DE19625341C2 - Bremsanlage für Fahrzeuge - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Bremsanlage für Fahrzeuge gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Eine solche Bremsanlage geht aus der DE 21 33 547 C2 hervor. Dort ist eine Bremskraftregelung für Kraftfahrzeuge vorgesehen, die Kippbewegungen des Kraftfahrzeugs um seine Querachse vermei­ den soll. Nach einer ersten Variante wird der Bremsdruck in den Vorderradbremsen dann abgesenkt, wenn innerhalb einer Wartezeit (200-300 ms) nach dem Absenken des Bremsdrucks in den Hinterrad­ bremsen durch die Radschlupfregelung keine Wiederbeschleunigung der Hinterräder festgestellt wurde, woraus auf ein Abheben der Hinterräder vom Boden geschlossen wird. Gemäß einer weiteren Va­ riante ist es auch vorgesehen, bei Kraftfahrzeugen mit einem sehr geringen Trägheitsmoment um die Querachse bereits vorsorg­ lich den Druckaufbau in den Vorderradbremsen zu stoppen, wenn für die Hinterradbremsen Druckabsenksignale der Radschlupfrege­ lung vorliegen.

Aus der nicht vorveröffentlichten DE 195 14 185 C1 ist es be­ kannt, den Bremsdruck an den Vorderradbremsen über den gesamten Druckbereich abzusenken, wenn die Hinterachslast einen bestimm­ ten Wert unterschreitet.

Des weiteren wird gemäß DE 27 57 911 A1 eine Blockierschutz- Regeleinrichtung vorgeschlagen, wobei z. B. in Abhängigkeit vom Beladungszustand zwischen einer radindividuellen Hinterradrege­ lung und einer "Select-Low"-Regelung an den Hinterrädern umge­ schaltet werden kann.

Ferner ist aus dem "Kraftfahrtechnischen Taschenbuch", R. Bosch, 22. Auflage, VDI-Verlag Düsseldorf, 1995, Seiten 641 und 644 be­ kannt, bei Nutzfahrzeugen eine lastabhängige Bremskraftvertei­ lung vorzunehmen. Bei einer solchen lastabhängigen Bremskraft­ verteilung wird der Bremsdruck an der Hinterachse begrenzt, wenn die Achslast an der Hinterachse einen bestimmten Wert unter­ schreitet. Diese Begrenzung hat den Zweck, ein Überbremsen der Hinterachse bei Leerfahrten zu verhindern.

Bei Fahrzeugen, die für die Aufnahme einer großen Nutzlast ein­ gesetzt werden, insbesondere bei Sattelzugmaschinen, besteht das Problem, dass der Hinterachslastanteil des Leerfahrzeugs bzw. der Zugmaschine ohne Auflieger sehr gering ist. Aufgrund der dy­ namischen Achslastverlagerung ist bei Bremsvorgängen mit großer Verzögerung und hohem Reibwert des Fahrbahnbelags ein Absinken des Hinterachslastanteils bis hin zu einer vollständigen Entla­ stung der Hinterachse denkbar. Bei derart geringem Hinterachs­ lastanteil ist das Fahrzeug nicht mehr stabil.

Aufgabe der Erfindung ist es, bei solchen Fahrzeugen auch bei Leerfahrt ein stabiles Fahrverhalten sicherzustellen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Pa­ tentanspruches 1 gelöst.

Beim Bremsen und bei Vorliegen eines stabilitätskritischen Zu­ stands wird entweder der Bremsdruck an der Vorderachse auf einen festen Grenzwert des maximal erreichbaren Bremsdrucks begrenzt oder die Fahrzeugverzögerung wird auf einen festen Grenzwert der maximal erreichbaren Fahrzeugverzögerung begrenzt. Hierdurch kann gewährleistet werden, dass der Hinterachslastanteil ausrei­ chend groß ist, um einen instabilen, kritischen Fahrzustand - beispielsweise durch das Abheben der Hinterräder (Fahrzeug führt eine starke Nickbewegung aus) zu vermeiden.

Bei der gemäß DE 21 33 547 C2 vorgeschlagenen zweiten Variante wird der Druckaufbau in den Radbremszylindern der Vorderachse in Abhängigkeit davon gestoppt, ob die Schlupfregelung für die Hin­ terräder den Druck in den Radbremszylindern der Hinterachse ab­ senkt. Das heißt, der Wert, auf den der Druck in den Radbremszy­ lindern der Vorderachse begrenzt wird hängt vom Zeitpunkt des Regeleingriffs der Radschlupfregelung für die Hinterräder ab und somit von den momentanen Reibbedingungen zwischen der Fahrbahno­ berfläche und den Hinterrädern.

