DE3709997A1

DE3709997A1 - Bremsanlage mit schlupfregelung

Info

Publication number: DE3709997A1
Application number: DE19873709997
Authority: DE
Inventors: Norbert Ocvirk; Lutz Weise
Original assignee: Alfred Teves GmbH
Current assignee: ITT Automotive Europe GmbH
Priority date: 1986-06-07
Filing date: 1987-03-26
Publication date: 1987-12-10
Also published as: FR2599692A1; GB2191253A; GB2191253B; FR2599692B1; GB8712859D0

Description

Die Erfindung betrifft eine Bremsanlage mit Schlupf regelung, bestehend im wesentlichen aus einem pedalbe tätigten Verstärker mit einem Hauptzylinder, an den über Druckmittelleitungen die Radbremsen angeschlossen sind, aus einer Hilfsdruck-Quelle mit einer Hydraulikpumpe und mit einem Druckausgleichs- und Druckmittel-Vorratsbehäl ter, sowie aus Radsensoren und elektronischen Schalt kreisen zur Ermittlung des Raddrehverhaltens und zur Erzeugung von elektrischen Bremsdruck-Steuersignalen, mit denen zur Schlupfregelung in die Druckmittelleitungen ein gefügte elektromagnetisch betätigbare Druckmittel-Einlaß ventile und -Auslaßventile steuerbar sind, und mit einem an die Hilfsdruck-Quelle angeschlossenen Regel- und Druck überwachungsventil, das an mindestens eine Druckkammer des Hauptzylinders angeschlossen ist und dessen Ventilkammer mit dem Druckmittelvorratsbehälter und mit der zu den Einlaßventilen führenden Einströmleitung verbunden ist.

Bei einer zweikreisigen Bremsanlage des in Frage stehenden Typs nach einer älteren Anmeldung (P 35 02 451.8) ist ein Regelventil vorgesehen, das den Druck in dem von der Pumpe zu den beiden Bremsleitungen führenden Druckmittelweg in Abhängigkeit des Drucks in einem Arbeitsraum des Haupt zylinders regelt, wobei in den Druckmittelweg zwischen den Bremsleitungen und der Pumpe Rückschlagventile einge schaltet sind. Außerdem verfügt diese Bremsanlage noch über einen Differenzdruck-Schalter, der in den elek tronischen Schaltkreis eingeschaltet ist und der das Vorhandensein eines Differenzdrucks erkennen und auswerten läßt. Dieser Differenzdruck-Schalter steht über besondere Druckleitungen sowohl mit dem Druckmittelweg, der von der Pumpe zu den Bremsleitungen führt, als auch mit einem Arbeitsraum des Hauptzylinders in Verbindung.

Der vorliegenden Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine besonders preiswerte Bremsanlage des eingangs ge nannten Typs zu schaffen, die geeignet ist, die Radbremsen der Hinterachse mit dynamischem und die Radbremsen der Vorderräder mit statischem Druck zu beaufschlagen und die darüber hinaus eine diagonale Aufteilung der Bremskreise gestattet. Schließlich soll der Einsatz eines pneumatischen Bremskraftverstärkers ermöglicht werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch ermöglicht, daß die Radbremsen der Hinterräder des Fahrzeugs gemeinsam unter Zwischenschaltung eines Einlaßventils mit der Ein strömleitung verbunden sind, während die Radbremse des einen Vorderrades unmittelbar an die erste Druckkammer des Zweikreis-Hauptzylinders und die Radbremse des anderen Vorderrades entweder unmittelbar an die zweite Druckkammer oder aber ebenfalls an die erste Druckkammer angeschlossen ist.

Bei einer alternativen Ausführungsform sind die Radbremsen der Hinterräder einerseits gemeinsam über eine Brems leitung an die eine Druckkammer des Zweikreis-Haupt zylinders angeschlossen und stehen andererseits über ein Einlaßventil mit der Einströmleitung der Hilfsdruck-Quelle in Verbindung, wobei die Radbremsen der beiden Vorderräder sowohl gemeinsam über Bremsleitungen an die andere Druck kammer des Zweikreis-Hauptzylinders als auch jeweils einzeln über je ein Einströmventil mit der Hilfsdruck- Quelle verbindbar sind.

