DE3716514A1 - Hydraulische bremsanlage fuer kraftfahrzeuge - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine hydraulische Bremsanlage für Kraftfahrzeuge mit einem Hauptbremszylinder, dessen Arbeits­ kammer über ein Regelventil an einen drucklosen Behälter anschließbar ist, mit einer der Arbeitskammer mit wenigstens einer einem Antriebsrad des Fahrzeugs zugeordneten Radbremse verbindenden Bremsleitung, in die Drucksteuerventile einer Bremsschlupfregeleinrichtung geschaltet sind, und mit einer Druckmittelquelle, die bei Einschalten der Bremsschlupfregel­ einrichtung zwischen dem Hauptbremszylinder und den Druck­ steuerventilen an die Bremsleitung anschließbar ist.

Eine derartige Bremsanlage ist in der älteren deutschen Pa­ tentanmeldung P 36 01 914.3 beschrieben. Die vorzugsweise als Druckmittelpumpe ausgebildete Druckmittelquelle dient bei dieser Bremsanlage nur zur Förderung der Druckmittelmenge, die während einer Bremsschlupfregelung für das wiederholte Be­ tätigen der Radbremsen nach einer Druckentlastungsphase be­ nötigt wird. Die Pumpe wird zu Beginn der Bremsschlupfregelung eingeschaltet und bleibt für die Dauer des Regelvorganges in Betrieb. Der Druck in der Bremsanlage wird dabei durch ein Regelventil im Hauptbremszylinder proportional zur ausgeübten Betätigungskraft geregelt. Diese Bremsanlage zeichnet sich durch einen geringen Bauaufwand aus und ihr Bremsbetätigungs­ system ist unabhängig von der Energieversorung der Brems­ schlupfregeleinrichtung.

Es sind auch bereits hydraulische Mehrkreisbremsanlagen für Kraftfahrzeuge bekannt (DE-OS 35 27 190), die zusätzlich zu einer Bremsschlupfregeleinrichtung eine Einrichtung zur Rege­ lung des Anfahr- bzw. Antriebsschlupfes aufweisen. Mit Hilfe der Antriebsschlupfregeleinrichtung wird beim Anfahren die Drehbewegung der Antriebsräder überwacht und durch automa­ tische Betätigung der an den Antriebsrädern angeordneten Bremsen das Antriebsmoment den jeweiligen Reibverhältnissen derart angepaßt, daß es nicht zu einem Durchdrehen der An­ triebsräder kommt. Diese bekannte Bremsanlage benötigt jedoch eine Vielzahl von Ventilen, die bei einer Brems- oder An­ triebsschlupfregelung geschaltet werden müssen. Sie ist daher sehr aufwendig.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine hydrau­ lische Bremsanlage der eingangs genannten Art mit geringem Bauaufwand derart zu erweitern, daß eine Antriebsschlupfrege­ lung der an einen gemeinsamen Bremskreis angeschlossenen, an den Antriebsrädern des Fahrzeugs angeordneten Bremsen möglich ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Drucksteuerventile, die der einem Antriebsrad des Fahrzeugs zugeordneten Bremse vorgeschaltet sind, und die Druckmittel­ quelle bei unbetätigtem Hauptbremszylinder durch eine An­ triebsschlupfregeleinrichtung schaltbar sind und daß die Verbindung von der Arbeitskammer zur Bremsleitung bei Ein­ schalten der Antriebsschlupfregeleinrichtung durch ein Ventil sperrbar ist.

Eine derartige Bremsanlage zeichnet sich durch große Einfach­ heit aus. Zur Verwirklichung der Antriebsschlupfregelung ist lediglich ein zusätzliches Ventil erforderlich, welches bei Einschalten der Antriebsschlupfregelung die Bremsleitung von der Arbeitskammer des Hauptbremszylinders trennt, damit der in die Bremsleitung eingesteuerte Druck zur automatischen Be­ tätigung der Radbremse nicht über das in der Grundstellung des Hauptbremszylinders offene Regelventil zum Behälter entweichen kann. Der zusätzliche Bauaufwand zur Verwirklichung der An­ triebschlupfregelung bei einer Bremsanlage der eingangs genannten Art ist daher gering.

Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung ist als Druckmittel­ quelle bei der erfindungsgemäßen Bremsanlage eine von einem Elektromotor angetriebene Pumpe vorgesehen, deren Ausgang durch ein Überdruckventil abgesichert und durch ein Rück­ schlagventil mit der Bremsleitung verbunden ist. Eine der­ artige Druckmittelquelle ist kostengünstig und hat den Vor­ teil, daß sie nur betrieben werden muß, wenn die Bremsschlupf- oder Antriebsschlupfregelung einsetzt. Die Anordnung eines Überdruckventils am Ausgang der Pumpe ist dabei in erster Linie notwendig, um während eines Antriebsschlupfregelvorgangs ein Blockieren der Pumpe zu verhindern, wenn in einer Regel­ phase die Druckmittelzufuhr zu den Bremsen der Antriebsräder unterbrochen wird.

Die Erfindung ist auch mit Vorteil bei Zweikreis-Bremsanlagen anwendbar. Vorzugsweise ist hierbei vorgesehen, daß die zweite, von der ersten Arbeitskammer getrennte Arbeitskammer des Hauptbremszylinders über eine zweite Bremsleitung mit Drucksteuerventilen an wenigstens eine Bremse angeschlossen ist, die einem nicht angetriebenen Fahrzeugrad zugeordnet sind und daß erfindungsgemäß eine Verbindung von der Druckmittel­ quelle zur zweiten Bremsleitung vorgesehen ist, die durch ein schaltbares Ventil beim Einschalten der Antriebsschlupfregel­ einrichtung sperrbar ist. Auf diese Weise gelangt beim Ein­ schalten der Antriebsschlupfregeleinrichtung das von der Druckmittelquelle geförderte Druckmittel nur in die erste zu den Bremsen an der Antriebsachse des Fahrzeugs führende Brems­ leitung und es wird ein Entweichen des Druckmittels über die zweite Bremsleitung und den Hauptbremszylinder zum drucklosen Behälter verhindert. Die erfindungsgemäße Zweikreis-Bremsan­ lage benötigt somit lediglich zwei zusätzliche Ventile für eine Antriebsschlupfregelung.

In Weiterbildung dieses Erfindungsgedankens kann bei einer Zweikreis-Bremsanlage mit einem Hauptbremszylinder mit zwei getrennten Arbeitskammern und zwei getrennten Bremsleitungen, die zu den Bremsen an getrennten Fahrzeugachsen führen, vorge­ sehen sein, daß die Druckmittelquelle eine Doppelpumpe mit zwei getrennten Pumpenkreisen ist, von denen jeweils ein Pumpenkreis an eine Bremsleitung anschließbar ist. Bei dieser Ausgestaltung ist lediglich in der Bremsleitung, die zu den Bremsen an der Antriebsachse des Fahrzeugs führt, ein durch die Antriebsschlupfregeleinrichtung schaltbares Ventil er­ forderlich, um bei einer Antriebsschlupfregelung diese Brems­ leitung von der Arbeitskammer des Hauptbremszylinders zu trennen. Die andere Bremsleitung bleibt mit der anderen ihr zugeordneten Arbeitskammer des Hauptbremszylinders in Verbin­ dung, so daß das von dem an diese Bremsleitung angeschlossenen Pumpenkreis geförderte Druckmittel über die Arbeitskammer des Hauptbremszylinders zum Behälter abfließen kann. Es kommt daher in dieser Bremsleitung bei einer Antriebsschlupfregelung nicht zu einem Druckaufbau und dementsprechend nicht zu einer Betätigung der Bremsen an den nicht angetriebenen Rädern des Fahrzeugs.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbei­ spielen näher erläutert, die in der Zeichnung dargestellt sind. Es zeigt

Fig. 1 einen Schaltplan einer hydraulischen Zweikreis- Bremsanlage mit Ventilen für eine Bremsschlupf- und eine Antriebsschlupfregelung und einer elektro­ motorisch angetriebenen einfachen Pumpe zur Druck­ mittelversorgung und

Fig. 2 einen Schaltplan einer hydraulischen Zweikreis- Bremsanlage mit Ventilen zu Bremsschlupf- und An­ triebsschlupfregelung und einer elektromotorisch an­ getriebenen Doppelpumpe zur Druckmittelversorgung.

