DE2911372A1 - BRAKE DEVICE AGAINST UNINTENDED ROLLING OF A VEHICLE - Google Patents
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Description
Hannover, den 22.2.1979 WP 8/79 - A./EHanover, February 22nd, 1979 WP 8/79 - A./E
Wabeο Fahrzeugbremsen GmbH, HannoverWabeο Fahrzeugbremsen GmbH, Hanover
Bremavorrichtung gegen unbeabsichtigtes Anrollen eines Fahrzeugs Brake device against unintentional rolling of a vehicle
Die Erfindung bezieht sich auf eine Bremsvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a braking device according to the preamble of claim 1.
Beim Anfahren am Berg, insbesondere bei Lastkraftwagen, kann es vorkommen, daß das Fahrzeug nach dem Lösen der Feststellbremse (Handbremse) zunächst zurückrollt, da der Motor noch nicht vollständig eingekuppelt ist und die Motorkraft noch nicht ausreicht, um das Fahrzeug in der gewünschten Richtung anzutreiben.When starting up on a hill, especially with trucks, it can happen that the vehicle after releasing the parking brake (Handbrake) initially rolls back because the engine is not yet fully engaged and the engine power is still is not sufficient to propel the vehicle in the desired direction.
Es ist bereits eine Vorrichtung der eingangs erwähnten Art (Rücklaufsperre) bekannt, (DE-OS 26 50 383), die das unerwünschte Zurückrollen an Steigungen verhindern soll. Als Lösung wird ein federbelasteter Klemmfreilauf angegeben, der bei eingelegtem Rückwärtsgang gelöst wird und bei Vorwärtsfahrt nicht bremst.It is already a device of the type mentioned at the beginning (Backstop) known (DE-OS 26 50 383), which is intended to prevent unwanted rolling back on slopes. As a solution a spring-loaded clamping freewheel is specified, which is released when reverse gear is engaged and when driving forward does not brake.
Eine solche Lösung ist Jedoch allenfalls für Personenkraftwagen geeignet, da bei Lastkraftwagen wegen der dort auftretenden relativ hohen Kräfte ein zu hoher Bauaufwand entstehen würde.However, such a solution is at most suitable for passenger vehicles, because of the problems occurring there in trucks relatively high forces would result in too high a construction cost.
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Der Erfindung liegt deehalb die Aufgabe zugrunde, eine insbesondere für Lastkraftwagen bzw. Nutzfahrzeuge geeignete Rücklaufbremse anzugeben, die mit einfachen und weitgehend bereits im Fahrzeug vorhandenen Mitteln auskommt.The invention is therefore based on the object, in particular Specify a return brake suitable for trucks or commercial vehicles, with simple and largely funds already available in the vehicle get by.
Die Rücklaufbremse soll ferner möglichst auch wirksam sein, wenn das Fahrzeug rückwärts eine Steigung hinauffahren soll. Dies ist beim angeführten Stand der Technik nicht der Fall.The reverse brake should also be effective as far as possible when the vehicle is to drive backwards up an incline. This is not the case with the cited prior art.
Die oben genannte Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 angegebene Erfindung gelöst. Weiterbildungen und vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.The above-mentioned object is achieved by the invention specified in claim 1. Further training and advantageous Embodiments of the invention are specified in the subclaims.
Die erfindungsgemäße Bremsvorrichtung soll im folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert werden.The braking device according to the invention will be explained in more detail below with reference to the drawing.
