DE4436554A1 - Hydraulische Bremsanlage mit Schlupfregelung - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine hydraulische Bremsan­ lage gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Eine derartige Bremsanlage ist aus der DE 41 28 386 A1 be­ kannt. Sie ist ausgerüstet zur Bremsschlupf- und Antriebs­ schlupfregelung. Bei einer Bremsschlupfregelung arbeitet sie nach dem Rückförderprinzip, während sie zur Antriebsschlupf­ regelung eine zweite Saugleitung von der Pumpe zur Bremslei­ tung aufweist und in der Bremsleitung ein Trennventil be­ sitzt. Dieses Trennventil ist ein elektromagnetisch betätig­ tes 2/2-Wegeventil, welches in unbestromter Grundstellung geöffnet ist, während die bestromte Schaltstellung das Trenn­ ventil in eine Druckbegrenzungsfunktion versetzt. Damit wird die Druckdifferenz zwischen der Druckseite der Pumpe und dem Hauptzylinder begrenzt. Hierdurch erübrigt sich eine elektro­ nisch geregelte Druckbegrenzung für den Förderdruck der Pumpe. Anders sieht es aus, wenn eine derartige Bremsanlage außer zur Bremsschlupf- und Antriebsschlupfregelung auch zur Fahrstabilitätsregelung eingesetzt werden soll. Auch hier soll der Förderdruck der Pumpe begrenzt werden. Die Schwierigkeit dabei ist, daß ein aus dem Stand der Technik bekanntes hydraulisches Druckbegrenzungsventil lediglich auf einen Differenzdruck anspricht.

Wenn also die Pumpe bremskraftunterstützend wirkt, also bei betätigtem Bremspedal zusätzlichen Bremsdruck aufbauen soll, steht oberhalb des Trennventils zwischen Hauptzylinder und Trennventil der pedalabhängige Bremsdruck an. Eine Druck­ begrenzung des Förderdrucks der Pumpe erfolgt dann bei einem entsprechend höheren Wert an der Druckseite der Pumpe. Dies ist nicht erwünscht, so daß es Bestrebungen gibt, Trenn­ ventile zu entwickeln, deren Druckbegrenzungsfunktion elek­ tronisch auf einen variablen Differenzdruck einstellbar ist. Derartige Ventile sind aber aufwendig und benötigen eine sehr genaue Ansteuerung.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ohne zusätzlichen elektronischen Aufwand eine Druckbegrenzungs­ funktion für den Förderdruck der Pumpe zu schaffen, welcher auch zur Fahrstabilitätsregelung geeignet ist.

Diese Aufgabe wird gelöst in Verbindung mit den kennzeichen­ den Merkmalen des Anspruches 1. Indem also die Saugseite der Pumpe mit hydraulischen Mitteln gesperrt wird, kann die Pumpe kein Druckmittel nachsaugen und entsprechend den Förderdruck nicht weiter erhöhen.

Ein hydraulisch betätigtes Ventil nach den Unteransprüchen hat dabei den Vorteil, daß es auf einen absoluten Druck in der Bremsleitung anspricht und nicht auf einen Differenzdruck zwischen der Druckseite der Pumpe und dem Hauptzylinder.

Eine nähere Erläuterung des Erfindungsgedankens erfolgt nun anhand der Beschreibung von Ausführungsbeispielen in drei Figuren.

Fig 1. zeigt eine Bremsanlage mit Bremsschlupf- und Antriebsschlupfregelung.

Fig. 2 zeigt eine Bremsanlage mit Bremsschlupf- Antriebsschlupf- und Fahrstabilitätsregelung.

Fig. 3 zeigt ein hydraulisch betätigtes Sperrventil für eine erfindungsgemäße Bremsanlage.

In den Fig. 1 und 2 ist jeweils nur ein Bremskreis der Brems­ anlage dargestellt, wobei der zweite Bremskreis identisch aufgebaut ist.

