DE1931349B2

DE1931349B2 - Bremskraftregelanlage für Kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE1931349B2
Application number: DE1931349A
Authority: DE
Inventors: Tatsuo Hayashi; Masami Inada; Katuki Takayama
Original assignee: Aisin Seiki Co Ltd
Current assignee: Aisin Corp
Priority date: 1968-06-22
Filing date: 1969-06-20
Publication date: 1975-03-27
Also published as: US3608982A; GB1237814A; DE1931349A1; JPS4820353B1; DE1931349C3

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Bremskraftregelanlage für Kraftfahrzeuge mit einem dem Hauptbremszylinder vorgeschalteten Servogerät, das zwei voneinander durch eine bewegliche Wand getrennte pneumalische Kammern umfaßt, mit einem Steuerventil, das durch Leitungen mit den beiden Kammern des Servogeräts verbunden ist, mit einem Meßfühler, der an das Steuerventil ein elektrisches Signal abgibt, wenn das überwachte Rad zu blockieren droht, wodurch das Steuerventil umschaltet, derart, daß die dem Hauptbremszylinder abgewandtc Kammer des Servogerätes mit Unterdruck, die andere Kammer mit Atmosphärendruck versorgt werden, wobei diese den Hauptbremszylinder entlastende Stellung so lange aufrechterhalten wird, wie das elektrische Signal ansteht.

Eine derartige Bremskraftregelanlage ist bekannt (FR-PS 14 13 793). Die Anlage enthält ein mit dem Hauptbremszylinder verbundenes Servogerät, das zwei Kammern aufweist, die durch eine elastische Wand voneinander getrennt sind. Die beiden Kammern stehen über Leitungen mit einem Steuerventil in Verbindung, das elektrisch betätigbar und an cnen Melifuhlur angeschlossen ist, der an das .Steuerventil ein Signal abgibt, wenn das vom Meilfühler überwachte Rad m blockieren droht. Das Steuerventil ist über eine Leitung

mit einer Unterdruckversorgung und durch eine öffnung mit der Atmosphäre verbunden. Solange der Meßfühler ein Signal an das Steuerventil abgibt, wird die dem Hauptbremszylinder abgewandte Kammer des Servogeräts mit Unterdruck und die andere Kammer

ίο mit Atmosphärendruck beaufschlagt. Dadurch wird die Bremskraft so stark vermindert, daß das Rad nicht blockiert. Wenn der Meßfühler kein Signal mehr abgibt, wird die dem Hauptbremszylinder abgewandte Kammer des Servogeräts wieder mit Atmospharen-

druck versorgt, während die andere Kammer über das Steuerventil an die Unterdruckversorgung angeschlossen wird. Dadurch wird während des Bremszeitraums der Bremsdruck wieder verstärkt. Bei der bekannten Bremskraftregelanlage wechseln während des Breins-

Zeitraums die Verminderung des Bremsdrucks, die auf den Empfang des Meßfühlersignals hin er^folgt, und das Verstärken des Bremsdrucks, das auf die Unterbrechung der Signalabgabe hin eintritt, mit großer Häufigkeit einander ab. Die Fahrzeuginsassen sind heim Bremsen daher unangenehmen Stoßen ausgesetzt.

Es ist weiterhin eine rein pneumatisch arbeitende Bremskraftregelanlage für Fahrzeuge bekannt, die eine zwischen einer Bremsdruckquelle und einem Radbremszylinder angeordnete Bren.sdruckregeleinrich-

tung enthält, die durch ein Signal einer Meßeinrichtung steuerbar ist. die ein Rad auf seinen Drehzustand überwacht. Die Bremsdruckrege.einrichtung weist ein Differentialkolbenveniil, ein druckabhängig gesteuertes Umschaltventil und eine zwischen dem Ausgangs- und Eingangskanal des Umschaltventils angeordnete unveränderliche Drosselstelle auf. Wenn die Meßeinrichtung ein Signal abgibt, wird der Radbremszylinder über das Differentialkolbenventil mit der Atmosphäre verbunden, wobei der Bremsdruck rasch auf einen niedrigen Wert abfällt, bei dem die Radblockierung verhindert wird. Nachdem die MeßeinricUiung die Signalabgabe beendet hat, wird die Verbindung des Radbrcmsz>lin ders mit der Atmosphäre aufgehoben. Danach wird das Umschaltventil über den Druck der Druckquelle geöffnet, so daß ein sehr schneller Druckaufbau im Radbremszylinder stattfindet. In Abhängigkeit von einem Druckzwischenwert schließt das Umschaltventil. Anschließend steigt der Druck im Radbremszylinder auf Grund der Drosselstelle nur noch langsam an. Mit einem derartigen Bremsdruckverlauf soll eine bessere Bremswirkung erzielt werden (US-PS 24 17 211).

Es ist ferner eine Bremskraftregelanlage vorgeschlagen worden, bei der zwischen einem Hauptbremszylinder und Radbremszylindern ein servobctätigics Regel-SS ventil angeordnet ist, das zwei durch eine bewegliche Wand voneinander getrennte pneumatische Kammern aufweist. Mit der Wand ist ein Kolben verbunden, der in einem Hydraulikzylinder verschiebbar ist. Durch den Kolben werden mehrere Ventile gesteuert, die den Durchfluß des hydraulischen Bremsmittcls zu den Radbremszylindern regeln. Ein elektrisch betätigbares Ventil ist in einer Verbindungsleitung zwischen den beiden Kammern angeordnet und steuert die Verschiebung der Wand in Abhängigkeit von einem Signal, das von einem Meßfühler abgegeben wird, der den Drehzustand eines Rads überwacht. Mit der vorgeschlagenen Anordnung kann der Bremsdruck unabhängig vom Druck der Bremsdruckquelle abgestuft erhöht werden

(PT-PS 17 55 617).