Die Zeichnung zeigt schematisch im Blockschaltbild inThe drawing shows schematically in the block diagram in
Fig. 1: eine erste Ausführung einer erfindungsgemäßen Bremsvorrichtung mit nur einem VentilFig. 1: a first embodiment of a braking device according to the invention with just one valve
Fig. 2: einen unterschiedlichen Logikteil für die erste Ausführung Fig. 2: a different logic part for the first embodiment
Fig. 3; eine zweite Ausführung einer erfindungsgemäßen Bremsvorrichtung mit zwei VentilenFig. 3; a second embodiment of a braking device according to the invention with two valves
Fig. 4: ein Diagramm zur ersten Ausführung mit einem Verül Fig. 5: ein Diagramm zur zweiten Ausführung mit zwei VentilenFig. 4: a diagram for the first embodiment with a Verül Fig. 5: a diagram for the second embodiment with two valves
Fig. 6: eine Ausführung nach Fig. 1 und 2 mit Ansteuerung der Betriebsbremse6: an embodiment according to FIGS. 1 and 2 with control of the service brake
Fig. 7i eine Ausführung nach Fig. 3 «alt Ansteuerung der Betriebsbremse. Fig. 7i shows an embodiment according to Fig. 3 «old control of the service brake.
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In Fig. 1 ist mit 1 ein vorzugsweise ungebremstes Rad des Fahrzeugs bezeichnet. An dem Rad 1, das vorteilhaft nicht der Feststellbremse zugeordnet ist, ist ein verzahntes Polrad 2 befestigt.In Fig. 1, 1 denotes a preferably unbraked wheel of the vehicle. On bike 1, which is not advantageous the parking brake is assigned, a toothed pole wheel 2 is attached.
Anstelle des Rades 1 kann auch die Tachowelle oder ein anderes sich drehendes Bauteil des Fahrzeugs verwendet werden. Das Polrad ist zweckmäßig mit einer relativ engen Teilung der Zähne versehen, da niedrige Geschwindigkeiten ausgewertet werden müssen. Es kann ferner noch eine nachfolgende Frequenzvervielfachung vorgesehen werden.Instead of the wheel 1, the speedometer cable or another rotating component of the vehicle can also be used. The pole wheel is expediently provided with a relatively narrow pitch of the teeth, since low speeds are evaluated Need to become. A subsequent frequency multiplication can also be provided.
Dem Polrad 2 liegen zwei Sensoren 3 und 4 gegenüber. Da die Sensoren nicht nur die Radgeschwindigkeit, sondern auch die Drehrichtung erfassen sollen, unterscheidet sich ihr Abstand von der Zahnteilung.Two sensors 3 and 4 are located opposite the pole wheel 2. Since the sensors not only measure the wheel speed, but also the Should detect the direction of rotation, their distance differs from the tooth pitch.
Da die Sensoren 3, 4 sehr geringe Radgeschwindigkeiten erfassen müssen, sind sie vorteilhaft als aktive Wandler, beispielsweise als Halleffektelemente oder Lichtschranken aufgebaut .Since the sensors 3, 4 have to detect very low wheel speeds, they are advantageous as active transducers, for example constructed as hall effect elements or light barriers.
Die Signale der Sensoren 3, 4 gelangen anschließend zu einer Impulsformerstufe 5 mit eingebautem Richtungsdiskriminator. Ein die Drehrichtung enthaltenes digitales Ausgangssignal wird über eine Leitung 29 direkt einem Logikteil 7 zugeführt. Das Logikteil 7 hat die Eingänge 30, 29, 33, 34 sowie den Ausgang 31. Die Eingänge 30, 34 sind über ein UND-Glied 15 an den Ausgang 31 geschaltet. Die Eingänge 29, 33 sind an ein UND-Glied 14 geschaltet, dessen am Eingang 33 liegender Pol negiert ist. Der Ausgang des UND-Gliedes 14 ist an einen dritten Eingang des UND-Gliedes 15 gelegt. Das Ausgangssignal hat den Wert 0 für Vorwärtsdrehung, I für Rückwärtsdrehung und 0 oder I, je nech dem letzten Meßwert, für Stillstand.The signals from the sensors 3, 4 then reach a pulse shaper stage 5 with a built-in directional discriminator. A digital output signal containing the direction of rotation is A logic part 7 is fed directly via a line 29. The logic part 7 has the inputs 30, 29, 33, 34 and the output 31. The inputs 30, 34 are connected to the output 31 via an AND element 15. The inputs 29, 33 are connected to an AND gate 14 switched, whose pole at input 33 is negated. The output of the AND gate 14 is to a third Input of the AND gate 15 placed. The output signal has the value 0 for forward rotation, I for reverse rotation and 0 or I, depending on the last measured value, for standstill.
