SE461387B - Fordonsbromssystem med medel foer att minska hjulspinn - Google Patents

Description

461 U1 10 15 20 25 30 35 f) 387 Ett bromssystem enligt uppfinningen med de 1 patentkravet l angivna kännetecknen har den fördelen. att ökningen av broms- trycket avslutas redan innan vinkelhastigheten hos det spin- nande hjulet eller hjulen sjunker på olämpligt sätt. Således eftersträvas att begränsa bromstrycken på sådant sätt. att de av bromstrycken âstadkomna bromsmomenten är huvudsakligen lika stora som de hjulspinnet åstadkommande drivmomentöverskotten.

Dessa bromstryck hålles till att börja med konstanta, vilket leder till mjukt upphörande av hjulspinnet eller mjuka över- gångar till eventuellt följande regleringscykler.

Utföringsexemplet av uppfinningen med de i patentkravet 2 an- givna kännetecknen föredrages om fordonsbromssystemet till följd av sina konstruktiva egenskaper har mycket snabba tryck- ökningar i bromscylindrarna. Det utvalda styrkriteriet undvi- ker, trots oundvikliga fördröjningar vid styrning av broms- tryckstyrventilerna till sina bromstryckhållarlägen, ogynnsamt kraftiga ínbromsningar av de spinnande hjulen. De känneteck- nande egenskaperna i patentkravet 3 medför att avslutníngarna av bromstryckökningar huvudsakligen sammanfaller med tidpunk- ter. i vilka de högsta hjulvínkelhastigheterna uppträder under spínnfaserna.

Utföringsexemplet med det patentkravet 4 angivna kännetecknen föredrages om relativt långsamma bromstryckökningar uppträder i fordonsbromssystemetl Utföringsexemplet med de i patentkravet 5 angivna kännetecknen föredrages om bromstryckökningarna ej är allt för snabba och har den fördelen. att avslutningarna av bromstryckökningarna huvudsakligen sammanfaller med de tidpunkter, i vilka spinn- hastigheterna uppnår sina största värden. Vidareutvecklingen med de i patentkravet 6 angivna kännetecknen har den fördelen, att kännetecknen enligt krav 5 även är användbara i fordons- bromssystem, med vilka på i och för sig fördelaktigt sätt de för nödbromsningar erforderliga bromstryckökníngarna snabbt kan alstras, Kännetecknen enligt patentkrav 7 anger ett ut- 1O 15 20 25 30 35 461 387 föringsexempel. som kan realiseras utan dyrbara strypningar och förbiströmníngsventiler. Pulsföljdgeneratorn kan exempel- vis utgöras av en redan i fordonsbromssystemet befintlig, di- gitalt arbetande dator. som utövar styrfunktioner och därför endast behöver programmeras ytterligare för avgivning av de önskade pulsföljderna.

RITNING Utföringsexempel av uppfinningen beskrivs nedan närmare under hänvisning till åtföljande ritning, där figur 1 visar ett for- donsbromssystem, figur 2 är ett diagram för tidsförloppet hos hjulvinkelhastigheter, hjulspinn och bromstryck för fordons- bromssystemet enligt figur 1 och figur 3 är ett diagram för ett andra förlopp av hjulvinkelhastighet, hjulspinn och broms- tryck.

BESKRIVNING AV UTFÖRINGSEXEMPLEN Anordningen 2 för minskning av hjulspinn är avsedd för ett fordon 3 med exempelvis en framhjulsaxel 4 med hjul 5. 6, till vart och ett av dessa hörande ej visade hjulbromsar och där- till hörande hjulbromscylindrar 7. 8, samt med en bakhjulsaxel 9 med bakhjul 10, 11 och till dessa hörande, ej visade hjul- bromsar och därtill hörande hjulbromscylindrar 12. 13. Anord- ningen 2 har en styrapparat 14. hjulrotationsvinkelgivare 15, 16, 17. 18 med till styrapparaten 14 förande elektriska led- ningar 19, 20, 21, 22; medelst styrapparaten 14 via elektriska ledningar 23, 24 styrbara elektromagneter 25. 26 för manövre- ring av bromstryckstyrventiler 27, 28. som via ledningar 29, 30 är förbundna med hjulbromscylindrarna 12 resp. 13; och en via en elektrisk ledning 40 styrbar omkopplingsventil 33.