Im Unterschied dazu ist beim erfindungsgemäßen Verfahren ein fe­ ster Grenzwert vorgebbar, der sich entweder auf den maximal er­ reichbaren Bremsdruck oder auf die unter idealen Reibbedingungen vorliegende maximal erreichbare Fahrzeugverzögerung bezieht. Die über die Vorderräder erreichte Bremskraft steht daher bis zum Erreichen des betreffenden festen Grenzwertes voll zur Verfü­ gung. Die Grenzwerte sind unabhängig von den momentanen, verän­ derlichen Reibbedingungen zwischen der Fahrbahnoberfläche und den Rädern.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung gehen aus den Un­ teransprüchen hervor.

Gemäß der Ausgestaltung nach dem Anspruch 3 ist der Bremsdruck auf ungefähr die Hälfte des maximalen Bremsdrucks begrenzt. Die­ ser Wert ist in Abhängigkeit der konstruktiven Merkmale des Fahrzeugs zu bestimmen, also insbesondere in Abhängigkeit der maximal erzielbaren Verzögerung und der Achslastverteilung bei Leerfahrt.

Zweckmäßigerweise liegt der Grenzwert für die Fahrzeugverzöge­ rung bei ca. 70% der maximal erreichbaren Fahrzeugverzögerung.

Bei den Mitteln zum Begrenzen des Bremsdrucks kann es sich um ein elektrisch oder fluidisch schaltbares Wegeventil handeln, das bei Vorliegen eines stabilitätskritischen Zustandes in eine Schaltstellung umgeschaltet wird, die den Bremsdruck begrenzt, wobei in der sonst vorliegenden Ruhestellung der Bremsdruck un­ gemindert weitergeleitet wird. Eine besonders einfache Ausfüh­ rung der Erfindung ergibt sich, wenn das Wegeventil fluidisch schaltbar ist und die Mittel zum Erfassen eines stabilitätskri­ tischen Zustandes als Mittel zum Erfassen der Hinterachslast ausgebildet sind und eine Erfassungsleitung für einen Balgdruck eines Luftfederbalgs aufweisen, wobei dieser Balgdruck über die Erfassungsleitung an den fluidischen Schalter des Wegeventils geführt ist.

Gemäß weiteren Ausgestaltungen der Erfindung erfolgt in Abhän­ gigkeit des Betätigungsweges eines Bedienelementes entweder eine Regelung der Verzögerung des Fahrzeuges oder eine Regelung des Bremsdrucks in den Radbremsen. Dabei kann gemäß weiterer Ausge­ staltung der Erfindung, die Zuordnung zwischen Betätigungsweg und Fahrzeugverzögerung bzw. Bremsdruck im Falle des Unter­ schreitens des Mindestlastwertes in Richtung geringerer Fahr­ zeugverzögerung abgeändert werden.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnung näher er­ läutert. Es zeigen:

Fig. 1 die schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Bremsanlage,

Fig. 2 die schematische Darstellung einer weiteren Ausführungs­ form einer zur Durchführung der Erfindung geeigneten Bremsanlage und

Fig. 3 Kennlinien der Zuordnung zwischen Betätigungsweg des Be­ dienelementes und Fahrzeugverzögerung bzw. Bremsdruck in den Radbremszylindern.

Fig. 1 zeigt eine vereinfachte schematische Darstellung einer erfindungsgemäß ausgestalteten pneumatischen Bremsanlage, wie sie üblicherweise in Nutzfahrzeugen verwendet wird. Auf die Dar­ stellung eventueller Bremsdrucksteuer- oder Bremsdruckregel­ einrichtungen, wie sie beispielsweise für ein ABS-System erfor­ derlich sind, wurde verzichtet, da sie in der dargestellten Aus­ führung die Funktion der Bremsdruckbegrenzung nicht beeinflußt.

Bei einem Betätigen der Betriebsbremse wird gesteuert vom Be­ triebsbremsventil 51 aus dem Vorratsbehälter 50 ein Bremsdruck an der Eingangseite des 3/2-Wegeventils 52 erzeugt. Das Mittel zum Erfassen eines stabilitätskritischen Zustands ist der Schal­ ter 53, der zwischen Spannungsquelle 54 und Schaltrelais des We­ geventils 52 angeordnet ist. Der Schalter ist beispielsweise im Kupplungskopf für eine Bremsleitung des Aufliegers enthalten. Der Schalter 53 ist geöffnet (Stromkreis unterbrochen), solange ein Auflieger angekoppelt ist. Dann befindet sich das Wegeventil 52 in seiner dargestellten Ruhestellung, der Bremsdruck wird un­ verändert an die Radbremszylinder 56a, 56b der Vorderachse wei­ tergeleitet. Ist kein Auflieger angekoppelt, so ist der Schalter 53 geschlossen. Das Schaltrelais des Wegeventils 52 ist bestromt und das Wegeventil 52 wird in seine Schaltstellung umgeschaltet. Dann gelangt der Bremsdruck vom Ausgang des Betriebsbremsventils 51 zum Druckbegrenzer 55, der den Bremsdruck, der von ihm zu den Radbremszylindern 55a, 55b weitergeleitet wird, auf ca. 50% des maximalen Bremsdrucks begrenzt. Das Wegeventil 52 und der Druck­ begrenzer können baulich als eine Einheit ausgebildet sein und sie bilden zusammen die Mittel zum Begrenzen des Bremsdrucks in den Radbremszylindern.