Die in Fig. 1 dargestellte Zweikreis-Bremsanlage enthält einen Tandemhauptbremszylinder 1 und einen Unterdruckbremskraftver­ stärker 2, die gemeinsam durch ein Bremspedal 3 betätigbar sind. Der Tandemhauptbremszylinder 1 weist zwei getrennte Arbeitskammer 4, 5 auf, die durch einen Betätigungshub eines Druckstangenkolbens 6 und eines Schwimmkolbens 7 verkleinerbar sind. In dem Druckstangenkolben 6 und in dem Schwimmkolben 7 sind Zentralventile 8, 9 vorgesehen, die in ihrer dargestel­ lten Grundstellung offen sind und die Arbeitskammern 4, 5 mit Nachlaufräumen 10, 11 verbinden, die über Leitungen 12 an einen drucklosen Nachlaufbehälter 13 angeschlossen sind.

An die Arbeitskammer 4 des Tandemhauptbremszylinders 1 ist über ein Magnetventil 14 eine Bremsleitung 15 angeschlossen, die zu zwei Bremsen 16, 17 an den angetriebenen Hinterrädern eines Fahrzeugs führt. Das Magnetventil 14 ist in seiner Grundstellung offen und kann durch eine Antriebsschlupfregel­ einrichtung in eine Schließstellung geschaltet werden. Den Bremsen 16, 17 sind jeweils ein lastabhängiger Bremsdruck­ regler 18, 19 und ein in der Grundstellung offenes Magnet­ ventil 20, 21 einer Bremsschlupfregeleinrichtung vorgeschal­ tet. Weiterhin sind die Bremsen 16, 17 parallel zu den Magnet­ ventilen 20, 21 durch in der Grundstellung geschlossene Mag­ netventile 22, 23 der Bremsschlupfregeleinrichtung mit einer zum Nachlaufbehälter 13 führenden Rücklaufleitung 24 verbind­ bar.

Von der Arbeitskammer 5 des Tandemhauptbremszylinders 1 führt eine Bremsleitung 25 zu zwei Bremsen 26, 27, die an den Vor­ derrädern des Fahrzeugs angeordnet sind. Den Bremsen 26, 27 sind in der Grundstellung offene Magnetventile 28, 29 vorge­ schaltet. Parallel zu den Magnetventilen 28, 29 sind die Bremsen 26, 27 über in die Grundstellung geschlossene Magnet­ ventile 30, 31 mit der Rücklaufleitung 24 verbindbar. Die Magnetventile 28 bis 31 sind ebenfalls durch die Bremsschlupf­ regeleinrichtung schaltbar.

Um die Bremsen bei einer Bremsschlupf- oder Antriebsschlupf­ regelung mit Druckmittel zu versorgen, ist eine von einem Elektromotor 32 angetriebene Pumpe 33 vorgesehen. Der Eingang der Pumpe 33 ist an die Rücklaufleitung 24 angeschlossen. Vom Ausgang der Pumpe 33 führt eine Druckleitung 34 zur Bremslei­ tung 15 und eine Druckleitung 35 zur Bremsleitung 25. In beiden Druckleitungen 34, 35 befinden sich Rückschlagventile 36, die für die erforderliche Trennung der beiden Bremskreise sorgen. Weiterhin ist in der Druckleitung 35 ein in der Grundstellung offenes Magnetventil 37 vorgesehen, das durch die Antriebsschlupfregeleinrichtung in eine Sperrstellung schaltbar ist. Der Ausgang der Pumpe 33 ist weiterhin durch ein Überdruckventil 38 mit der Rücklaufleitung 24 verbunden. Das Überdruckventil 38 ist so ausgelegt, daß der zur automa­ tischen Betätigung der Bremsen erforderliche Maximaldruck nicht überschritten wird.

Diese Funktion wird von dem Überdruckventil 38 nur während eier Antriebsschlupfregelung erfüllt. Bei einer Bremsschlupf­ regelung ist das Überdruckventil 38 unwirksam. Hier wird der Pumpendruck von den Zentralventilen 8, 9 des Tandemhaupt­ bremszylinders 1 geregelt.