In Fig. 1 ist der Hauptzylinder 1 an den Vorratsbehälter 2 angeschlossen und über das Bremspedal 3 betätigbar. Vom Hauptzylinder 1 geht die Bremsleitung 4 aus, verläuft über das Trennventil 5 und teilt sich in zwei Bremszweige 6 und 7. Die Bremszweige 6 und 7 führen zu den Radbremsen 8 bzw. 9. In die Bremszweige 6 und 7 ist jeweils ein Einlaßventil 10 bzw. 11 eingefügt. Von den Radbremsen 8 und 9 verlaufen Rücklauf­ zweige 12 bzw. 13 durch je ein Auslaßventil 14 bzw. 15. Sie vereinigen sich zur Rücklaufleitung 16 und münden in den Niederdruckspeicher 17. Vom Niederdruckspeicher 17 führt eine erste Saugleitung 18 zur Saugseite der Pumpe 19. Vor der Saugseite der Pumpe 19 vereinigt sich die erste Saugleitung 18 mit einer zweiten Saugleitung 20, welche von der Brems­ leitung 4 zwischen Hauptzylinder 1 und Trennventil 5 abzweigt und ein hydraulisch betätigtes Umschaltventil 21 aufweist. Die Druckseite der Pumpe 19 ist über eine Druckleitung 22, welche durch eine Dämpfungskammer 23 und eine Drosselstelle 24 verläuft, an die Bremsleitung 4 zwischen Trennventil 5 und den Einlaßventilen 10 und 11 angeschlossen. Zwischen der Ver­ einigung der beiden Saugleitungen 18 und 20 und dem Saug­ ventil 25 und 19 ist ein hydraulisch betätigtes Sperrventil 26 eingefügt. Dieses Sperrventil 26 ist in seiner drucklosen Grundstellung offen und wird vom Druck in der Bremsleitung 4 zwischen dem Trennventil 5 und den Einlaßventilen 10 und 11 über eine Steuerleitung 27 in Schließrichtung beaufschlagt.

Der Druck in der Steuerleitung 27, der zum Schließen des Sperrventils 26 führt, liegt so hoch wie der maximal gewünschte Förderdruck der Pumpe 19. Durch diese Maßnahme kann ein dem Trennventil 5 parallelgeschaltetes Überdruck­ ventil entfallen. Auch ist es nicht erforderlich, dem Trenn­ ventil 5 selbst eine Druckbegrenzungsfunktion zu verleihen. Dementsprechend ist in der dargestellten Bremsanlage das Trennventil 5 ein einfaches elektromagnetisch betätigtes, stromlos offenes 2/2-Wegeventil. Lediglich ein Rückschlag­ ventil, welches vom Hauptzylinder 1 zu den Radbremsen 8 und 9 hin öffnet, ist dem Trennventil 5 parallelgeschaltet, um auch bei geschlossenem Trennventil 5 ein pedalbetätigtes Ein­ bremsen zu ermöglichen.

Die dargestellte Konfiguration zur Begrenzung des Förder­ drucks der Pumpe 19 hat den Vorteil, daß im Gegensatz zum Stand der Technik nicht ein Differenzdruck zwischen der Druckseite der Pumpe und dem Hauptzylinder, sondern der absolute Druck in der Bremsleitung 4 als Steuergröße für die Begrenzung des Förderdrucks der Pumpe 19 einfließt.

Die dargestellte Bremsanlage arbeitet während einer Brems­ schlupfregelung nach dem bekannten Rückförderprinzip. Bei jeder pedalbetätigten Bremsung wird das hydraulische Um­ schaltventil 21 durch den Hauptzylinderdruck geschlossen. Bei einer Antriebsschlupfregelung bleibt hingegen das Umschalt­ ventil 21 geöffnet, während das Trennventil geschlossen wird. Die Pumpe 19 saugt dann das auf bekannte Weise Druckmittel über den Hauptzylinder 1 aus dem Vorratsbehälter 2 an. Bei der Schlupfregelung wirkt sich geräuschmindernd aus, daß der Förderdruck der Pumpe auf einen definierten Wert begrenzt ist. Hierdurch müssen die Einlaßventile 10 und 11 nicht unter einem als zu hohen Förderdruck schalten und arbeiten entsprechend leiser. Außerdem ist kein Umschalten des Trennventils 5 zur Begrenzung des Förderdrucks erforderlich, so daß keine unerwünschten Druckwellen entstehen.

Die Bremsanlage nach Fig. 2 ist im Unterschied zu der nach Fig. 1 zusätzlich mit einer Einrichtung zur Fahrstabili­ tätsregelung ausgestattet, d. h., daß die Bremsanlage jederzeit in der Lage ist, an einem beliebigen Rad bremsdruckunter­ stützend zu wirken, oder einen Bremsdruck aufzubauen. Hierzu ist sie zusätzlich mit einem Hochdruckspeicher 28 ausge­ rüstet, der über ein Schaltventil 29 an die Bremsleitung 4 zwischen Trennventil 5 und den Einlaßventilen 10 und 11 anschließbar ist. Das Schaltventil 29 ist ein elektro­ magnetisch betätigtes, stromlos geschlossenes 2/2-Wegeventil, welches immer dann öffnet, wenn der Hochdruckspeicher 28 von der Pumpe 19 geladen werden soll oder wenn ein schneller Bremsdruckaufbau in einer der Radbremsen 8 und 9 erforderlich ist.

