DE19637297B4

DE19637297B4 - Fahrzeug mit Bremskraftregelung im Gefälle

Info

Publication number: DE19637297B4
Application number: DE19637297A
Authority: DE
Inventors: Jürgen Eickhoff; Heiko Claussen
Original assignee: Wabco GmbH
Current assignee: ZF CV Systems Hannover GmbH
Priority date: 1996-09-13
Filing date: 1996-09-13
Publication date: 2006-05-11
Anticipated expiration: 2016-09-14
Also published as: GB9719480D0; DE19637297A1; GB2317930B; GB2317930A; US5957552A

Abstract

Straßenfahrzeug, bei dem die Fahrgeschwindigkeit während einer Gefällefahrt durch einen aktiven, elektronisch gesteuerten Bremseneingriff auf eine vorgegebene Sollgeschwindigkeit regelbar ist, und das mit einem Antiblockiersystem (ABS) und/oder einer Anfahr-Schlupf-Regelung (ASR) ausgerüstet ist, dadurch gekennzeichnet, daß während des Betriebes mit aktivem Bremseneingriff nur die Räder der tieferen Fahrzeugachse (1) gebremst werden, solange nur eine kleine Regelabweichung zwischen Fahrgeschwindigkeit und Sollgeschwindigkeit oder nur ein kleiner Schlupf der gebremsten Räder auftritt.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Straßenfahrzeug gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 und 4.
Es sind bereits Straßenfahrzeuge bekannt, bei denen Einrichtungen vorgesehen sind, durch welche das Fahrzeug auf einer Gefällestrecke durch ein automatisches Anlegen der Bremsen ("aktives bremsen") auf einer konstanten, vom Fahrer gewünschten Geschwindigkeit gehalten werden kann. Derartige Fahrzeuge sind in der Regel mit einem Antiblockiersystem (ABS) sowie mit einer Anfahrschlupfregelung (ASR) ausgerüstet. Die dadurch bereits vorhandenen Baugruppen wie Elektronik, Raddrehzahlsensoren, Magnetregelventile usw. werden mitbenutzt, um die o. g. Geschwindigkeitsregelung durchzuführen. Durch die bekannte Einrichtung wird der Fahrer auf Gefällestrecken davon entlastet, ständig das Bremspedal betätigen zu müssen. Weiterhin wird, auch bei unterschiedlichen Steigungen, dabei eine gleichmäßige Geschwindigkeit eingehalten.

Aus der DE 24 19 242 A1 ist ein elektropneumatischer Bremskraftregelkreis bekannt, mit dessen Hilfe die jeweilige Fahrzeuggeschwindigkeit durch aktives bremsen auf einer Gefällestrecke beibehalten werden kann, sobald weder das Gas- noch das Bremspedal betätigt wird. Die Geschwindigkeitsregelung wird sofort abgeschaltet, sobald eines der genannten Pedale betätigt wird, oder das übergeordnete Antiblockiersystem in Aktion tritt.

Weiter ist aus der gattungsgemäßen WO 96/11826 A1 bekannt, ein Fahrzeug mit einer sogenannten Hügel-Abfahrts-Regelung auszustatten. Diese Regelungsart kann vom Fahrer durch einen Schalter eingeschaltet werden. Die o. g. Regelung ist in der Lage, durch eine aktive, geregelte Bremsung das Fahrzeug auf einer Gefällestrecke auf einer konstanten Geschwindigkeit zu halten, ohne daß der Fahrer die Bremsen zu betätigen braucht. Dieses System ist besonders für Geländefahrzeuge vorgesehen.

Schließlich ist aus der DE 31 47 598 A1 bekannt, eine Gefällefahrt mit konstanter Geschwindigkeit dadurch zu erreichen, dass ein aktiver Bremseneingriff nur an den Rädern der Hinterachse erfolgt.