Die Fig. 2 zeigt die schematische Darstellung einer Bremsanlage. Die Bremsanlage weist zwei getrennte Bremskreise I, II auf. Je­ der der Bremskreise speist die Radbremsen einer Achse (VA, HA). Im Bremskreis II, der zu den Radbremszylindern 16a, 16b der Hin­ terachse HA führt, ist ein Steuerventil 11 angeordnet, das in Abhängigkeit von der Achslast an der Hinterachse den der Hinter­ achse zugeführten Bremsdruck mindert. Ein der Hinterachslast entsprechendes Signal wird von dem Steuerventil 11 an die Steu­ ereinrichtung 10 weitergeleitet. Der Steuereinrichtung 10 wird ferner das Signal eines Sensors 12, das den Betätigungsweg s des Bedienelementes 13 der Betriebsbremse erfaßt und ein das die Fahrzeugverzögerung repräsentierendes Signal zugeführt. Die Steuereinrichtung 10 steuert die lediglich schematisch darge­ stellten Bremsdruckregelventile 14, 15 der Vorder- und der Hin­ terachse an. Über die Bremsdruckregelventile 14, 15 kann der Bremsdruck in den Radbremsen gegenüber dem Bremsdruck, der ent­ sprechend dem Betätigungsweg s des Bedienelementes 13 eingesteu­ ert wird, zumindest verringert werden. Es ist auch möglich und allgemein bekannt, die Bremsdruckregelventile 14, 15 als Venti­ lanordnungen so auszubilden, daß der Bremsdruck in den Rad­ bremszylindern 16a, . . ., 16d einer Achse bzw. jedes Rades einer Achse durch die Steuereinrichtung 10 so geregelt wird, daß jedem Betätigungsweg s eine bestimmte Fahrzeugverzögerung a zugeordnet ist. Dabei ist es eine Vereinfachung, wenn anstelle zusätzlicher Bremsdruckregelventile die Regelventile des ABS-Systems hierzu herangezogen werden.

Unabhängig wie die Regelung des Bremsdrucks in den Radbremszy­ lindern 16a, . . ., 16d erfolgt ist es jedoch stets möglich, über die Steuereinrichtung 10 den Bremsdruck so zu regeln, daß die Verzögerung a, die beispielsweise aus gemessenen Raddrehzahlen ermittelt wird, einen Grenzwert d nicht überschreitet. Auch die­ ser Grenzwert ist auf die am Fahrzeug vorliegenden Verhältnisse anzupassen, also auf die tatsächliche Achslastverteilung und die Verzögerung des Fahrzeugs, bei der die dynamische Achslastver­ teilung sich soweit auswirkt, daß an der Hinterachse nicht mehr ausreichende Seitenführungskräfte übertragen werden.

Neben der Erfassung der Achslast über das Steuerventil 11 kann eine entsprechende Erfassung der Achslast auch über den Balg­ druck der Luftfederung der entsprechenden Achse, der Erfassung des Federweges der Blatt- oder Schraubenfeder der Achse oder ei­ nen an der Sattelkupplung angeordneten Schalter, der zwischen angekuppeltem Auflieger und abgekuppeltem Auflieger unterschei­ det, erfolgen.

Die zu unterschreitende Mindestlast ist immer ein Zustand, der dem entladenen Fahrzeug entspricht, also beispielsweise maximal entlastete Feder oder minimaler Balgdruck.

In der Fig. 3 sind unterschiedliche Verläufe der Beziehung zwi­ schen Fahrzeugverzögerung a bzw. Bremsdruck in den Radbremszy­ lindern der Vorderachse in Abhängigkeit des Betätigungsweges s des Bedienelementes 13 dargestellt.

Die durchgezogen dargestellte Linie A kennzeichnet die bei bela­ denem Fahrzeug anzuwendende Beziehung. Es handelt sich dabei um eine lineare Beziehung. Die strichpunktierte Kennlinie B zeigt eine sich gegenüber der Linie A dahingehend unterscheidende Kennlinie, daß hierbei einem bestimmten Pedalweg geringere Fahr­ zeugverzögerungen a zugeordnet sind. Die erfindungsgemäße Vorge­ hensweise entspricht der gestrichelt dargestellten Kennlinie C im als stabilitätskritisch erkannten Betrieb. Hierbei wird, wenn die Fahrzeugverzögerung den Grenzwert von beispielsweise 70% der maximalen Verzögerung aMAx erreicht hat, der Bremsdruck in den Radbremsen so geregelt, daß die Fahrzeugverzögerung auf diesen Wert begrenzt ist. Ein weiterer Anstieg der Verzögerung ist nicht möglich. Im Falle des Bremsdrucks beträgt der Grenz­ wert d ca. 50% des maximalen Bremsdrucks PvaMax.