Die Impulsformerstufe 5 formt die von dem Sensor 3 oder 4 gelieferte Signalfolge in eine rechteckförmige Impulsfolge mit der gleichen oder einer höheren Frequenz um und leitet diese weiter an einen Frequenzspannungswandler 6 mit Schwell-The pulse shaper stage 5 forms the signals from the sensor 3 or 4 The signal sequence delivered is converted into a square-wave pulse sequence with the same or a higher frequency and forwards this on to a frequency voltage converter 6 with threshold
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wertverhalten. Sofern die ermittelte Geschwindigkeit eine Schwelle überschreitet, wird dem Logilcteil 7 über eine Leitung 30 ein Signal zugeleitet. Dieses Signal hat den Wert 0 für Stillstand und I für einen Geschwindigkeits betrag größer Null.value behavior. If the determined speed exceeds a threshold, the Logilcteil 7 is via a line 30 a signal is supplied. This signal has the value 0 for standstill and I for a speed value greater than zero.
Weiterhin ist das Logilcteil 7 an das Fahrzeuggetriebe 25 angeschlossen, wobei ein Signal eingegeben wird, wenn der Rückwärtsgang eingelegt ist.Furthermore, the logic part 7 is connected to the vehicle transmission 25, a signal is input when reverse gear is engaged.
Sin weiterer Eingang liegt an einem Ausschalter 26. Mit diesem Schalter kann der Fahrer die Rücklaufbremse bei Bedarf abschalten, indem der Logik ein O-Signal zugeführt wird.A further input is at an off switch 26. With this switch, the driver can apply the reverse brake if necessary switch off by applying an O signal to the logic.
Die Logik 7 ist so geschaltet, daß am Ausgang ein High-Signal abgegeben wird, sofern an allen Eingängen außer dem Eingang für das Getriebe ein High-Signal ansteht. Dieser Zustand bedeutet, daß das Fahrzeug rückwärts rollt, der Rückwärtsgang aber nicht eingeschaltet ist.The logic 7 is switched so that a high signal at the output is issued, provided that a high signal is present at all inputs except the input for the gearbox. This state means that the vehicle rolls backwards, but the reverse gear is not engaged.
Das Ausgangssignal der Logik 7 wird über einen Treiber 27 einem Magnetventil 10 zugeführt. Durch die Betätigung des Wegeventils wird ein Pederspeicherbremszylinder 13» der vorher durch Betätigung eines Handbremsventils 28 (Lösen der Peststellbremse) belüftet worden war, wieder entlüftet. Hierdurch wird das zurückrollende Fahrzeug gebremst. Die Entlüftung des Wegeventils 10 kann zusätzlich eine Drosselstelle (nicht dargestellt) aufweisen.The output signal of the logic 7 is via a driver 27 a Solenoid valve 10 supplied. By actuating the directional control valve, a Peders-style brake cylinder 13 becomes the previous one by actuating a hand brake valve 28 (releasing the plunger parking brake) had been vented, vented again. This brakes the rolling back vehicle. The vent of the directional control valve 10 can additionally have a throttle point (not shown).
Die Wirkungsweise der Bremsvorrichtung nach Pig. 1 kann auch anhand des Diagramms aus Pig. 4 erklärt werden.The operation of the braking device according to Pig. 1 can also based on the diagram from Pig. 4 can be explained.
In Pig. 4a sind die Bremskraft Pb1. des Fahrzeugs, die Hangabtriebskraft Pal), die Geschwindigkeit ν und der Weg s über der Zelt t aufgetragen.In Pig. 4a are the braking force Pb 1 . of the vehicle, the downhill force P al) , the speed ν and the distance s plotted over the tent t.
In der Pig. 4b sind die gleichen Größen enthalten, jedoch ist zusätzlich eine mit der Zeit steigende Antriebskraft Per, (Motorkraft) eingetragen. In beiden Darstellungen sind ferner noch die Ansteuersignale für das Wegeventil 10 enthalten.In the pig. 4b contains the same values, but a driving force P er , (motor force) that increases with time is also entered. The control signals for the directional control valve 10 are also contained in both representations.