Nachteilig an den bekannten Systemen ist nun, daß durch die Gewichtsverlagerung des Fahrzeuges auf die tieferliegende Achse im Gefälle die Räder der tieferliegenden Achse unterbremst, und die Räder der höherliegenden Achse überbremst werden. Dies kann dazu führen, daß die entlasteten Räder der höherliegenden Achse blockieren, und dadurch unnötigerweise das Antiblockiersystem in Aktion tritt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Straßenfahrzeug der eingangs genannten Art mit einer aktiven Bremsregelung während einer Gefällefahrt derart weiterzubilden, daß dessen Fahrstabilität im Gefälle wesentlich erhöht wird.

Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 sowie Nebenanspruch 4 enthaltenen Erfindungen gelöst. Die Unteransprüche enthalten zweckmäßige Weiterbildungen.

Durch die erfindungsgemäße Druckentlastung der Räder der höherliegenden Achse während der geregelten Gefällefahrt wird, insbesondere auf glatter Fahrbahn, oder auch auf sehr steilen Fahrbahnen im Gelände, die Stabilität des Fahrzeuges dadurch erhöht, daß die höherliegenden Räder von der Bremsarbeit weitgehend befreit werden, und somit voll zur Seitenführung des Fahrzeuges und damit zur Fahrstabilität beitragen können. Der dadurch entstehende Nachteil einer höheren bzw. ungleichmäßigen Abnutzung der Bremsbeläge der tieferliegenden Räder wird dabei bewußt in Kauf genommen, da die Fahrsicherheit in jedem Falle Vorrang hat.

Die Erfindung wird im folgenden anhand einer Zeichnung näher erläutert.

