DE68909141T2 - Doppelsteuervorrichtung eines Hydraulikkreises, insbesondere für eine Bremsanlage oder eine Servolenkung eines Kraftfahrzeuges. - Google Patents

Description

• Bei einem Kraftfahrzeug wird die Bremsvorrichtung durch den Fahrer mittels eines Pedals betätigt, das entweder direkt, mit oder ohne Hilfsvorrichtung, auf eine Verdrängerpumpe (den Hauptzylinder) oder auf einen Druckregler, eine im Fahrzeug verfügbare Hilfs-Druckquelle, einwirkt.
• Daraus resultiert am Ausgang des Steuerorgans ein Fluiddruck, der von der durch den Fahrer auf das Bremspedal ausgeübten Kraft abhängt.
• Unter bestimmten Umständen kann es nötig sein, die Bremsen des Fahrzeugs zu betätigen, ohne daß der Fahrer selbst auf das Bremspedal einwirkt (z.B. um einen ungewollten Radschlupf zu vermeiden oder um eine Gewaltbremsung zur Vermeidung eines Zusammenstoßes durchzuführen).
• Dennoch ist es zwingend, daß der Fahrer unter diesen Bedingungen nicht die Kontrolle über die Bremsvorrichtung verliert und daß es ihm möglich sein muß, eine höhere Bremskraft als die automatisch ausgelöste aufzubringen.
• Es ist möglich, ein Betätigungselement anzuordnen, das direkt auf das Bremspedal einwirkt, aber eine solche Vorrichtung, welche die Bremse durch deren übliche Steuerung betätigt ist nicht frei von einem Ausfall dieser Steuerung.
• Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine Steuervorrichtung eines Hydraulikkreises, die insbesondere zur Sicherung des Bremsens eines Kraftfahrzeugs verwendbar ist und es in diesem Fall ermöglicht, aufgrund einer von der Hauptbremsvorrichtung unabhängigen Hilfs-Druckquelle oder -Reserve eine Hilfsbremsvorrichtung zu erhalten, und die gleichzeitig ein Einwirken des Fahrers auf die Bremsvorrichtung zuläßt.
• Die Steuervorrichtung umfaßt einen Hauptzuführungskreis, Betätigungsorgane, elektronische Mittel zur Feststellung von Unregelmäßigkeiten oder der Nähe von Hindernissen, wobei die elektronischen Mittel ein elektrisches Signal liefern, das ein in einem Hilfs-Steuerkreis angeordnetes Elektroventil steuert, und ein Ventil, das üblicherweise offen und im besagten Zuführungskreis angeordnet ist. Eine Vorrichtung dieser Art ist im Dokument EP-A-0 230 213 beschrieben.
• Sie ist dadurch gekennzeichnet, daß das Elektroventil zum Speisen des Hilfs- Steuerkreises geeignet ist, der gewöhnlich durch das Ventil geschlossen ist, das über den vom Elektroventil abgegebenen Druck derart gesteuert wird, daß es den besagten Hauptzuführungskreis schließt und den besagten Hilfskreis öffnet.
• Diese Steuervorrichtung ist nicht nur in den Bremsanlagen, sondern gleichfalls in den Servolenk-Anlagen verwendbar, die einen Hilfskreis aufweisen, der zum Steuern der Lenkung, z.B. in einer Kurve oder beim Vorhandensein eines Hindernisses, geeignet ist.
• Nachstehend sind als nicht beschränkende Beispiele verschiedene Anlagen, welche die erfindungsgemäße Steuervorrichtung aufweisen, mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben, in denen:
• die Figur 1 eine Bremsanlage eines Kraftfahrzeuges zeigt, welche diese Doppelsteuervorrichtung aufweist;
• die Figur 2 eine Schnittansicht des Ventils dieser Steuervorrichtung darstellt;
• die Figur 3 eine Schnittansicht ist, die ein Detail einer Variante des Ventiles zeigt;
• die Figur 4 eine Steuerung für eine Servolenkung zeigt, welche die erfindungsgemäße Steuervorrichtung aufweist;
• die Figur 5 eine Variante der erfindungsgemäßen Doppelsteuerung zeigt.
• In der Figur 1 ist eine Bremsanlage für Kraftfahrzeuge zu sehen, die zwei voneinander unabhängige Kreise 1a und 1b aufweist, die geeignet sind, eine Steuervorrichtung 2, die durch ein in 3 schematisiert dargestelltes Pedal betätigt wird, jeweils mit den Vorderradbremsen 4a und den Hinterradbremsen 4b zu verbinden. Diese Bremsen können auch durch einen Hilfskreis versorgt werden, der eine Druckquelle 5 und ein Elektroventil 6 aufweist, das durch elektronische Mittel 7 zur Feststellung von Unregelmäßigkeiten und/oder der Nähe von Hindernissen gesteuert ist. In jeden Kreis 1a und 1b ist ein Ventil 8a oder 8b zwischengeschaltet, das außerdem mit dem Elektroventil 6 verbunden ist.