Vorzugsweise sind die Radbremsen der Hinterräder gemeinsam über eine Einströmleitung an die Hilfsdruck-Quelle angeschlossen, wobei in die Einströmleitung ein Einström ventil eingeschaltet ist und wobei die Radbremse des einen Vorderrades über eine erste Bremsleitung an die eine Druckkammer des Hauptzylinders und die Radbremse des anderen Vorderrades über eine zweite Bremsleitung an die andere Druckkammer des Hauptzylinders angeschlossen ist und wobei schließlich die Radbremsen der beiden Vorder räder jeweils über Einströmventile an die Einströmleitung anschließbar sind.

Mit Vorteil ist in die die Radbremsen mit den Druckkammern des Hauptzylinders verbindenden Bremsleitungen jeweils ein Rückschlagventil einschaltbar, das ein Rückströmen des Druckmittels aus einer Bremsleitung in die angeschlossene Druckkammer gestattet, das Ausströmen von Druckmittel aus einer Druckkammer in die Bremsleitungen jedoch ausschließt.

Weitere Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung gehen aus der folgenden Beschreibung zweier Ausführungsbeispiele anhand der beigefügten Abbildungen hervor, die in vereinfachten Darstellungungen teilweise im Schnitt, teilweise rein schematisch die wichtigsten Bauteile zweier schlupfgeregelter Bremsanlagen nach der Erfindung zeigen.

In dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 besitzt die er findungsgemäße Bremsanlage als Bremsdruckgeber 1 ein im wesentlichen aus einem Tandem-Hauptzylinder 2 und einem vorgeschalteten Unterdruck-Verstärker 3 bestehendes hydraulisches Aggregat. Über eine Druckstange 4 wird in bekannter Weise die auf ein Bremspedal 5 ausgeübte Pedal kraft F auf den Unterdruck-Verstärker 3 und von diesem hilfskraftunterstützt auf die Arbeitskolben 6 und 7 des Tandem-Hauptzylinders 2 übertragen.

In der gezeigten Lösestellung der Bremse sind die Druck kammern 8, 9 des Hauptzylinders über offene Zentralventile 10, 11, über Anschlußkanäle 12, 13 im Inneren der Kolben 6, 7 sowie schließlich über Ringkammern 14, 15, über An schlußbohrungen 16, 17 und über hydraulische Leitungen 18, 19 mit einem Druckausgleichs- und Druckmittel-Vorratsbe hälter 20 verbunden.

An einer der beiden Druckkammern, hier an die Druckkammer 8, ist der Steuereingang 21 und über diesen die erste Steuerkammer 22 eines Regelventils mit Drucküberwachung 23 einer Hilfsdruck-Quelle 62 angeschlossen. Über die Kolben 24, 52 im Inneren des Regelventils 23 wird der Steuerdruck auf ein Kugel-Sitzventil 25 übertragen, das einerseits hydraulisch an die Druckseite einer Hydraulikpumpe 26 und andererseits an den Druckausgleichsbehälter 20 ange schlossen ist. Die Saugseite der Pumpe 26 steht ebenfalls mit dem Behälter 20 in Verbindung. Es handelt sich um eine elektromotorisch (Motor M) angetriebene Hydraulikpumpe 26. Die elektrischen Anschlüsse "m" und "Masse" sind ebenfalls symbolisch angedeutet.

Die beiden Bremskreise I, II des Hauptzylinders 2 sind über elektromagnetisch betätigbare Ventile 27, 28, die im drucklosen Zustand auf Durchlaß geschaltet sind, mit den Radbremsen 33, 34 verbunden. Die Radbremsen 33, 34 können beispielsweise, wie hier, jeweils den Rädern einer Achse zugeordnet sein.

Die Radbremsen 31 bis 34 sind an elektromagnetisch be tätigbare, in der Grundstellung gesperrte Auslaßventile 30, 35, 36 angeschlossen, die über eine hydraulische Rück flußleitung 37 mit dem Druckausgleichsbehälter 20 in Verbindung stehen.

