DE4312118A1 - Hydraulische Bremsanlage für Fahrzeuge - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft hydraulische Bremsanlagen für Fahrzeuge mit einem das Anlegen der Bremsen an allen Rädern eines Fahr­ zeugs steuernden Hauptbremszylinder, der einen Primärdruckraum und einen Sekundärdruckraum aufweist, die beide normalerweise von einem Bremsflüssigkeitsbehälter über ein primäres bzw. ein sekundäres Rückströmventil gespeist werden, welche schließen, wenn der Hauptbremszylinder von einem Pedal betätigt wird, wobei der Primärdruckraum an primäre Radbremsbetätiger ange­ schlossen ist, mit denen er einen Primärbremskreis bildet, und der Sekundärdruckraum an sekundäre Radbremsbetätiger angeschlos­ sen ist, mit denen er einen Sekundärbremskreis bildet.

Die Bremsen eines sich bewegenden Fahrzeugs müssen automatisch betätigt werden, wenn das Fahrzeug mit einer intelligenten Reisesteuerung ausgestattet ist, damit es einem anderen Fahr­ zeug selbsttätig in einem im wesentlichen konstanten Zeit­ intervall folgen kann. Wenn das voranfahrende Fahrzeug seine Geschwindigkeit erhöht, vergrößert sich der Abstand zwischen den beiden Fahrzeugen automatisch. Ebenso verkleinert sich der Zwischenabstand, wenn das voranfahrende Fahrzeug seine Fahrt verlangsamt.

Um automatisch bremsen zu können, muß das Fahrzeug mit der Reisesteuerung eine Einrichtung aufweisen, welche die Bremsen automatisch mit Druck versorgt. Dies kann mit einem besonderen Unterdruckkraftverstärker geschehen, wie er beispielsweise aus der EP-A-0 303 470 bekannt ist. Dadurch wird sichergestellt, daß alle Bremsen mit annähernd gleichem Druck betätigt werden. Dies wird dadurch erreicht, daß an den Hauptbremszylinder eine Kraft angelegt wird, die im Primärdruckraum einen Druck er­ zeugt, welcher seinerseits auf den Sekundärkolben einwirkt und einen im wesentlichen gleichen Druck im Sekundärdruckraum erzeugt. Unterdruckkraftverstärker der aus der EP-A-0 303 470 bekannten Art können jedoch im Betrieb unerwünschte Pedalbe­ wegungen hervorrufen.

Erfindungsgemäß ist in einer hydraulischen Bremsanlage der genannten Art für ein Fahrzeug mit einer intelligenten Reise­ steuerung und einem elektronischen Steuermodul zum Unter­ scheiden von Reisesteuersignalen und zum Abgeben elektrischer Ströme eine hydraulische Druckeinrichtung in Abhängigkeit von Reisesteuersignalen betätigbar, um den Primärdruckraum des Hauptbremszylinders unter Druck zu setzen, so daß die Bremsen an allen Rädern angelegt werden, indem die primären Radbrems­ betätiger direkt und die sekundären Radbremsbetätiger indirekt in Betrieb gesetzt werden, nachdem ein Absperrventil in einer Rückströmleitung vom Primärdruckraum des Hauptbremszylinders zum Bremsflüssigkeitsbehälter geschlossen hat.

Infolgedessen werden die Bremsen automatisch aufgrund solcher Signale angelegt, wodurch bei einer gegebenen Fahrzeugge­ schwindigkeit ein als Bremsweg erwünschter Abstand zwischen dem Fahrzeug und dem voranfahrenden Fahrzeug eingehalten wird.

Das Absperrventil kann ein Elektromagnetventil sein oder aufweisen, das in der Rückströmleitung zum Bremsflüssigkeits­ behälter angeordnet ist. Wenn somit die Druckeinrichtung aufgrund eines von dem Steuermodul abgegebenen elektrischen Stromes tätig wird, dann wird das Elektromagnetventil durch den elektrischen Strom geschlossen und verhindert, daß Brems­ flüssigkeit aus dem Primärdruckraum in den Bremsflüssigkeits­ behälter zurückströmt.

Die hydraulische Druckeinrichtung kann eine hydraulische Pumpe umfassen, die durch Anlegen eines vom Steuermodul abgegebenen elektrischen Stromes in Gang gesetzt wird. Bei einer solchen Anordnung hindert das Schließen des Elektromagnetventils die Bremsflüssigkeit daran, durch die Rückströmleitung in den Bremsflüssigkeitsbehälter in dem Maß zurückzuströmen, in dem Bremsflüssigkeit durch die Pumpe vom Bremsflüssigkeitsbehälter durch eine Versorgungsleitung abgezogen wird.

Alternativ kann die hydraulische Druckeinrichtung einen hydrau­ lischen Druckspeicher aufweisen. Bei einer solchen Anordnung ist ein normalerweise geschlossenes zweites elektromagnetisch betätigtes Speiseventil in einer zum Primärdruckraum führenden Leitung angeordnet und im Anschluß an das normalerweise offene Absperrventil betätigbar.

Das Fluid für die Druckeinrichtung kann durch das Speiseventil unmittelbar in den Primärdruckraum eingespeist werden. Alter­ nativ kann es einer Kammer vor oder hinter dem Primärdruckraum zugeführt werden, um diese Kammer und den Primärdruckraum durch ein primäres Rückströmventil im Primärkolben unter Druck zu setzen, welches offen bleibt, da der Primärkolben in seiner zurückgezogenen Stellung bleibt.

Deswegen werden alle Bremsen gleichzeitig und vom Pedal unab­ hängig betätigt.

Betätigungen des Pedals werden von einem elektrischen Schalter erfaßt, der die Pumpe und das elektromagnetisch betätigte Absperrventil spannungslos und somit die hydraulische Druck­ einrichtung unwirksam macht. Eine Betätigung des Pedals hat somit Vorrang vor einem automatischen Anlegen der Bremsen durch die hydraulische Druckeinrichtung.

