DE2911372C2

DE2911372C2 -

Info

Publication number: DE2911372C2
Application number: DE2911372A
Authority: DE
Inventors: Erwin Dr. 3050 Wunstorf De Petersen
Original assignee: Wabco Westinghouse Fahrzeugbremsen GmbH
Current assignee: ZF CV Systems Hannover GmbH
Priority date: 1979-03-23
Filing date: 1979-03-23
Publication date: 1988-03-10
Also published as: FR2451850B1; DE2911372A1; FR2451850A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Bremsvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Beim Anfahren am Berg, insbesondere bei Lastkraftwa gen, kann es vorkommen, daß das Fahrzeug nach dem Lösen der Feststellbremse (Handbremse) zunächst zurückrollt, da der Motor noch nicht vollständig eingekuppelt ist und die Motorkraft noch nicht ausreicht, um das Fahrzeug in der gewünschten Richtung anzutreiben.

Es ist bereits eine Vorrichtung der eingangs erwähn ten Art (Rücklaufsperre) bekannt (DE-OS 26 50 383), die das unerwünschte Zurückrollen an Steigungen verhindern soll. Als Lösung wird ein federbelasteter Klemmfreilauf angegeben, der bei eingelegtem Rück wärtsgang gelöst wird und bei Vorwärtsfahrt nicht bremst.

Eine solche Lösung ist jedoch allenfalls für Personen kraftwagen geeignet, da bei Lastkraftwagen wegen der dort auftretenden relativ hohen Kräfte ein zu hoher Bauaufwand entstehen würde.

Es ist weiter aus der US-PS 34 39 782 eine Vorrich tung bekannt, bei der automatisch die Handbremse betätigt wird, wenn das Fahrzeug steht, und die Handbremse automatisch gelöst wird wenn das Kupplungspedal losgelassen und gleichzeitig das Gaspedal getreten wird. Durch diese Anordnung soll das Anfahren am Hang erleichtert werden.

Die bei der bekannten Vorrichtung notwendigen Schalter an Kupplung und Gaspedal sind relativ schwierig zu realisieren, da es auf den genauen Schaltpunkt im Verhältnis zum Pedalweg ankommt. Hier können, insbesondere durch den Verschleiß der Kupp lungsbeläge, Verschiebungen auftreten, wodurch die einwandfreie Funktion der Rücklaufsperre nicht mehr gewährleistet ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine insbesondere für Lastkraftwagen bzw. Nutzfahrzeuge geeignete Rücklaufbremse anzugeben, die mit ein fachen Mitteln auskommt.

Die obengenannte Aufgabe wird durch die im Patent anspruch 1 angegebene Erfindung gelöst. Weiterbil dungen und vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Die Rücklaufbremse soll ferner möglichst auch wirksam sein, wenn das Fahrzeug rückwärts eine Steigung hinauffahren soll. Dies ist beim ange führten Stand der Technik nicht der Fall.

Im Gegensatz zum Stand der Technik wird bei der Erfindung die Bremse dann angelegt, wenn das Fahr zeug zurückzurollen beginnt, und gelöst, wenn es steht. Ein geringfügiges verlangsamtes Zurückrollen wird im Ansatz also zugelassen.

Die erfindungsgemäße Bremsvorrichtung soll im folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert werden. Die Zeichnung zeigt in

Fig. 1 eine erste Ausführung im Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Brems vorrichtung mit nur einem Ventil,

Fig. 2 einen unterschiedlichen Logikteil im Blockschaltbild für die erste Aus führung,

Fig. 3 eine zweite Ausführung im Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Brems vorrichtung mit zwei Ventilen,

Fig. 4 ein Diagramm zur ersten Ausführung mit einem Ventil,

Fig. 5 ein Diagramm zur zweiten Ausführung mit zwei Ventilen,

Fig. 6 eine Ausführung im Blockschaltbild nach Fig. 1 und 2 mit Ansteuerung der Betriebsbremse,

Fig. 7 eine Ausführung im Blockschaltbild nach Fig. 3 mit Ansteuerung der Be triebsbremse.