Die Bremskreise I, II sind jeweils über ein Sperrventil 38, 39 und über eine Einströmleitung 40 an das Hilfsdruck- Versorgungssystem 62 bzw. an die Hydraulikpumpe 26 und an das Regelventil 23 angeschlossen. Die Sperrventile 38, 39 öffnen bei Eintritt der Regelbremsung (ABS-Bremsung). Das Umschalten der Ventile 27, 28 in eine zweite Schalt stellung, wird über ein elektrisches Signal des Reglers 44 bewirkt, oder wenn der Wegschalter 42 von der Rampe des Kolbens 7 betätigt wird.

Die Fahrzeugräder sind mit induktiven Sensoren S ₁ bis S ₄ ausgerüstet, die mit einer synchron zur Radumdrehung mitlaufenden Zahnscheibe zusammenwirken und elektrische Signale erzeugen, die das Raddrehverhalten, d.h. die Radgeschwindigkeit und Änderungen, erkennen lassen. Diese Signale werden über die Eingänge E ₁ bis E ₄ einer elektronischen Signalverarbeitungs- und Verknüpfungs schaltung 44 zugeführt, die Bremsdruck-Steuersignale er zeugt, mit denen beim Erkennen einer Blockiertendenz die Einlaß- und Auslaßventile 30, 35, 36 bzw. 29, 38, 39 zeit weise umgeschaltet und dadurch der Bremsdruck konstant gehalten, abgebaut und zur gegebenen Zeit wieder erhöht wird. Über die Ausgänge A ₁ bis A ₈ werden hierzu die Betätigungsmagnete der Einlaß- und Auslaßventile ange steuert; die elektrischen Verbindungsleitungen zwischen den Anschlüssen A ₁ bis A ₈ und den Wicklungen der Ventile 29, 30, 35, 36, 38, 39 bzw. 27, 28 sind der Einfachheit halber nicht dargestellt.

Die Schaltung 44 kann in bekannter Weise durch festver drahtete Schaltkreise oder durch programmierbare elek tronische Bausteine, wie Microcomputer oder Micro controller, realisiert werden.

Bei der Erzeugung der Bremsdruck-Steuersignale werden zusätzlich noch der Schaltzustand eines Druckschalters 43, der am Regelventil 23 angeordnet ist und ggf. noch weitere Signale ausgewertet. Hierzu ist der Signaleingang d vor gesehen. Das Einschaltsignal zum Inbetriebsetzen des An triebsmotors der Hydraulikpumpe 26, der bei dem Brems vorgang läuft, wird nach Betätigung des Schalters 41 über den Anschluß m an den Motor M angelegt.

Die Bremsanlage arbeitet wie folgt:

Bei Bremsbetätigung wird die Pedalkraft F, unterstützt durch den Unterdruck im Verstärker 3, auf die Hauptzy linderkolben 6, 7 übertragen. Die Zentralventile 10, 11 schließen, so daß nunmehr in den Druckkammern 8, 9 und damit in den Bremskreisen I, II Bremsdruck entstehen kann, der über die Ventile 27, 28 zu den Radbremsen 31, 32 bzw. 33, 34 gelangt.

Der Druck in der Kammer 8 wird zum Steuereingang 21 und zur Steuerkammer 22 des Regelventiles 23 weitergeleitet und erhöht die durch die Regler-Feder 49 erzeugte Schließ kraft des Sitzventiles 25. Ebenso ist über die Druck leitung 50 der Bremskreis II bzw. die Druckkammer 9 an die zweite Steuerkammer 51 angeschlossen, in die die beiden Kolben 24, 52 eintauchen, wobei der Arbeitsmotor M der Pumpe 26 anläuft.

Wird nun mit Hilfe der Sensoren S ₁ bis S ₄ und der Schaltung 44 eine Blockiertendenz an einem oder an mehreren Rädern erkannt, setzt die Schlupfregelung ein, während die Pumpe 26 im Hilfsdruck-Versorgungssystem und in der Einströmleitung 40, die den III. Bremskreis bildet, einen zum Druck in den Steuerräumen 22, 51 bzw. in den Druckräumen 8, 9 und damit zur Pedalkraft F proportionalen Hilfsdruck aufbaut.

