DE19637297A1 - Fahrzeug mit Bremskraftregelung im Gefälle - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Straßenfahrzeug gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Es sind bereits Straßenfahrzeuge bekannt, bei denen Ein­ richtungen 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 Antiblockier­ system (ABS) sowie mit einer Anfahrschlupfregelung (ASR) ausgerüstet. Die dadurch bereits vorhandenen Bau­ gruppen wie Elektronik, Raddrehzahlsensoren, Magnetregel­ ventile usw. werden mitbenutzt, um die o. g. Geschwindig­ keitsregelung durchzuführen. Durch die bekannte Einrich­ tung 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-A-24 19 242 ist ein elektropneumatischer Bremskraftregelkreis bekannt, mit dessen Hilfe die jewei­ lige Fahrzeuggeschwindigkeit durch aktives bremsen auf einer Gefällestrecke beibehalten werden kann, sobald we­ der das Gas- noch das Bremspedal betätigt wird. Die Ge­ schwindigkeitsregelung wird sofort abgeschaltet, sobald eines der genannten Pedale betätigt wird, oder das über­ geordnete Antiblockiersystem in Aktion tritt.

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

Nachteilig an den bekannten Systemen ist nun, daß durch die Gewichtsverlagerung des Fahrzeuges auf die tieferlie­ gende Achse im Gefälle bei einer gleichmäßigen Druckbe­ aufschlagung der Bremszylinder die Räder der tieferlie­ genden Achse unterbremst, und die Räder der höherliegen­ den Achse überbremst werden. Dies kann dazu führen, daß die entlasteten Räder der höherliegenden Achse blockie­ ren, und dadurch unnötigerweise das Antiblockiersystem in Aktion tritt.

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

Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 sowie Nebenanspruch 4 enthaltenen Erfindungen gelöst. Die Un­ teransprüche 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

Fig. 1 ein Fahrzeug, das sich auf einer Gefällefahrt befindet, und in

Fig. 2 eine schematische Darstellung der pneumatischen sowie elektronischen Anlage dieses Fahrzeugs.

Das sich auf der Gefällefahrt befindliche Fahrzeug in der Fig. 1 besitzt eine tieferliegende Achse (1) und eine hö­ herliegende Achse (2). Die Gefällefahrt kann sowohl vor­ wärts wie dargestellt, als auch rückwärts erfolgen.

In der Fig. 2 ist der elektronische sowie pneumatische Schaltplan des Fahrzeugs nach der Fig. 1 schematisch dar­ gestellt. Anstatt einer pneumatischen Bremsanlage wie ge­ zeichnet, kann auch eine hydraulische oder eine gemischte Bremsanlage vorgesehen sein.

Das Fahrzeug besitzt zwei Achsen (1) und (2). Die Druck­ mittelversorgung 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 Radbremszylin­ dern (7) weitergeleitet. Den Bremszylindern (7) vorge­ schaltet sind ABS/ASR-Magnetregelventile (8). Das Brems­ ventil (5) ist zusätzlich als ASR-Magnetventil (5′) aus­ gebildet, 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 Ven­ tilen verbunden. Über Radsensoren (10) erhält die Elek­ tronik (9) Informationen über das Radverhalten jedes ein­ zelnen Rades. In der Fig. 2 sind pneumatische bzw. hy­ draulische Leitungen schwarz/weiß dargestellt, während elektrische Leitungen als dünne durchgehende Linien dar­ gestellt sind.

Im folgenden wird die Funktionsweise der Anlage während einer geregelten Bergabfahrt näher erläutert. Die Bergab­ fahrt wird dabei entweder automatisch von der Elektronik (9) erkannt, oder durch einen (nicht dargestellten) Schalter vom Fahrer signalisiert. Sobald die Abfahrtsre­ gelung in Funktion tritt, wird das ASR-Magnetventil (5′) erregt, und damit direkt Bremsdruck auf die Bremszylinder (7) der Räder der Vorderachse (1) geleitet. Die Elektro­ nik (9) regelt dabei die Geschwindigkeit des Fahrzeugs durch eine entsprechende Ansteuerung der Magnetregelven­ tile (8) derart, daß eine vorgegebene Geschwindigkeit un­ abhängig von Änderungen des Gefälles eingeregelt und bei­ behalten wird.

Gemäß der Erfindung wird nun nicht, wie beim Stand der Technik, gleichmäßiger Bremsdruck auf alle Räder gelei­ tet, 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-Ma­ gnetventil (5′) so angesteuert wird, daß nur oder über­ wiegend die Räder der tieferliegenden Achse beaufschlagt werden. Dieselbe Funktion kann auch durch die ABS-Regel­ ventile (8) übernommen werden.

