SE511441C3 - Bromsmomentreglering foer fordon - Google Patents

Description

10 2 Oavsett om ett dragfordon är utrustat med EBS, kommer under ett nödstopp det av bromsarna genererande bromsmomentet snabbt stiga till ett kortvarigt toppvärde innan det stabiliseras pà ett lägre värde. Denna effekt finns visad i figur 1 för ett trumbromssystem där bromsmoment visats som funktion av tid vid nödbromsning fràn tre olika hastigheter. Kurvan A representerar sälunda nödbromsning fràn 20 km/h, kurvan B fràn 60 km/h och kurvan C fràn 100 km/h. Det framgår att maxímivärdet för bromstoppmoment uppkommer när nödbromsning sker frän relativt tàg hastighet.

Användning av skivbromsar i kommersiella fordon blir alltmer omfattande.

Allmänt sett är skivbromsar lättare än motsvarande trumbromsar, och bidrar därigenom till att reducera ofiádrad vikt. De har dessutom förmåga att avge värrne effektivare än trumbromsar, vilket betyder att de ofta är mindre benägna att ge successivt försvagad bromsverkan fràn höga hastigheter. För att sakta ner ett tungt lastat lastfordon fràn höga hastigheter, mäste skivbromsarnas manöverorgan vara kapablawatt utöva högt tryck pà bromsklossarna. Såsom framgår av fig. 2, resulterar detta höga bromstryck i än större toppvärden för bromsmomentet jämfört med de som erhàtls med ett trumbromssystem när nödbromsning sker fràn motsvarande hastigheter.

De höga toppvärdena hos bromsmoment när nödbromsning sker fràn tàg hastighet, avsevärda problem för lastfordonstillverkaren. För det första, màste fordonets framtill på fordonet, upphängningskomponenter och axlar, särskilt dimensioneras för att motstå dessa bromstoppmoment. Detta medför avsevärd höjning av vikt och tillverkningskostnader. För det andra, kan- bromstoppmomentet vara tillräckligt för att aktivera ABS-systemet även om lastfordoneïtikörs pà en yta med hög friktion, exempelvis torr asfalt._ Pà sàderiš 'vtielreehsvtø hastigheter säg under 25 km/h, erhàtls i själva verket en kortarepromssträcka om ABIS ej slår till. För det tredje, kommer den êtlïfàftlga Skakninglsom fortplantas genom Iastfordonet vid nödtillslagning av ,t?ff.5lTl$,.êfÜ..a.å|ê9ê hastigheter medföra att lasten mäste förankras säkrare än och som representeras av kurvan D i tig. 2, ger upphov till ' vad som skulle vara fallet om sådana bromstoppmoment e] uppkom. Detta innebär naturligtvis att extra tid och kostnad uppkommer för att utrusta lastfordonet med adekvat lastkvarhållande anordning.

SAMMANFATTNING AV UPPFlNNlNGEN: Ett syfte med uppfinningen är därför att tillhandahålla ett förfarande och ett arrangemang for att övervinna de problem som är förknippade med bromstoppmoment som uppkommer vid nödbromsning från låga hastigheter.

Detta syfte uppnås med förfarandet enligt kravet 1 och med arrangemanget enligt kravet 11.

Föredragna utföringsformer av förfarandet och arrangemanget finns detaljerade i respektive beroende krav.

Uppfinningen tillhandahåller ytterligare användningav tryckreglerandei anordning i ett bromssystem hos ett hjulförsett fordon för att begränsa bromsmoment som genereras av nämnda bromssystem till ett förutbestämt värde under ett maximivárde när nämnda fordon körs under en förutbestämd hastighet när nämnda bromssystem initialt aktiveras.