In Fig. 1 ist mit 1 ein vorzugsweise ungebremstes Rad des Fahrzeugs bezeichnet. An dem Rad 1, das vorteilhaft nicht der Feststellbremse zugeordnet ist, ist ein verzahntes Pol rad 2 befestigt.

Anstelle des Rades 1 kann auch die Tachowelle oder ein an deres sich drehenes Bauteil des Fahrzeugs verwendet werden. Das Polrad ist zweckmäßig mit einer relativ engen Teilung der Zähne versehen, da niedrige Geschwindigkeiten ausgewer tet werden müssen. Es kann ferner noch eine nachfolgende Fre quenzvervielfachung vorgesehen werden.

Dem Polrad 2 liegen zwei Sensoren 3 und 4 gegenüber. Da die Sensoren nicht nur die Radgeschwindigkeit, sondern auch die Drehrichtung erfassen sollen, unterscheidet sich ihr Abstand von der Zahnteilung.

Da die Sensoren 3, 4 sehr geringe Radgeschwindigkeiten er fassen müssen, sind sie vorteilhaft als aktive Wandler, bei spielsweise als Hafteffektelemente oder Lichtschranken auf gebaut.

Die Signale der Sensoren 3, 4 gelangen anschließend zu einer Impulsformerstufe 5 mit eingebautem Richtungsdiskriminator. Ein die Drehrichtung enthaltendes digitales Ausgangssignal wird über eine Leitung 29 direkt einem Logikteil 7 zugeführt. Das Logikteil 7 hat die Eingänge 30, 29, 33, 34 sowie den Ausgang 31. Die Eingänge 30, 34 sind über ein UND-Glied 15 an den Ausgang 31 geschaltet. Die Eingänge 29, 33 sind an ein UND- Glied 14 geschaltet, dessen am Eingang 33 liegender Pol ne giert ist. Der Ausgang des UND-Gliedes 14 ist an einen drit ten Eingang des UND-Gliedes 15 gelegt. Das Ausgangssignal hat den Wert 0 für Vorwärtsdrehung, I für Rückwärtsdrehung und 0 oder I, je nach dem letzten Meßwert, für Stillstand.

Die Impulsformerstufe 5 formt die von dem Sensor 3 oder 4 gelieferte Signalfolge in eine rechteckförmige Impulsfolge mit der gleichen oder einer höheren Frequenz um und leitet diese weiter an einen Frequenzspannungswandler 6 mit Schwell wertverhalten. Sofern die ermittelte Geschwindigkeit eine Schwelle überschreitet, wird dem Logikteil 7 über eine Lei tung 30 ein Signal zugeleitet. Dieses Signal hat den Wert 0 für Stillstand und I für einen Geschwindigkeitsbetrag größer Null.

Weiterhin ist das Logikteil 7 an das Fahrzeuggetriebe 25 an geschlossen, wobei ein Signal eingegeben wird, wenn der Rück wärtsgang eingelegt ist.

Ein weiterer Eingang liegt an einem Ausschalter 26. Mit die sem Schalter kann der Fahrer die Rücklaufbremse bei Bedarf abschalten, indem der Logik ein 0-Signal zugeführt wird.

Die Logik 7 ist so geschatet, daß am Ausgang ein High-Signal abgegeben wird, sofern an allen Eingängen außer dem Eingang für das Getriebe ein High-Signal ansteht. Dieser Zustand be deutet, daß das Fahrzeug rückwärts rollt, der Rückwärtsgang aber nicht eingeschaltet ist.

