DE4438721A1

DE4438721A1 - Hydraulische Bremsanlage

Info

Publication number: DE4438721A1
Application number: DE19944438721
Authority: DE
Inventors: Diogenes Dipl Ing Perez-Cuadro
Original assignee: ITT Automotive Europe GmbH; Alfred Teves GmbH
Current assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Priority date: 1994-10-29
Filing date: 1994-10-29
Publication date: 1996-05-02

Description

Die vorliegende Erfindung geht aus von einer hydraulischen Bremsanlage gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Eine derartige Bremsanlage ist aus der DE-41 28 386 A1 be kannt. Die bekannte Bremsanlage weist in der Bremsleitung zwischen Hauptzylinder und Trennventil einen Membranspeicher auf, welcher als druckloser passiver Speicher ausgebildet ist und das Ansaugverhalten der Pumpe verbessern soll. Das Umschaltventil in der zweiten Saugleitung ist als stromlos geschlossenes 2/2-Wegeventil ausgebildet. Eine derartige Anordnung mag zwar das Ansaugverhalten der Pumpe in gewissem Maße verbessern, hat jedoch den Nachteil, daß ein zusätzliches Element im Pedalbremskreis, also hauptzylinderseitig vom Trennventil angeordnet ist, welche Leckage verursachen könnte. Zusätzlich ist zu bedenken, daß bei einer derartigen Anordnung eines passiven Speichers trotzdem ein langer Ansaugweg über das Umschaltventil bis zur Saugseite der Pumpe vorliegt.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt darin, eine Bremsanlage der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, die auch ohne einen zusätzlichen Speicher eine zuverlässige Funktion der Pumpe gewährleistet.

Diese Aufgabe wird gelöst in Verbindung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1. Ein derartiges Umschaltventil also ein Proportionalventil in der zweiten Saugleitung der Pumpe erfordert weder Drucksensoren, Wegschalter am Niederdruckspeicher zur Erfassung des Füllstandes, anderweitige Druckspeicher oder Sonderkonstruktionen der Pumpe. Es regelt den Förderdruck der Pumpe dadurch, daß der Proportionalmagnet mit einem zum gewünschten Förderdruck der Pumpe proportionalen elektrischen Strom beschickt wird. Ist der Förderdruck der Pumpe so hoch, daß die Magnetkraft überwunden wird, so schließt sich das Umschaltventil wieder. Wenn der Druck im Hauptzylinder in Öffnungsrichtung und in Schließrichtung dieselbe Wirkfläche beaufschlagt, schließt sich das Umschaltventil stets bei Erreichen einer durch den Proportionalmagneten eingestellten Druckdifferenz zwischen Hauptzylinderdruck und Pumpenförderdruck. Hierdurch wird es möglich, die Pumpe schon bei kleinsten Hinweisen auf eine instabile Fahrsituation vorlaufen zu lassen, um das eventuell zu einer Regelung erforderliche Druckmittelvolumen zur Verfügung zu stellen. Der Schließdruck des Umschaltventils, also der Förderdruck der Pumpe, der ein Schließen des Umschaltventils in der zweiten Saugleitung bewirkt, kann dabei zunächst niedrig liegen, um bei Bedarf erhöht zu werden.

Eine nähere Erläuterung des Erfindungsgedankens erfolgt nun durch die Beschreibung von zwei bevorzugten Ausführungs beispielen anhand von zwei Figuren.

Fig. 1 zeigt eine erste Ausführung einer erfindungsgemäßen Bremsanlage.

Fig. 2 zeigt eine zweite Ausführungsform mit lediglich verändertem Umschaltventil.

