DE4010551A1

DE4010551A1 - Verfahren und vorrichtung zur verbesserung des bremsverhaltens eines kraftfahrzeugs

Info

Publication number: DE4010551A1
Application number: DE4010551A
Authority: DE
Inventors: Uenal Gazyakan
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 1989-04-07
Filing date: 1990-04-02
Publication date: 1990-10-11

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Verbesserung des Bremsverhaltens eines mit zumindest einer angetriebenen Radachse versehenen Kraftfahrzeugs, bei welchem auf der Radachse angeordnete Antriebsräder von einer Antriebseinheit aus über ein Differentialgetriebe antreibbar und über eine dem Differentialgetriebe in Antriebsrichtung vorgeordnete Bremseinrichtung, vorzugsweise einen Retarder, abbremsbar sind, mit einer Überwachungseinheit, die eine Steuereinheit aktiviert, wenn sich die Drehzahl eines der Antriebsräder einem Blockierzustand nähert.

Ein Verfahren der vorgenannten Gattung ist bekannt aus der EP-A 02 41 872. Die Bremseinrichtung, die als hydrodynamischer Retarder ausgebildet ist, kann danach über ein elektro-hydraulisches Ventilsystem in ihrem Bremsmoment verändert werden. Dieses elektro-hydraulische Ventilsystem wird von der Steuereinheit in der Weise beeinflußt, daß bei einer plötzlichen Verminderung der Winkelgeschwindigkeit eines oder beider Antriebsräder eine Reduzierung des über eine Kardanwelle und ein Differentialgetriebe übertragenen Bremsmoments erfolgt. Anderenfalls würde bei einem derartigen Fahrzeug, dessen Antriebsräder auf einem Untergrund mit unterschiedlichem Kraftschlußbeiwert abgebremst werden, folgendes Problem auftreten: Am Antriebsrad mit geringem Kraftschlußbeiwert tritt ein Blockierzustand ein, der aufgrund der Differentialwirkung des Differentialgetriebes zur Drehrichtungsumkehr dieses zunächst blockierten Antriebsrades und zu entsprechend geringer Bremsmomentübertragung des auf trockener Fahrbahn laufenden Antriebsrades führt. Der Nachteil dieses Verfahrens ist aber, daß das Bremsmoment in diesen Situationen stets nach der Bodenhaftung des mit geringerem Kraftschlußbeiwert abgebremsten Antriebsrades bemessen ist. Diese Verringerung des Bremsmoments führt aber zu einer unzulässigen Verlängerung des Bremswegs.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Kraftfahrzeug mit einer dem Differentialgetriebe vorgeschalteten Bremseinrichtung im Falle einer Blockierbremsung eines der Antriebsräder das Bremsmoment auf das Antriebsrad mit der größeren Haftreibung zu übertragen.

Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren zur Verbesserung des Bremsverhaltens eines mit zumindest einer angetriebenen Radachse versehenen Kraftfahrzeugs der genannten Gattung nach dem kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 dadurch gelöst, daß die Steuereinheit bei Überschreitung eines Schwellwertes einer Drehzahldifferenz der beiden Antriebsräder die Ausgleisbewegung des Differentialgetriebes geregelt reduziert oder sperrt. Durch dieses Hemmen oder Sperren der Ausgleichsbewegung kann erreicht werden, daß zumindest das halbe Bremsmoment auf das auf trockenem Untergrund laufende Antriebsrad übertragen wird. Dadurch ist eine größtmögliche Bremsverzögerung erzielbar.

Aus der DE-OS 20 16 710 ist zwar eine gemeinsam mit einer Bremse betriebene Differentialsperre bekannt; die Bremse ist dabei aber auf einem Differentialkorb des Diffentialgetriebes angeordnet, und es soll durch eine gleichzeitige Sperrenbetätigung sichergestellt werden, daß beide Fahrzeugräder abgebremst werden. Ein möglicherweise an den Antriebsrädern auftretender Blockierzustand wird dabei nicht erfaßt und dient daher auch nicht als Parameter für die Regelung der Differentialsperre.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung soll gemäß Anspruch 1 die Steuereinheit bei Überschreitung des Schwellwertes eine im Differentialgetriebe angeordnete Sperrkupplung einrücken. Somit kann in vorteilhafter Weise eine Sperrkupplung, die beim Auftreten von Antriebsschlupf betätigbar ist, auch dazu dienen, das über die Bremseinrichtung in den Antriebsstrang eingeleitete Bremsmoment anteilig auf das mit höherer Haftreibung abrollende Antriebsrad zu übertragen.