Diese zeigt in
1 ein Fahrzeug, das sich auf einer Gefällefahrt befindet, und in
2 eine schematische Darstellung der pneumatischen sowie elektronischen Anlage dieses Fahrzeugs.
Das sich auf der Gefällefahrt befindliche Fahrzeug in der 1 besitzt eine tieferliegende Achse (1) und eine höherliegende Achse (2). Die Gefällefahrt kann sowohl vorwärts wie dargestellt, als auch rückwärts erfolgen.
In der 2 ist der elektronische sowie pneumatische Schaltplan des Fahrzeugs nach der 1 schematisch dargestellt. Anstatt einer pneumatischen Bremsanlage wie gezeichnet, kann auch eine hydraulische oder eine gemischte Bremsanlage vorgesehen sein.
Das Fahrzeug besitzt zwei Achsen (1) und (2). Die Druckmittelversorgung für die Bremsanlage erfolgt über zwei Vorratsbehälter (3, 4) jeweils getrennt für eine Achse. Über ein Bremsventil (5), das mit einem Bremspedal (6) betätigt wird, wird das Druckmittel zu den Radbremszylindern (7) weitergeleitet. Den Bremszylindern (7) vorgeschaltet sind ABS/ASR-Magnetregelventile (8). Das Bremsventil (5) ist zusätzlich als ASR-Magnetventil (5') ausgebildet, da während einer ASR-Regelung Bremsdruck auf einzelne Räder durchgelassen werden muß, ohne daß dabei das Bremspedal (6) betätigt ist.
Zur Steuerung der genannten Magnetventile ist eine ABS/ASR-Elektronik (9) vorgesehen. Hierzu ist diese über elektrische Anschlußleitungen mit den oben genannten Ventilen verbunden. Über Radsensoren (10) erhält die Elektronik (9) Informationen über das Radverhalten jedes einzelnen Rades. In der 2 sind pneumatische bzw. hydraulische Leitungen schwarz/weiß dargestellt, während elektrische Leitungen als dünne durchgehende Linien dargestellt sind.
Im folgenden wird die Funktionsweise der Anlage während einer geregelten Bergabfahrt näher erläutert. Die Bergabfahrt wird dabei entweder automatisch von der Elektronik (9) erkannt, oder durch einen (nicht dargestellten) Schalter vom Fahrer signalisiert. Sobald die Abfahrtsregelung in Funktion tritt, wird das ASR-Magnetventil (5') erregt, und damit direkt Bremsdruck auf die Bremszylinder (7) der Räder der Vorderachse (1) geleitet. Die Elektronik (9) regelt dabei die Geschwindigkeit des Fahrzeugs durch eine entsprechende Ansteuerung der Magnetregelventile (8) derart, daß eine vorgegebene Geschwindigkeit un abhängig von Änderungen des Gefälles eingeregelt und beibehalten wird.
Gemäß der Erfindung wird nun nicht, wie beim Stand der Technik, gleichmäßiger Bremsdruck auf alle Räder geleitet, sondern es werden Maßnahmen getroffen, daß die Räder der tieferliegenden Achse (1) entweder ausschließlich oder überwiegend mit Bremsdruck versorgt werden, während die Räder der höherliegenden Achse (2) bremsdruckmäßig entlastet werden. Dies kann so geschehen, daß das ASR-Magnetventil (5') so angesteuert wird, daß nur oder überwiegend die Räder der tieferliegenden Achse beaufschlagt werden. Dieselbe Funktion kann auch durch die ABS-Regelventile (8) übernommen werden.
Während des Betriebes mit aktivem Bremseneingriff im Gefälle werden nur die Räder der tieferen Fahrzeugachse (1) gebremst, solange nur eine kleine Regelabweichung zwischen Fahrgeschwindigkeit und Sollgeschwindigkeit oder nur ein kleiner Schlupf der gebremsten Räder auftritt. Dabei beträgt die kleine (zulässige) Regelabweichung etwa 0 bis 2 km/h, und der kleine (zulässige) Schlupf etwa 0 bis 5 %. Sollten die Grenzwerte überschritten werden, so werden zusätzlich auch die Räder der höheren Fahrzeugachse mit Bremsdruck versorgt.
Der beschriebene Effekt der ungleichen Bremsverteilung mit Betonung der Vorderachse bzw. der tieferliegenden Achse (1) kann auch erzielt werden, indem die Vorderachse (1) in einem kleineren Regelbereich arbeitet als die Hinterachse (2). Das bedeutet, daß z. B. für die (tiefere) Vorderachse (1) eine Regelabweichung von ± 0,5 km/h zugelassen wird, bevor dort die aktive Bremsung in Aktion tritt, während an der Hinterachse (2) eine Regelabwei chung von ± 0,7 km/h zulässig ist, bevor auch dort aktiv gebremst wird. Hierdurch wird bei nicht zu steilen Gefällen ausschließlich mit den Bremsen der tieferliegenden Achse (1) gebremst, während bei steilen Gefällen überwiegend mit den Rädern der tieferliegenden Achse (1) gebremst wird.
Es kann auch alternativ während des Betriebs mit aktivem Bremseneingriff eine Bremskraftverteilung vorgenommen werden, bei welcher die Bremsen der tieferen Fahrzeugachse (1) um einen bestimmten, festen Prozentsatz über den Bremsen der höheren Fahrzeugachse (2) beaufschlagt werden. Dabei kann die Bremskraftverteilung zwischen tieferer und höherer Fahrzeugachse (1, 2) etwa 70 %, zu 30 % betragen. Diese Aufteilung kann auch je nach Bauart des Fahrzeugs variabel sein.
Die Elektronik (9) erkennt durch einen separaten Neigungssensor (nicht dargestellt), oder durch Schlupfvergleiche der Räder, welche der beiden Achsen die tieferliegende ist. Der genannte Schlupfvergleich ist dadurch möglich, daß bei gleichmäßiger Druckbeaufschlagung die Räder der höherliegenden Achse stärker schlüpfen, da diese gewichtsmäßig entlastet sind. Durch einen derartigen Schlupfvergleich kann ein separater Neigungssensor eingespart werden.
Eine entsprechende Funktion ergibt sich auch bei Rückwärtsfahrt des Fahrzeuges.
Sobald während einer geregelten Bergabfahrt ein Rad blockieren sollte, wird die beschriebene Funktion selbstverständlich von der normalen ABS-Funktion abgelöst. Ebenfalls ist eine Ablösung des Betriebes mit der geregelten Abstiegsgeschwindigkeit dann vorzusehen, wenn der Fahrer durch Betätigung des Bremspedals oder des Gaspedals den Wunsch hat, die vorher geregelte konstante Geschwindigkeit zu verlangsamen oder zu erhöhen.
Um eine Überhitzung der Bremsen während einer längeren geregelten Bergabfahrt zu vermeiden, ist weiter zweckmäßig vorzusehen, deren Temperatur zu überwachen, und bei Übersteigen eines Grenzwertes den Fahrer durch eine Warneinrichtung aufmerksam zu machen. Dieser hat dann Gelegenheit, das Fahrzeug anzuhalten, bis die Bremsen wieder abgekühlt sind. Eine derartige Bremstemperaturüberwachung kann entweder durch (nicht dargestellte) Temperatursensoren an den Radbremsen erfolgen, oder es kann die Bremsentemperatur durch ein elektronisches Modell innerhalb der Elektronik (9) nachgebildet werden. Die zweite Möglichkeit ist zwar ungenauer, aber kostengünstiger.
Durch die beschriebene, verbesserte Bremsenregelung während einer Gefällefahrt wird eine wesentliche Erhöhung der Fahrzeugstabilität ohne zusätzlichen hardwaremäßigen Aufwand, also nur durch eine entsprechende Erweiterung der Programmierung der ABS/ASR-Elektronik (9), erzielt.