Claims (9)

1. Bremsanlage für Fahrzeuge mit einer Vorderachse (VA) und we­ nigstens einer Hinterachse (HA), wobei die Bremsanlage ein zweikreisiges Betriebsbremsventil (51) für Bremskreise (I, II) aufweist, die jeweils unabhängig voneinander Radbremszylinder (16c, 16d; 56a, 56b; 16a, 16b) einer Achse mit Bremsdruck versorgen, wobei ferner Mittel (53; 11, 10) zum Erfassen eines stabilitätskritischen Zu­ standes des Fahrzeuges vorgesehen sind und wobei im Brems­ kreis (I) der Vorderachse (VA) Mittel (52, 55; 14) zur Be­ einflussung des Bremsdruckes an den Radbremszylindern der Vorderachse angeordnet sind, die von den Mitteln (53; 11, 10) zum Erfassen eines stabilitätskritischen Zustands an­ steuerbar sind dadurch gekennzeichnet, dass beim Bremsen und bei Vorliegen eines stabilitätskriti­ schen Zustands über die Mittel (52, 55; 14) zur Beeinflus­ sung des Bremsdrucks an den Radbremszylindern der Vorderach­ se der Bremsdruck (Pva) auf einen festen Grenzwert (d) eines maximal erreichbaren Wertes (PvaMax)begrenzt ist oder zumin­ dest über die Mittel (52, 55; 14) zur Beeinflussung des Bremsdrucks an den Radbremszylindern der Vorderachse die Fahrzeugverzögerung (a) auf einen festen Grenzwert (d) eines maximal erreichbaren Wertes (aMax) begrenzt ist.

2. Bremsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel (52, 55; 14) zur Beeinflussung des Bremsdrucks an den Radbremszylindern der Vorderachse nach dem Betriebsbremsventil (51) und vor den Radbremszylindern (56a, 56b; 16c, 16d) angeordnet sind.

3. Bremsanlage nach Anspruch 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet, dass der Grenzwert (d) ungefähr die Hälfte des maximalen Bremsdruckes (PvaMax) beträgt.

4. Bremsanlage nach Anspruch 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet, dass der Grenzwert (d) ungefähr 70% der maximal erreichbaren Verzögerung (aMax) beträgt.

5. Bremsanlage nach einen der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zur Beeinflussung des Bremsdrucks an den Radbremszylindern der Vorderachse als elektrisch oder flui­ disch schaltbares Wegeventil (52) und als Druckbegrenzer (55) ausgeführt sind, wobei sich das Wegeventil (52) in ei­ ner Ruhestellung befindet, solange ein stabilitätskritischer Zustand nicht erfaßt ist und wobei das Wegeventil (52) beim Vorliegen eines stabilitätskritischen Zustandes in eine Schaltstellung umgeschaltet wird, wobei in der Ruhestellung der Bremsdruck das Wegeventil (52) ungemindert passiert, während in der Schaltstellung der Bremsdruck über den Druck­ begrenzer (55) auf den Grenzwert (d) begrenzt ist (Fig. 1).

6. Bremsanlage nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zur Beeinflussung des Bremsdruckes an den Radbremszylindern der Vorderachse als Bremsdruckregelventil (14) ausgeführt sind (Fig. 2).

7. Bremsanlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Bremsdruckregelventil (14) die Ventile eines im Fahrzeug vorhandenen Antiblockiersystems sind.

8. Bremsanlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Bremsdruckregelventil (14) durch eine Steuerein­ richtung (10) ansteuerbar ist, welcher von einem Steuerven­ til (11) ein die Achslast der Hinterachse repräsentierendes Signal und von dem Betriebsbremsventil (51) ein den Betäti­ gungsweg (s) seines Bedienelementes repräsentierendes Signal zugeführt wird, wobei der Bremsdruck in den Radbremszylinde­ ern (16c, 16d) von der Steuereinrichtung (10) derart gere­ gelt wird, dass zwischen Betätigungsweg (s) des Bedienele­ mentes und Bremsung (Pva; a) des Fahrzeugs die vorgegebene begrenzte Beziehung besteht.

9. Bremsanlage nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass jedem Betätigungsweg (s) eine bestimmte Fahrzeugverzö­ gerung (a) zugeordnet ist.