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Bei einem Anfahrvorgang wird zum Zeitpunkt t die Handbremse gelöst. Hierdurch sinkt die Bremskraft, bis im Zeitpunkt t2 die Abtriebskraft F^ überwiegt und das Fahrzeug rückwärts anrollt. Daraufhin gibt die Logik 7 im Zeitpunkt t~ ein Signal auf das Wegeventil 10, wodurch der Federspeicherbremszylinder 13 nach einer Ventiltotzeit T+ im Zeitpunkt t entlüftet wird und die Bremskraft F^ wieder ansteigt. Im Zeitpunkt t, ist das Fahrzeug wieder zum Stillstand gekommen, und nach Abfall des Ausgangssignals der Logik 7 wird der Bremsdruck wieder abgesenkt. Es wiederholt sich nun der eingangs beschriebene Verlauf.During a start-up process, the handbrake is released at time t. As a result, the braking force decreases until the output force F ^ predominates at time t 2 and the vehicle rolls backwards. The logic 7 then sends a signal to the directional control valve 10 at the point in time t ~, as a result of which the spring brake cylinder 13 is vented after a valve dead time T + at the point in time t and the braking force F ^ rises again. At time t, the vehicle has come to a standstill again, and after the output signal of logic 7 has dropped, the brake pressure is reduced again. The course described at the beginning is now repeated.
Falls nun zum Zeitpunkt t,- (Fig. 4b) eine Motorkraft eingesteuert wird, rollt das Fahrzeug nur solange zurück, bis im Zeitpunkt tg die Antriebskraft Fan die Abtriebskraft F^ übersteigt. Im Anschluß hieran bleiben weitere Bremsungen aus, da der Richtungsdiskriminator 5 kein Signal für Rückwärtsfahrt mehr abgibt, und das Fahrzeug fährt in der gewünschten Richtung an.If an engine power is now applied at time t 1 (FIG. 4b), the vehicle only rolls back until at time t g the driving force F to exceeds the output force F ^. Subsequent to this, no further braking occurs, since the direction discriminator 5 no longer emits a signal for reversing, and the vehicle starts moving in the desired direction.
In Fig. 2 ist mit 8 eine Variante der Logik 7 bezeichnet. Die Logik 8 arbeitet im Prinzip wie die Logik 7, hat jedoch eine zusätzliche Funktion. Hier hebt der eingelegte Rückwärtsgang die Wirkung der Rücklaufbremse nicht auf, sondern invertiert das Drehrichtungssignal. Hierdurch wird die Bremsvorrichtung auch gegen unbeabsichtigtes Vorwärtsrollen beim Rückwärtsfahren am Berge wirksam.In FIG. 2, 8 denotes a variant of the logic 7. The logic 8 works in principle like the logic 7, but has an additional function. Here, the engaged reverse gear does not cancel the reverse brake, but inverts it the direction of rotation signal. This is the braking device also effective against unintentional rolling forwards when reversing on mountains.
Das Logkiteil 8 besitzt die selben Ein- und Ausgänge wie das LogOcteil 7. Die Eingänge 30 und 34 sind an ein UND-Glied angeschlossen, dessen Ausgang an die Ausgangsklemme 31 gelegt ist. Der Eingang 29 führt zu einem UND-Glied 16 sowie zu einem negierten Eingang eines UND-Gliedes 17. Der Eingang 33 führt zum UND-Glied17 sowie zu einem negierten Eingang des UND-Gliedes 16. Die Ausgänge der UND-Glieder 16 und 17 sind an ein ODER-Glied 19 geschaltet. Der Ausgang des ODER-Gliedes 19 führt zu einem dritten Eingang des UND-Gliedes 18.The Logkiteil 8 has the same inputs and outputs as the LogOcteil 7. The inputs 30 and 34 are connected to an AND element connected, the output of which is connected to output terminal 31. The input 29 leads to an AND gate 16 and to one negated input of an AND element 17. The input 33 leads to the AND element 17 and to a negated input of the AND element 16. The outputs of the AND gates 16 and 17 are on OR gate 19 switched. The output of the OR element 19 leads to a third input of the AND element 18.