Bei vorhandenem Hilfsdruck werden nun die elektro magnetisch ansteuerbaren Ventile 29, 38, 39 in ihre Durch gangsstellung geschaltet, wobei Druckmittel dynamisch in die Bremskreise I, II einströmt. Der tatsächliche Brems druckverlauf in den Radbremsen 31 bis 34 wird durch die Auslaßventile 30, 35, 36 festgelegt, denen über die Signalleitungen von der Schaltung 44 schlupfregelnde Bremsdrucksteuersignale zugeführt werden.

Aus dem Vergleich des Druckes in den Druckkammern 8 und 9 des Hauptzylinders 2 bzw. in der zu dem Hilfsdruck-Regel ventil 23 führenden Leitungen 48, 50 mit dem momentanen, von der Pumpe 26 und dem Regelventil 23 hervorgerufene Hilfsdruck unter Berücksichtigung des Betriebszustandes, d.h. normaler Bremsung oder Ansprechen der Schlupf regelung, lassen sich Defekte verschiedener Art zuver lässig erkennen. Bei ungeregelter Bremsung muß in den Druckkammern 8, 9, nicht jedoch im Hilfsdruck-Versorgungs system Druck entstehen. Ein Ausfall des Bremskreises II, z.B. infolge eines Lecks, ist mit Hilfe des Druckschalters 42 bzw. des Wegschalters 43 feststellbar. Beim Einsetzen der Regelung wird bei intakter Anlage die Druckdifferenz gering oder zu Null. Bei einem Ausfall oder einer Störung der Pumpe 26, des Regelventils 23, bei einem Fehler im Einschaltweg des Motors M oder dergl. bleibt nach dem Ein setzen der Schlupfregelung ein Überdruck in der Druck kammer 9 gegenüber der Hilfsdruck-Versorgungsleitung bzw. Einströmleitung 40 erhalten. Durch logische Verknüpfung dieser und anderer Zustände mit Hilfe der Schaltung 44 lassen sich somit Fehler erkennen und signalisieren. Je nach der Art des Fehlers wird dann die Schaltung 44 selbsttätig die Schlupfregelung vollständig oder teil weise, d.h. beschränkt auf einige Radbremsen, ausschalten, damit über den intakten Bremskreis eine wirkungsvolle Abbremsung möglich bleibt.

Das Regelventil, das insgesamt mit 23 bezeichnet ist, weist insgesamt drei koaxial zueinander angeordnete Kammern 22, 51, 54 auf, die durch zwei Kolben 24, 52 von einander getrennt sind. Die Kolben 24, 52 wirken auf eine Ventilkugel 57 ein, über die der Anschluß am Ventilsitz 45 verschließbar ist. Ist der von der Pumpe 26 erzeugte hydraulische Druck höher als der in den Steuerkammern 22 und/oder 51 herrschende Druck, dann verschieben sich die Kolben 24, 52 nach rechts, so daß die Ventilkugel 57 vom Ventilsitz 45 abheben kann, so daß ein Teil des von der Pumpe 26 geförderten Druckmittels über die Rücklaufleitung 60 in den Behälter 20 zur Druckentlastung zurückströmen kann.

Das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 unterscheidet sich von demjenigen nach Fig. 1 dadurch, daß drei Regelkanäle und 2 Bremskreise und nicht (wie beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 1) drei Regelkreise und drei Bremskreise vor handen sind. Die Druckkammer 8 ist zu diesem Zweck mit den Radbremsen der beiden Hinterräder 31, 32 über die Brems leitung 59 verbunden und die Druckkammer 9 über die Brems leitungen 58, 55, 56 mit den Radbremsen 33, 34 der Vorderräder VR, VL. Die Pumpe 26 läuft bei der Ausführungsform nach Fig. 2 nicht bei jeder Bremsbetätigung an, sondern erst, wenn die Schaltung 44 über die Sensoren S 1 bis S 4 die Neigung zum Blockieren eines Fahrzeugrades ermittelt. In diesem Falle erfolgt dann der weitere Druckaufbau in den Radbremsen 31 bis 34 über die Einströmleitungen 40, 40′und die 2/2 Wegeventile bzw. Einlaßventile 29, 38, 39.