• Wie insbesondere aus der Figur 2 ersichtlich ist, weist jedes Ventil 8a und 8b einen Körper 9 mit einer Bohrung 10 auf, in der ein Schieber 11 gleiten kann. Eine Feder 12, die in einer Endkammer 13 der Bohrung 10 angeordnet ist, hält den Schieber in Anlage am gegenüberliegenden Ende dieser Bohrung. In die Bohrung 10 münden eine mit der Steuervorrichtung 2 verbundene Leitung 14, eine mit dem Elektroventil 6 verbundene Leitung 15 sowie eine mit den Bremsen 4a oder 4b verbundene Leitung 16. Der Schieber 11 weist eine ringförmige Auskehlung 11a auf welche die Leitungen 14 und 16 in Ruhestellung des Schiebers miteinander verbindet. Die Kammer 13 ist über eine Leitung 17 mit der Leitung 14 derart verbunden, daß der Druck dieser Leitung den Schieber in dieselbe Richtung wie die Feder 12 drückt die zweite Endkammer 18 ist über eine Leitung 19 mit der Leitung 15 derart verbunden, daß der Druck in dieser Leitung den Schieber entgegen der Feder 12 drückt.
• Im Normalbetrieb liegt der durch die Feder 12 gedrückte Schieber 11 an einem Ende der Bohrung 10 an. Auf diese Weise kann das Steuerfluid der Bremsen direkt von der Zuführungsleitung 14 zur Nutzleitung 16 strömen. Die Leitung 15 ist durch den Schieber gesperrt. Während der Betätigung der Bremsen durch den Fahrer wirkt der in der Vorrichtung herrschende Druck über die Leitung 17 auf das in der Kammer 13 angeordnete Ende des Schiebers 11 derart ein, daß jede ungewollte Verschiebung des Schiebers 11 vermieden wird oder daß dieser im Fall eines schwergängigen Gleitens in seiner Bohrung oder eines Bruchs der Feder 12 in seine Anlagestellung zurückgeführt wird. Die Sicherheit der Hauptbremsvorrichtung ist auf diese Weise gewährleistet.
• Wenn ein Signal von der elektronischen Vorrichtung 7 zum Elektroventil 6 abgegeben wird, während der Fahrer die Haupt-Bremssteuerung nicht betätigt, erzeugt dieses einen Druck in der Leitung 15, der in die Kammer 18 durch die Leitung 19 übertragen wird und der bei einem von der Kraft der Feder 12 abhängigen, vorgegebenen Wert den Schieber 11 vorwärts drückt, wodurch der Einlaß der Leitung 14 gesperrt und die Verbindung zwischen den Leitungen 15 und 16, folglich die Versorgung der Bremskreise aus dem Hilfs-Zuführungskreis, freigegeben wird.
• Bemerkenswert ist, daß die durch die Feder 12 aufgebrachte Kraft gering sein kann, da deren Zweck es einzig und allein ist, den Schieber 11 beim Fehlen jeden Drucks im Ventil in die Offenstellung der Leitung 14 zu bringen. Der zum Verschieben des Schiebers 11 in 15 auszuübende Druck kann gering sein, und es wird daher möglich sein, eine sanfte Bremsung auszuführen.
• Falls der Fahrer, während die Hilfs-Steuervorrichtung eine Bremsung gewährleistet, entscheidet, die Hauptsteuerung der Bremsen zu betätigen, leitet er in die Leitung 14 einen Druck ein, der über die Leitung 17 in die Kammer 13 übertragen wird.
• Wenn der durch den Fahrer aufgebrachte Druck aufgrund der von der Feder 12 auf den Schieber 11 ausgeübten Kraft im wesentlichen gleich dem durch die Hilfs-Steuervorrichtung erzeugten Druck ist, verschiebt sich der Schieber 11 und stellt die Verbindung zwischen der Hauptzuführung 14 und dem Bremskreis 16 wieder her.
• Umgekehrt stellt der Schieber 11 die Verbindung zwischen der Leitung 15 und dem Bremskreis 16 wieder her, falls die Hilfs-Steuervorrichtung eine kräftigere Bremsung als die des Fahrers bewirkt.
• Die Drücke in den Kammern 13 und 18 regulieren sich ein; wenn sich nämlich der Schieber 11 verlagert, kann das in diesen Kammern enthaltene Fluid durch die Leitungen 17 und 19 jeweils zu den Leitungen 14 und 15 entweichen und daher zur Quelle der Druckregulierung zurückkehren. Es wird so eine hydraulische Blockierung des Schiebers 11 vermieden.
• Eine solche Vorrichtung ist vollständig mit einem Antiblockiersystem kompatibel, dessen Aufgabe es ist, den Druck in den Bremsen des Fahrzeugs zu entspannen, falls ein Rad zum Blockieren neigt.
• Denn indem die Vorrichtung nach der Zuleitung des regulierten, die Bremsung steuernden Drucks und vor der Rad-Antiblockiervorrichtung angeordnet ist, kann das Antiblockiersystem seine Aufgabe durchführen, sei es, daß es durch den Hauptbremskreis oder durch den Hilfsbremskreis versorgt wird.
• Als Sicherheitsfrage kann es von Interesse sein, daß gesichert ist, daß sich der Schieber 11 bei Fehlen oder bei Vorhandensein von Druck im Ventil in der richtigen Stellung befindet.