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In Fig. 3 ist eine weitere Variante der erfindungsgemäßen Bremsvorrichtung dargestellt. Die Eingangsschaltung gleicht der oben bereits anhand der Fig. 1 beschriebenen Anordnung. Die Logik 9 hat jedoch zwei Ausgänge 31» 32, durch welche über Treiber 27 ein Auslaßventil 11 und ein Halteventil 12 angesteuert werden.In Fig. 3, a further variant of the braking device according to the invention is shown. The input circuit is the same the arrangement already described above with reference to FIG. The logic 9, however, has two outputs 31 »32 through which An exhaust valve 11 and a holding valve 12 via driver 27 can be controlled.
Das Logikteil 9 besitzt die selben Ein- und Ausgänge wie das Log ikteil 7. Zusätzlich ist jedoch ein zweiter Ausgang 32 vorhanden. Der Eingang 30 ist an ein UND-Glied 23 gelegt. Der Eingang 29 ist an ein UND-Glied 20 sowie an einen negierten Eingang eines UND-Gliedes 21 gelegt. Der Eingang 33 ist an das UND-Glied 21 sowie an einen negierten Eingang des UND-Gliedes 20 gelegt. Die Ausgänge der UND-Glieder 20, 21 sind an ein ODER-Glied 24 gelegt, dessen Ausgang an einem UND-Glied 22 liegt. Der Eingang 34 liegt ebenfalls am UND-Glied 22. Der Ausgang des UND-Gliedes 22 ist an einen Eingang des UND-Gliedes 23 sowie an den Ausgang 32 angeschlossen. The logic part 9 has the same inputs and outputs as the logic part 7. However, a second output 32 is also present. The input 30 is connected to an AND element 23 placed. The input 29 is connected to an AND element 20 and to a negated input of an AND element 21. The entrance 33 is connected to AND element 21 and to a negated input of AND element 20. The outputs of the AND gates 20, 21 are connected to an OR element 24, the output of which is connected to an AND element 22. Entrance 34 is also on AND element 22. The output of AND element 22 is connected to an input of AND element 23 and to output 32.
Die Funktionsweise dieser Vorrichtung mit zwei Ventilen wird im folgenden anhand des in Fig. 5 dargestellten Diagramms erläutert.The mode of operation of this device with two valves is illustrated below with reference to the diagram shown in FIG explained.
Zum Zeitpunkt t.. wird wiederum die Feststellbremse (Handbremse) 28 gelöst und damit der Federspeicherbremszylinder belüftet. Hierdurch sinkt die Bremskraft FBr so weit, bis im Zeitpunkt t2 die Abtriebskraft P b. überwiegt und das Fahrzeug zurückrollt. Daraufhin gibt die Logik 9 zum Zeitpunkt t2 ein Signal auf das Auslaßventil 11 und das Halteventil 12, wodurch der Federspeicherzylinder 13 nach einer Ventiltotzeit T. im Zeitpunkt t* entlüfte^ und damit das Fahrzeug wieder ansteigend gebremst wird. Durch das Halteventil 12 wird der Bremszylinder 13 vom Handbremsventil 28 abgesperrt und somit nicht weiter belüftet. Sobald im Zeitpunkt t, das Fahrzeug wieder zum Stillstand gekommen ist, fällt nur das Ansteuerungssignal für das AslaßventiL11 ab. Im Bremszylinder 13 wird hierdurch ein bestimmter Druck gehalten, der gerade ausreicht, um das Fahrzeug am Zurückrollen zu hindern.At the point in time t. As a result, the braking force F Br decreases until the output force P b at time t 2 . predominates and the vehicle rolls back. The logic 9 then sends a signal to the outlet valve 11 and the holding valve 12 at time t 2 , whereby the spring-loaded cylinder 13 ventilates after a valve dead time T. By means of the holding valve 12, the brake cylinder 13 is shut off from the hand brake valve 28 and therefore no longer ventilated. As soon as the vehicle has come to a standstill again at time t, only the control signal for the outlet valve 11 drops out. As a result, a certain pressure is maintained in the brake cylinder 13 which is just sufficient to prevent the vehicle from rolling back.
