SE519120C2 - Anordning och förfarande för att fördela bromsverkan hos ett fordon - Google Patents

Description

20 25 30 35 519 120 En åtskild bromsverkan mellan fordonets drivna och odrivna hjul leder även till att det blir svårt att ge fordonet en optimal stabi- litet under en inbromsning. Dessutom ökar den, redan av driv- ningen orsakade, skillnaden i däckförslitning mellan drivna och odrivna hjul ytterligare med nämnda bromsfördelning.

Eftersom huvudbromsen endast ansätts med en kompletterande bromsverkan som vanligtvis fördelas relativt likformig på de drivna och odrivna hjulen kan det gå en relativt lång tid mellan de tillfällen när det enskilda hjulbromsarnas bromsbelägg er- håller en kraftig bromsansättning. Därmed kan det på broms- beläggens anläggningsytor bildas en film som åtminstone i ett inledningsskede av en bromsansättning nedsätter friktionen mellan bromsbelägg och bromsorgan.

SAMMANFATTNING AV UPPFINNINGEN Syftet med föreliggande uppfinning är att tillhandahålla en an- ordning och ett förfarande för bromsning av ett fordon med en huvudbroms och en tillsatsbroms, där tillsatsbromsens kapacitet kan utnyttjas väsentligen till fullo även vid halt underlag och där fordonets sammanlagda bromsverkan fördelas jämnare mellan fordonets drivna och odrivna hjul än vid konventionella broms- anordningar.

Detta syfte uppnås med anordningen och förfarandet av inled- ningsvis nämnt slag, vilka kännetecknas av de särdrag som an- ges i patentkravens 1 och 11 kännetecknande delar. Genom att huvudbromsen inledningsvis endast tillför bromsverkan till for- donets odrivna hjul erhålls med en tilltagande begärd broms- verkan en successiv utjämning av bromsverkan mellan de drivna och odrivna hjulen. En sådan utjämning av bromsverkan har för- delen att fordonets stabilitet under en inbromsning ökar och att däckslitaget fördelas jämnare mellan de drivna och odrivna hju- len. Genom att huvudbromsens bromsverkan inledningsvis en- dast tillförs till fordonets odrivna hjul erhålls inte heller en alltför 10 15 20 25 30 35 519 120 tidig hög bromsbelastning på de drivna hjulen vid vilken de ris- kerar att börja glida mot underlaget. Eftersom huvudbromsen inte tillför en bromsverkan till de drivna hjulens bromskom- ponenter förrän de drivna hjulen erhållit en bromsverkan av nämnda värde erhåller de drivna hjulens bromskomponenter så- som bromsskivor, en relativt låg belastning och kan därmed ges en relativt klen dimensionering.

Enligt en fördelaktig utföringsform av föreliggande uppfinning står nämnda bromsverkans värde i relation till en maximal bromsverkan som tillsatsbromsen förmår att tillföra till de drivna hjulen. Med tillsatsbromsens maximala bromsverkan avses den maximala bromsverkan som tillsatsbromsen kan ge drivhjulen utan att de börjar glida mot underlaget. Vid torrt underlag be- gränsas nämnda maximala bromsverkan väsentligen endast av tillsatsbromsens egen kapacitet men vid halt underlag kan hju- len börja glida mot underlaget innan tillsatsbromsens fulla kapa- citet har utnyttjats. Även fordonets last påverkar tillsats- bromsens maximala bromsverkan eftersom en ökad fordonslast ger hjulen ett ökat grepp mot underlaget. Nämnda relation kan bestämmas av olika faktorer och är beroende, exempelvis, av fordonstyp och användning. Det är dock oftast en fördel om for- donets totala bromsverkan kan fördelas väsentligen likformigt på de drivna och odrivna hjulen. Därmed kan nämnda relation innefatta förhållandet mellan antalet drivna och odrivna hjul.

