WO1998013239A1 - Schlupfgeregelte druckluft-bremsanlage für nutzfahrzeuge - Google Patents

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    • B60T2270/306—ESP control system hydraulic system components

Definitions

  • the invention is based on a slip-controlled compressed air brake system according to the preamble of the patent claim,
  • Such a compressed air brake system is already known (DE 36 37 419 C2), in which anti-lock control operation is possible in both brake circuits by brake pressure modulation by means of the pressure control valves assigned to the wheel brakes on the front and rear axles.
  • traction control operation can be carried out on the driven rear axle of the vehicle by supply pressure being supplied to the wheel brake-side part of the second brake circuit by means of the shut-off valve and the shuttle valve and modulated with the corresponding pressure control valve in order to stabilize the vehicle wheel affected by impermissibly large drive slip.
  • the compressed air brake system according to the invention with the characterizing features of the claim has the advantage that with little additional effort, brake pressure on a wheel brake, on several or on all wheel brakes of the vehicle can be activated in order to master transverse dynamic driving situations, as is the case with hydraulic ones
  • Car brake systems are already known as so-called driving dynamics control, for example through the reports from the specialist journal ATZ Automobiltechnische Zeitschrift 96 (1994) 11, pages 656 to 670: “The new driving safety system Electronic Stability Program from Mercedes-Benz” and pages 674 to 689: “ FDR - The Driving Dynamics Control from Bosch ".
  • the slip-controlled compressed air brake system 1 for commercial vehicles shown schematically in simplified form in the drawing, has a brake circuit I and a brake circuit II.
  • the brake circuit I is assigned to wheel brakes 2 and 3 of a non-driven front axle 4 of the vehicle.
  • Edge brakes 5 and 6 of the driven rear axle 7 of the vehicle are connected to the brake circuit II.
  • Deviating from Embodiment can also both axles 4 and 7 or only the front axle 4 can be driven.
  • the brake circuit I has a supply line 10 in which a compressed air tank 11 is located.
  • the supply line 10 leads to a foot-operated, two-circuit service brake valve 12.
  • a working line 13 of the brake circuit I goes to a shuttle valve 14 with backflow.
  • the working line 13 is branched to a brake cylinder 15 and a brake cylinder 16.
  • a pressure control valve 17 for modulating the brake pressure is located in the working line branch 13.1, and a pressure control valve 18 is also arranged in the working line branch 13.2 for the same purpose.
  • the brake cylinder 15 is used to operate the right
  • Front wheel 19 of the vehicle assigned wheel brake 2 the brake cylinder 16 belongs to the wheel brake 3 of the left front wheel 20.
  • the right front wheel 19 is also assigned a wheel rotation sensor 21, the left front wheel 20 a wheel rotation sensor 22.
  • the brake circuit I is equipped with a bypass line 23, which bypasses the supply line 10 between the compressed air tank 11 and the service brake valve 12 and leads to the shuttle valve 14.
  • a shut-off valve 24 with ventilation is arranged in the bypass line 23.
  • Brake circuit II is equipped in the same way as brake circuit I:
  • a supply line 27 with a compressed air reservoir 28 leads to service brake valve 12.
  • a working line 29 leads to a shuttle valve 30 with backflow.
  • the working line 29 branches to brake cylinders 31 and 32 on the rear axle 7 of the vehicle.
  • a pressure control valve 33 is located in line branch 29.1 Modulation of the brake pressure, the same pressure control valve 34 in line branch 29.2.
  • Brake cylinder 31 is assigned to wheel brake 5 on right rear wheel 35, brake cylinder 32 to wheel brake 6 on left rear wheel 36 of the vehicle.
  • a wheel rotation sensor 37 is located near the right rear wheel 35, and a wheel rotation sensor 38 is located on the left rear wheel 36.
  • a bypass line 39 bypassing the service brake valve 12 with a shut-off valve 40 with ventilation extends between the supply line 27 and the shuttle valve 30.
  • the air brake system 1 also includes an electronic control unit 43, to which the aforementioned wheel rotation sensors 21, 22, 37, 38, a steering angle sensor 44 and a yaw rate sensor 45 are connected.
  • the electromagnetically actuated valves 17, 18, 24, 33, 34, 40 of the compressed air brake system 1 can be switched by means of the electronic control device 43.
  • the compressed air brake system has the following functions:
  • the electronic control unit 43 switches the shut-off valve of the brake circuit II into the open position, so that compressed air through the bypass line 39 and the working line branches 29.1 and 29.2 can flow the pressure control valves 33 and 34, which modulates the brake pressure in the wheel brake cylinder 31, 32 of the affected rear wheel or the affected rear wheels 35, 36 in order to reduce the slip to an allowable level.
  • the shuttle valve 30 shuts off the working line 29 of the brake circuit II leading to the service brake valve 12.
  • Wheel rotation sensors 21, 22, 37, 38 detected.
  • Braking forces are generated, increased or decreased in order to influence the cornering force of the vehicle wheels concerned and to generate moments about the vertical axis of the commercial vehicle in order to stabilize its movement on the predetermined travel path.