Die Ansprechzeit für die automatische Betätigung der Bremsen ist äußerst kurz, das Anlegen und Lösen der Bremsen findet also fast augenblicklich nach Eingang eines entsprechenden Signals statt. Da der Primärdruckraum des Hauptbremszylinders unter Druck gesetzt wird, um das Wirksamwerden des Hauptbremszylin­ ders selbst auszulösen, gleicht der Sekundär- oder Schwimm­ kolben des Hauptbremszylinders die Drücke im Primär- und im Sekundärbremskreis ebenso einander an, wie dies bei einer Pedalbetätigung des Hauptbremszylinders geschieht. Der von der hydraulischen Druckeinrichtung an den Primär- wie auch an den Sekundärkreis angelegte Druck läßt sich bis zu einem Betrag steigern, der durch die (angestrebte) Fahrzeugverzögerung bestimmt ist. Dieser Betrag wird unmittelbar von einem Sensor gemessen, der die (negative) Fahrzeugbeschleunigung mißt. Alternativ wird der Betrag indirekt von einer Information über die Radgeschwindigkeit abgeleitet.

Die Erfindung ermöglicht es, daß die Bremsen automatisch immer dann angelegt werden, wenn das Zeitintervall zwischen dem voranfahrenden und dem folgenden Fahrzeug vorbestimmte Grenz­ werte unterschreitet.

Wenn die Fahrzeugbremsanlage ein Antiblockiersystem (ABS) aufweist, kann dessen Pumpeinrichtung die Pumpe zum automa­ tischen Anlegen der Bremsen aufgrund eines Reisesteuersignals umfassen. In einer solchen Anlage wird das die Rückströmleitung steuernde Elektromagnetventil immer dann geschlossen, wenn die Bremsen an den Vorderrädern des Fahrzeugs angesteuert werden. Somit wird überschüssiges Fluid von den Vorderradbremsen in den Hauptbremszylinder und in die Hinterradbremsen gepumpt, um das Druckniveau so zu erhöhen, daß im Ringraum hinter dem Primär­ kolben des Hauptbremszylinders eingeschlossenes Fluid ebenfalls unter höheren Druck gerät und verhindert, daß auf den Fuß des Fahrers eine entgegengesetzte Reaktionskraft des Bremspedals wirkt.

Die erfindungsgemäße automatische Bremsanlage arbeitet mit erhöhtem Druckniveau sowohl im Primär- wie im Sekundärbrems­ kreis, um eine unerwünschte Bremsung bei einem Antiblockier­ system zu verhindern, das die betroffenen Radbremsen ent­ sprechend Antiblockiersignalen, die von Sensoren an den be­ treffenden Rädern ausgesandt werden, von der Druckversorgung trennt oder an diese anschließt.

Das elektromagnetisch betätigte Absperrventil steht vorzugs­ weise unter einer Federvorspannung, um eine größtmögliche Druckerzeugung im Primärbremskreis sicherzustellen. Das elek­ tromagnetisch betätigte Absperrventil wird deshalb aufgrund eines vom Bremspedal ausgelösten Signals immer dann geschlos­ sen, wenn eine Bremsbetätigung sich unmittelbar an eine auto­ matische Bremsung anschließt. In ähnlicher Weise wird das elektromagnetisch betätigte Absperrventil auf ein Signal hin geöffnet, das anzeigt, daß eine willkürliche Betätigung der Bremse durch das Pedal beendet ist.

Die erfindungsgemäße Bremsanlage kann so weitergebildet sein, daß sie die Bremsen, oder wenigsten einige von ihnen, immer dann anlegt, wenn das Fahrzeug bergaufwärts abgestellt werden soll. Wenn die Traktionskraft die Haltekraft übersteigt, werden die Bremsen gelöst, so daß das Fahrzeug anfahren kann.

Bei Antiblockierregelung wird überschüssige Bremsflüssigkeit aus den Vorderradbremsen direkt oder indirekt von der motor­ getriebenen Pumpe benutzt., um den an den Hinterradbremsen angelegten Druck zu verstärken.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand schematischer Zeichnungen mit weiteren Einzelheiten beschrie­ ben. Es zeigen:

Fig. 1 ein Blockschaltschema einer x-geteilten hydraulischen Bremsanlage für dein Fahrzeug;

Fig. 2 eine Abwandlung von Fig. 1;

Fig. 3 eine weitere Abwandlung von Fig. 1;

Fig. 4 ein Blockschaltschema einer antiblockiergeregelten hydraulischen Bremsanlage für ein Vierradfahrzeug;

Fig. 5 einen vergrößerten Schnitt durch ein in Fig. 4 dargestelltes Elektromagnetventil;

Fig. 6 ein der Fig. 1 ähnliches Blockschaltbild einer Bremsanlage, jedoch mit Unterteilung in einen vorderen und einen hinteren Bremskreis;

Fig. 7 ein der Fig. 4 ähnliches Blockschaltbild, jedoch mit einem Vierkanal-Antiblockiersystem;

Fig. 8 einen Teil eines der Fig. 4 ähnlichen Systems mit einer Abwandlung;

Fig. 9 eine Abwandlung von Fig. 8; und

Fig. 10 einen Teil einer weiteren Bremsanlage.

Die in Fig. 1 dargestellte Bremsanlage in X-Teilung hat einen Hauptbremszylinder 1, dessen Gehäuse 2 eine Längsbohrung 3 aufweist. In dieser arbeiten ein Primärkolben 4, der von einem Pedal 5 zu betätigen ist, und ein Sekundär- oder Schwimmkolben 6, der zwischen dem inneren, in Bezug auf das Fahrzeug vor­ deren, Ende des Primärkolbens 4 und einer Verschluß oder Stirnwand 7 am vom Pedal 5 entfernten Ende der Bohrung 3 angeordnet ist. In der Bohrung 3 ist zwischen den beiden Kolben 4 und 5 ein Primärdruckraum 8, und zwischen dem Sekundärkolben 6 und der Stirnwand 7 ein Sekundärdruckraum 9 ausgebildet. Der Primärdruckraum 8 steht in unbetätigter oder Ruhestellung der Bremse mit einem Bremsflüssigkeitsbehälter 10 über ein normaler­ weise offenes Rückströmventil 11 und eine Rückströmleitung 12 in Verbindung; der Sekundärdruckraum 9 ist mit dem Brems­ flüssigkeitsbehälter 10 durch ein normalerweise offenes Rück­ strömventil 13 verbunden.