• Um dieses zu bewerkstelligen, ist es möglich, am Körper 9 einen Berührungsschalter anzuordnen, der die tatsächliche Position des Schiebers abtastet. Dieses System hat jedoch den Nachteil, daß die in den Schalter eingebaute Feder das Gleichgewicht des Schiebers 11 ändert.
• Vorzugsweise wird im Körper 9 ein, z.B. mit dem Hall-Effekt arbeitender, Entfernungsgeber 20 (Figur 3) angeordnet, welcher der Hilfs-Bremsvorrichtung die Stellung des Schiebers anzeigt.
• Das durch den Entfernungsgeber 20 empfangene Signal kann z.B. an eine elektronische Mikroprozessoreinrichtung 28 weitergeleitet werden, die z.B. gewährleistet, daß:
• - im Fall einer anormalen Position des Schiebers 11 der Fahrer durch eine Anzeige 29 alarmiert wird,
• - dem Fahrer das Auslösen des Hilfs-Bremskreises durch eine Anzeige 30 mitgeteilt wird,
• - der Steuerkreis vom Hilfskreis abgetrennt wird, wenn der Fahrer den Hauptbremskreis wieder betätigt.
• In der Figur 4 ist eine Steuerung für eine Kraftfahrzeug-Servolenkung vom Typ "offene Mitte" zu sehen. Diese Steuerung umfaßt eine Pumpe 21, die ein Dreiwegventil 22 versorgt, das im Ruhezustand das Steuerfluid in den Speicher 23 direkt zurücklaufen läßt. Die Pumpe 21 ist durch eine Leitung 24 an den kleinen Querschnitt eines Differentialzylinders 25 angeschlossen, wobei die Stange des Kolbens 26 dieses Zylinders mit der Lenkung, z.B. mit deren Zahnstange, verbunden ist; das Ventil 22 seinerseits ist über eine Leitung 27 mit dem großen Querschnitt des Zylinders 25 verbunden. Das Ventil 22 weist vier Innenventile 22a, 22b, 22c und 22d auf, die durch das Lenkrad gesteuert werden. Wenn man dieses Lenkrad in eine erste Richtung betätigt drosseln z.B. die Ventile 22c und 22b den Rücklaufkreis zum Speicher 23 so, daß ein bestimmter Druck stromabwärts der Pumpe erhalten wird. Dieser Druck wird zu den zwei Kammern des Zylinders 25 geleitet, dessen Kolben 26 sich unter der Einwirkung des resultierenden Drucks zwischen der Kammer mit dem großen Querschnitt und der mit dem kleinen Querschnitt verschiebt. Falls das Lenkrad in die andere Richtung betätigt wird, regeln andererseits die Ventile 22a und 22d den Druck zur Zylinderkammer mit dem kleinen Querschnitt so, daß eine Verschiebung der Stange des Kolbens 26 in die andere Richtung erzielt wird.
• Erfindungsgemäß wird ein dem vorstehend beschriebenen Ventil 8 ähnliches Ventil 8a oder 8b in jede Leitung 24 und 27 zwischengeschaltet, wobei die Leitung 15 jedes dieser Ventile an die Druckzuleitung der Hilfssteuerung angeschlossen ist.
• Beim Fehlen einer Einwirkung des Fahrers verschiebt sich, falls ein von der Hilfssteuerung abgegebener Druck zum Ventil 8a oder 8b geleitet wird, der entsprechende Schieber und läßt er diesen Druck zur entsprechenden Kammer des Zylinders 25 gelangen.
• Die Hilfssteuerung kann den Querschnitt des Zylinders in der versorgten Kammer berücksichtigen, um einen Druck zu liefern, welcher der gewünschten Kraft zum Bewegen der Lenkung entspricht.
• Falls der Fahrer die Kontrolle über seine Lenkung wieder zu übernehmen wünscht, genügt es, wenn er auf das Lenkrad einwirkt und eine Kraft ausübt, die dafür ausreicht, daß der durch die Pumpe 21 erzeugte Druck größer als der durch die Hilfssteuerung gelieferte ist.
• Da die Hilfssteuerung nur beim Fahren wirken soll, wenn die Lenkkräfte gering sind, kann der von ihr abgegebene maximale Druck gering sein, wie auch die Kraft sehr beschränkt bleibt, die der Fahrer aufbringen muß um die Kontrolle über seine Lenkung zurückzugewinnen.
• Die Figur 5 zeigt eine ähnliche Hilfssteuerung für die Lenkung, bei der aber das Dreiwegventil 22 durch ein Vierwegventil 22' ersetzt ist, das mit den zwei Kammern des Zylinders 25 durch Leitungen 27a und 27b verbunden ist.
• Wenn das Lenkrad betätigt wird, drosseln die Ventile 22c und 22d den Kreis derart, daß hinter der Pumpe Druck aufgebaut wird, und die Ventile 22a und 22b leiten den Druck in eine der Kammern des Zylinders oder in die andere derart, daß sich die Stange des Kolbens 26 in die gewollte Richtung verschiebt. Die Ventile 8a und 8b sind zwischen die Leitungen 27a und 27b zwischengeschaltet. Die Funktionsweise dieser Ventile ist derjenigen analog, die für die Ausführungsform der Figur 4 beschrieben wurde.