D.v.s. om fordonet har fler odrivna än drivna hjul måste huvud- bromsen tillföra en större bromsverkan till de odrivna hjulen än tillsatsbromsen till de drivna hjulen för att bromsverkan ska kunna fördelas väsentligen likformigt på de enskilda drivna och odrivna hjulen. En annan faktor av betydelse för att ge fordonet en optimal bromsförmàga är de normalkrafter som verkar på re- spektive hjul. Styrenheten kan därvid vara inrättad att erhålla information om de normalkrafter som verkar på åtminstone ett drivet hjul och ett odrivet hjul och att nämnda relation bestäms även av förhållandet mellan de normalkrafter som verkar på de drivna och odrivna hjulen. Med kännedom om hur normalkraf- 10 15 20 25 30 35 519 120 terna fördelas mellan de drivna och odrivna hjulen kan styren- heten styra fördelningen av bromsverkan så att när nämnda värde uppnås är den sammanlagda bromsverkan väsentligen fördelad i relation till de normalkrafter som verkar på de drivna och odrivna hjulen.

Enligt en annan föredragen utföringsform av föreliggande upp- finning är styrenheten inrättad att erhålla information om de normalkrafter som verkar på åtminstone två odrivna hjul och för- dela huvudbromsens bromsverkan mellan var och en av de odrivna hjulen väsentligen i beroende av den normalkraft som verkar på hjulet. Alternativt kan huvudbromsens bromsverkan inledningsvis fördelas väsentligen likformigt och med tilltagande begärd bromsverkan i beroende av den normalkraft som verkar på hjulet. När en kraftig bromsverkan begärs och nämnda värde överstigs kan styrenheten fördela huvudbromsens bromsverkan mellan de drivna och odrivna hjulen så att var och en av de drivna och odrivna hjulen erhåller en bromsverkan som står i proportion till den normalkraft som verkar på hjulet i fråga. De drivna hjulens bromsverkan är här summan av tillsatsbromsens och huvudbromsens tillförda bromsverkan medan de odrivna hjulens bromsverkan enbart är tillförd från huvudbromsen.

Enligt en annan föredragen utföringsform av föreliggande upp- finning innefattar huvudbromsen hjulbromsar med bromsbelägg som medelst ett pneumatiskt system är ansättbara mot broms- organ som är roterbart anordnade med respektive hjul. För att en sådan huvudbroms ska ge en maximal bromsverkan krävs att bromsbeläggen åtminstone med en viss regelbundenhet ansätts relativt kraftig mot bromsorganen, som med fördel är broms- skivor, för att förhindra att en film bildas på bromsbeläggens anliggningsytor. En sådan film nedsätter friktionen mellan bromsbelägg och bromsorgan. Genom att, enligt uppfinningen, koncentrera huvudbromsens tillförda bromsverkan till fordonets odrivna hjul erhåller de odrivna hjulens belägg mer frekvent en 10 15 20 25 30 35 519 120 kraftig bromsansättning som motverkar uppkomsten av en sådan film.

Enligt en annan föredragen utföringsform av föreliggande upp- finning innefattar tillsatsbromsen en retarder. En retarder är en tillsatsbroms som används pà de flesta moderna tunga fordon.

Tillsatsbromsen kan alternativt till eller i kombination med retar- dern innefatta en avgasbroms eller kompressionsbroms.

Enligt en annan föredragen utföringsform av föreliggande upp- finning innefattar fordonet ett drivet hjulpar och tvá odrivna hjul- par. Denna typ av tunga fordon innefattar vanligtvis ett främre styrbart odrivet hjulpar, ett bakre drivet hjulpar och ett upplyft- bart bakre odrivet hjulpar.

KORT BESKRIVNING AV RITNINGARNA l det följande beskrivs såsom ett exempel en föredragen utfö- ringsform av uppfinningen med hänvisning till bifogade ritningar pà vilka: Fig 1 visar schematiskt tillgängliga bromsar hos ett tungt fordon, Fig 2 visar schematiskt en utföringsform av en anordning enligt föreliggande uppfinning, Fig 3 visar schematiskt i stapelform hur bromsverkan, en- ligt föreliggande uppfinning kan fördelas.