Der Primärdruckraum 8 ist an einen Betätiger 15, z. B. Radbrems­ zylinder, einer Bremse an einem Vorderrad 16 des Fahrzeugs und mit einem Betätiger 17, z. B. Radbremszylinder für eine Bremse an dem diagonal gegenüberliegenden Hinterrad 18 des Fahrzeugs verbunden. Der Primärdruckraum 8 und diese beiden Bremsen bilden einen Primärbremskreis.

Der Sekundärdruckraum 9 ist mit einem Betätiger 19, z. B. Radbremszylinder, einer Bremse am anderen Vorderrad 20 des Fahrzeugs und mit einem Betätiger 21, z. B. Radbremszylinder, einer Bremse am diagonal gegenüberliegenden Hinterrad 22 des Fahrzeugs verbunden. Der Sekundärdruckraum 9 und die beiden Betätiger 19 und 21 bilden einen Sekundärbremskreis.

Zu der Bremsanlage gehört eine intelligente Steuerung mit einem Radargerät 23 zum Feststellen des Abstandes und der Geschwin­ digkeit eines voranfahrenden Fahrzeugs sowie ein Beschleu­ nigungs-/Verzögerungssensor 27. Signale des Radargerätes 23 und des Sensors 27 werden einem elektronischen Steuermodul 24 zugeführt, das elektrische Arbeitsströme entsprechend den vom Radargerät 23 und dem Sensor 27 empfangenen Signalen abzugeben vermag.

Zu der Bremsanlage gehört ferner eine hydraulische Pumpe 25, die von einem Elektromotor 26 aufgrund des vom elektronischen Steuermodul 24 gelieferten Stromes angetrieben wird, um Brems­ flüssigkeit aus dem Bremsflüssigkeitsbehälter 10 abzuziehen und sie in den Primärbremskreis mit dem Primärdruckraum 8 zu pumpen.

Die Rückströmleitung 12 enthält ein Absperrventil, im darge­ stellten Beispiel ein Elektromagnetventil 28, um die Verbindung des Primärdruckraums 8 mit dem Bremsflüssigkeitsbehälter 10 über das normalerweise offene Rückströmventil 11 zu unter­ brechen, wenn der Motor 26 unter Spannung steht.

Dem Pedal 5 ist ein elektrischer Überwachungsschalter 29 zugeordnet.

Bei einer normalen Betriebsbremsung wird der primäre Kolben 4 durch eine Betätigung des Pedals 5 in der Zylinderbohrung 3 zunächst soweit vorgeschoben, daß das Rückströmventil 11 geschlossen und dadurch der Primärdruckraum 8 vom Brems­ flüssigkeitsbehälter 10 getrennt wird. Weitere Vorwärtsbewegung des Primärkolbens 4 bewirkt, daß der Sekundärkolben 6 in der Zylinderbohrung 3 vorgeschoben und dadurch das Rückströmventil 13 geschlossen wird, um den Sekundärdruckraum 9 vom Brems­ flüssigkeitsbehälter 10 zu trennen. Daraufhin werden die Bremsen im Primär- und Sekundärbremskreis gleichzeitig und mit gleichem Druck betätigt, da eine Ausgleichsbewegung des Sekun­ därkolbens 6 in der Zylinderbohrung 3 für Druckausgleich sorgt.

Wenn das Pedal 5 freigegeben wird, kehren die Kolben 4 und 6 unter der Wirkung von Rückstellfedern in ihre ursprünglichen Betriebsstellungen zurück, und die Rückströmventile 11 und 13 geben die Strömungswege zum Bremsflüssigkeitsbehälter 10 wieder frei.

Während einer normalen Betätigung des Hauptbremszylinders 1 verhindert ein vom Schalter 29 abgegebenes Signal ein Tätig­ werden des elektronischen Steuermoduls 24 unabhängig davon, ob dieses vom Radargerät 23 Signale empfängt und ob der Fahrer automatischen Fahrbetrieb gewählt hat. Infolgedessen bleibt das Absperrventil 28 spannungslos und wird von einer Rückstellfeder in einer offenen Stellung gehalten, so daß eine freie Verbin­ dung vom Primärdruckraum 8 über die Rückströmleitung 12 zum Bremsflüssigkeitsbehälter 10 besteht.

Wenn das Fahrzeug auf einer Straße hinter einem voranfahrenden Fahrzeug fährt und der Fahrer sich für automatisches Nachfolgen entschieden hat, überwacht das Radargerät 23 die Relativge­ schwindigkeit in Bezug auf das voranfahrende Fahrzeug und den Abstand zwischen diesem und dem folgenden Fahrzeug und gibt ein Signal an das elektronische Steuermodul 24 ab. Wenn dieses feststellt, daß das Signal so ist, daß ein korrigierender Eingriff erforderlich ist, um die Relativgeschwindigkeit und den Abstand zwischen den beiden Fahrzeugen innerhalb vorgege­ bener Grenzen zu erhalten, dann wird mit einem vom elektro­ nischen Steuermodul abgegebenen elektrischen Strom der Motor 26 unter Spannung gesetzt und das Elektromagnetventil 28 zum Schließen gebracht. Die Pumpe 25 entnimmt dem Bremsflüssig­ keitsbehälter 10 Fluid und pumpt es in den Primärbremskreis, so daß der Druck dort steigt, da die Rückströmleitung 12 zum Bremsflüssigkeitsbehälter 10 durch das Elektromagnetventil 28 geschlossen ist. Im einzelnen wird Bremsflüssigkeit zu den Betätigern 15 und 17 gepumpt und gelangt durch die mit diesen verbundende Auslaßöffnung auch in den Primärdruckraum 8. Die Druckerhöhung im Primärdruckraum 8 wird auf den schwimmenden Sekundärkolben 6 übertragen, der seinerseits, wie oben be­ schrieben, in der Zylinderbohrung 3 nach vorne verschoben wird, um das Rückströmventil 13 zu schließen und das Fluid im Sekun­ därdruckraum 9 und im Sekundärbremskreis unter Druck zu setzen. Wegen der beschriebenen Ausgleichswirkung des Sekundärkolbens 6 werden die Bremsen an allen vier Rädern gleichzeitig und mit gleichem Druck angelegt. Der im Primärdruckraum 8 herrschende Druck wirkt auf den Primärkolben 4 und hält ihn in Anlage an einem rückwärtigen Anschlag, so daß keine Reaktionskraft auf das Pedal 5 übertragen wird.