Das Ausgangssignal der Logik 7 wird über einen Treiber 27 ei nem Magnetventil 10 zugeführt. Durch die Betätigung des Wege ventils wird ein Federspeicherbremszylinder 13, der vorher durch Betätigung eines Handbremsventils 28 (Lösen der Fest stellbremse) belüftet worden war, wieder entlüftet. Hier durch wird das zurückrollende Fahrzeug gebremst. Die Entlüf tung des Wegeventils 10 kann zusätzlich eine Drosselstelle (nicht dargestellt) aufeisen.

Die Wirkungsweise der Bremsvorrichtung nach Fig. 1 kann auch anhand des Diagramms aus Fig. 4 erklärt werden.

In Fig. 4a sind die Bremskraft F _Br des Fahrzeugs, die Hang abtriebskraft F _ab, die Geschwindigkeit v und der Weg s über der Zeit t aufgetragen.

In der Fig. 4b sind die gleichen Größen enthalten, jedoch ist zusätzlich eine mit der Zeit steigende Antriebskraft F _an (Motorkraft) eingetragen. In beiden Darstellungen sind ferner noch die Ansteuersignale für das Wegeventil 10 enthalten.

Bei einem Anfahrvorgang wird zum Zeitpunkt t ₁ die Hand bremse gelöst. Hierdurch sinkt die Bremskraft, bis im Zeitpunkt t ₂ die Abtriebskraft F _ab überwiegt, und das Fahr zeug rückwärts anrollt. Daraufhin gibt die Logik 7 im Zeitpunkt t ₃ ein Signal auf das Wegeventil 10, wodurch der Federspeicherbremszylinder 13 nach einer Ventiltotzeit T _T im Zeitpunkt t ₃ entlüftet wird und die Bremskraft F _br wie der ansteigt. Im Zeitpunkt t ₄ ist das Fahrzeug wieder zum Stillstand gekommen, und nach Abfall des Ausgangssignals der Logik 7 wird der Bremsdruck wieder abgesenkt. Es wiederholt sich nun der eingangs beschriebene Verlauf.

Falls nun zum Zeitpunkt t ₅ (Fig. 4b) eine Motorkraft einge steuert wird, rollt das Fahrzeug nur solange zurück, bis im Zeitpunkt t ₆ die Antriebskraft F _an die Abtriebskraft F _ab übersteigt. Im Anschluß hieran bleiben weitere Bremsungen aus, da der Richtungsdiskriminator 5 kein Signal für Rück wärtsfahrt mehr abgibt, und das Fahrzeug fährt in der ge wünschten Richtung an.

In Fig. 2 ist mit 8 eine Variante der Logik 7 bezeichnet. Die Logik 8 arbeitet im Prinzip wie die Logik 7, hat jedoch eine zusätzliche Funktion. Hier hebt der eingelegte Rückwärts gang die Wirkung der Rücklaufbremse nicht auf, sondern inver tiert das Drehrichtungssignal. Hierdurch wird die Bremsvor richtung auch gegen unbeabsichtigtes Vorwärtsrollen beim Rückwärtsfahren am Berge wirksam.

Das Logikteil 8 besitzt die selben Ein- und Ausgänge wie das Logikteil 7. Die Eingänge 30 und 34 sind an ein UND-Glied 18 angeschlossen, dessen Ausgang an die Ausgangsklemme 31 gelegt ist. Der Eingang 29 führt zu einem UND-Glied 16 sowie zu einem negierten Eingang eines UND-Gliedes 17. Der Eingang 33 führt zum UND-Glied 17 sowie zu einem negierten Eingang des UND-Glie des 16. Die Ausgänge der UND-Glieder 16 und 17 sind an ein ODER-Glied 19 geschaltet. Der Ausgang des ODER-Gliedes 19 führt zu einem dritten Eingang des UND-Gliedes 18.

In Fig. 3 ist eine weitere Variante der erfindungsgemäßen Bremsvorrichtung dargestellt. Die Eingangsschaltung gleicht der oben bereits anhand der Fig. 1 beschriebenen Anordnung. Die Logik 9 hat jedoch zwei Ausgänge 31, 32, durch welche über Treiber 27 ein Auslaßventil 11 und ein Halteventil 12 angesteuert werden.