Bromstryckstyrventilerna 27. 28 är exempelvis liksom bromslâs- ningsskyddsventiler utformade som 3/3-(3-ports 3-1äges)venti- ler och har ett grundläge för uppbyggning av bromstryck. ett bromstryckhâllarläge och ett bromstrycksänkningsläge._Broms- tryckstyrventilerna 27, 28 tillföres tryckmedíum från en pump via en ledning 32, omkopplingsventilen 33 samt ledningar 34. 461 387 10 15 20 25 30 35 35 och 36. Tryckmediet kan vara en i sig känd vätska e11e; luft. En tryckbehållare 37 är via en grenledning 38 ansluten till ledningen 32. Omkopplingsventilen 33 är utforlad som 3/2-ventil och har för sin manövrering en elektromagnet 39, SOM Qenom en elektrisk ledning 40 styres av styrapparaten 14 i det fall hlU1SPíUU UPPträder på något av eller båda hjulen 10, ll. I detta fall förbinder omkopplingsventilen 33 ledningen 32 med ledningen 34. I sitt grundläge förbinder omkopplingsventi- len 33 ledningen 34 med en ledning 41. som försörjes med bromstryck från en huvudcylinder 42 eller annan tryckgivare som är manövrerbar med en färdbromspedal 43.

Fordonet 3 drives med en förbränningsnotor 44. som exempelvis via en friktionskopplíng 45. en mekanisk växellåda 46. en kardanaxel 47 och en differentialväxel 48 påverkar hjulen 10 och 11. Fordonet 3 sättes i rörelse genom att, med en i den mekaniska växellådan 46 inställd första växel, friktionskopp- lingen 45 långsamt bringas i ingrepp när notorn är igång.

Härigenom sättes hjulen 10, 11 i rotation och fordonet 3 acce- lereras. Så länge det härvid över friktionskopplingen 45 över- förda vridmomentet är tillräckligt lågt, uppträder ingen nämn- värd slirning, hjulspinn. mellan hjulen 10 och 11 och en under dessa belägen körbana. Till följd härav anger signaler från hjulrotationsvinkelgivarna 17 och 18 hjulvinkelhastigheter, som praktiskt taget ej skiljer sig från hjulvinkelhastigheter- na från hjulrotationsvinkelgivarna 15 och 16, son avkänner rotationsvínkeln hos de_nedlöpande hjulen 5 och 6. I detta fall förblir styrapparaten 14 inaktiv. Om enellertid genom effektökning hos förbränningsmotorn 44 exempelvis hjulet 10 börjar slira i förhållande till körbanan (hjulspinn). avkänner styrapparaten 14 via hjulrotationsvinkelgivaren 17 att hjulets 10 vinkelhastighet ökar. I styrapparaten 14 är ej visade medel av i och för sig känt slag inbyggda för alstring av spinnsig- naler, vilka alstras ur olika signalföljder från hjulrota- tionsvinkelgivarna 15. 16 och hjulrotationsvinkelgivaren 17.

Dessa medel är så utförda. att när en förutbestämd kopplings- tröskel S överskrides avges en signal. som via styrapparaten 14 och ledningen 40 strömmatar elektromagneten39 så, att 10 15 20 25 30 35 461 387 tfYcket från tryckbehållaren 37genom bromstryckstyrventilen 27 när in i hjulbromscylindern 12. Samtidigt styres den andra bromstryckstyrventilen 28 från sitt grundläge till bromstryck- hâllningsläget. Till följd härav påbörjas i hjulbromscylindern 12 en tryckökning. som utövar ett ökande bromsmoment på hjulet 10. I hjulbromscylindern 13 sker ingen tryckökning. I figur 2 visas som exempel ökning av hjulvinkelhastigheten W hos hjulet 10 vid uppträdande hjulspinn och en efter överskridande av kopplingströskeln S, som ligger över hjulens S, 6 hjulvinkel- hastighet Wref, begynnande bromstryckökning Pa. Detta ökande tryck Pa medför slutligen att en likaledes i figur 2 visad hjulvinkelacceleration W'l. vilken ledde till vinkel- nastignetsökníngen motsvarande kurvan H1. börjar plana av. En i styrapparaten inbyggd differentieringsanordning 49. som hör till hjulrotationsvinkelgivaren 17. inkopplas när kopplings- tröskeln S överskrides. En ytterligare tryckökning Pa i hjulbromscylindern 12 leder slutligen till att hjulrotations- vinkelaccelerationen W'1 ej längre ökar utan övergår i en fallande gren H'2, Differentieringsanordningen 49 avger vid tidpunkten för övergången av den stigande grenen W'l hos kur- van H' till den fallande grenen H'2 en signal till styrappara- ten 14. varpå denna i den elektriska ledningen 23 styr broms- tryckstyrventilen till bromstryckhållningsläget. Pâ grund av oundvikliga fördröjningar till följd av efter differentie- ringsanordningen 49 anordnade, ej visade element inom styr- apparaten 14 och till följd av kopplingsfördröjningar i brons- tryckstyrventilen 27 stiger bromstrycket till att börja med fortfarande under en tidsperiod Tv. Därefter är bromstrycket huvudsakligen konstant enligt linjen P2 i figur 2. Detta ned- för att hjulvinkelhastigheten W hos hjulet ej längre ökar utan slutligen sjunker, vilket åskâdliggöres exempelvis av grenen W2.