Auflistung der Einzelteile: 1 Bremsdruckgeber
2 Tandemhauptzylinder, Zweikreis-Hauptzylinder
3 Unterdruck-Verstärker
4 Druckstange
5 Bremspedal
6 und 7 Arbeitskolben
8 und 9 Druckkammer
10 und 11 Zentralventil
12 und 13 Anschlußkanal
14 und 15 Ringkammer
16 und 17 Anschlußbohrung
18 und 19 hydraulische Leitung
20 Druckmittel-Vorratsbehälter
21 Steuereingang
22 erste Steuerkammer
23 Regelventil
24 Kolben, erster Kolben
25 Kugel-Sitzventil
26 Hydraulikpumpe
27 und 28 hydraulisch betätigbares Ventil, Rückschlagventil
29 Einlaßventil
30 Auslaßventil
31 bis 34 Radbremse
35 und 36 Auslaßventil
37 Rückflußleitung
38 und 39 Sperrventil, Einlaßventil
40 und 40′ Druckleitung, Einströmleitung
41 und 42 Schalter
43 Differenzdruck-Schalter
44 Schaltung
45 Ventilsitz
46 Auflauframpe
47 Taststift
48 Druckleitung
49 Regler-Feder
50 Druckleitung
51 zweite Steuerkammer
52 Kolben, zweiter Kolben
53 Bremsleitung
54 Ventilkammer, dritte Steuerkammer
55 und 56 Bremsleitung
57 Ventilkugel, Ventilkörper
58 und 59 Bremsleitung
60 Rücklaufleitung
61 Bremsleitung
62 Hilfsdruck-Quelle

Claims

1. Bremsanlage mit Schlupfregelung, bestehend im wesent lichen aus einem pedalbetätigten Verstärker (3) mit einem Hauptzylinder (2), an den über Druckmittel leitungen (53, 61 bzw. 55, 56, 58, 59) die Radbremsen (31 bis 34) angeschlossen sind, aus einer Hilfsdruck- Quelle (62) mit einer Hydraulikpumpe (26) und mit einem Druckausgleichs- und Druckmittel-Vor ratsbehälter (20), sowie aus Radsensoren (S 1 bis S 4) und elektronischen Schaltkreisen zur Ermittlung des Raddrehverhaltens und zur Erzeugung von elektrischen Bremsdruck-Steuersignalen, mit denen zur Schlupf regelung in die Druckmittelleitungen (37, 40, 53, 61 bzw. 55, 56, 58, 59) eingefügte elektromagnetisch betätigbare Druckmittel-Einlaßventile (29, 38, 39) und -Auslaßventile (30, 35, 36) steuerbar sind, und mit einem an die Hilfsdruck-Quelle (62) angeschlossenen Regel- und Drucküberwachungsventil (23) das an mindestens eine Druckkammer (8, 9) des Hauptzylinders (2) angeschlossen ist und dessen Ventilkammer (54) mit dem Druckmittelvorratsbehälter (20) und mit der zu den Einlaßventilen (29, 38, 39) führenden Einström leitung (40) verbunden ist, dadurch gekenn zeichnet, daß die Radbremsen (31, 32) der Hinterräder des Fahrzeugs gemeinsam unter Zwischenschaltung eines Einlaßventils (29) mit der Einströmleitung (40) verbunden sind, während die Radbremse (34) des einen Vorderrades unmittelbar an die erste Druckkammer (9) des Zweikreis-Haupt zylinders (2) angeschlossen ist und die Radbremse (33) des anderen Vorderrades entweder unmittelbar an die zweite Druckkammer (8) oder aber ebenfalls an die erste Druckkammer (9) angeschlossen ist.