Das Logikteil 9 besitzt die selben Ein- und Ausgänge wie das Logikteil 7. Zusätzlich ist jedoch ein zweiter Aus gang 32 vorhanden. Der Eingang 30 ist an ein UND-Glied 23 gelegt. Der Eingang 29 ist an ein UND-Glied 20 sowie an ei nen negierten Eingang eines UND-Gliedes 21 gelegt. Der Ein gang 33 ist an das UND-Glied 21 sowie an einen negierten Ein gang des UND-Gliedes 20 gelegt. Die Ausgänge der UND-Glieder 20, 21 sind an ein ODER-Glied 24 gelegt, dessen Ausgang an einem UND-Glied 22 liegt. Der Eingang 34 liegt ebenfalls am UND-Glied 22. Der Ausgang des UND-Gliedes 22 ist an einen Eingang des UND-Gliedes 23 sowie an den Ausgang 32 angeschlos sen.

Die Funktionsweise dieser Vorrichtung mit zwei Ventilen wird im folgenden anhand des in Fig. 5 dargestellten Diagramms erläutert.

Zum Zeitpunkt t ₁ wird wiederum die Feststellbremse (Hand bremse) 29 gelöst und damit der Federspeicherbremszylinder 13 belüftet. Hierdurch sinkt die Bremskraft F _Br so weit, bis im Zeitpunkt t ₂ die Abtriebskraft F _ab überwiegt, und das Fahr zeug zurückrollt. Daraufhin gibt die Logik 9 zum Zeitpunkt t ₂ ein Signal auf das Auslaßventil 11 und das Halteventil 12, wodurch der Federspeicherzylinder 13 nach einer Ventiltot zeit T _t im Zeitpunkt t ₃ entlüftet, und damit das Fahrzeug wieder ansteigend gebremst wird. Durch das Halteventil 12 wird der Bremszylinder 13 vom Handbremsventil 28 abgesperrt und somit nicht weiter belüftet. Sobald im Zeitpunkt t ₄ das Fahrzeug wieder zum Stillstand gekommen ist, fällt nur das Ansteuerungssignal für das Auslaßventil 11 ab. Im Bremszylin der 13 wird hierdurch ein bestimmter Druck gehalten, der gerade ausreicht, um das Fahrzeug am Zurückrollen zu hindern.

Im Zeitpunkt t ₅ beginnt eine Motorkraft (F _an) zu wirken, welche im Zeitpunkt t ₆ so groß geworden ist, daß sie die Summe aus der Abtriebskraft F _ab und der Bremskraft F _Br des Bremszylinders übersteigt. Hierdurch kann das Fahrzeug anrollen. Nach einer Verzögerungszeit T _t fällt auch das Signal für das Halteventil 12 ab, da im Richtungsdiskrimi nator 5 die Vorwärtsfahrt erkannt worden ist. Hierdurch wird im Zeitpunkt t ₇ der Bremszylinder 13 wieder voll be lüftet, und das Fahrzeug kann seine Fahrt ungebremst fort setzen.

Anstelle der Federspeicherhilfsbremse 13 kann für die er findungsgemäße Bremsvorrichtung auch die Betriebsbremse (Betriebsbremszylinder 35) benutzt werden. Die grundsätz liche Wirkungsweise ändert sich dadurch nicht.

Gemäß Fig. 6 (Ein-Ventil-Ausführung) wird bei einer norma len Bremsung ein Bremsventil 36 betätigt und dadurch Druck luft vom Vorratsbehälter 37 über ein Wegeventil 38 zum Be triebsbremszylinder 35 geleitet.