Die Wirkungsweise der beschriebenen Bremsanlage ist folgende:

Zur Einleitung eines Bremsvorganges wird das Bremspedal 3 betätigt und der Vakuumbremskraftverstärker 2 angesteuert. Hierdurch werden der Druckstangenkolben 6 und der Schwimm­ kolben 7 in den Tandemhauptbremszylinder hineinbewegt, wobei die Zentralventile 8, 9 geschlossen und die Arbeitskammer 4, 5 von den Nachlaufräumen 10, 11 getrennt werden. Mit dem Fortschreiten der Betätigung wird anschließend in den Ar­ beitskammern 4, 5 ein Druck aufgebaut, der sich über die Bremsleitungen 15, 25, die offenen Magnetventile 14, 20, 21, 28, 29 und die Bremsdruckregeler 18, 19 zu den Bremsen 16, 17 und 26, 27 fortplanzt und diese entsprechend der am Brems­ pedal 3 ausgeübten Betätigungskraft betätigt. Die Pumpe 33 wird bei diesem Betätigungsvorgang nicht angetrieben. Die Rückschlagventile 26, 27 sind daher geschlossen und werden von dem Druck in den an die Bremsleitungen 15, 25 ange­ schlossenen Druckleitungen 34, 35 zusätzlich in Schließstel­ tung gehalten.

Registriert die Bremsschlupfregeleinrichtung während eines Bremsvorgangs an einem Fahrzeugrad eine Blockierneigung, so wird von der Bremsschlupfregeleinrichtung der Elektromotor 32 eingeschaltet, der die Pumpe 33 mit voller Leistung antreibt. Hierdurch baut sich am Pumpenausgang ein Druck auf, der den in den Bremsleitungen 15, 25 eingesteuerten Druck überschrei­ tet, so daß die Rückschlagventile 36 öffnen und von der Pumpe 33 gefördetes Druckmittel über die Druckleitungen 34, 35 in die Bremsleitungen 15, 25 eingespeist wird. Durch das einge­ speiste Druckmittel werden der Schwimmkolben 7 und der Druck­ stangenkolben 6 gegen die Betätigungskraft soweit in Brems­ löserichtung zurückgeschoben, bis die Zentralventile 8, 9 öffnen und dadurch den Druck in den Arbeitskammern auf einem Wert halten, der der am Bremspedal 3 herrschenden Betätigungs­ kraft proportional ist. Die Zentralventile 8, 9 haben somit bei einer Bremsschlupfregelung die Aufgabe, den Druck in den Bremsleitungen 15, 25 auf dem durch die am Bremspedal 3 ausgeübte Betätigungskraft vorgegebenen Druckniveau zu hal­ ten. Eine besondere Druckregelung am Ausgang der Pumpe 33 ist nicht erforderlich. Gleichzeitig bewirken die Zentralventile 8, 9, daß der Druckstangenkolben 6 und der Schwimmkolben 7 in ihre Ausgangsposition zurückbewegt werden, so daß ein ausrei­ chender Reservehub zur Aufrechterhaltung eines Bremsvorgangs beim Ausfall der Energieversorgung zur Verfügung steht.

Gleichzeitig mit dem Anlaufen der Pumpe 33 werden von der Bremsschlupfregeleinrichtung die Magnetventile 20 bis 23 und 28 bis 31 entsprechend der vorgegebenen Regelcharakteristik angesteuert, um durch periodischen Auf- und Abbau des Drucks in den Bremsen 16, 17, 26, 27 die Bremswirkung den Haftbe­ dingungen zwischen den Fahrzeugrädern und der Fahrbahn anzu­ passen und ein Blockieren der Fahrzeugräder zu verhindern. Das für diese Regelvorgänge erforderliche Druckmittelvolumen wird dabei von der Pumpe 33 gefördert, während die Kolben des Tandemhauptbremszylinders in ihrer zurückgeschobenen Reserve­ position verbleiben.