Nar nödbromsning sker från en hastighet under ett förutbestämt värde, kommer enligt uppfinningen bromstryck att begränsas till ett förutbestämt värde som ligger under maximivárdet för tryck som annars skulle erhållas över det förutbestämda hastighetsvärdet. Pà detta sätt kommer det bromstoppmoment som erhålls vid nödbromsning fràn làga hastigheter att bli relativt sett lägre utan att man kompromisser med önskat högt bromstryck när nödbromsning sker från högre hastigheter. Detta betyder att än mera effektiva bromsar kan monteras på ett fordon utan att man behöver förstärka existerande upphängningskomponenter och monteringsanordningar. 4 KORTFATTAD BESKRIVNING AV RITNINGARNA: Ytterligare syften och fördelar med föreliggande uppfinning kommer att bli uppenbara för den följande detaljerade beskrivningen av föredragna utföringsformer med hänvisning till bifogade ritningar, där ; Fig. 1 visar sambandet mellan bromsmoment och tid för ett fordon utrustat med ett konventionellt trumbromssystem och när fordonet nödbromsas fràn olika hastigheten Fig. 2 svarar mot fig. 1, men avser ett fordon utrustat med ett kon- W ventionellt skivbromssystem; F ig. 3 schematiskt visar ett fordonsbromssystem försett med ett arrangemang enligt föreliggande uppfinning; och Fig. 4 visar sambandet mellan tryck och hastighet i ett bromssystem som körs enligt en föredragen utföringsform av föreliggande upp- finning.

DETALJERAD BESKRlVNlNG AV FÖREDRAGNA UTFÖRlNGSFORMER: Sàsom tidigare nämnts, är fig. 1 ett diagram avseende bromsmoment i relation till tid vid nödbromsning från tre olika hastigheter och för ett typiskt pà ett Uttrycket "nödbromsning" betyder härvid att fordonets förare försöker att reducera trumbromssystem monterat kommersiellt fordon. fordonets hastighet sà snabbt som möjligt. Kurvan Å representerar rrioobromsning från 2o 'km/h, kurvan s fran so krn/h ooh kurvan c från too krrt/hf Dmmsltäbomoment att erhållas under en kort tid. Denna topp är mest bromsarna initialt appliceras, kommer i samtliga fall ett märkbar när riödbromsningsker fràn làg hastighet.

Elg; g-gvrsari pa motsvarande sattkurvor D, E och F för ett kommersiellt fordon utruslatflmeçtöett skivbromssylstem. Sàsom klart visas med kurvan' D, är vid 30_ nödbromsning från làg hastighet toppvàrdet för bromsmomentet avsevärt förhöjtjämfört med bàde bromsning frán högre hastigheter och det toppvärde som erhålls med trumbromssystemet.

Den i tig. 2 med streckad linje visade kurvan G representerar ett begränsat bromstoppmoment erhällbart medelst förfarandet och arrangemanget enligt skall noteras att reduktionen av värdet pà làg hastighet. föreliggande uppfinning. Det bromstoppmoment enbart berör bromskurvan från Bromsmomentvärdena påverkas ej för nödbromsning fràn högre hastigheter.

Beroende pà den inneboende flexibiliteten hos föreliggande system erhàllen tack vare dess kompatibilitet med EBS. kan tillverkaren och/eller verkstaden icke desto mindre lätt omprogrammera systemet sà att bromstoppmomentet kan begränsas under nödbromsning fràn över vilken som helst vald hasüghet F ig. 3 visar schematiskt ett bromssystem, allmänt betecknat med hänvisningssiffran 10, av EBS-typ vari i arrangemanget enligt uppfinningen ingàr och som möjliggör generering av kurvan G i figur 2. l den föredragna utföringsforrnen i tig. 3 drivs' bromssystemet av komprimerad luft, varvid ledningar för komprimerad luft har visats med tjockare linjer och elektriska ledningar visats med tunnare linjer. Det inses emellertid att uppfinningen kan praktiseras pà ett bromssystem med annat arbetsmedium än komprimerad luft, exempelvis ett hydrauliskt system.