Wenn die Pumpe 25 ausreichend Druck erzeugt hat, bleibt ihr Motor 26 stehen.

Sobald die Bremsen lange genug angelegt gewesen sind, um den Abstand zwischen dem Fahrzeug und dem voranfahrenden Fahrzeug auf das erforderliche Maß zu vergrößern, macht das elektro­ nische Steuermodul 24 den Motor 26 spannungslos. Der brems­ betätigende Druck der Pumpe 25 wird nicht aufrecht erhalten und die Bremsen werden über die Druckräume 8 und 9 zum Brems­ flüssigkeitsbehälter 10 hin entlastet, da das Ventil 28 pul­ siert oder öffnet, um die Rückströmleitung 12 freizugeben.

Bei automatischer Betätigung der Bremsen aufgrund eines Signals des Radargeräts 23 begrenzt der Beschleunigungs/Verzögerungs­ sensor 27 die erreichbare Verzögerung.

Bei der in Fig. 2 dargestellten Bremsanlage ist ein ebenfalls von Signalen des Steuermoduls 24 abhängiges zweites Elektro­ magnetventil 30 in einer Speiseleitung 21 zwischen dem Brems­ flüssigkeitsbehälter 10 und der Saugseite der Pumpe 25 ange­ ordnet. Dieses Elektromagnetventil 30 ist normalerweise offen, so daß Bremsflüssigkeit aus dem Behälter 10 in den Primärbrems­ kreis gepumpt werden kann, um die Bremsen automatisch zu betätigen. Sobald jedoch der Druck im Primärbremskreis von der Pumpe 25 auf einen vorgegebenen Größtwert gesteigert worden ist, bewirkt das elektronische Steuermodul 24, daß das Elektro­ magnetventil 30 geschlossen wird. Dadurch wird der Bremsflüssig­ keitsbehälter 10 von der Pumpe getrennt, so daß diese nicht mehr mit Flüssigkeit versorgt wird.

Gestaltung und Wirkungsweise der in Fig. 2 dargestellten Bremsanlage sind im übrigen die gleichen wie in Fig. 1.

Bei der in Fig. 3 dargestellten Bremsanlage ist zwischen der Druckseite der Pumpe 25 und dem Primärbremskreis ein Elektro­ magnetventil 32 angeordnet; ferner ist zwischen der Druckseite der Pumpe und dem Bremsflüssigkeitsbehälter 10 ein Entlastungs­ ventil 33 vorgesehen. Wenn im Betrieb die Flüssigkeit im Primärbremskreis einen bestimmten Druck erreicht, wird das Elektromagnetventil 32 vom elektronischen Steuermodul 24 geschlossen, und die Flüssigkeit von der Druckseite der Pumpe 25 strömt in einem geschlossenen Kreislauf über das sich öffnende Entlastungsventil 33 in den Bremsflüssigkeitsbehälter 10 zurück.

Im übrigen sind Konstruktion und Wirkungsweise der in Fig. 3 dargestellten Anlage die gleichen wie in Fig. 1.

Zu der in Fig. 4 dargestellten, X-geteilten Bremsanlage gehört ein Antiblockier(ABS)-Modulator 40 von bekannter Vierkanalbau­ weise. Wie dargestellt, hat der Modulator 40 zum Regeln der Betätigung der Bremsen an jedem Rad 20, 16, 18, 22 je ein elektromagnetisch betätigtes Einlaßventil 41, 42, 43, 44 und ein elektromagnetisch betätigtes Auslaßventil 41a, 42a, 43a und 44a sowie eine Expansionskammer 45, an welche jede Bremse, um entlastet zu werden, Bremsflüssigkeit abgeben kann, sowie eine Pumpe 46, die von einem Elektromotor 47 angetrieben wird, um Flüssigkeit von der Expansionskammer 45 abzuziehen und sie zurückzupumpen, um eine Radbremse erneut anzulegen, wenn das Verhalten dieses Rades korrigiert worden ist.

Jedem der Räder 20, 16, 18, 21 ist ein Radgeschwindigkeits­ sensor 50, 51, 52 bzw. 53 zugeordnet.

Wie bei der in Fig. 2 dargestellten Anlage ist gemäß Fig. 4 das elektromagnetisch betätigte Absperrventil 28 in der Rückström­ leitung 12, und das zweite elektromagnetisch betätigte Ventil 30 zwischen dem Bremsflüssigkeitsbehälter 10 und der Saugseite der Pumpe 46 angeordnet.

Das elektromagnetisch betätigte Absperrventil 28 ist im ein­ zelnen in Fig. 5 dargestellt. Es hat einen Ventilkörper 60, der relativbeweglich mit einem Magnetanker 61 verbunden ist. Dieser ist normalerweise in einem Abstand von einem zum Primärdruck­ raum 8 führenden Ventilsitz 62 gehalten, wenn ein den Anker umgebender Elektromagnet 63 spannungslos ist. Bei Spannungs­ losem Elektromagneten 63 ist das Ventil 28 also offen. Wenn der Elektromagnet 63 bestromt wird, bewegt sich der Anker 61 in Richtung zum Ventilsitz 62, um den Ventilkörper 60 gegen den Ventilsitz 62 zu drücken und dadurch den Druckraum 8 vom Bremsflüssigkeitsbehälter 10 zu trennen. Eine etwa über­ schüssige Bewegung des Ankers 61 in Richtung zum Ventilsitz 62 wird durch eine Relativbewegung zwischen dem Anker 61 und dem Ventilkörper 40 ausgeglichen, wobei eine Totgangfeder 64 zusammengedrückt wird.