Die Antriebsschlupfregeleinrichtung tritt in Tätigkeit, wenn bei einem Anfahrvorgang mindestens eines der angetriebenen Hinterräder des Fahrzeugs die Neigung hat, durchzudrehen. Dies wird von der Antriebsschlupfregeleinrichtung mit Hilfe der Sensoren der Bremsschlupfregeleinrichtung erfaßt, die die Drehbewegung der Fahrzeugräder überwachen. Beim Einsetzen der Antriebsschlupfregelung wird der Elektromotor 32 zum Antrieb der Pumpe 33 eingeschaltet und gleichzeitig werden die Magnet­ ventile 14 und 37 in Sperrstellung geschaltet. Das von der Pumpe 33 geförderte Druckmittel gelangt somit ausschließlich in die Bremsleitung 15 und zu den an die Bremsleitung 15 angeschlossenen Bremsen 16, 17 der Antriebsräder. Durch entsprechende Ansteuerung der Magnetventile 20 bis 23 kann nun an den beiden Bremsen 16, 17 ein Bremsmoment erzeugt werden, das dem Antriebsmoment des Fahrzeugsantriebs entgegen­ wirkt und dieses soweit reduziert, wie es die Haftbedingungen zwischen den Antriebsrädern und der Fahrbahn erfordern. Das Durchdrehen der Antriebsräder wird auf diese Weise vermieden. Die Arbeitskammern 4, 5 des Tandemhauptbremszylinders 1 und die Bremsleitung 25 mit den daran angeschlossenen Bremsen 26, 27 bleiben während des Antriebsschlupfregelvorganges durch das Schalten der Magnetventile 14, 37 drucklos und betriebs­ bereit. Die Bremsen 26, 27 können daher auch während eines Antriebsschlupfregelvorganges ohne Zeitverzögerung betätigt werden, wenn die Verkehrssituation ein plötzliches Abbrechen eines Anfahrvorganges erfordert.

Der Druck am Ausgang der Pumpe 33 wird während der Antriebs­ schlupfregelung durch das Überdruckventil 38 auf einen Maxi­ malwert begrenzt. Das Überdruckventil 38 sorgt dafür, daß bei gleichzeitigem Schließen der Magnetventile 20, 21 während eines Antriebsschlupfregelvorgangs die Pumpe 33 nicht blockiert, sondern das von der Pumpe 33 geförderte Druckmit­ tel gedrosselt in die Rücklaufleitung 24 abfließt.

Bei dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel ist an­ stelle einer einfachen Pumpe 33 eine Doppelpumpe 40 mit zwei getrennten Pumpenkreisen 41, 42 vorgesehen. Im übrigen ent­ spricht die in Fig. 2 dargestellt Bremsanlage der Bremsanlage gemäß Fig. 1. Die Ausführungen zu Fig. 1 sind daher insoweit gleichermaßen zutreffend.

Der Pumpenkreis 41 ist über ein Rückschlagventil 36 an die Druckleitung 34 angeschlossen, die zur Bremsleitung 15 führt. Da dieser Pumpenkreis auch bei einer Antriebsschlupfregelung wirksam ist, ist er durch das Überdruckventil 38 abgesichert. Der Pumpenkreis 42 ist über das andere Rückschlagventil 36 an die Druckleitung 35 angeschlossen, die zur Bremsleitung 25 führt. Die Verwendung der Doppelpumpe 40 hat den Vorteil, daß das bei der Bremsanlage gemäß Fig. 1 erforderliche Magnet­ ventil 37 zum Schließen der Druckleitung 35 entfallen kann, da der Druckaufbau in den beiden Pumpenkreisen 41, 42 unabhängig voneinander erfolgt. So wird bei Einschalten der Antriebs­ schlupfregelung im Pumpenkreis 41 der zum Betätigen der Bremsen 16, 17 an den Antriebsrädern des Fahrzeugs erforder­ liche Druck erzeugt. Der gleichzeitig angetriebene Pumpenkreis 42 bleibt dabei jedoch drucklos, da das von ihm geförderte Druckmittel über das offende Zentralventil 9 drucklos zum Nachlaufbehälter 13 zurückfließt. Zur Regelung des Antriebs­ schlupfes ist bei der Ausführungsform gemäß Fig. 2 daher nur ein zusätzliches Magnetventil, das Magnetventil 14, in der Bremsleitung 15 erforderlich. Die Doppelpumpe 40 hat weiterhin den Vorteil, daß auch die Versorgung für die Bremsschlupf­ regelung zweikreisig ist, wodurch die Sicherheit gegen Brems­ ausfall erhöht wird.