Systemet 10 i fig. 3 omfattar en bromspedal 12 ansluten till en bromsventil 14. Pà sätt som kommer att förklaras i det följande, kommer nedtryckning av bromspedalen 12 medföra att ett manöverorgan 16 tillhörande varje hjul hos fordonet (fyra i den visade utföringsformen) åstadkommer förskjutning av ett friktionsbelàgg 18 mot en broms-yta 20,'i föreliggande fall pà en bromsskiva 22. 2D Komprimerad luft för bromssystemet 10 finns lagrad i återfyllbara behållare 24, 26, 28. En behållare 24 matar komprimerad luft till fordonets bakre bromsar medan en annan behållare 26 matar komprimerad luft till frambromsarna. l ett typiskt bromssystem är trycket hos den komprimerade luften i behållarna 24, 26 mellan 8,2 och 12 bar. l fall att trycket skulle falla under 8,2 bar, slàs en kompressor (ej visad) till för att återladda behàllarna.

Den tredje behållaren 28 matar komprimerad luft vid ett tryck av mellan 8,2 och 8,5 bar till en parkeringsbroms. De tre behållama matar även komprimerad luft till en slâp-modulatorventil 26, till vilken luftledningar till ett släp (ej visat) kan anslutas för att därigenom möjliggöra bromsning av släpet.

En evakueringstank 30 kan ingå i bromssystemet för att uppsamla vatten från den komprimerade luften. Respektive behållare 24 och 26 matar komprimerad luft till en tryckmodulator 32 tlllordnad varje hjul. l den visade utföringsformen betjánas bakhjulen av en tandem-tryckmodulator. På sätt som senare kommer att beskrivas, styrs varje tryckmodulator 32 av signaler utsända fràn en. central elektronisk processorenhet (CPU) 34 för att därigenom reglera matningen av 'komprimerad luft till dess respektive manöverorgan 16.

CPU mottar signaler från ett antal sensorer och, i beroende av informationsinnehållet i sàdana signaler, instrueras varje tryckmodulator 32 att tillhandahålla komprimerad luft av visst tryck till dess respektive manöverorgan 16. Bromsventilen 14 är sålunda försedd med en sensor 36 som detekterar förskjutningen av bromspedalen 12 vilket är en indikation på graden av försök till bromsning som önskas av föraren. l den visade luftfjädring 38 baktill.

TWCl§_S_,_,@HS9_rerna_4D_töverför'sålunda information till CPU 34 så att indikation utföringsformenl är fordonet försett med kan fås 'avseende belastningen pà flädringen baktill. ltfid varje hjul har syster1tetfdëissutomïrenj,'hjulhastighetssensor 42 och en sensor 44 för friktionsbelággtörslitningf Den information som översänds av dessa sensorer anvands bl. a for att modulera bromssystemets ABS-funktion.

' Genom att man exempelvis tar hänsyn till belastningen pà bakaxeln, rotationshastigheten för varje hjul, graden av förslitning pà varje friktionsbelägg och den grad av bromsverkan som önskas av föraren, kan CPU portionera tryck mellan manöverorganen 16 sä att man erhåller den fördelaktigaste bromseffekten.

Enligt uppfinningen är CPU försedd med anordning i form av en komparator för att jämföra den hastighet varmed fordonet körs med ett förutbestämt hastighetsvärde lagrat i minnet i CPU när, i händelse av nödbromsning, bromspedalen 12 initialt nedtrycks. Om komparatom finner att fordonshastighet är mindre än det förutbestämda hastighetsvärdet, signalerar CPU till tryckmodulatorema 32 att begränsa trycket till manöverorganen 16 till ett första förutbestäml maximlvärdet. Eftersom trycket till manöverorganen är begränsat, kommer det bromstryck varmed friktionsbeläggen 18 verkar pà bromsytorna 20 att tryckvärde som ligger under det normala vara motsvarande lägre än det annars “erhàllbara maximala värdetf Som konsekvens härav kommer bromstoppmomentet att vara lägre än det som annars skulle ha erhållits om CPU ej instruerat tryckmodulatorerna 32 att begränsa trycket.