In der Bremsanlage nach Fig. 1 ist ein Hauptzylinder 1 an einen Vorratsbehälter 2 angeschlossen und über ein Bremspedal 3 betätigbar. Vom Hauptzylinder 1 geht eine Bremsleitung 4 aus und verläuft über ein Trennventil 5 und ein Einlaßventil 6 zu einer Radbremse 7. Von der Radbremse 7 führt eine Rücklaufleitung 8 über ein Auslaßventil 9 zu einem Niederdruckspeicher 10. Ein Bremszweig 11 zweigt von der Bremsleitung 4 zwischen Trennventil 5 und Einlaßventil 6 ab und führt über ein Einlaßventil 12 zu einer zweiten Radbremse 13. Ein Rücklaufzweig 14 führt von der zweiten Radbremse 13 über ein Auslaßventil 15 ebenfalls zum Niederdruckspeicher 10. Der Niederdruckspeicher 10 ist über eine erste Saugleitung 16 an die Saugseite einer selbstansaugenden Pumpe 17 angeschlossen. Die Druckseite der Pumpe 17 knüpft über eine Druckleitung 18 an die Bremsleitung 4 zwischen Trennventil 5 und den Einlaßventilen 6 und 12 an. Die Pumpe 17 ist mit einer zweiten Saugleitung 19 versehen in welche eine Umschaltventil 20 eingefügt ist und welche von der Bremsleitung 4 zwischen Hauptzylinder 1 und Trennventil 5 abzweigt.

Das Umschaltventil 20 weist eine Ventilkammer 21 und eine Steuerkammer 22 auf. In der Ventilkammer 21 ist ein Schließglied 23 angeordnet, welches mit einem Stößel 24 versehen ist, der in die Steuerkammer 22 geführt ist. In der Steuerkammer 22 ist der Stößel 24 an einem Magnetanker 25 befestigt, welcher mit axialen Durchlässen versehen ist und somit selbst keine Wirkfläche aufweist für einen Steuerdruck. Der Magnetanker 25 ist von einer elektrischen Spule 26 umgeben und in Richtung auf die Ventilkammer von einer Druckfeder 27 beaufschlagt. Das Ventilschließglied 23 wirkt mit einem Ventilsitz 28 zusammen, der auf seiner dem Magnetanker 25 angewandten Seite angeordnet ist. Die Ventilkammer 21 steht axial, also durch den Ventilsitz 28 hindurch mit dem Hauptzylinder 1 in Verbindung. Ein radialer Anschluß der Ventilkammer 21 führt zur Saugseite der Pumpe 17.

Die Steuerkammer 22 steht mit der Bremsleitung 4 zwischen Trennventil 5 und den Einlaßventilen 6 und 12 in Verbindung, also mit der Druckseite der Pumpe 17. Der Förderdruck der Pumpe 17 wirkt also in Schließrichtung des Ventils, wobei die wirksame Fläche dem Durchmesser des Ventilstößels 24 entspricht. Der Förderdruck, welcher zum Schließen des Umschaltventils 20 bei stromdurchflossener Spule 26 führt, ist direkt proportional zum Spulenstrom. Damit läßt sich über eine entsprechende Stromstärke der Förderdruck der Pumpe 17 begrenzen, indem bei Erreichen eines gewünschten Förderdruckes das Schließglied 23 gegen den Ventilsitz 28 gedrückt wird und kein Druckmittelvolumen zur Saugseite der Pumpe 17 mehr nachlaufen kann. Der Durchmesser des Ventilsitzes 28 entspricht genau dem Durchmesser des Ventilstößels 24, so daß der Hauptzylinderdruck unabhängig von der Ventilstellung keine Kräfte auf das Schließglied 23 ausüben kann. Damit ist stets eine Druckdifferenz zwischen Steuerkammer 21 eingestellt, die auch bei betätigtem Bremspedal 3 und geschlossenem Trennventil 5 eine additive Druckbeaufschlagung um genau den eingestellten Betrag sicherstellt.

Durch diese Anordnung ist es möglich, schon bei kleinsten Anzeichen, die auf eine Fahrinstabilität hinweisen, die Pumpe 17 vorlaufen zu lassen, wobei das Trennventil 5 geschlossen wird. Wird dann ein aktiver Bremseingriff benötigt, so wird das Einlaßventil der Radbremse des anderen Rades geschlossen. Angenommen, die Radbremse 7 benötige eine Aktivbremsung ohne Betätigung des Bremspedals 3, so wird das Einlaßventil 12 der Radbremse 13 geschlossen. Die elektrische Spule 26 wird bestromt entsprechend einem relativ niedrigem Förderdruck 17. Sollte sich dieser Druck als nicht ausreichend zur Wiederherstellung der Fahrstabilität erweisen, so wird entsprechend die Stromstärke der elektrischen Spule 26 erhöht. Nach Wiederherstellung der Fahrstabilität durch eine derartige Aktivbremsung kann zunächst der Strom durch die elektrische Spule 26 abgestellt werden und beide Einlaßventile 6 und 12 umgeschaltet werden, so daß das Einlaßventil 6 zur Radbremse 7 geschlossen und das Einlaßventil 12 zur Radbremse 13 geöffnet ist. Sollte in dem Moment ein Fahrerwunsch zur pedalbetätigten Bremsung da sein, so kann auch die Radbremse 13, welche nicht einer Aktivbremsung unterworfen war, effektiv gebremst werden.