DETALJERAD BESKRIVNING AV EN FÖREDRAGEN UTFÖRINGSFORM AV FÖRELIGGANDE UPPFINNING I Fig 1 visas schematiskt placeringen av tillgängliga bromsar i ett tungt fordon. Fordonet innefattar en huvudbroms i form av pneumatiskt aktiverbara hjulbromsar 1a för fordonets odrivna hjul 2 och hjulbromsar 1b för fordonets drivna hjul 3. Hjulbrom- 10 15 20 25 30 35 519 120 sarna 1a, b innefattar konventionella, dock inte visade i figu- rerna, bromscylindrar med friktionsbelägg som är inrättade att anläggas mot bromsskivor för bromsning av fordonet. En till- satsbroms i form av en avgasbroms 4 är anordnad i förbindelse med fordonets motor. En alternativ tillsatsbroms till en avgas- broms 4 är en kompressionsbroms som dock inte visas i Fig 1.

Från en förbränningsmotor 5 hos fordonet sträcker sig en väx- ellåda 6 och en från växellådan 6 utgående drivaxel 7. En ytter- ligare tillsatsbroms i form av en retarder 8 är ansluten till driv- axeln 7 för att möjliggöra bromsning av drivaxeln 7 och därmed bromsning av fordonets drivna hjul 3.

I Fig 2 visas schematiskt en bromsanordning som innefattar en bromspedal 9 med vilken en förare begär en bromsverkan av fordonet. Den begärda bromsverkans värde står i relation till bromspedalens 9 nedtryckningsgrad. Förarens förskjutnings- rörelser av bromspedalen 9 överförs, via ett länksystem, till en stång 10 som är förskjutbart anordnad in i en fotventil 11. En sensor 12 är inrättad att avkänna stångens 10 position i fot- ventilen 11. Sensorn 12 sänder väsentligen kontinuerligt sig- naler avseende stångens 10 position i fotventilen 11 till en styr- enhet 13. Signalernas värde motsvarar således bromspedalens 9 nedtryckningsgrad och förarens begärda bromsverkan av for- donet. Vid nedtryckning av pedalen 9 är styrenheten 13 inrättad att i första hand aktivera fordonets tillsatsbroms, som i Fig 2 är en retarder 8. Retardern 8 ger vid aktivering en bromsverkan på fordonets drivna hjul 3. Då den begärda bromsverkan över- skrider en maximala bromsverkan am, som retardern 8 kan ge aktiverar styrenheten 13 även huvudbromsen i form av hjul- bromsarna 1a, b för att ge fordonet den kompletterande broms- verkan. Styrenheten 13 kan medelst ett pneumatiskt system 14 styra ut ett väsentligen godtyckligt bromstryck till var och en av hjulbromsarna 1a, b och kan på så sätt fördela bromsverkan väsentligen godtyckligt mellan de enskilda hjulen 2, 3. För att styrenheten 13 ska kunna fördela fordonets begärda broms- verkan på ett optimalt sätt, är en givare 15 anordnad som är in- 10 15 20 25 30 35 519 120 rättad att avkänna värdet av de normalkrafter som verkar på var och en av fordonets hjul 2, 3. l Fig 2 visas schematiskt en sådan givare 15. Normalkraftens värde kan bestämmas genom att giva- ren 15 avkänner respektive hjuls 2, 3 fjädringstryck. Givaren 15 kan väsentligen kontinuerligt sända signaler, avseende de nor- malkrafter som verkar på respektive hjuls 2, 3 till styrenheten 13. l Fig 3 visas tre staplar I, II, III som schematiskt visar hur en från bromspedalen 9 begärd bromsverkan kan fördelas. Den begärda bromsverkans värde, som står i relation till pedalens 9 nedtryckningsgrad och ett begärt bromsmomentvärde t, mot- svaras av staplarnas höjd. Den första stapeln I visar en av for- donets förare begärd bromsverkan som är relativt ringa och har ett värde som understiger retarderns 8 maximala bromsverkan amx. Styrenheten 13 aktiverar retardern 8 som här tillför hela den begärda bromsverkan. Stapeln I innefattar ett första om- råde 16 som symboliserar den bromsverkan som retardern 8 tillför till fordonets drivna hjul 3. Eftersom retardern 8 aktive- ringstid är längre än hjulbromsarnas 1a, b finns här möjligheten att hjulbromsarna 1a, b aktiveras under en kortare tidsperiod ,i nämnda första område 16, innan retardern 8 kan tillföra den be- gärda bromsverkan. Därmed kan bromsanordningen alltid med en mycket kort fördröjningstid ge den begärda bromsverkan.