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Abstract

Die Druckluft-Bremsanlage (1) hat Bremskreise (I, II) mit Drucksteuerventilen (17, 18, 33, 34) zur Modulation des mittels eines Betriebsbremsventils (12) in Bremszylindern (15, 16, 31, 32) eingesteuerten Bremsdrucks. Außerdem ist in beiden Bremskreisen (I, II) ein Absperrventil (24, 40) zum Einsteuern von Vorratsdruck über ein Wechselventil (14, 30) vorgesehen. Die Druckluft-Bremsanlage (1) weist ferner ein elektronisches Steuergerät (43) auf, an welches Raddrehungssensoren (21, 22, 37, 38), ein Lenkwinkelsensor (44) und ein Giergeschwindigkeitssensor (45) angeschlossen sind. Das elektronische Steuergerät (43) ist zum Auswerten der Signale der erwähnten Sensoren (21, 22, 37, 38, 44, 45) und Schalten der Drucksteuerventile (17, 18, 33, 34) sowie der Absperrventile (24, 40) zum Zwecke der Blockierschutzregelung, der Antriebsschlupfregelung und der Fahrdynamikregelung ausgebildet.

Description

Schlupfgeregelte Druckluf -Bremsanlage für Nutzfahrzeuge
Stand der Technik
Die Erfindung geht aus von einer schlupfgeregelten Druckluft-Bremsanlage nach der Gattung des Patentanspruchs,
Es ist schon eine solche Druckluft -Bremsanlage bekannt (DE 36 37 419 C2), bei der in beiden Bremskreisen Blockierschutzregelbetrieb durch Bremsdruckmodulation mittels der den Radbremsen an Vorder- und Hinterachse zugeordneten Drucksteuerventile möglich ist. Zusätzlich ist an der angetriebenen Hinterachse des Fahrzeugs Antriebsschlupfregelbetrieb durchführbar, indem mittels des Absperrventils und des Wechselventils Vorratsdruck in den radbremsseitigen Teil des zweiten Bremskreises eingesteuert und mit dem entsprechenden Drucksteuerventil moduliert wird, um das von unzulässig großem Antriebsschlupf betroffene Fahrzeugrad zu stabilisieren. Trotz dieser fortschrittlichen Ausbildung der Bremsanlage gibt es Fahrzustände, welche vom Fahrer des Fahrzeugs nicht beherrschbar sind. Vorteile der Erfindung
Die erfindungsgemäße Druckluft -Bremsanlage mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß mit geringem zusätzlichem Aufwand aktiv Bremsdruck an einer Radbremse, an mehreren oder an allen Radbremsen des Fahrzeugs einsteuerbar ist, um auch querdynamisch kritische Fahrsituationen zu beherrschen, wie dies bei hydraulischen PKW-Bremsanlagen als sogenannte Fahrdynamikregelung bereits bekannt ist, beispielsweise durch die Berichte aus der Fachzeitschrif ATZ Automobiltechnische Zeitschrift 96 (1994) 11, Seiten 656 bis 670: „Das neue Fahrsicherheitssystem Electronic Stability Program von Mercedes-Benz" und Seiten 674 bis 689: „FDR - Die Fahrdynamikregelung von Bosch" .
Zeichnung
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung mittels eines vereinfachten Schaltschemas einer schlupfgeregelten Druckluft-Bremsanlage für Nutzfahrzeuge dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
Beschreibung des AusführungsbeiSpiels
Die in der Zeichnung schematisch vereinfacht dargestellte schlupfgeregelte Druckluft-Bremsanlage 1 für Nutzfahrzeuge weist einen Bremskreis I und einen Bremskreis II auf. Der Bremskreiε I ist Radbremsen 2 und 3 einer nicht angetriebenen Vorderachse 4 des Fahrzeugs zugeordnet . An den Bremskreis II sind Randbremsen 5 und 6 der angetriebenen Hinterachse 7 des Fahrzeugs angeschlossen. Abweichend vom Ausführungsbeispiel können auch beide Achsen 4 und 7 oder es kann nur die Vorderachse 4 angetrieben sein.
Der Bremskreis I hat eine Versorgungsleitung 10, in der ein Druckluftbehälter 11 liegt. Die Versorgungsleitung 10 führt zu einem fußbetätigten zweikreisigen Betriebsbremsventil 12. Von diesem geht eine Arbeitsleitung 13 des Bremskreises I zu einem Wechselventil 14 mit Rückstrδmung aus. Nach dem Wechselventil 14 ist die Arbeitsleitung 13 zu einem Bremszylinder 15 und zu einem Bremszylinder 16 verzweigt. Im Arbeitsleitungszweig 13.1 befindet sich ein Drucksteuerventil 17 zur Modulation des Bremsdruckes, im Arbeitsleitungszweig 13.2 ist ebenfalls ein Drucksteuerventil 18 zum gleichen Zweck angeordnet. Der Bremszylinder 15 dient der Betätigung der dem rechten