Sollte sich gleich nach dem Starten der Pumpe 17, wenn das Trennventil 5 soeben geschlossen wurde, wieder ein stabiler Fahrzustand einstellen, ohne daß ein Bremseneingriff erforderlich geworden wäre, so werden einfach alle eingeleiteten Schritte rückgängig gemacht.

Die dargestellte Bremsanlage braucht zur Durchführung dieses Regelverfahrens weder Drucksensoren noch Wegschalter für den Füllstand des Niederdruckspeichers. Auch die Pumpe kann von herkömmlicher Bauart sein. Trotzdem weist sie gute Fördereigenschaften auf, da ein Vorlauf schon vor Beginn eines tatsächlichen Bremseingriff möglich ist.

Die Bremsanlage nach Fig. 2 unterscheidet sich von der Fig. 1 lediglich durch das Umschaltventil 120. Alle Elemente der Steuerkammer 122 sind identisch mit denen des Umschaltventils nach Fig. 1. Lediglich in der Ventilkammer 121 ist zusätzlich ein Drosselkolben 129 angeordnet, der den Ventilsitz 128 für das am Stößel 124 befestigt Schließglied 123 trägt. Der Drosselkolben 129 trennt wiederum die Ventilkammer 121 von einer Saugkammer 130, an welche bei dieser Bremsanlage die Pumpe 117 angeschlossen ist. Dieser Drosselkolben dient zur Vorsteuerung des Ventils, damit auch mit kleinen magnetischen Stellkräften ein großer Ventilöffnungsquerschnitt kontrolliert werden kann. Der Drosselkolben 129 ist mit einer dünnen Axialbohrung 131 versehen, welche permanent einen gedrosselten Druckmittelaustausch zwischen dem Hauptzylinder 1 und der Ventilkammer 121 erlaubt. Das Schließglied 123 besitzt einen axialen Fortsatz 132, welcher ein verdicktes Ende besitzt, das in einer weiteren Axialbohrung 133 des Drosselkolbens 129 abgedichtet geführt ist. Zwischen der Saugkammer 130 und der Axialbohrung 133 besteht eine dünne Schrägbohrung 134, welche in die Axialbohrung 133 in einen Bereich zwischen dem Schließglied 123 und dem verdickten Ende des Fortsatzes 132 mündet. Von Seiten des Hauptzylinders ist der Drosselkolben 129 von einer schwachen Druckfeder 135 beaufschlagt. Bei Bestromung der elektrischen Spule 126 hebt sich zunächst das Schließglied 123 von seinem Ventilsitz 128 am Drosselkolben 129 ab, da zur Aufrechterhaltung des Druckmittelvolumens in der Ventilkammer 121 der Drosselkolben 129 einen geringeren Weg zurücklegen muß, als das Schließglied 123. Sodann wird der verlangsamte Druckmittelaustausch durch die Axialbohrung 131 dafür sorgen, daß der Drosselkolben 129 dem Schließglied 123 folgt und eine direkte Druckmittelverbindung vom Hauptzylinder 1 zur Saugseite der Pumpe 17 über die Saugkammer 130 freigibt. Der Strömungsquerschnitt, vom Hauptzylinder 1 zur Saugkammer 130 bestimmt dabei effektiv den Ventilöffnungsquerschnitt der wesentlich größer ist als der Querschnitt des Ventilsitzes 128, der die erforderliche Magnetkraft bestimmt.

Wenn in der Steuerkammer 122 ein Druck erreicht ist, der die Magnetkraft überwindet, bzw. wenn die Spule 126 stromlos wird, legt sich zunächst das Schließglied 123 wieder an den Ventilsitz 128 an und verschiebt den Drosselkolben 129 wieder derart, daß die Verbindung vom Hauptzylinder 1 zur Saugkammer 130 unterbrochen ist.