Bei normaler Betätigung der in Fig. 4 dargestellten Bremsanlage bleiben die Elektromagnetventile 28, 30 und 41-44 spannungs­ los, so daß eine unbeschränkte Verbindung zwischen den Druck­ räumen 8 und 9 und den Bremsen an den vier Rädern des Fahrzeugs besteht.

Wenn jedoch einer der Sensoren, beispielsweise der Sensor 52, am zugehörigen Rad eine drohende Blockiergefahr feststellt, gibt er ein Signal ab, welches das elektronische Steuermodul 24 veranlaßt, einen Energiestrom abzugeben. Dieser betätigt das Ventil 43, um den Bremsbetätiger 17 vom Hauptbremszylinder 1 zu trennen, und das Elektromagnetventil 43a, um den betreffenden Bremsbetätiger mit der Expansionskammer 45 zu verbinden, so daß in diese Flüssigkeit aus der betreffenden Bremse abströmt. Die Pumpe 46 zieht Bremsflüssigkeit aus der Expansionskammer 45 ab und gleicht das von der Bremse abgeströmte Flüssigkeitsvolumen aus, sobald nach Beendigung des Antiblockiersignals das Elektro­ magnetventil 43 umgeschaltet hat, um den Betätiger 17 wieder mit dem Hauptbremszylinder 1 zu verbinden.

Wenn ein dem Sekundärdruckraum 9 zugeordnetes angetriebenes Rad, beispielsweise das Rad 20, zum Durchdrehen neigt, veran­ laßt ein vom Geschwindigkeitssensor 50 abgegebenes Signal das elektronische Steuermodul 24, die Elektromagnetventile 42, 43 und 44 zu schließen, so daß Druck aus dem Hauptbremszylinder l zum Bremsbetätiger 19 gelangt und die Bremse am Rad 20 nur zum Regeln der Traktion betätigt. Nach dieser Traktionsregelung gibt der Betätiger 19 Flüssigkeit an eine nicht dargestellte Sekundärdruckkammer ab und eine ebenfalls nicht dargestellte Sekundärpumpe fördert Flüssigkeit zurück zum Druckraum 9. Wenn das Vorderrad 16 durchdreht, wird Flüssigkeit vom Brems­ flüssigkeitsbehälter 10 in den Primärdruckraum 8 gepumpt. Da das primäre Rückströmventil 11 offen bleibt, entsteht kein Schaden, wenn das erste elektromagnetisch betätigte Absperr­ ventil 28 öffnet, um den Primärbremskreis zu entlasten, wenn das Rad 16 wieder ganz unter Kontrolle ist.

Falls auf einen gegen Durchdrehen eines Rades gerichteten Eingriff unmittelbar eine Bremsbetätigung folgt, während die Expansionskammer 25 noch mit Bremsflüssigkeit gefüllt ist, herrscht im Primärdruckraum 8 bei gelösten Bremsen noch ein Überdruck. Um eine Beschädigung des primären Rückströmventils 11 zu vermeiden, wird das erste elektromagnetisch betätigte Absperrventil 28 wieder geschlossen, wenn eine Bremsbetätigung unmittelbar auf eine Korrektur eines Raddurchdrehens folgt. Das dazu erforderliche Signal wird vom Schalter 29 abgegeben, der zugleich Bremslichtschalter ist. Bei Freigabe der Bremse strömt Bremsflüssigkeit, die in einem Ringraum 55 zwischen dem elektro­ magnetisch gesteuerten Absperrventil 28 und dem Rückströmventil 11 eingeschlossen war, über das Rückströmventil 11 ab, bis das Bremslicht ausgeschaltet wird. Zu diesem Zeitpunkt ist das primäre Rückströmventil 11 offen und das mit einem Metallsitz versehene erste elektromagnetisch gesteuerte Absperrventil 28 kann nun geöffnet werden, um Druck abzulassen. Diese Aufeinan­ derfolge ermöglicht es, für den Primärdruckraum 8 ein übliches, mit einem Gummisitz versehenes Rückströmventil zu verwenden. Dementsprechend können sowohl der primäre wie der sekundäre Bremskreis je ein mit Gummi überzogenes Rückströmventil 11 bzw. 13 aufweisen.

Bei einer üblichen Bremsanlage sind die Bremsen so bemessen, daß die Vorderräder vor den Hinterrädern zum Blockieren neigen, so daß bei einem Ausfall des ABS ein Schleudern vermieden wird. Wegen dieses Erfordernisses wird der mögliche Beitrag der Bremsen an den Hinterrädern 18 und 22 zum Bremsen nicht voll­ ständig ausgenützt, besonders wenn ein durchschnittlicher Fahrer bei einem von einer ABS-Regelung der Bremsen 20 und 16 an den Vorderrädern hervorgerufenen Vibrieren des Pedals aufhört, das Pedal stärker niederzutreten, um den Hinterrad­ bremsdruck zu erhöhen. Bei einer solchen ABS-Regelung kann die im Ringraum 55 eingeschlossene Bremsflüssigkeit nutzbar gemacht werden:
Wenn bei einer Notbremsung die Vorderradbremsen vom ABS gere­ gelt werden, schließt das erste elektromagnetisch betätigte Absperrventil 28, so daß im Ringraum 55 Flüssigkeit eingesperrt wird. Die motorgetriebene Pumpe 46 wird bestromt, so daß in die jeweiligen Expanderkammern abgeströmte Flüssigkeit in den Hauptbremszylinder 1 zurückgepumpt wird. Gleichzeitig ward Bremsflüssigkeit freigegeben, um die Bremsen an den Vorderrädern 20 und 16 wieder anzulegen und überschüssige Bremsflüssigkeit erhöht den Druck im Bremszylinder 1 und den Hinterradbremsen. Somit wird im Ringraum 55 eingeschlossene Bremsflüssigkeit unter Druck gesetzt. Der Ringraum 55 wirkt wie eine Pufferkammer zwischen dem Hauptbremszylinder 1 und dem Fahrer, so daß das Pedalgefühl wesentlich verbessert wird. Zusätzlich wirken die Hinterradbremsen wie ein Akkumulator, um die zyklischen Pulsationen der Pumpe 46 zu glätten.