Da bei der Übertragung des anteiligen oder gesamten Bremsmoments auf das eine größere Haftreibung aufweisende Antriebsrad trotz der günstigen Voraussetzungen letztendlich auch ein Blockierzustand auftreten kann, soll gemäß Anspruch 3 die Steuereinheit das Bremsmoment der Bremseinrichtung reduzieren, wenn sich nach erfolgter Reduzierung oder Sperrung der Ausgleichsbewegung des Differentialgetriebes die Drehzahl des Antriebsrades mit höherem Kraftschlußbeiwert einem Blockierzustand nähert.

Die Erfindung betrifft gemäß Anspruch 4 auch eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 oder 2 für ein Kraftfahrzeug, dessen Antriebsräder zumindest einer der beiden Radachsen über ein Differentialgetriebe und Halbwellen von einer Antriebseinheit antreibbar sind, wobei Signalgeber einer Überwachungseinheit, die den Antriebsrädern zur Erfassung ihrer Drehzahl zugeordnet sind, mit einer Steuereinheit in Verbindung stehen und wobei dem Differentialgetriebe in Antriebsrichtung ein Retarder vorgeschaltet ist. Dabei soll die Steuereinheit an ein Stellglied einer Sperrkupplung des Differentialgetriebes angeschlossen sein. Diese Sperrkupplung ist vorzugsweise als reibschlüssige Kupplung ausgebildet. Es bestehen gegebenenfalls auch Möglichkeiten, für den vorgesehenen Zweck eine formschlüssige Kupplung vorzusehen. Das Stellglied der Kupplung kann elektro magnetisch oder elektro-hydraulisch betätigt werden und rückt die Sperrkupplung ein, wenn die Drehzahldifferenz der beiden Antriebsräder während einer Bremsung einen Schwellwert überschreitet.

Schließlich soll nach Anspruch 5 die Steuereinheit mit einem Magnetventil verbunden sein, das die Füllung des hydrodynamisch wirkenden Retarders oder den Schwenkwinkel eines hydrostatisch wirkenden Retarders entsprechend der am Antriebsrad mit höherem Kraftschlußbeiwert ermittelten Blockierneigung regelt.

Die Erfindung ist nicht auf die Merkmalskombination der Ansprüche beschränkt. Für den Fachmann ergeben sich weitere sinnvolle Kombinationsmöglichkeiten von Ansprüchen und einzelnen Anspruchsmerkmalen aus der Aufgabenstellung.

Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird auf die Zeichnung verwiesen, in der ein Ausführungsbeispiel schematisch dargestellt ist.

In der Fig. ist mit 1 eine Brennkraftmaschine bezeichnet, der eine als hydrodynamischer Retarder ausgebildete Bremseinrichtung 2 und ein Getriebe 3 nachgeschaltet sind. Das Getriebe 3 treibt über eine Kardanwelle 4 und ein Differentialgetriebe 5 eine Radachse 6 an, wobei Halbwellen 7 und 8 dieser Radachse 6 jeweils zu Antriebsrädern 9 und 10 führen. Jedem der Antriebsräder 9 und 10 ist jeweils ein Signalgeber 11 und 12 einer Überwachungseinheit zugeordnet, wobei diese die Raddrehzahl n _L bzw. n _R überwachenden Signalgeber 11 und 12 an eine Steuereinheit 13 angeschlossen sind. Der hydrodynamische Retarder 2 ist über ein als 4/2-Wegeventil ausgebildetes Magnetventil 14 mit einer Druckmittelversorgung verbunden. Dieses Magnetventil 14 steuert die Befüllung des hydrodynamischen Retarders 2 und somit dessen Bremsmoment. Die Bremseinrichtung 2 kann auch in anderer Form realisiert sein, d.h., es besteht die Möglichkeit, eine Wirbelstrombremse, einen hydrostatischen Retarder oder eine mechanische Bremseinrichtung vorzusehen. Außerdem kann diese Bremseinrichtung auch ausgangsseitig des Getriebes 3 angeordnet sein.

Das Differentialgetriebe 5 weist weiterhin eine Sperrkupplung 15 auf, die für eine gleichmäßige Verteilung des Bremsmoments auf die beiden Halbwellen 7 und 8 bzw. Antriebsräder 9 und 10 im Falle ihrer Betätigung sorgt. Zur Betätigung der Kupplung 15 dient ein Stellglied 16, das an die Steuereinheit 13 angeschlossen ist.