Claims (7)

1. Steuervorrichtung für einen Hydraulikkreis, mit einem Hauptzuführungskreis (1a, 1b, 2, 3), Betätigungsorganen (4a, 4b oder 25) sowie elektronischen Mitteln (7) zur Feststellung von z.B. Unregelmäßigkeiten und/oder der Nähe von Hindernissen, wobei die elektronischen Mittel ein elektrisches Signal liefern, das ein in einem Hilfs-Steuerkreis (15) angeordnetes Elektroventil (6) steuert, und mit einem Ventil (8a oder 8b), das üblicherweise offen und im besagten Hauptzuführungskreis angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Elektroventil (6) zum Speisen des Hilfskreises (15) geeignet ist, der gewöhnlich durch das Ventil (8a oder 8b) geschlossen ist, das über den vom Elektroventil (6) abgegebenen Druck derart gesteuert wird, daß es besagten Hauptzuführungskreis schließt und besagten Hilfskreis (15) öffnet.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß durch den Fahrer betätigte Mittel (3) vorgesehen sind, um auf das Ventil (8a oder 8b) entgegen dem vom Elektroventil (6) gelieferten Druck einzuwirken.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil (8a oder 8b) einen Schieber (11) aufweist, der verschiebbar in eine Bohrung (1a) eines Körpers (9) eingebaut ist und mit einer Auskehlung (11a) versehen ist, die in Ruhestellung die Leitungen (14 und 16) des Hauptzuführungskreises miteinander verbindet, wobei der Schieber in Ruhestellung durch eine Feder (12) gehalten ist, die in einer Kammer (13) an einem Ende des Schiebers (11) angeordnet ist, und die Leitung (15) des Hilfskreises durch den Schieber (11) in seiner Ruhestellung verschlossen und über eine Leitung (19) mit der Kammer (18), die am anderen Ende des Schiebers (11) angeordnet ist, verbunden ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitung (14) mit der Kammer (13) über eine Leitung (17) verbunden ist.

5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie Mittel (20) zum Anzeigen der Stellung des Schiebers (11) umfaßt.

6. Anwendung der Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5 auf eine einen Doppelbremskreis aufweisende Bremsanlage.

7. Anwendung der Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5 auf eine Servolenkung.