Die Beziehung zwischen dem Hauptbremszylinderdruck und dem Druck im Ringraum 55 wird im folgenden dargestellt, wobei angenommen wird, in den Vorderradbremsen herrsche bei Blockier­ gefahr ein Druck von 15 bar, und eine Betätigungskraft von 40 N bewirke, daß ein Druck von 20 bar angelegt wird:

Das Flächenverhältnis zwischen Hauptbremszylinder 1 und Ring raum 55 beträgt bei diesem Beispiel 2 : 1. Der Hauptbremszylin­ derdruck und der auf die Hinterradbremsen einwirkende Druck kann ohne jede Steigerung der Betätigungskraft von 20 auf einen Höchstwert von 40 bar steigen. Die Vorderradbremsen werden vom ABS bei 15 bar geregelt. Die automatische Steigerung des Hinterradbremsdruckes bei der Regelung der Vorderradbremsen ist vorteilthaft, weil die verfügbare Bodenhaftung besser genutzt und ein größerer Teil des Fahrzeuggewichts auf die kräftiger abgebremsten Vorderräder verlagert wird.

Um ein bergaufwärts geparktes Fahrzeug festzuhalten, werden die Bremsen, oder diejenigen an einer Achse, durch die Benutzung der oben beschriebenen intelligenten Reisesteuerung automatisch betätigt. Der Fahrer kann nun das Bremspedal 5 freigeben, um anzufahren. Wenn die vorwärtsgerichtete Traktion die Brems­ haltekraft übersteigt, öffnet das erste elektromagnetisch betätigte Absperrventil 28, um den Bremsdruck aufzuheben.

Konstruktion und Wirkungsweise der in Fig. 4 dargestellten Ausführungsform sind im übrigen gleich wie in Fig. 2.

Bei der in Fig. 6 dargestellten, in einen Vorderrad- und einen Hinterradbremskreis unterteilten Bremsanlage werden die Bremsen an den Hinterrädern 18 und 22 vom Primärdruckraum 8 aus betä­ tigt, mit dem sie den Primärbremskreis bilden, und die Bremsen an den Hinterrädern 20 und 16 werden vom Sekundärdruckraum 9 aus betätigt, mit dem sie den Sekundärbremskreis bilden. Wie bei der Ausführungsform gemäß Fig. 1 läßt sich der Primärbrems­ kreis unter Druck setzen, um eine unmittelbare automatische Fahrzeugverzögerung zu erreichen; die Bremsen an den Vorderrä­ dern 20 und 16 werden mittelbar vom Sekundärdruckraum 9 betätigt.

Im übrigen sind Konstruktion und Wirkungsweise der Bremsanlage gemäß Fig. 6 die gleichen wie in Fig. 1.

Die Bremsanlage gemäß Fig. 7 ist der in Fig. 6 dargestellten ähnlich mit der Ausnahme, daß sie eine Antischlupf-Modulations­ einrichtung 80 ähnlich dem in Fig. 4 dargestellten Modulator 40 umfaßt und außerdem das zweite Elektromagnetventil 30 aufweist. Diese Anlage ermöglicht eine Verstärkung des Druckes, der den Bremsen an den Hinterrädern 18 und 22 zugeführt wird, wenn die Vorderräder 20 und 16 einer Antischlupfregelung unterliegen.

Bei einer Abwandlung, bei der die Bremsen der Vorderräder 20 und 16 an den Primärbremskreis angeschlossen sind, wird der Druck in den Bremsen der Hinterräder 18 und 22 die oben be­ schrieben verstärkt. Wenn jedoch die Bremsen der Vorderräder 20 und 16 wie dargestellt an den Sekundärdruckraum 9 angeschlossen sind, wird überschüssige Bremsflüssigkeit von diesen Bremsen in den Sekundärdruckraum 9 gepumpt, und der schwimmende Sekundär­ kolben 6 bewegt sich zurück in Richtung zum Pedal 5, um den an die Bremsen der Hinterräder 18 und 22 angelegten Druck zu verstärken. Die zuvor beschriebene Einwirkung auf die Bremsen ist bei Einzelantrieb der Vorder- oder Hinterachse ebenso möglich wie bei gemeinsamem Antrieb der Vorder- und Hinterachse mit Vierradantrieb.

Konstruktion und Wirkungsweise der in Fig. 7 dargestellten Bremsanlage sind im übrigen gleich wie in Fig. 4.

In Fig. 8 ist ein hydraulischer Hauptbremszylinder dargestellt, der denjenigen der Bremsanlage gemäß Fig. 4 sowie die zugehö­ rigen Steuerventile ersetzen kann. Bei der in Fig. 8 dargestell­ ten Bremsanlage ist das Absperrventil 28 in einer Leitung zwischen dem Bremsflüssigkeitsbehälter 10 und einer normalen Schnüffelbohrung 81 angeordnet, durch die der Primärdruckraum 8 mit Bremsflüssigkeit aus dem Bremsflüssigkeitsbehälter 10 über das Rückströmventil 11 versorgt wird, wenn dieses offen ist. Ein weiteres elektromagnetisch gesteuertes Akkumulatorventil 82 ist in einer Leitung zwischen einem nicht dargestellten hydrau­ lischen Akkumulator oder Druckspeicher und der Schnüffelbohrung 81 angeordnet. Für normale Bremsbetätigung ist das Ventil 28 offen und das Ventil 82 geschlossen.

Wenn die Bremsen unabhängig von einer Pedalbetätigung des Hauptbremszylinders betätigt werden sollen, um einen bestimmten Abstand zu einem voraus fahrenden Fahrzeug herzustellen und einzuhalten, wird das Ventil 28 bestromt, so daß es schließt, und der Elektromagnet des Ventils 82 wird gepulst, so daß dem Primärkreis, der die Betätiger 17 und 21 umfaßt, durch das offene Rückströmventil 11 und eine primäre Speiseöffnung 83 Bremsflüssigkeit zugeführt wird. Gleichzeitig bewegt sich der Sekundärkolben 6 in der Zylinderbohrung 3 nach vorne und betätigt durch einen Sekundärauslaß 24 den Sekundärbremskreis, der die Betätiger 19 und 15 umfaßt. Wiederum sorgt der Sekundär­ kolben 6 dafür, daß die in den beiden Bremskreisen herrschenden Drücke im wesentlichen gleich sind.