Claims

Straßenfahrzeug, bei dem die Fahrgeschwindigkeit während einer Gefällefahrt durch einen aktiven, elektronisch gesteuerten Bremseneingriff auf eine vorgegebene Sollgeschwindigkeit regelbar ist, und das mit einem Antiblockiersystem (ABS) und/oder einer Anfahr-Schlupf-Regelung (ASR) ausgerüstet ist, dadurch gekennzeichnet, daß während des Betriebes mit aktivem Bremseneingriff nur die Räder der tieferen Fahrzeugachse (1) gebremst werden, solange nur eine kleine Regelabweichung zwischen Fahrgeschwindigkeit und Sollgeschwindigkeit oder nur ein kleiner Schlupf der gebremsten Räder auftritt.
Straßenfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die kleine Regelabweichung etwa 0 bis 2 km/h beträgt.
Straßenfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der kleine Schlupf etwa 0 bis 5 % beträgt.
Straßenfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für die Räder der tieferen Fahrzeugachse (1) eine Regelabweichung zwischen Fahrgeschwindigkeit und Sollgeschwindigkeit von etwa ± 0,5 km/h zugelassen wird, während für die Räder der höheren Fahrzeugachse (2) eine Regelabweichung von etwa ± 0,7 km/h zugelassen wird.
Straßenfahrzeug, bei dem die Fahrgeschwindigkeit während einer Gefällefahrt durch einen aktiven, elektronisch gesteuerten Bremseneingriff auf eine vorgegebene Sollgeschwindigkeit regelbar ist, und das mit einem Antiblockiersystem (ABS) und/oder einer Anfahr-Schlupf-Regelung (ASR) ausgerüstet ist, dadurch gekennzeichnet, daß während des Betriebs mit aktivem Bremseneingriff eine Bremskraftverteilung vorgenommen wird, bei welcher die Bremsen der tieferen Fahrzeugachse (1) um einen bestimmten Prozentsatz über den Bremsen der höheren Fahrzeugachse (2) beaufschlagt werden.
Straßenfahrzeug nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremskraftverteilung zwischen tieferer und höherer Fahrzeugachse (1, 2) etwa 70 % zu 30 % beträgt.
Straßenfahrzeug nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremskraftverteilung je nach Bauart variabel ist.
Straßenfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur wenigstens der Bremsen der Vorderachse (1) überwacht wird, und bei Überschreitung eines Grenzwertes ein Warnsignal für den Fahrer erzeugt wird.