Om hjulspinn uppträder hos hjulet ll till följd av slirning mellan detta och körbanan åstadkommer på samma sätt en ytter- ligare differentieringsanordning 50. som hör tild hjulrota- tionsvinkelgivaren 18, via styrapparaten 14 och ledningarna 24 och 40 en styrning av ventilerna 27, 28 och 33. Eventuellt kan 461 387 10 15 20 25 30 35 hjulspinn samtidigt uppträda på båda hjulen 10 och 11 och leda till att kopplingströskeln S överskrides. I detta fall tryck- belastas båda hjulbromscylindrarna 12, 13 i och för sänkning av hjulvinkelhastigheterna.

I det visade utföringsexemplet är båda hjulbromscylindrarna 12 och 13 samtidigt beståndsdelar i ett färdbromssystem, som om- fattar huvudbromscylindern 42. För att genomföra fârdbroms- ningar. som inledes medelst färdbromspedalen 43. intager bromstryckstyrventilerna 27 och 28 sina bromstrycköknings- lägen. Av detta skäl föredrages bromstryckökningsläget som grundläge för sagda ventiler. Såsom redan antytts kan broms- tryckstyrventilerna 27. 28 vara utformade som s k bromslås- níngsskyddsventiler och till följd härav även utnyttjas som bromslâsningsskyddsmedel vid bromsning. I detta fall förbinds njulhromscylíndrarna 7 och 8 via ledningar 51. 52. ytterligare bromslåsníngsskyddsventiler 53, S4 och ledningar 55. S6 samt via en bromstryckledning S7 med huvudbromscylindern 42 eller bromstryckgivaren.

I det visade utföringsexemplet är fordonet 3 uppbyggt som bak- hjulsdrivet fordon. Alternativt kan fordonet givetvis vara ut- format som framhjulsdrívet eller allhjulsdrivet fordon.

Den delen av den ovan nämnda tidsperioden Tv, som förorsakas av element inom styrapparaten 14. kan exempelvis göras Valbar i ändamål att den bromstryckökning upp till P2. som sker sedan differentieringsanordningen 49 resp. S0 reagerat i överens- stämmelse med uppfinningens ändamål. åstadkommer mjukt avslu- tande av hjulspínnet. Om exempelvis styrapparaten 14 är upp- byggd med användning av en programmerad dator kan den fördel- aktiga styrsignalfördröjningen utföras per program av denna dator. Även differentieringsanordningarna 49, S0 kan utgöras av den då för detta ändamål lämpligt programmerade datorn.

Ett andra utföringsexempel. som ej visas, skiljer sig från det i figur 1 huvudsakligen därigenom. att inom fordonsbromssyste- met finns ej visade medel, som medför långsammare bromstryck- 10 15 20 25 ~u 461 387 ökningar Pa. Bromstryckökningshastigheten i det andra ut- föringsexemplet kan exempelvis vara halverad jämfört med det första utföringsexemplet. Detta kan uppnås genom inbyggnad av strypningar och dessa kringgäende förbíströmningsventiler av den typ. som är känd från bromlâsningsskyddsanordningar. För- biströmningsventilerna möjliggör snabba tryckökningar för nöd- bromsningar. Mindre komplicerad teknik kräves om, såsom visas i figur 3, bromstryckökníngen Pa alstras stegvis. För detta ändamål programmeras styrapparatens 14 dator dessutom som pulsföljdgenerator för flerfaldig kortvarig omkoppling av bromstryckstyrventilen 27 resp. 28 på sådant sätt. att broms- tryckökningen av visat slag erhålles.

Till följd av den långsammare bromstryckökningen kan differen- tieringsanordningen 49 resp. 50 utformas så, att den differen- tierar hjulrotationsvinkelhastigheten och vid överskridande av dess maximum avbryter bromstryckökningen Pa. Därefter sker den mjuka avvecklingen av hjulspinnet. Alternativt kan diffe- rentieringsanordningarna 49, S0 vara så utförda. att de vid sjunkande hjulrotationsvinkelaccelerationer avger signaler till ej visade styrkretsar. Når hjulrotationsvinkelaccelera- tionerna sjunkit tillräckligt lågt eller upphört stoppar dessa styrkretsar bromstryckökningarna Pa. Styrkretsarna kan lika- ledes realiseras genom programmering av datorn. Kopplingsområ- det SB för styrkretsarna visas i figur 3.