Ein weiterer Unterschied zur Bremsanlage nach Fig. 1 besteht in der Ausführung des Umschaltventils 30. Anstelle eines hydraulisch betätigten Ventils findet hier ein magnetisch betätigtes, stromlos geschlossenes 2/2-Wegeventil Verwendung.

Das Sperrventil 26 an der Saugseite der Pumpe 19 hat in dieser Bremsanlage dieselbe Funktion wie in der Bremsanlage nach Fig. 1. Auch die Steuerleitung 27 ist auf gleiche Weise zur Bremsleitung 4 zwischen Trennventil 5 und Einlaßventil 10 und 11 geführt.

Bremsschlupfregelung und Antriebsschlupfregelung verlaufen mit der Bremsanlage nach Fig. 2 genauso wie mit der nach Fig. 1. Wird eine Fahrstabilitätsregelung erforderlich, so schließt das Trennventil 5 unabhängig davon, ob das Brems­ pedal 3 gerade betätigt wird oder nicht. Das Schaltventil 29 wird kurzzeitig geöffnet, so daß der Druck des Hochdruck­ speichers 28 sich zu den Radbremsen 8 und 9 fortpflanzen kann. Die weitere Druckregelung in den Radbremsen 8 und 9 erfolgt dann wie bei einer bekannten Schlupfregelung. Setzt die Fahrstabilitätsregelung während einer pedalbetätigten Bremsung ein, so ist zu berücksichtigen, daß sich dann im geschlossenen Bremskreis eine größere Druckmittelmenge be­ findet, als in einer reinen blockiergeschützten Bremsanlage. Dementsprechend ist das Niederdruckspeichervolumen aus zu­ legen.

Erfolgt die Fahrstabilitätsregelung bei unbetätigtem Brems­ pedal 3, so besteht die Möglichkeit, daß die Pumpe bei Bedarf zusätzlich Druckmittel über den Hauptzylinder 1 in den Vor­ ratsbehälter 2 ansaugt. Eine derartige Fahrtsabilitäts­ regelung, die ebenfalls durch den Hochdruckspeicher 28 eingeleitet wird, entspricht im weiteren Verlauf in etwa einer Antriebsschlupfregelung, wobei lediglich die Kriterien für die Auswahl der betroffenen Radbremse andere sind.

Die Auffüllung des Hochdruckspeichers 28 erfolgt immer nur dann, wenn signalisiert wird, daß der Hochdruckspeicher nicht ausreichend gefüllt ist und wenn das Bremspedal 3 unbetätigt ist. Der unzureichende Füllstand des Hochdruck­ speichers 28 kann beispielsweise über einen Wegsensor erfaßt werden, der die Stellung des Speicherkolbens detektiert. Zur Befüllung des Hochdruckspeichers werden das Trennventil 5, die Einlaßventile 10, 11 und das Umschaltventil 30 bestromt und in ihre Schaltstellung gebracht. Dann öffnet das Schalt­ ventil 29, so daß die Pumpe 19 über den Hauptzylinder aus dem Vorratsbehälter Druckmittel ansaugen und in den Hochdruck­ speicher 28 füllen kann. Zur Beendigung des Aufladevorgangs wird zunächst das Schaltventil 29 wieder geschlossen, worauf dann die übrigen Ventile 5, 10, 11 und 30 wieder in ihre strom­ lose Grundstellung gebracht werden.