• Bezugszeichenliste  1 Tandemhauptbremszyinder
   2 Bremskraftverstärker
   3 Bremspedal
   4 Arbeitskammer
   5 Arbeitskammer
   6 Druckstangenkolben
   7 Schwimmkolben
   8 Zentralventil
   9 Zentralventil
  10 Nachlaufraum
  11 Nachlaufraum
  12 Leitung
  13 Nachlaufbehälter
  14 Magnetventil
  15 Bremsleitung
  16 Bremse
  17 Bremse
  18 Bremsdruckregler
  19 Bremsdruckregler
  20 Magnetventil
  21 Magnetventil
  22 Magnetventil
  23 Magnetventil
  24 Rücklaufleitung
  25 Bremsleitung
  26 Bremse
  27 Bremse
  28 Magnetventil
  29 Magnetventil
  30 Magnetventil
  31 Magnetventil
  32 Elektromotor
  33 Pumpe
  34 Druckleitung
  35 Druckleitung
  36 Rückschlagventil
  37 Magnetventil
  38 Überdruckventil
  40 Doppelpumpe
  41 Pumpenkreis
  42 Pumpenkreis

Claims (4)

1. Hydraulische Bremsanlage für Kraftfahrzeuge, mit einem Hauptbremszylinder dessen Arbeitskammer über ein Regelventil an einen drucklosen Behälter anschließbar ist, mit einer die Arbeitskammer mit wenigstens einer einem Antriebsrad des Fahrzeugs zugeordneten Bremse verbindenen Bremsleitung, in die Drucksteuerventile einer Bremsschlupfregeleinrichtung geschal­ tet sind, und mit einer Druckmittelquelle, die bei Einschalten der Bremsschlupfregeleinrichtung zwischen dem Hauptbremszylin­ der und den Drucksteuerventilen an die Bremsleitung anschließ­ bar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Drucksteuerventile (20 bis 23) und die Druckmittelquelle (33, 40) bei unbetätig­ tem Hauptbremszylinder (1) durch eine Antriebsschlupfregelein­ richtung schaltbar sind und daß die Verbindung von der Ar­ beitskammer (4) zur Bremsleitung (15) bei Einschalten der Antriebsschlupfregeleinrichtung durch ein Ventil sperrbar ist.

2. Bremsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckmittelquelle ein von einem Elektromotor (32) ange­ triebene Pumpe (33, 40) ist, deren mit der Bremsleitung (15) verbundener Ausgang durch ein Überdruckventil (38) abgesichert ist.

3. Zweikreis-Bremsanlage nach Anspruch 1, deren Hauptbrems­ zylinder eine von der ersten Arbeitskammer getrennte zweite Arbeitskammer (5) aufweist, die über eine zweite Bremsleitung (25) mit Drucksteuerventilen (28 bis 31) an wenigstens eine Bremse (26, 27) angeschlossen ist, die einem nicht angetriebe­ nen Fahrzeugrad zugeordnet ist, dadurch gekennzeichent, daß eine Verbindung (35) von der Druckmittelquelle (33, 40) zur zweiten Bremsleitung (25) vorgesehen ist, die ein Ventil (37) aufweist, das bei Einschalten der Antriebsschlupfregelein­ richtung in eine Sperrstellung schaltbar ist.

4. Zweikreis-Bremsanlage nach Anspruch 1 oder 2, mit einem Hauptbremszylinder, der eine von der ersten Arbeitskammer getrennte zweite Arbeitskammer aufweist, die über eine zweite Bremsleitung (25) mit Drucksteuerventilen (28 bis 31) an wenigstens eine Bremse (26, 27) angeschlossen ist, die einem nicht angetriebenen Fahrzeugrad zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckmittelquelle eine Doppelpumpe (40) mit zwei getrennten Pumpenkreisen (41, 42) ist, von denen jeweils ein Pumpenkreis (41, 42) an eine andere Bremsleitung (15, 25) anschließbar ist.