Wenn das Schließglied 123 von seinem Ventilsitz 128 abgehoben ist, der Drosselkolben 129 sich jedoch noch nicht in Bewegung gesetzt hat, steht die Saugseite der Pumpe 17 über die Saugkammer 130, die Schrägbohrung 134, die Ventilkammer 121 und die Axialbohrung 131 in gedrosselter Verbindung zum Hauptzylinder 1. Beim Abheben des Drosselkolbens 129 und Freigeben der Verbindung zwischen Hauptzylinder 1 und Saugkammer 130 steht dann also nicht ruckartig das volle Druckmittelvolumen zur Verfügung, sondern die Volumenzufuhr wird langsam gesteigert. Entsprechend gilt beim Schließen des Umschaltventils 120. Wenn das Schließglied 123 sich an den Ventilsitz 128 angelegt hat, beginnt es, den Drosselkolben 129 langsam gegen seine Druckfeder 135 zu verschieben, bis die Saugkammer 130 vom Hauptzylinder 1 abgetrennt ist.

Bezugszeichenliste

1 Hauptzylinder
2 Vorratsbehälter
3 Bremspedal
4 Bremsleitung
5 Trennventil
6 Einlaßventil
7 Radbremse
8 Rücklaufleitung
9 Auslaßventil
10 Niederdruckspeicher
11 Bremszweig
12 Einlaßventil
13 Radbremse
14 Rücklaufzweig
15 Auslaßventil
16 erste Saugleitung
17 Pumpe
18 Druckleitung
19 zweite Saugleitung
20 Umschaltventil
21 Ventilkammer
22 Steuerkammer
23 Schließglied
24 Ventilstößel
25 Magnetanker
26 elektrische Spule
27 Druckfeder
28 Ventilsitz
120 Umschaltventil
121 Ventilkammer
122 Steuerkammer
123 Schließglied
124 Ventilstößel
126 elektrische Spule
128 Ventilsitz
129 Drosselkolben
130 Saugkammer
131 Axialbohrung
132 Fortsatz
133 Axialbohrung
134 Schrägbohrung
135 Druckfeder

Claims

1. Hydraulische Bremsanlage mit einem pedalbetätigten Hauptzylinder (1) der an einen Vorratsbehälter (2) angeschlossen ist, mit einer ersten Radbremse (7) die über eine Bremsleitung (4) mit dem Hauptzylinder (1) in Verbindung steht, mit einem Einlaßventil (6) in der Bremsleitung (4) und einem Trennventil (5) in der Bremsleitung (4) zwischen Hauptzylinder (1) und Einlaßventil (6), mit einer Rücklaufleitung (8) von der ersten Radbremse (7) zu einem der Druckspeicher (10), mit einem Auslaßventil (9) in der Rücklaufleitung (8), mit einer ersten Saugleitung (16) vom Niederdruckspeicher (10) zur Saugseite einer selbstansaugenden Pumpe (17), mit einer zweiten Saugleitung (19) von der Bremsleitung (4) zwischen Hauptzylinder (1) und Trennventil (5) zur Saugseite der Pumpe (17), mit einem Umschaltventil (20, 120) in der zweiten Saugleitung (19) und mit einer Druckleitung (18) von der Druckseite der Pumpe (17) zur Bremsleitung (4) zwischen Trennventil (5) und Einlaßventil (6), dadurch gekennzeichnet, daß das Umschaltventil (20, 120) in Schließrichtung vom Förderdruck der Pumpe (17) beaufschlagt wird und einen Proportionalmagneten (25, 26; 126) aufweist, welcher eine variable Kraft in Öffnungsrichtung des Umschaltventils (20, 120) ausübt.

2. Bremsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Umschaltventil (20, 120) in seiner stromlosen und drucklosen Grundstellung geschlossen ist.

3. Bremsanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Proportionalmagnet (25, 26; 126) in einer Steuerkammer (22, 122) angeordnet ist und mit einem Ventilstößel (24, 124) starr verbunden ist, welcher abgedichtet in eine Ventilkammer (21, 121) geführt ist, wo er ein Schließglied (23, 123) trägt.

4. Bremsanlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein mit dem Schließglied (23) zusammenwirkender Ventilsitz (28) an einer die Ventilkammer (21) begrenzenden Wand angebracht ist.

5. Bremsanlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein mit dem Schließglied (123) zusammenwirkender Ventilsitz (128) an einem Drosselkolben angebracht ist, welcher in der Ventilkammer (121) verschiebbar angeordnet ist.