
erst dann das Druckbegrenzungsventil 16.1 das 3/2-Wegeventil
16.2 auf Durchgang schaltet und in Folge der dann am 3/2-We
ge-Steuerventil 15 anstehende Druck aus der Vorratsquelle 17
dieses in seine Durchgangsstellung schaltet, woraufhin der dem
Korrekturdruck proportionale, am Druckregler fest oder variabel
einstellbare Reglerdruck über die Leitung 17.1 am Eingang 10.6
des Magnetventils 10′ ansteht. Über das Magnetventil 10′ mit
seinen drei Schaltstellungen (0, a, b) läßt sich die Art der
Druckbeeinflussung vorgeben:
0: ohne Korrektur, Ausgänge 10.4, 10.5 sind drucklos,
a: Druckerhöhung, Ausgang 10.5 liegt auf Reglerdruck, ebenso der Ansteuereingang 13.4 zur Druckerhöhung des Relaisventils 13,
b: Druckreduzierung, Ausgang 10.4 liegt auf Reglerdruck, ebenso der Ansteuereingang 13.5 zur Druckreduzierung des Relaisventils 13.
0: ohne Korrektur, Ausgänge 10.4, 10.5 sind drucklos,
a: Druckerhöhung, Ausgang 10.5 liegt auf Reglerdruck, ebenso der Ansteuereingang 13.4 zur Druckerhöhung des Relaisventils 13,
b: Druckreduzierung, Ausgang 10.4 liegt auf Reglerdruck, ebenso der Ansteuereingang 13.5 zur Druckreduzierung des Relaisventils 13.
Angesteuert wird das Magnetventil 10′ über die elektrische
Steuerleitung 9.1 von der Steuerelektronik 9, welcher wie in
Fig. 1 die Ausgangssignale der die Restdicke des jeweiligen
Bremsbelages erfassenden Bremsbelagverschleißsensoren 4. 1. 1,
4.2.1-6.1.1, 6.2.1 zugeführt werden.
Wird bspw. erhöhter Verschleiß der Bremsbeläge an den Radbrem
sen der Hinterachse sensiert, generiert die Steuerelektronik 9
ein Signal zur Ansteuerung des Magnetventils 10′ in seine
Schaltstellung (b). Mit dem am Ansteuereingang 13.5 des Re
laisventils 13 sodann anstehenden Reglerdruck wird im Relais
ventil 13 ein Kolben beaufschlagt, so daß sich der ausgesteu
erte Bremsdruck am Ausgang 13.3 um einen festen Korrekturdruck
(proportional zum Reglerdruck und abhängig vom
ventilspezifischen Flächenverhältnis) verringert.
Mit diesem reduzierten Hinterachs-Bremsdruck wird sodann ein
ausgleichendes Verschleißverhalten der Bremsbeläge herbeige
führt.
Umgekehrt wird bei sensiertem erhöhten Verschleiß der Bremsbe
läge an den Radbremsen der Vorderachse das Magnetventil 10′ in
seine Schaltstellung (a) geschaltet, mit der Folge, daß der
dann am Ansteuereingang 13.4 des Relaisventils 13 anstehende
Reglerdruck im Relaisventil bewirkt, daß sich der ausgesteuerte
Bremsdruck am Ausgang 13.3 um einen festen Korrekturdruck er
höht.
Bei hinreichend genauer Sensierung der Belagstärken läßt sich
somit mit Korrekturdruckwerten von ca. 0,2 . . . 0,3 bar von In
betriebnahme des Fahrzeuges mit neuen Bremsbelägen an ein aus
geglichenes Verschleißverhalten durch Korrektur des Bremsdruc
kes an nur einer Achse realisieren, wobei ersichtlich ist, daß
sich diese Steuereinrichtung in einfacher Weise in eine be
kannte Bremsanlage integrieren läßt.
Claims (4)
1. Bremsdrucksteuereinrichtung
mit einem Betriebsbremsventil zur Druckaufleitung
von einer Vorratsquelle und über einen automatisch - lastab
hängigen - Bremskraft-Regler (ALB-Regler) zu den Radbremszy
lindern einer Hinterachse
und von einer Vorratsquelle zu den Radbremszylindern einer
Vorderachse eines Kraftfahrzeuges,
mit Verschleißsensoren zur Erfassung der jeweiligen Restbelag
dicke der Radbremsbeläge, wobei die Ausgangssignale der Ver
schleißsensoren einer Steuerelektronik zugeführt werden, die
bei unterschiedlichem Verschleiß der Beläge an den beiden Ach
sen ein Signal zur Ansteuerung eines Magnetventils generiert,
mittels welchem der Bremsdruck an den Radbremsen einer Achse
korrigiert werden kann,
dadurch gekennzeichnet,
daß eine Korrektur des Bremsdruckes stets nur an den Radbremsen
einer Achse (VA oder HA) erfolgt und nur dieser Achse ein Ma
gnetventil (10; 10′) zugeordnet ist.
2. Bremsdrucksteuereinrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß bei Korrektur des Bremsdruckes nur an den Radbremsen der
Vorderachse (VA) das als 3/2-Wege-Umschaltventil ausgebildete
Magnetventil (10) mit seinem Eingang (10.1) mit einer vom
ALB-Regler (7) zu den Radbremszylindern (6.1, 6.2) der Hinter
achse (HA) führenden Brems-Druckleitung (5.2) und mit seinem
einen Ausgang (10.2) direkt und mit seinem anderen Ausgang
(10.3) über ein Reduzierventil (11) mit einem Zweiwegeventil
(12) verbunden ist, dessen Ausgang (12.3) mit dem Steueran
schluß (2.3.0) eines in das Betriebsbremsventil (2, 2.1) inte
grierten Last/Leerventils (2.3) verbunden ist, wobei das Be
triebsbremsventil (2) auf eine möglichst geringe Druckvoreilung
des Bremsdruckes der Hinterachse gegenüber dem der Vorderachse
eingestellt ist (Fig. 1).
3. Bremsdrucksteuereinrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß bei Korrektur des Bremsdruckes nur an den Radbremsen einer
Achse (HA oder VA)
in eine vom Betriebsbremsventil (2) zu den Radbremszylindern
(6.1, 6.2; 4.1, 4.2) führende Brems-Druckleitung (5.2; 3.1) ein
druckansteuerbares Relaisventil (13) geschaltet ist, dessen
beide Ansteuereingänge (13.4, 13.5) mit den Ausgängen (10.4,
10.5) des als 4/3-Wege-Umschaltventil ausgebildeten Magnetven
tils (10′) verbunden sind,
an dessen Eingang (10.6) von einer Vorratsquelle (17) eine
Druckleitung (17.1) führt, in welche in Reihe ein Druckregler
(14) und ein 3/2-Wege-Steuerventil (15) geschaltet sind,
welches von einem Druckschaltventil (16) umschaltbar ist,
wobei am Druckregler (14) indirekt ein Korrekturdruck für den
Bremsdruck einstellbar ist (Fig. 2).
4. Bremsdrucksteuereinrichtung nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Druckschaltventil (16) aus einem 3/2-Wegeventil (16.2)
und einem dieses ansteuerbaren Druckbegrenzungsventil (16.1)
gebildet ist, wobei ein Eingang (16.2.1) des 3/2-Wegeventils
(16.2) mit der Vorratsquelle (17) und ein Druckeingang (16.1.1)
des Druckbegrenzungsventils (16.1) mit der Bremsdruckleitung
(5.2; 3.1) am Ausgang des ALB-Reglers (7) bzw. des Betriebs
bremsventils (2.1) verbunden ist
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