Sobald der richtige Abstand zum voraus fahrenden Fahrzeug hergestellt ist, wird das Ventil 82 geschlossen und das Ventil 28 geöffnet oder gepulst, so daß die Bremskraft entfällt.

Sollte der Fahrer während einer automatischen Bremsung die Bremsen betätigen, wird das Akkumulatorventil 82 geschlossen und das dem Bremsflüssigkeitsbehälter 10 zugeordnete Absperr­ ventil 28 geöffnet. Der Hauptbremszylinder erzeugt einen Bremsdruck sobald das Rückströmventil 11 gegenüber dem Sekun­ därkolben 6 schließt. Infolgedessen kann der größte Teil der überschüssigen Bremsflüssigkeit (d. h. derjenigen, die vom Hauptbremszylinder nicht gefördert wird) in den Bremsflüssig­ keitsbehälter zurückströmen. Der Sekundärkolben 6 liefert seine eigene Bremsflüssigkeit in den Sekundärbremskreis, so daß dieser keine überschüssige Bremsflüssigkeit erhält.

Bei bekannten hydraulisch betätigten Bremsanlagen bleiben beide Hauptzylinderkolben 8 und 6 stehen, wenn die überschüssige Bremsflüssigkeit eingeleitet wird, so daß bei willkürlichem Bremsen durch Pedalbetätigung des Hauptzylinders eine anfäng­ liche Bewegung der Hauptzylinderkolben 8 und 6 die Rückström­ ventile 11 und 13 schließt. Dabei bleibt der überschüssigen Bremsflüssigkeit in beiden Bremskreisen nicht genügend Zeit zum Abströmen. Bei einem anschließenden Wirksamwerden des ABS kann deshalb Flüssigkeit in den Hauptbremszylinder zurückgedrängt werden und deshalb kann es nötig werden, daß die Rückströmven­ tile 11 und 13 gegen den herrschenden Druck öffnen, um die überschüssige Bremsflüssigkeit ganz oder teilweise abströmen zu lassen. Unter diesen Bedingungen können die Rückströmventile bei bekannten Bremsanlagen beschädigt werden.

Erfindungsgemäß bewegt sich bei automatischem Bremsen der Sekundärkolben 6 vom primären Rückströmventil 11 weg, so daß der Primärdruckraum 8 und der Bremsflüssigkeitsbehälter mit­ einander verbunden werden. Somit bleibt das Rückströmventil 11 offen, so daß es nicht beschädigt werden kann.

Wenn eines der angetriebenen Räder durchzurutschen beginnt, weil das Fahrzeug sich auf einer Fahrbahn mit unterschiedlicher Reibung unter den angetriebenen Rädern befindet, werden die Elektromagneten der Ventile 28 und 82 bestromt, so daß beide Bremskreise unter Druck gesetzt werden. In diesem Fall trennt der ABS-Modulator 40 die nicht angetriebenen und die nicht durchdrehenden Räder ab und läßt Druck auf die Bremse des Rades einwirken, das durchzudrehen begonnen hat. Infolgedessen wird nutzbares Drehmoment an das Rad auf besserer Unterlage abge­ geben, so daß das Fahrzeug anfahren kann.

Die Verbindung der Elektromagnetventile 28 und 82 mit dem vom Bremsflüssigkeitsbehälter gespeisten Einlaß 81 hat den Vorteil, daß diese beiden Ventile vom hydrostatischen Bremssystem getrennt sind, wenn die Bremsen normal betätigt werden; infolge­ dessen wird eine Beschädigungsgefahr vermieden. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß der Primärkolben 8 fest an seinem rückwärtigen Anschlag anliegend gehalten wird, so daß am Bremspedal keine Bewegung stattfindet.

Bei der in Fig. 9 dargestellten Bremsanlage ist eine gesonderte Einlaßöffnung 85 vorgesehen, die direkt vom Ventil 82 zum Primärdruckraum 8 führt. Bei dieser Bremsanlage wird Druck­ flüssigkeit dem Auslaß 83 unmittelbar aus dem Druckraum 8 zugeführt, und ein gleichgroßer Druck wirkt über das offene Rückströmventil 11 auf den Sekundärkolben 6. Diese Anordnung hat den Nachteil, daß das Akkumulatorventil 82 nicht vom Primärbremskreis getrennt wird, wenn die Bremsen normal be­ tätigt werden.

Im übrigen sind Konstruktion und Wirkungsweise der in Fig. 9 dargestellten Bremsanlage gleich wie in Fig. 8.

Die in Fig. 10 dargestellte Anlage ist ein Beispiel für einen Hauptbremszylinder ohne integrierte Kraftquelle, wie sie in Gestalt des Akkumulators bei der in Fig. 9 dargestellten Anlage vorhanden ist. Gemäß Fig. 10 ist der normale, vom Bremsflüssig­ keitsbehälter zum Rückströmventil 11 führende Einlaß 87 nicht über das Rückströmventil 11 an den Druckraum 8 angeschlossen, sondern an eine getrennte, motorgetriebene Kraftquelle mit einer Pumpe 88. Zusätzlich ist ein einzelnes Elektromagnet­ ventil 89 zwischen dem Bremsflüssigkeitsbehälter und einem normalen Einlaß 90 zum Primärdruckraum 8 angeordnet.

Zum automatischen Bremsen wird das Elektromagnetventil 89 geschlossen und die Pumpe 88 in Gang gesetzt, so daß sie Flüssigkeit an den Primärbremskreis liefert. Gleichzeitig bewegt sich der Sekundärkolben 6, um den Sekundärkreis zu betätigen. Bei der erwünschten Fahrzeugverzögerung wird die motorgetriebene Pumpe 88 ausgeschaltet. Wenn der Fahrer die Bremsen normal betätigt, öffnet sich das Elektromagnetventil 89 und verbindet den Primäreinlaß 87 mit dem Bremsflüssigkeits­ behälter. Im übrigen sind Konstruktion und Wirkungsweise des in Fig. 10 dargestellten Systems gleich wie in Fig. 8.