2. Bremsanlage mit Schlupfregelung, bestehend im wesentlichen aus einem pedalbetätigten Verstärker (3) mit einem Hauptzylinder (2), an den über Druckmittel leitungen (53, 61 bzw. 55, 56, 58, 59) die Radbremsen (31 bis 34) angeschlossen sind, aus einer Hilfsdruck- Quelle (62) mit einer Hydraulikpumpe (26) und mit einem Druckausgleichs- und Druckmittel-Vor ratsbehälter (20), sowie aus Radsensoren (S 1 bis S 4) und elektronischen Schaltkreisen zur Ermittlung des Raddrehverhaltens und zur Erzeugung von elektrischen Bremsdruck-Steuersignalen, mit denen zur Schlupf regelung in die Druckmittelleitungen (37, 40, 53, 61 bzw. 55, 56, 58, 59) eingefügte elektromagnetisch betätigbare Druckmittel-Einlaßventile (29, 38, 39) und -Auslaßventile (30, 35, 36) steuerbar sind, und mit einem an die Hilfsdruck-Quelle angeschlossenen Regel- und Drucküberwachungsventil (23), das an mindestens eine Druckkammer (8, 9) des Hauptzylinders (2) angeschlossen ist und dessen Ventilkammer (54) mit dem Druckmittelvorratsbehälter (20) und mit der zu den Einlaßventilen (29, 38, 39) führenden Einström leitung (40, 40′) verbunden ist, dadurch gekenn zeichnet, daß die Radbremsen (31, 32) der Hinterräder einerseits gemeinsam über eine Bremsleitung (59) an die eine Druckkammer (8) des Zweikreis-Hauptzylinders (2) angeschlossen sind und andererseits über ein Einlaßventil (29) mit der Einströmleitung (40′) der Hilfsdruck-Quelle (62) in Verbindung stehen, wobei die Radbremsen (33, 34) der beiden Vorderräder sowohl gemeinsam über Brems leitungen (55, 56, 58) an die andere Druckkammer (9) des Zweikreis-Hauptzylinders (2) als auch jeweils einzeln über je ein Einströmventil (38 bzw. 39) mit der Hilfsdruck-Quelle (62) verbindbar sind.

3. Bremsanlage mit Schlupfregelung, bestehend im wesentlichen aus einem pedalbetätigten Verstärker (3) mit einem Hauptzylinder (2), an den über Druckmittel leitungen (53, 61 bzw. 55, 56, 58, 59) die Radbremsen (31 bis 34) angeschlossen sind, aus einer Hilfsdruck- Quelle (62) mit einer Hydraulikpumpe (26) und mit einem Druckausgleichs- und Druckmittel-Vorratsbe hälter (20), sowie aus Radsensoren (S 1 bis S 4) und elektronischen Schaltkreisen zur Ermittlung des Raddrehverhaltens und zur Erzeugung von elektrischen Bremsdruck-Steuersignalen, mit denen zur Schlupf regelung in die Druckmittelleitungen (37, 40, 53, 61 bzw. 55, 56, 58, 59) eingefügte elektromagnetisch betätigbare Druckmittel-Einlaßventile (29, 38, 39) und -Auslaßventile (30, 35, 36) steuerbar sind, und mit einem an die Hilfsdruck-Quelle angeschlossenen Regel- und Drucküberwachungsventil (23), das an mindestens eine Druckkammer (8, 9) des Hauptzylinders (2) angeschlossen ist und dessen Ventilkammer (54) mit dem Druckmittelvorratsbehälter (20) und mit der zu den Einlaßventilen (29, 38, 39) führenden Einström leitung (40) verbunden ist, dadurch gekenn zeichnet, daß die Radbremsen (31, 32) der Hinterräder gemeinsam über eine Einströmleitung (40) an die Hilfsdruck-Quelle (62) angeschlossen sind, wobei in die Einströmleitung (40) ein Einströmventil (29) eingeschaltet ist und die Radbremse (33) des einen Vorderrades über eine erste Bremsleitung (53) an die eine Druckkammer (8) des Hauptzylinders (2) und die Radbremse (34) des anderen Vorderrades über eine zweite Bremsleitung (61) an die andere Druck kammer (9) des Hauptzylinders (2) angeschlossen ist.

4. Bremsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in die die Radbremsen (31 bis 34) mit den Druckkammern (8, 9) des Hauptzylinders (2) verbindenden Bremsleitungen (53, 61 bzw. 58, 59) jeweils ein Rückschlagventil (27, 28) ein schaltbar ist, das ein Rückströmen des Druckmittels aus einer Bremsleitung (53, 61 bzw. 58, 59) in die angeschlossene Druckkammer (8, 9) gestattet, das Aus strömen von Druckmittel aus einer Druckkammer (8, 9) in die Bremsleitungen (53, 61 bzw. 58, 59) jedoch aus schließt.