Den andra stapeln II visar en av fordonets förare begärd bromsverkan som har ett värde som överstiger den maximala bromsverkan am, som retardern 8 kan tillföra. Det första om- rådet 16 av stapeln är här maximalt och retardern 8 tillför sin maximala bromsverkan ama, som fördelas på fordonets drivna hjul 3. Stapeln II uppvisar även ett ovan det första området 16 anordnat andra område 17 som symboliserar den komplette- rande bromsverkan som hjulbromsarna 1a tillför fordonets odrivna hjul 2. Eftersom bromsverkan till de drivna hjulen 3 är konstant i ett område som sträcker sig från amax till ett gräns- värde I erhålls med en tilltagande begärd bromsverkan i nämnda 10 15 20 25 30 35 519 120 a ao nu område en utjämning av skillnaden mellan tillförd bromsverkan till de odrivna 2 och drivna hjulen 3. En sådan utjämning har många fördelar bl.a. erhålls ett jämnare däckslitage mellan de drivna 3 och odrivna hjulen 2, fordonets stabilitet vid en in- bromsning ökar och fordonet kan ges en förhöjd bromsverkan, framförallt vid halt underlag, innan de drivna hjulen 3 börjar glida mot underlaget. Dessutom kommer bromsbeläggen hos de odrivna hjulen 2 till ansättning med en större kraft mer frekvent, vilket motverkar bildandet av en friktionssnedsättande film på bromsbeläggens anläggningsytor.

Den tredje stapeln III visar en av fordonets förare begärd re- lativt stor bromsverkan av fordonet. För att fordonet ska kunna erhålla den begärda bromsverkan aktiveras retardern 8 maxi- malt, vilket visas av nämnda första område 16. Dessutom akti- veras hjulbromsarna 1a så att de tillför de odrivna hjulen 2 en bromsverkan som sträcker sig förbi nämnda gränsvärde I, vilket visas av det andra områdets 17 sträckning. Gränsvärdet l be- tecknar den gräns vid vilken styrenheten 13 börjar fördela hjul- bromsarnas 1a, b bromsverkan både till de odrivna 2 och drivna hjulen 3. Ett tredje område 18 betecknar här den bromsverkan som hjulbromsarna 1b tillför till de drivna hjulen 3 efter att gränsvärdet I passerats. Gränsvärdet I är summan av retarderns maximala bromsverkan amax och ett bestämt värde v, som är den bromsverkan som hjulbromsarna 1a tillför de odrivna hjulen 3 innan hjulbromsarna 1a, b börjar fördela sin bromsverkan både på de odrivna 2 och drivna hjulen 3. Värdet v står i en relation till retarderns 8 maximala bromsverkan amax, Nämnda relation innefattar förhållandet mellan antalet odrivna 2 och drivna hjul 3 så att den från retardern 8 och hjulbromsarna 1a, b tillförda bromsverkan kan fördelas väsentligen likformigt mellan de odrivna 2 och drivna hjulen 3 i samband med att nämnda gräns- värde I uppnås. Efter passage av nämnda gränsvärde l tillför hjulbromsarna 1a, b bromsverkan till både de odrivna 2 och drivna 3 hjulen. Retardern 8 och hjulbromsarna 1a, b kan ge en sammanlagd maximal bromsverkan åt fordonet som motsvarar 10 519 120 ett maximalt bromsmoment tmax. Genom att sensorn 15 avkänner den normalkraft som verkar på respektive hjul 2, 3. medges styrenheten 13 att styra ut ett lämpligt bromstryck till respektive hjulbroms 1a, b så att var och en av de drivna 2 och odrivna hjulen 3 tilldelas en bromsverkan som står i proportion till den normalkraft som verkar på respektive hjul 2, 3.

Föreliggande uppfinning är inte begränsad till den pä ritningarna framställda utföringsformen utan kan modifieras fritt inom pa- tentkravens ramar.