Claims (7)

461 10 15 20 25 30 35 387 z Patentkrav

1. Fordonsbromssystem avsett för ett fordon med en drivmotor (44), minst en differentialväxel (48) och via denna drivna hjul (5, 6, 10, 11), för att åstadkomma minskning av spinn hos nå- got av hjulen, som har börjat komma i spinn, vilket bromssys- tem har åtminstone till de drivna hjulen (10, 11) hörande hjul- bromsar (12, 13) och till var och en av dessa hörande broms- trycksstyrventiler (27, 28) för bromstrycksökning, bromstrycks- hållning och bromstryckssänkning, varvid ett arrangemang (2) är anordnat, som av signaler erhållna från hjulvinkelhastighetsav- kännare (15, 16, 17, 18) bestämmer om hjulspinn förekommer hos något av de drivna hjulen och som, när hjulspinn har indikerats hos något av de drivna hjulen och har överskridit en i förväg be- stämd aktiveringströskel (S), manövrerar hjulets bromstrycksstyr- ventil (27, 28) för att bygga upp, under en övergângstid hålla och slutligen sänka bromstrycket i syfte att minska hjulspinnet, k ä n n e t e c k n a t av att arrangemanget innefattar en an- ordning (14), som aktiveras när aktiveringströskeln (S) över- skrids för något av de drivna hjulen och utlöser manövrering av bromstrycksstyrventilen (27, 28) att bygga upp bromstrycket och som innefattar en styrenhet (14, 49, 50), som med ledning av sig- nalerna från hjulvinkelhastighetsavkännarna indikerar, när det uppnådda bromsmomentet i huvudsak kompenserar det spinnalstran- de drivmomentöverskottet, och som då avger en styrsignal till bromstrycksstyrventilen för att bryta bromstrycksuppbyggnaden (Pa) och hålla bromstrycket, vilket sker vid eller efter det ögon- blick, när hjulet har uppnått sin högsta hjulvinkelacceleration (fig. 2 och 3) beräknat av styrenheten med ledning av signalerna från hjulvinkelhastighetsavkännarna.

2. Bromssystem enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a t av att styrenheten (14, 49, 50) innefattar en åtminstone enkanalig dif- ferentieringsanordning (49, 50), som, när det spinnande hjulet har uppnått sin högsta hjulvinkelacceleration beräknat under an- vändning av signalerna från hjulvinkelhastighetsavkännarna, av- 10 15 20 25 30 35 9 461 387 ger en styrsignal som för styrenheten indikerar att styrsigna- len skall avges till bromstrycksstyrventilen (27, 28) för att hålla bromstrycket.

3. Bromssystem enligt krav 2, k ä n n e t e c k n a t av att* mellan differentieringsanordningen (49, 50) och bromstrycksstyr- ventilen (27, 28) är inkopplad en i styrenheten (14) befintlig styrsignalfördröjningsanordning för att införa en fördröjning av styrsignalen från differentieringsanordningen och därigenom styrsignalen från styrenheten.

4. Bromssystem enligt krav 2, k ä n n e t e c k n a t av att styrenheten (14) med differentieringsanordningen (49, 50) avger styrsignalen till bromstrycksstyrventilen (27, 28) omedelbart efter uppnående av den högsta hjulvinkelhastigheten.

5. Bromssystem enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a t av att styrenheten (14, 49, 50) efter uppnådd högsta hjulvinkelaccele- ration vid sänkning av hjulvinkelaccelerationen under en hjul- vinkelaccelerationströskel avger den signal, som styr bromstrycks- styrventilen (27, 28) till dess bromstryckhållningsläge.

6. Bromssystem enligt krav 5, k ä n n e t e c k n a t av att bromstrycksstyrventilerna (27, 28) innefattar en omkopplingsven- til (33), som styrs av styrkretsen (49, 50), när hjulspinn upp- träder på minst ett hjul, till att koppla in en shuntledning (32) med förhöjt tryck för sänkning av bromstryckets ökningshas- tighet.

7. Bromssystem enligt krav 5, k ä n n e t e c k n a t av att bromstrycksstyrventilerna (27, 28) har tillhörande organ, som vid hjulspinn sänker bromstryckets ökningshastighet och som in- nehåller en pulsföljdgenerator, som styr bromstrycksstyrventi- lerna (27, 28) för alstring av en stegvis fördröjd bromstryck- ökning (Pa, fig. 3).