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Im Zeitpunkt t^ beginnt eine Motorkraft (3?an) zu wirken, welche im Zeitpunkt tg so groß geworden ist, daß sie die Summe aus der Abtriebskraft F^ und der Bremskraft Fßr des Bremszylinders übersteigt. Hierdurch kann das Fahrzeug anrollen. Nach einer Verzögerungszeit T^ fällt auch das Signal für das Halteventil 12 ab, da im Richtungsdiskriminator 5 die Vorwärtsfahrt erkannt worden ist. Hierdurch wird im Zeitpunkt t? der Bremszylinder 13 wieder voll belüftet, und das Fahrzeug kann seine Fahrt ungebremst fortsetzen. At time t ^ an engine power (3? An) begins to act, which has become large at the time tg so that it exceeds the sum of the output force F ^ and the braking force F SSR of the brake cylinder. This can cause the vehicle to roll. After a delay time T ^, the signal for the holding valve 12 also drops because the direction discriminator 5 has recognized the forward travel. As a result, at time t ? the brake cylinder 13 is fully ventilated again, and the vehicle can continue its journey without braking.
Anstelle der Federspeicherhilfsbremse 13 kann für die erfindungsgemäße Bremsvorrichtung auch die Betriebsbremse (Betriebsbremszylinder 35) benutzt werden. Die grundsätzliche Wirkungsweise ändert sich dadurch nicht.Instead of the spring-loaded auxiliary brake 13 can for the inventive Braking device also the service brake (service brake cylinder 35) can be used. The basic one This does not change the mode of action.
Gemäß Fig. 6 (Ein-Ventil-Ausführung) wird bei einer normalen Bremsung ein Bremsventil 36 betätigt und dadurch Druckluft vom Vorratsbehälter 37 über ein Wegeventil 38 zum Betriebsbremszylinder 35 geleitet.According to FIG. 6 (one-valve version) in a normal Braking actuates a brake valve 36 and thereby compressed air from the reservoir 37 via a directional control valve 38 to the service brake cylinder 35.
Bei einer Rücklaufbremsung strömt die Druckluft über ein Reduzierventil 39, das Magnetventil 10 und das Wegeventil zum Bremszylinder 35. Die Entlüftung erfolgt beim Magnetventil 10 über eine Drossel 40.When braking back, the compressed air flows through a reducing valve 39, the solenoid valve 10 and the directional control valve to the brake cylinder 35. The solenoid valve 10 is vented via a throttle 40.
In Fig. 7 (Zwei-Ventil-Ausführung) wird zum Belüften das Magnetventil 11 und zum Entlüften das Magnetventil 12 angesteuert. Im übrigen gleicht diese Ausführung der von Fig.In Fig. 7 (two-valve version) the solenoid valve 11 is activated for venting and the solenoid valve 12 for venting. Otherwise, this embodiment is similar to that of Fig.
Durch die beschriebene Erfindung wird der schwierige Anfahrvorgang am Berg wesentlich erleichtert.The described invention makes the difficult start-up process much easier on the mountain.
Besonders vorteilhaft ist der Einsatz der erfindungsgemäßen Bremsvorrichtung in den Fällen, in denen das Fahrzeug mit einer Antiblockiervorrichtung ausgerüstet ist, da dann verschiedene Komponenten der Antiblockiervorrichtung wie z.B. das Polrad, die Sensoren, Teile der Logik, die Treiber sowie die Magnetventile mitbenutzt werden können.The use of the compounds according to the invention is particularly advantageous Braking device in those cases in which the vehicle is equipped with an anti-lock braking device, as different Components of the anti-lock device such as the pole wheel, the sensors, parts of the logic, the drivers and the solenoid valves can also be used.
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L e e r s e i t eL e r s e i t e
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