Vorderrad 19 des Fahrzeugs zugeordneten Radbremse 2, der Bremszylinder 16 gehört zur Radbremse 3 des linken Vorderrades 20. Dem rechten Vorderrad 19 ist ferner ein Raddrehungssensor 21, dem linken Vorderrad 20 ein Raddrehungssensor 22 zugeordnet. Ferner ist der Bremskreis I mit einer von der Versorgungsleitung 10 zwischen dem Druckluftbehälter 11 und dem Betriebsbremsventil 12 ausgehenden, letzteres umgehenden Bypassleitung 23 ausgestattet, welche zum Wechselventil 14 führt. In der Bypassleitung 23 ist ein Absperrventil 24 mit Entlüftung angeordnet .
In gleicher Weise wie der Bremskreis I ist der Bremskreis II ausgestattet: Eine Versorgungsleitung 27 mit einem Druckluftvorratsbehälter 28 führt zum Betriebsbremsventil 12. Von diesem geht eine Arbeitsleitung 29 zu einem Wechselventil 30 mit Rückströmung aus. Auf das Wechselventil 30 folgend ist die Arbeitsleitung 29 zu Bremszylindern 31 und 32 an der Hinterachse 7 des Fahrzeugs verzweigt. Im Leitungszweig 29.1 liegt ein Drucksteuerventil 33 zur Modulation des Bremsdruckes, im Leitungszweig 29.2 ein gleiches Drucksteuerventil 34. Der Bremszylinder 31 ist der Radbremse 5 am rechten Hinterrad 35, der Bremszylinder 32 der Radbremse 6 am linken Hinterrad 36 des Fahrzeugs zugeordnet. Nahe dem rechten Hinterrad 35 befindet sich ein Raddrehungssensor 37, am linken Hinterrad 36 ein Raddrehungssensor 38. Ebenso erstreckt sich zwischen der Vorratsleitung 27 und dem Wechselventil 30 eine das Betriebsbremsventil 12 umgehende Bypassleitung 39 mit einem Absperrventil 40 mit Entlüftung.
Zur Druckluf -Bremsanlage 1 gehört außerdem ein elektronisches Steuergerät 43, an welches die erwähnten Raddrehungssensoren 21, 22, 37, 38, ein Lenkwinkelsensor 44 und ein Giergeschwindigkeitssensor 45 angeschlossen sind. Mittels des elektronischen Steuergeräts 43 sind die elektromagnetisch betätigbaren Ventile 17, 18, 24, 33, 34, 40 der Druckluft-Bremsanlage 1 schaltbar.
Die Druckluft-Bremsanlage 1 hat, kurz umrissen, folgende Funktionen:
Bei einer vom Fahrzeugführer ausgelösten, abstufbaren Bremsung wird mittels des Betriebsbremsventils 12 Druckluft in die Bremskreise I und II eingesteuert und Bremskraft an allen Radbremsen 2, 3, 5, 6 des Nutzfahrzeugs erzeugt. Dabei nehmen die Drucksteuerventile 17, 18, 33, 34 ihre Durchlaßstellung ein, während die Absperrventile 24 und 40 sich in ihrer Schließstellung befinden. Außerdem sperren die Wechselventile 14 und 30 die Verbindung zu den Absperrventilen 24 und 40.
Bei einer derartigen Bremsung mit Blockiergefahr wird diese vom elektronischen Steuergerät 43 aufgrund der Signale der Raddrehungssensoren 21, 22, 37, 38 erkannt und am betroffenen Fahrzeugrad oder an den betroffenen Fahrzeugrädern der Bremsdruck im zugeordneten Bremszylinder 15, 16, 31, 32 mittels des zugeordneten Drucksteuerventils 17, 18, 33, 34 in Phasen für Druckabbau, Druckhalten und Druckaufbau moduliert.
Tritt beim Anfahren und Beschleunigen des Nutzfahrzeugs an einem oder an beiden Hinterrädern 35, 36 unzulässig großer Antriebsschlupf auf, so schaltet das elektronische Steuergerät 43 das Absperrventil des Bremskreises II in die Durchlaßstellung, so daß Druckluft durch die Bypassleitung 39 und die Arbeitsleitungszweige 29.1 und 29.2 zu den Drucksteuerventilen 33 und 34 strömen kann, welche den Bremsdruck im Radbremszylinder 31, 32 des betroffenen Hinterrades oder der betroffenen Hinterräder 35, 36 moduliert, um den Schlupf auf ein zulässiges Maß zu reduzieren. Dabei sperrt das Wechselventil 30 die zum Betriebsbremsventil 12 führende Arbeitsleitung 29 des Bremskreises II ab.
Droht das Nutzfahrzeug mit oder ohne Bremsbetätigung durch den Fahrzeugführer beispielsweise bei Spurwechsel oder Kurvenfahrt zu schleudern, so wird dies vom elektronischen Steuergerät 43 aufgrund der Signale des Lenkwinkelsensors 44, des Giergeschwindigkeitssensors 45 und der
Raddrehungsensoren 21, 22, 37, 38 erkannt. Durch Einsteuern von Druckluft in die Bremskreise I und II mittels der Absperrventile 24, 40 und modulieren des Bremsdrucks in den Bremszylindern 15, 16, 31, 32 werden an einem Fahrzeugrad, an mehreren oder an allen Fahrzeugrädern 19, 20, 35, 36
Bremskräfte erzeugt, erhöht oder vermindert, um Einfluß auf die Seitenführungskraft der betroffenen Fahrzeugräder zu nehmen und Momente um die Hochachse des Nutzfahrzeugs zu erzeugen, um dessen Bewegung auf dem vorgegebenen Fahrweg zu stabilisieren.