Die Funktion der Vorrichtung nach Fig. 1 ist folgende: Nähert sich das Antriebsrad 9 bei Betätigung der Bremseinrichtung 2 einem Blockierzustand, so werden durch die Signalgeber 11 und 12 Raddrehzahlen n _L bzw. n _R erfaßt und der Steuereinheit 13 zugeleitet, die stark differieren. Die Steuereinheit 13 betätigt das Stellglied 16, wenn die Drehzahldifferenz einen Schwellwert Δ n<Δ n _GRENZ überschreitet, so daß die Ausgleichsbewegung des Differentialgetriebes 5 durch ein Einrücken der Kupplung 15 aufgehoben wird. Dadurch kann das anteilige Bremsmoment auf das mit größerer Haftreibung abrollende Antriebsrad 10 übertragen werden, so daß trotz einseitiger Radblockierung das Kraftfahrzeug abbremsbar ist. Nähert sich die Raddrehzahl des Antriebsrades 10 in dieser Phase einem Blockierzustand, so werden diese Bedingungen über den Signalgeber 12 erfaßt, und die Steuereinheit 13 beeinflußt das Magnetventil 14 derart, daß dieses das Bremsmoment des Retarders 2 reduziert.

Bezugszeichen

1 Brennkraftmaschine
2 Bremseinrichtung
3 Getriebe
4 Kardanwelle
5 Differentialgetriebe
6 Radachse
7 Halbwelle
8 Halbwelle
9 Antriebsrad
10 Antriebsrad
11 Signalgeber
12 Signalgeber
13 Steuereinheit
14 Magnetventil
15 Sperrkupplung
16 Stellglied
n _L Raddrehzahl des linken Antriebsrades
n _R Raddrehzahl des rechten Antriebsrades
Δ n Differenz der Raddrehzahlen
Δ n _Grenz Schwellwert

Claims

1. Verfahren zur Verbesserung des Bremsverhaltens eines mit zumindest einer angetriebenen Radachse (6) versehenen Kraftfahrzeugs, bei welchem auf der Radachse (6) angeordnete Antriebsräder (9 und 10) von einer Antriebseinheit (1 und 3) aus über ein Differentialgetriebe (5) antreibbar und über eine dem Differentialgetriebe (5) in Antriebsrichtung vorgeordnete Bremseinrichtung (2), vorzugsweise einen Retarder, abbremsbar sind, mit einer Überwachungseinheit (11, 12), die eine Steuereinheit (13) aktiviert, wenn sich die Drehzahl n _R bzw. n _L eines der Antriebsräder (9 oder 10) einem Blockierzustand nähert, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinheit (13) bei Überschreitung eines Schwellwertes Δ n _Grenz einer Drehzahldifferenz Δ n der beiden Antriebsräder (9 oder 10) die Ausgleichsbewegung des Differentialgetriebes (5) geregelt reduziert oder sperrt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinheit (13) bei Überschreitung des Schwellwertes Δ n _Grenz eine im Differentialgetriebe (5) angeordnete Sperrkupplung (15) einrückt.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinheit (13) das Bremsmoment der Bremseinrichtung (2) reduziert, wenn sich nach erfolgter Reduzierung oder Sperrung der Ausgleichsbewegung des Differentialgetriebes (5) die Drehzahl n _L bzw. n _R des Antriebsrades (9 oder 10) mit höherem Kraftschlußbeiwert einem Blockierzustand nähert.

4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 oder 2 für ein Kraftfahrzeug, dessen Antriebsräder (9 und 10) zumindest einer der beiden Radachsen (6) über ein Differentialgetriebe (5) und Halbwellen (7 und 8) von einer Antriebseinheit (1 und 3) antreibbar sind, wobei Signalgeber (11 und 12) einer Überwachungseinheit, die den Antriebsrädern (9 und 10) zur Erfassung ihrer Drehzahl zugeordnet sind, mit einer Steuereinheit (13) in Verbindung stehen, und wobei dem Differentialgetriebe (5) in Antriebsrichtung ein Retarder (2) vorgeschaltet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinheit an ein Stellglied (16) einer Sperrkupplung (15) des Differentialgetriebes (5) angeschlossen ist.

5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinheit (13) mit einem Magnetventil (14) verbunden ist, das die Füllung des hydrodynamisch wirkenden Retarders (2) oder den Schwenkwinkel eines hydrostatisch wirkenden Retarders entsprechend der am Antriebsrad (9 oder 10) mit höherem Kraftschlußbeiwert ermittelten Blockierneigung regelt.