Claims (11)

10 15 20 25 30 35 519 120 10 Patentkrav

1. Anordning för att fördela en bromverkan hos ett fordon, varvid anordningen innefattar en huvudbroms (1a, b) som medger bromsning av drivna (3) och odrivna hjul (2) hos fordonet, en tillsatsbroms (4, 8) som medger bromsning av drivna hjul (3) hos fordonet och en styrenhet (13) som är inrättad att fördela en be- gärd bromsverkan så att tillsatsbromsen (4, 8) aktiveras i första hand för att ge den begärda bromsverkan och när tillsats- bromsens (4, 8) bromsverkan inte är tillräcklig aktiveras huvud- bromsen (1a, b) för att ge en kompletterande bromsverkan, Låg netecknad av att styrenheten (13) är inrättad att i första hand tillföra huvudbromsens (1a) bromsverkan till fordonets odrivna (2) hjul och när de odrivna hjulen (2) tillförts en bromsverkan av ett bestämt värde (v) är styrenheten (13) inrättad att även tillföra huvudbromsens (lb) bromsverkan till fordonets drivna hjul (3).

2. Anordning enligt krav 1, kännetecknad av att nämnda värde (v) står i relation till en maximal bromsverkan (amax) som till- satsbromsen (4, 8) förmår att tillföra till de drivna hjulen (3).

3. Anordning enligt krav 2, kännetecknad av nämnda relation innefattar förhållandet mellan antalet drivna och odrivna hjul.

4. Anordning enligt krav 3, kännetecknad av att styrenheten (13) är inrättad att erhålla information om de normalkrafter som ver- kar på åtminstone ett drivet hjul (3) och ett odrivet hjul (2) och att nämnda relation bestäms även av de normalkrafter som verkar på de drivna (3) och odrivna hjulen (2).

5. Anordning enligt något av föregående krav, kännetecknad av att styrenheten (13), via en sensor 15 är inrättad att erhålla information om de normalkrafter som verkar på åtminstone två odrivna hjul och fördela huvudbromsens bromsverkan mellan var och en av de odrivna hjulen väsentligen i beroende av de normalkrafters värden som verkar på respektive hjul. 10 15 20 25 30 35 519 120 11

6. Anordning enligt krav 4, kännetecknad av att då nämnda värde (v) överskrids är styrenheten (13) inrättad att fördela huvudbromsens (1a, b) bromsverkan mellan de drivna (3) och odrivna hjulen (2) så att var och en av de drivna (3) och odrivna hjulen (2) erhåller en bromsverkan som står i proportion till den normalkraft som verkar på hjulet (2, 3) i fråga.

7. Anordning enligt något av föregående krav, kännetecknad av att huvudbromsen innefattar hjulbromsar (1a, b) med broms- belägg som medelst ett pneumatiskt system är ansättbara mot bromsorgan som är roterbart anordnade med respektive hjul.

8. Anordning enligt något av föregående krav, kännetecknad av att tillsatsbromsen innefattar en retarder (8).

9. Anordning enligt något av föregående krav, kännetecknad av att tillsatsbromsen innefattar en avgasbroms (4) eller kompres- sionsbroms

10. Anordning enligt något av föregående krav, kännetecknad av att fordonet innefattar ett drivet hjulpar (3) och två odrivna hjul- par (2).

11. Förfarande för att fördela en bromverkan hos ett fordon, var- vid fordonet innefattar en huvudbroms (1a, b) som medger bromsning av drivna (3) och odrivna hjul (2) hos fordonet, en tillsatsbroms (4, 8) som medger bromsning av drivna hjul (3) hos fordonet och en styrenhet (13) som fördelar en begärd broms- verkan så att tillsatsbromsens (4, 8) aktiveras l första hand för att ge den begärda bromsverkan och när bromsverkan inte är tillräcklig aktiveras huvudbromsen (1a, b) för att ge en komplet- terande bromsverkan, kännetecknad av att styrenheten (13) i första hand tillför huvudbromsens (1a) bromsverkan till fordo- nets odrivna (2) hjul och när de odrivna hjulen (2) tillförts en bromsverkan av ett bestämt värde (v) tillför styrenheten (13) 519 120 12 även huvudbromsens (1b) bromsverkan ti|| fordonets drivna hjul (3).