Claims

Anspruch
Schlupfgeregelte Druckluft -Bremsanlage (1) für Nutzfahrzeuge mit
- einem Radbremsen (2 , 3) einer Vorderachse (4) des Fahrzeugs zugeordneten ersten Bremskreis (I),
- einem Radbremsen (5, 6) einer Hinterachse (7) des Fahrzeugs zugeordneten zweiten Bremskreis (II),
- einem an Vorratsdruck angeschlossenen Betriebsbremsventil (12) zum Steuern des Druckes im jeweiligen Bremskreis (I, II) ,
- je einem der jeweiligen Radbremse (2, 3, 5, 6) zugeordneten Drucksteuerventil (17, 18, 33, 34) zum schlupfabhängigen Steuern des Bremsdrucks,
- einem dem Bremskreis (II) der Hinterachse (7) zugeordneten Absperrventil (40) zum Einsteuern von Vorratsdruck in den Bremskreis (II) über ein zwischen Betriebsbremsventil (12) und Drucksteuerventil (33, 34) angeordnetes Wechselventil (30) und
- einem elektronischen Steuergerät (43) zum schlupfabhängigen Steuern des Absperrventils (40) und der Drucksteuerventile (17, 18, 33, 34) im jeweiligen Bremskreis (I, II) in Abhängigkeit von das Raddrehverhalten überwachenden Sensoren (21, 22, 37, 38), gekennzeichnet durch die weiteren Merkmale:
- dem Bremskreis (I) der Vorderachse (4) des Fahrzeugs ist ein vom elektronischen Steuergerät (43) schaltbareε Absperrventil (24) zugeordnet zum Einsteuern von Vorratsdruck in den Bremskreis (I) über ein zwischen Betriebsbremsventil (12) und Drucksteuerventil (17, 18) angeordnetes Wechselventil (14) ,
- es sind ein Lenkwinkelsensor (44) und ein Giergeschwindigkeitssensor (45) vorgesehen,
- das elektronische Steuergerät (43) ist zum Auswerten der Signale des Lenkwinkelsensors (44) und des Giergeschwindigkeitssensors (45) zum Zwecke der Fahrdynamikregelung ausgebildet.
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