Während des Betriebes mit aktivem Bremseneingriff im Ge­ fälle werden nur die Räder der tieferen Fahrzeugachse (1) gebremst, solange nur eine kleine Regelabweichung zwi­ schen 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 Fahr­ zeugachse 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 Hin­ terachse (2). Das bedeutet, daß z. B. für die (tiefere) Vorderachse (1) eine Regelabweichung von ± 0,5 km/h zuge­ lassen 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 Gefäl­ len ausschließlich mit den Bremsen der tieferliegenden Achse (1) gebremst, während bei steilen Gefällen überwie­ gend mit den Rädern der tieferliegenden Achse (1) ge­ bremst wird.

Es kann auch alternativ während des Betriebs mit aktivem Bremseneingriff eine Bremskraftverteilung vorgenommen werden, bei welcher die Bremsen der tieferen Fahr­ zeugachse (1) um einen bestimmten, festen Prozentsatz über den Bremsen der höheren Fahrzeugachse (2) beauf­ schlagt werden. Dabei kann die Bremskraftverteilung zwi­ schen tieferer und höherer Fahrzeugachse (1, 2) etwa 70% zu 30% betragen. Diese Aufteilung kann auch je nach Bau­ art des Fahrzeugs variabel sein.

Die Elektronik (9) erkennt durch einen separaten Nei­ gungssensor (nicht dargestellt), oder durch Schlupfver­ gleiche der Räder, welche der beiden Achsen die tiefer­ liegende 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 derarti­ gen Schlupfvergleich kann ein separater Neigungssensor eingespart werden.

Eine entsprechende Funktion ergibt sich auch bei Rück­ wärtsfahrt des Fahrzeuges.

Sobald während einer geregelten Bergabfahrt ein Rad blockie­ ren sollte, wird die beschriebene Funktion selbstver­ ständlich von der normalen ABS-Funktion abgelöst. Eben­ falls 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 Geschwindig­ keit zu verlangsamen oder zu erhöhen.

Um eine Überhitzung der Bremsen während einer längeren geregelten Bergabfahrt zu vermeiden, ist weiter zweckmä­ ßig vorzusehen, deren Temperatur zu überwachen, und bei Übersteigen eines Grenzwertes den Fahrer durch eine Warn­ einrichtung aufmerksam zu machen. Dieser hat dann Gele­ genheit, das Fahrzeug anzuhalten, bis die Bremsen wieder abgekühlt sind. Eine derartige Bremstemperaturüberwachung kann entweder durch (nicht dargestellte) Temperatursenso­ ren an den Radbremsen erfolgen, oder es kann die Bremsen­ temperatur durch ein elektronisches Modell innerhalb der Elektronik (9) nachgebildet werden. Die zweite Möglich­ keit ist zwar ungenauer, aber kostengünstiger.

Durch die beschriebene, verbesserte Bremsenregelung wäh­ rend 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 (8)

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

2. Straßenfahrzeug nach Anspruch 1, Dadurch gekennzeich­ net, daß die kleine Regelabweichung etwa 0 bis 2 km/h beträgt.

3. Straßenfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß der kleine Schlupf etwa 0 bis 5% beträgt.

4. Straßenfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, 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 zugelas­ sen wird.

5. Straßenfahrzeug, bei dem die Fahrgeschwindigkeit wäh­ rend einer Gefällefahrt durch einen aktiven, elektro­ nisch gesteuerten Bremseneingriff auf eine vorgege­ bene Sollgeschwindigkeit regelbar ist, und das mit einem Antiblockiersystem (ABS) und/oder einer Anfahr- Schlupf-Regelung (ASR) ausgerüstet ist, dadurch ge­ kennzeichnet, daß während des Betriebs mit aktivem Bremseneingriff eine Bremskraftverteilung vorgenommen wird, bei welcher die Bremsen der tieferen Fahr­ zeugachse (1) um einen bestimmten Prozentsatz über den Bremsen der höheren Fahrzeugachse (2) beauf­ schlagt werden.

6. Straßenfahrzeug nach Anspruch 5, dadurch gekennzeich­ net, daß die Bremskraftverteilung zwischen tieferer und höherer Fahrzeugachse (1, 2) etwa 70% zu 30% beträgt.

7. Straßenfahrzeug nach Anspruch 6, dadurch gekennzeich­ net, daß die Bremskraftverteilung je nach Bauart va­ riabel ist.

8. Straßenfahrzeug nach einem oder mehreren der Ansprü­ che 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Tempera­ tur wenigstens der Bremsen der Vorderachse (1) über­ wacht wird, und bei Überschreitung eines Grenzwertes ein Warnsignal für den Fahrer erzeugt wird.