Om komparatorn omvänt skulle finna att fordonshastigheten är högre än det förutbestämda hastighetsvàrdet lagrat i CPU, kommer CPU tillàta tryckmodulatorema 32 att ge maximalt tryck för överföring* till manöverorganen 16. Över .det förutbestämda hastighetsvärdet kan manöverorganen 16 sàlundaàstadkomma att friktionsbeläggen 18 utövar maximalt bromstryck pà bromsytoma 20.

Om det i CPU förutbestämda hastighetsvärdet är valt att vara säg 40 km/h, kommer med hänvisning till fig. 2 nödbromsnlng fràn 20 km/h att generera en bromsmomenUtidkurva svarande mot kun/an G. Bromstoppmomentet kommer med andra ord att vara avsevärt lägre än om CPU ej hade tätt trycitmoduiatorerna att btaçiransa trycket till det första förutbestämda tryckvärdet. l händelse av nödbromsning från 60 km/h och 100 km/h, kommer kurvor svarande mot kurvorna E respektive F att erhållas.

Det faktiska värdet pà det förutbestämda hastighetsvärdet är ej kristiskt. Det skall företrädesvis ligga under omkring 60 km/h sà att bromsfunktion över denna hastighet ej kompromissas. Det förutbestämda hastighetsvärdet kan företrädesvis ligga under eller omkring 50 km/h och helst vid omkring 40 km/h.

Den faktiska graden av begränsning av tryck hos den komprimerade luft som verkar pá manöverorganen är ej kritisk. Det är icke desto mindre fördelaktigt om det maximalt erhàllbara trycket är åtminstone 10% högre, företrädesvis % högre, än det första förutbestämda tryckvärdet.

I en föredragen utföringsform av uppfinningen lagras' ett förutbestämt hastighetsvärde i CPU, varvididet andra förutbestämda 'hastighetsvärdet är åtminstone 10% högre än det första förutbestämda hastighetsvärdet. Trycket hos den komprimerade luft, som verkar pá manöverorganen är begränsat till ett första förutbestämt tryckvärde i händelse av nödbromsning när fordonet körs med en hastighet under det första förutbestämda hastighetsvärdet och tilläts vara ett maximivärde när fordonet utsätts för nödbromsning fràn en hastighet över det andra förutbestämda hastighetsvärdet. I fall att fordonet första förutbestämda skulle köras med en hastighet mellan det hastighetsvärdet och det andra förutbestämda hastighetsvärdet näri nödbromsning initieras, instrueras tryckmodulatorerna 32 att ge tryck till manöverorganen 16. “med ett tryckvärde som ligger mellan det första förutbestämda tryckvärdet och maximitrycket. Denna situation finns visad i fig. 4 där det första förutbestämda hastighetsvärdet betecknats med vl och ett andra förutbestfafinjída hastighetsvärdet med V2. lfenflfföredragen “utförlngsformf av uppfinningen , är det andra förutbestämda rhastighleisvärdetvz mellan 30% och 60% högre än derförsia förutbestämda hastighetsvärdet. Det första förutbestämda hastighetsvärdet vi ligger företrädesvis mellan omkring 10 km/h och 40 km/h och det andra fömtbestämda hastighetsvärdet v; ligger mellan omkring 20 km/h och omkring 60 km/h. Det första förutbestämda tryckvärdet Pi kan typiskt vara omkring 7,5 bar och maximitrycket Pm omkring 9 bar +- 0,5 bar. l händelse av fel i arrangemanget enligt uppfinningen, och för att förhindra eventuell skada åstadkommer: pá fordonet beroende pà alltför höga bromstoppmoment, kan bromssystemet konstrueras för att köra med det första förutbestämda tryckvärdet över hela hastighetsintervallet för fordonet. Fordonsföraren kan naturligtvis informeras om felet via en vamingssignal i fordonshytten." Det skall framhållas att fordonet är kapabelt att uppfylla lagstadgade krav pà bromssträckor även om bromssystemet körs med det första förutbestämda tryckvärdet över hela hastighetsintervallet för fordonet.