Ein konstruktive Ausführung eines Sperrventils 26 zeigt

Fig. 3. Es ist sowohl für die Bremsanlage nach Fig. 1 als auch für die nach Fig. 2 verwendbar. Ein Gehäuse 31 um­ schließt einen zylindrischen Hohlraum 32. In diesem Hohlraum 32 ist ein Kolben 33 verschiebbar und abgedichtet geführt. Der Kolben 33 trennt zwei Kammern des Hohlraums 32 voneinan­ der ab. Die in der Zeichnung oben dargestellte Kammer ist eine Steuerkammer 34, die mit einem Druckmittelanschluß zur Steuerleitung 27 versehen ist. Die untere Kammer stellt die Ventilkammer 35 dar. Sie besitzt zwei Druckmittelanschlüsse 36 und 37. Der koaxial zum zylindrischen Hohlraum 35 geführte Druckmittelanschluß 36 steht mit den Saugleitungen 18 und 20 in Verbindung. Der radial geführte Druckmittelanschluß 37 führt zur Pumpe 19. Die Förderrichtung der Pumpe 19 ist in den Druckmittelanschlüssen durch Pfeile dargestellt. Von der Ventilkammer 35 her ist der Kolben 33 von einer Druckfeder 38 beaufschlagt. Im Inneren der Druckfeder 38 besitzt der Kolben 33 eine axiale Ausnehmung, in welche ein kugelförmiges Schließglied 39 eingepreßt ist. Der zugehörige Ventilsitz 40 befindet sich an einer Platte 41, welche mit dem Gehäuse 31 verstemmt ist und eine Stirnwand der Ventilkammer 35 bildet. Da die Ventilkammer 35 mit der Saugseite der Pumpe 19 in Ver­ bindung steht und die Druckmittelzufuhr nur vom Niederdruck­ speicher 17 oder vom unbetätigten Hauptzylinder her erfolgt, herrschen in ihr keine hohen Druckmitteldrücke. Die in Öffnungsrichtung des Ventils 26 wirkenden hydraulischen Kräfte sind daher zu vernachlässigen. Um das Ventil 25 zu schließen, muß also lediglich der Druck in der Steuerkammer 34 die Kraft der Druckfeder 38 überwinden. Diese Druckfeder 38 kann daher ziemlich genau den Schließdruck des Ventils 26 bestimmen.

Claims (7)

1. Hydraulische Bremsanlage mit einem pedalbetätigten Hauptzylinder (1), der an einem Vorratsbehälter (2) angeschlossen ist, mit mindestens einen Radbremse (8), die über eine Bremsleitung (4, 6) mit dem Hauptzylinder (1) in Verbindung steht, mit einem Niederdruckspeicher (17) der über eine Rücklaufleitung (12, 16) mit der Rad­ bremse (8) verbunden ist, mit einem Einlaßventil (10) in der Bremsleitung (6) und einem Auslaßventil (14) in der Rücklaufleitung (12), mit einem Trennventil (5) in der Bremsleitung (4) zwischen Hauptzylinder (1) und Einlaß­ ventil (10), mit einer Pumpe (19) deren Saugseite über eine erste Saugleitung (18) mit dem Niederdruckspeicher (17) und über einen zweite Saugleitung (20) mit der Bremsleitung (4) zwischen Hauptzylinder (1) und Trenn­ ventil (5) verbunden ist und deren Druckseite über eine Druckleitung (22) an die Bremsleitung (4) zwischen Trennventil (5) und Einlaßventil (10) anschließt und mit einem Umschaltventil (21) in der zweiten Saugleitung (20), dadurch gekennzeichnet, daß die Saugseite der Pumpe (19) durch hydraulisch betätigte Mittel (26) sperrbar ist.

2. Bremsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Saugseite durch ein hydraulisch betätigtes Sperr­ ventil (26) sperrbar ist, auf welches der Druck in der Bremsleitung (4) zwischen Trennventil (5) und Einlaß­ ventil (10) in Schließrichtung einwirkt.

3. Bremsanlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Sperrventil (26) drucklos offen ist.

4. Bremsanlage nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Sperrventil einen Kolben (33) auf­ weist, der abgedichtet in einem Hohlraum (32) verschieb­ bar angeordnet ist und der mit einer Stirnseite eine Steuerkammer (34) und mit einer anderen Stirnseite eine Ventilkammer (35) begrenzt.

5. Bremsanlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (33) auf der der Ventilkammer (35) zuge­ wandten Stirnseite ein Schließglied (39) trägt, welches mit einem Ventilsitz (40) zusammenwirkt, der sich an einer die Ventilkammer (35) begrenzenden Wand befindet.

6. Bremsanlage nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerkammer (34) über eine Steuerleitung (27) an die Bremsleitung (4) angeschlossen ist und die Ventilkammer (35) zwei Druckmittelanschlüsse (36, 37) aufweist, von denen einer mit der Pumpe (19) und einer mit den Saugleitungen (18, 20) verbunden ist.

7. Bremsanlage nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (33) zur Steuerkammer (34) hin federbelastet ist.