Bei einer Rücklaufbremsung strömt die Druckluft über ein Reduzierventil 39, das Magnetventil 10 und das Wegeventil 38 zum Bremszylinder 35. Die Entlüftung beim Magnet ventil 10 über eine Drossel 40.

In Fig. 7 (Zwei-Ventil-Ausführung) wird zum Belüften das Magnetventil 11 zum Entlüften das Magnetventil 12 ange steuert. Im übrigen gleicht diese Ausführung der von Fig. 6.

Durch die beschriebene Erfindung wird der schwierige Anfahr vorgang am Berg wesentlich erleichtert.

Besondert vorteilhaft ist der Einsatz der erfindungsgemäßen Bremsvorrichtung in den Fällen, in denen das Fahrzeug mit einer Antiblockiervorrichtung ausgerüstet ist, da dann verschiedene Komponenten der Antiblockiervorrichtung wie z. B. das Polrad, die Sensoren, Teile der Logik, die Treiber sowie die Magnet ventile mitbenutzt werden können.

Claims

1. Bremsvorrichtung gegen unbeabsichtigtes Anrol len eines Fahrzeugs, insbesondere gegen Rückwärtsrollen beim Anfahren am Berg, bei der mindestens ein von dem oder den Ausgangssigna len einer Logik angesteuertes Magnetventil zur Betätigung einer Haltebremse des Fahrzeugs vorgesehen ist, gekenn zeichnet durch folgende Merkmale:

a) eine Einrichtung (2-6 ), welche eine Bewegung und die Bewegungs richtung des Fahrzeugs erkennt und entspre chende Drehsignale am Eingang (30, 29) der Logik (7; 8; 9) abgibt;
b) ein Signal, welches bei eingelegtem Rückwärts gang vom Getriebe (25) an einen Eingang (33) der Logik abgegeben wird; die Logik (7; 8; 9) wertet die Drehsignale (Eingang (30, 29)) der Einrich tung (2-6) und das Signal (Eingang (33)) des Getriebes (25) aus und erzeugt ein oder mehrere Ausgangssignale zur Betätigung der Haltebremse (Federspeicherhilfsbremse (13) oder Betriebsbremse (35)), wenn ein Anrollen des Fahrzeugs erkannt ist.

2. Bremsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (2-6) aus einem verzahnten Polrad (2), zwei Sensoren (3, 4), einer Impulsformerstufe (5) mit Rich tungsdiskriminator und einem Frequenzspannungsumwandler (6) mit Schwellwertverhalten besteht.

3. Bremsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Sensoren (3, 4) aktive Impulsgeber, die auch bei einer Geschwindigkeit von v χ 0 wirksam sind, eingesetzt werden.

4. Bremsvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Sensoren (3, 4) magnetfeldempfindliche oder opto elektronische Impulsgeber eingesetzt sind.

5. Bremsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Impulsformerstufe (5) oder der Frequenzspannungs umwandler (6) einen Frequenzverdoppler oder -vervielfacher enthält.

6. Bremsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Logik (7; 8; 9) ein Signal (Eingang (34)) eines Schalters (26) zuge führt ist, wobei der Schalter (26) zum Ein- und Aus schalten der Logik (7; 8; 9) dient.

7. Bremsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Logik (8) beim Vorhandensein eines Signals am Eingang (33) die Wirkung des Signals am Eingang (29) in vertiert (Fig. 2).

8. Bremsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Logik (9) zwei Ausgänge (31, 32) zur Ansteuerung zweier Magnetventile (11, 12) aufweist ( Fig. 3, 7).

9. Bremsvorrichtung nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekenn zeichnet, daß an der Entlüftung des Magnetventils (10) eine Drossel zum verzögerten Bremskraftabbau angebracht ist.

10. Bremsvorrichtung nach mindestens einem der vorhergehen den Ansprüche für ein Fahrzeug, das mit einem Antiblockier system ausgerüstet ist, dadurch gekennzeichnet, daß Komponenten des Antiblockiersystems mitbenutzt werden.