Av figur 4 framgår attwvärdet på tryck mellan det första förutbestämda tryckvärdet P1 och' maximitrycket P5, varierar väsentligen pà linjärt sätt. Det' skall emellertid framhållas att uppfinningen även kan nyttja icke linjär tryckvariation mellan P1 och Pm.

Uppfinningen är ej begränsad till de ovan beskrivna och pà ritningarna visade utförtngsformerna utan kan varieras inom ramen för de bifogade kraven.

Exempelvis kan det andra förutbestämda hastighetsvärdet svara mot fordonets maximihastighet så att det tryckvärde som verkar pä manöverorganen ökar gradvis från det första förutbestämda tryckvärdet under det första förutbestämda' hastighetsvärdet till maximitryck vid maximihastighet för fordonet. Det tryckvärde som verkar pà manöverorganen kan 'alternativt reduceras till ett värde under det första förutbestämda tryckvärdet ju långsammare fordonet körs när nödbromsning initieras.

Claims (14)

10 15 20 25 30 511 441 10 PATE NTKRAV:

1. Förfarande för reglering av bromsmoment genererat av ett bromssystem (10) i ett hjuförsett fordon, varvid bromssystemet omfattar ett manöverorgan (16) som påverkas av ett medium för àstadkommande av förskjutning av ett friktionsbelägg (18) mot en bromsyta (20) för att därmed få friktionsbelägget av verka pà bromsytan med ett bromstryck för att generera ett bromsmoment, k ä n n e t e c k n at av att nämnda bromstryck begränsas till ett förutbestämt värde under ett maximivärde i händelse av att nämnda manöverorgan initialt aktiveras när fordonet körs med en hastighet under ett första förutbestämt hastighetsvärde (v1).

2. Förfarande enligt krav 1, där nämnda medium är en fluid, k ä n n e t e c k- n a t av att nämnda bromstryck begränsas genom begränsning av trycket i nämnda fluid till ett förutbestämt tryckvärde (P1) i händelse av att nämnda manöverorgan (16) initialt aktiveras när fordonet körs med en hastighet under nämnda förutbestämda hastighetsvärde (V1).

3. Förfarande enligt krav 1 eller 2, k ä n n e t e c k n a t av att nämnda första förutbestämda hastighetsvärde (v1) väljs att ligga under omkring 60 kmlh, företrädesvis under omkring 50 km/h och helst under omkring 40 km/h.

4. Förfarande enligt krav 3, k ä n n e t e c k n a t av att nämnda första förutbestämda hastighetsvärde (v1) väljs att vara mellan 10 km/h och 40 km/h.

5. Förfarande enligt något av kraven 2-4, k ä n n e t e c k n a t av att nämnda fluid verkande på nämnda manöverorgan (16) har ett maximitryck (Pm) när nämnda manöverorgan initialt aktiveras när fordonet körs med en hastighet större än nämnda första förutbestämda hastighetsvärde (v1), varvid nämnda maximitryck är åtminstone 10% högre än nämnda första förutbestämda tryckvärde (P1). 10 15 20 25 30 511 441" 11

6. Förfarande enligt något av kraven 2-4, k ä n n e t e c k n at av att nämnda fluid verkande på nämnda manöverorgan (16) har ett maximitryck (Pm) när nämnda manöverorgan initialt aktiveras när fordonet körs med en hastighet större än nämnda första förutbestämda hastighetsvärde (v1), varvid nämnda maximitryck är åtminstone 20% högre än nämnda första förutbestämda tryckvärde (P1).