Claims (12)

1. Hydraulische Bremsanlage für Fahrzeuge mit einem das Anlegen der Bremsen an allen Rädern (16, 20, 18, 22) eines Fahrzeugs steuernden Hauptbremszylinder (1), der einen Primär­ druckraum (8) und einen Sekundärdruckraum (9) aufweist, die beide normalerweise von einem Bremsflüssigkeitsbehälter (10) über ein primäres bzw. ein sekundäres Rückströmventil (11, 13) gespeist werden, welche schließen, wenn der Hauptbremszylinder (1) von einem Pedal (5) betätigt wird, wobei der Primärdruck­ raum (8) an primäre Radbremsbetätiger (15, 19) angeschlossen ist, mit denen er einen Primärbremskreis bildet, und der Sekun­ därdruckraum (9) an sekundäre Radbremsbetätiger (19, 21) angeschlossen ist, mit denen er einen Sekundärbremskreis bildet, und wobei das Fahrzeug mit einer intelligenten Reise­ steuerung (23) und einem elektronischen Steuermodul (24) zum Unterscheiden von Reisesteuersignalen und zum Abgeben elek­ trischer Ströme ausgerüstet ist, dadurch gekennzeichnet, daß eine hydraulische Druckeinrichtung (25) in Abhängigkeit von Reisesteuersignalen betätigbar ist, um den Primärdruckraum (8) des Hauptbremszylinders (1) unter Druck zu setzen, so daß die Bremsen an allen Rädern (16, 20, 18, 22) angelegt werden, indem die primären Radbremsbetätiger (15, 17) direkt und die sekun­ dären Radbremsbetätiger (19, 21) indirekt in Betrieb gesetzt werden, nachdem ein Absperrventil (28) in einer Rückström­ leitung (12) vom Primärdruckraum (8) des Hauptbremszylinders zum Bremsflüssigkeitsbehälter (10) geschlossen hat.

2. Bremsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Absperrventil (28) ein normalerweise offenes Elektromagnet­ ventil ist, das durch ein Signal des Steuermoduls (24) ge­ schlossen wird, wenn die hydraulische Druckeinrichtung (25) ebenfalls durch ein Signal des Steuermoduls (24), betätigt wird, wobei das Schließen des Absperrventils (28) ein Rückströmen von Bremsflüssigkeit in den Bremsflüssigkeitsbehälter (10) vom Primärdruckraum (8) des Hauptbremszylinders (1) verhindert.

3. Bremsanlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die hydraulische Druckeinrichtung eine hydraulische Pumpe (25) aufweist, die durch Bestromung eines Elektromotors (26) mit einem vom Steuermodul (24) abgegebenen elektrischen Strom betätigbar ist, wobei ein Schließen des Elektromagnetventils (28) ein Zurückströmen von Bremsflüssigkeit zum Bremsflüssig­ keitsbehälter (10) durch eine Rückströmleitung (12) verhindert, während Bremsflüssigkeit durch die Pumpe (25) über eine Speise­ leitung vom Bremsflüssigkeitsbehälter (10) abgezogen wird.

4. Bremsanlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die hydraulische Druckeinrichtung (25) einen hydraulischen Akkumulator aufweist, wobei ein normalerweise geschlossenes zweites elektromagnetisch betätigtes Speiseventil (82) in einer zum Primärdruckraum (8) führenden Leitung angeordnet und im Anschluß an das normalerweise offene Absperrventil (28) betätig­ bar ist.

5. Bremsanlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß Flüssigkeit für die Druckeinrichtung (25) durch das Speise­ ventil (82) unmittelbar in den Primärdruckraum (8) eingespeist wird.

6. Bremsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß Bremsflüssigkeit von der Druckeinrichtung (25) an eine dem Primärdruckraum (8) benachbarte Kammer geliefert wird, um diese und auch den Primärdruckraum (8) durch ein primäres Rückström­ ventil (11) im Primärkolben (14) unter Druck zu setzen.

7. Bremsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei welcher eine willkürliche Betätigung des Hauptbrems­ zylinders (1) über das Pedal (5) von einem elektrischen Schal­ ter (29) überwacht wird, dadurch gekennzeichnet, daß eine Betätigung des Schalters (29) das Absperrventil (28) stromlos und die hydraulische Druckeinrichtung (25) unwirksam macht.

8. Bremsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der dem Primär- und dem Sekundärbremskreis von der hydrau­ lischen Druckeinrichtung (25) zugeführte Druck bis zu einem durch die Fahrzeugverzögerung bestimmten Betrag steigerbar ist.

9. Bremsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß sie ein Antiblockiersystem (ABS) aufweist, deren schlupfver­ hindernde Pumpe zugleich als Pumpe zum automatischen Anlegen der Bremsen aufgrund von Reisesteuersignalen vorgesehen ist, wobei das elektromagnetisch betätigte Absperrventil (28) in der Rückströmleitung (12) immer dann geschlossen wird, wenn die Bremsen an den Vorderrädern (16, 20) des Fahrzeugs angesteuert werden.

10. Bremsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckniveau im Primärbremskreis und im Sekundärbremskreis gesteigert wird, um eine Einwirkung auf die Bremsen bei einem Antiblockiersystem zu Verhindern, welches betroffene Räder in Übereinstimmung mit von Sensoren an diesen Rädern abgegebenen Antiblockiersignalen ab- oder zuschaltet.

11. Bremsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das elektromagnetisch betätigte Absperrventil (28) durch eine Feder in eine Offenstellung vorgespannt ist.

12. Bremsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine ihrer Bremsen anlegbar ist, wenn das Fahrzeug bergauf geparkt ist, wobei diese Bremse gelöst wird, wenn die Traktionskraft die Haltekraft übersteigt, so daß das Fahrzeug anfahren kann.