7. Förfarande enligt krav 5 eller 6, k ä n n e t e c k n at av att nämnda fluid verkande på nämnda manöverorgan (16) är begränsad till nämnda första förutbestämda tryckvärde (P1) när manöverorganet initialt aktiveras när fordonet körs med en hastighet under nämnda första förutbestämda hastighetsvärde (v1), och att manöverorgan har nämnda maximitryck (Pm) när nämnda manöverorgan initialt aktiveras när fordonet förutbestämt hastighetsvärde (V2), varvid nämnda andra förutbestämda hastighetsvärde nämnda fluid verkande pà nämnda körs med ett andra åtminstone 10% högre än nämnda förutbestämda hastighetsvärde och fluid verkande pà nämnda manöverorgan har ett tryck som ligger mellan nämnda första förutbestämda tryckvärde (P1) och nämnda maximitryck (Pm) när nämnda manöverorgan (16) initialt aktiveras när nämnda fordon körs med en hastighet som är större än nämnda första förutbestämda hastighetsvärde (v1) och lägre än nämnda andra förutbestämda hastighetsvärde (V2).

8. Förfarande enligt krav 7, k ä n n e t e c k n a t av att nämnda andra hastighetsvärde (V2) är mellan 30% och 60% högre än nämnda första förutbestämda hastighetsvärde (v1).

9. Förfarande enligt krav 7 eller 8, k ä n n e t e c k n a t av att nämnda första förutbestämda hastighetsvärde (v1) är mellan omkring 10 kmlh och 40 kmlh och nämnda andra förutbestämda hastighetsvärde (vz) är mellan omkring 20 kmlh och omkring 60 km/h. 10 15 20 25 30 511441 12

10. Förfarande enligt något av föregående krav, k ä n n e t e c k n a t av att nämnda bromsyta (20) anordnas på en bromsskiva (22).

11. Arrangemang för reglering av bromsmoment genererat av ett bromssystem (10) i ett hjulförsett fordon, varvid nämnda bromssystem omfattar en bromspedal (12) som kommunicerar med ett manöverorgan (16) via ett medium, nämnda manöverorgan åstadkommer förskjutning av ett friktionsbelägg (18) mot en bromsyta (20) som svar pà nedtryckning av nämnda bromspedal för att därigenom få nämnda friktionsbelägg att verka på nämnda bromsyta med ett bromstryck för att generera ett bromsmoment, varjämte nämnda arrangemang omfattar en elektronisk processorenhet (34), kännetecknat av anordning för bestämning av med vilken hastighet fordonet körs när bromspedalen (12) initialt nedtrycks; anordning för att jämföra nämnda hastighet med ett första förutbestämt hastighetsvärde (v1) lagrat i nämnda elektroniska processorenhet (34), och anordning för begränsning av nämnda bromstryck till ett första förutbestämt tryckvärde (P1) under ett maximivärde för tryck (Pm) när nämnda hastighet ligger under nämnda första förutbestämda hastighetsvärde (v1).

12. Arrangemang enligt kravet 11, k ä n n e t e c k n a t av att nämnda medium är en fluid och att nämnda anordning för begränsning av nämnda bromstryck omfattar anordning för begränsning av tryck i nämnda fluid till ett första förutbestämt tryckvärde (P1) under ett maximivärde för tryck (Pm) när nämnda hastighet ligger under nämnda förutbestämda hastighetsvärde (v1).

13. Arrangemang enligt krav 11 eller 12, k à n n e t e c k n at av anordning för att jämföra nämnda hastighet med ett andra förutbestämt hastighetsvärde (V2) lagrat i nämnda elektroniska processorenhet (34), varvid nämnda andra förutbestämda hastighetsvärde är större än nämnda första förutbestämda hastighetsvärde (v1), och anordning för att tillåta trycki nämnda fluid att vara 511 ï441 13 nämnda maximala tryckvärde (Pm) när nämnda hastighet är större än nämnda andra förutbestämda hastighetsvärde (V2).

14. Användning av tryckreglerande anordning i ett bromssystem (10) i ett hjulförsett fordon för att begränsa bromsmoment som genereras av nämnda bromssystem till ett förutbestämt värde under ett maximivärde när nämnda fordon körs under en förutbestämd hastighet när nämnda bromssystem initialt aktiveras.