Per Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine ßremskraftregelanlage der eingangs erwähnten Gatliing so weiterzuentwiekeln, daß zusätzlich zu einer abgestuften Bremsdruckerhöhung mit konstruktiv einfachen Maßnahmen eine Bremskraftverslärkung durch die von der Bremsdruckquelle unabhängige, für die Bremskraftregelung verwendete Druckquelle erzielbar ist.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß eine Drucksleuereinheit in der Leitung zwischen der anderen Kammer des Servogerätes und dem Steuerventil angeordnet ist und daß die Drucksteuereinheit aus einem Kontrollventil, welches den Druckaufbau in der Kammer — wie bereits bekannt — steuert, und aus einem parallelgeschalteten Flu3steuerventil besteht, das beim Ende des elektrischen Signals den Druck in der Kammer durch Bewegung eines Ventiltellers infolge Volumenvergrößerung zunächst schnell und anschließend durch Drosselung langsam abbaut.

Ein Vorteil dieser Anordnung ist darin zu sehen, d;iß infolge der bremskrafiverstärkenden Wirkung !er unabhängigen Druckquelle keine unerwünscht großen Druckkräfte auf die Betätigungselemente zur Einleitung eines Bremsvorgangs ausgeübt werden müssen. Die Anordnung ist daher auch für schwere Fahrzeuge geeignet, bei denen die über ein Bremspedal in einem hydraulischen Bremszylinder erzeugten Druckkräfte für die Bremsung nicht mehr ausreichen. Auch ein nachträglicher Umbau von Bremskraftanlagen, die bereits ein Servogerät und ein Steuerventil enthalten, ist mittels der erfindungsgemäßen Anordnung ohne große Schwierigkeiten möglich.

Ferner ist es möglich, den hydraulischen Bremsdruck länger in seinem wirksamen Bereich zu halten, als es bei Anlagen nach dem Stand der Technik möglich ist.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand eines in einer Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine schematische Teilansicht einer Bremskraftregelanlage, teilweise im Schnitt.

F i g. 2 ein Diagramm, in dem der Bremsdruck in Abhängigkeit von der Zeit dargestellt ist.

Ein Bremskraftverstärker 10 weist ein Servogcrät Il auf, dessen Innenraum von einer beweglichen Wand 12 in zwei pneumatische Kammern 14 und 15 unterteilt wird. Diese Wand 12 ist mit einem Kolben 13 verbunden. Der äußere Rand der Wand 12 ist fest mit der Innenwand des Zylinders 11«? verbunden.

Eine Kolbenstange 16 ist fest mit dem Kolben 13 und mit einem herkömmlichen Druckkolben 18 verbunden, der in einem fest auf dem Servogerät 11 aufgesetzten Hauptbremszylinder 17 gleitet. Der Hauptbremszylinder 17 weist eine Auslaßöffnung 19 auf, welche die Verbindung zwischen der hydraulischen Kammer im Inneren des Druckzylinders mit einer Leitung 20 herstellt, die zu den an jeweiligen Rädern 21 befindlichen hydraulischen Radbremszylindern 22 führt.

Eine unter Spannung stehende Rückholfeder 23 ist zwischen die linke Wand des Servogerätes U und den Kolben 13, der dadurch nach rechts gedrückt wird, eingefügt. Weiterhin geht der mittlere Teil des Kolbens in einen offenen Zylinder 24 aber. In dem Zylinder 24 befindet sich ein axial gleitenJer Ventilkolben 25, der mit einem Ventilsitz 26 verseheil ist. Der Veniilkolben 25 ist stufenförmig ausgebildet und weist ein Teil 27 mit einem großen Durchmesset auf, während ein anderer Teil in einem an dem Zylinder 24 ausgebildeten Absatz 28 gleitet. Zwischen dem Teil 27 und dem Absatz 28 befindet sich eine unter Spannung stehende Feder 29, die den beweglichen Ventilsitz 26 gegen ein elastisches Ventilteil 30 preßt, das mittels eines Rückhalteringes 100 in einer ganz bestimmten Stellung in d.em Zylinder 24 gehalten wird. Die Wand des Kolbens 13 ist von zwei Durchlauföffnungen 31 und 32 durchbrochen, durch die eine Verbindung zwischen den beiden Kammern 14 und 15 hergestellt wird. Eine Schubstange Ϊ3 ist mit dem rechten Ende des Ventilkolbens 25 und durch eine geeignete nicht dargestellte Verbindung mit einem nur schemalisch angedeuteten, mit dem Fuß zu betätigenden Bremspedal 34 verbunden.

In dem Veniilteil 30 ist axial eine Öffnung 35 ausgebildet, damit sowohl die Schubstange 33 frei hindurchgeführt werden kann wie auch der Durchfluß eines Mediums nicht behindert wird. Die axiale Ausdehnung des Druckkolbens 13 ist beträchtlich und erstreckt sich vom Bereich einer Manschette 36, in der sich am rechten Ende ein Anschluß 37 befindet. Dieser Anschluß führt über eine Leitung 38 zu einer Münciung 41 in einer Gehäusewand 40 eines Steuerventils 39. λπ diesem Gehäuse 40 ist ein Spulenkörper 42 mit einer Spule 43 angeordnet. Ein gleitbar in dem Gehäuse 40 angebrachter Plunger 46 ist mit einem Vakuumveniii 44 und einem Luftventil 45 versehen.

Eine unter Druck stehende Feder 48 befindet sich zwischen einem ortsfesten Einsatz 47 und dem Plunger 46, der dadurch (in F i g. 1) nach links gepreßt wird. Unter diesen normalen Bedingungen liegt das Vakuumventil 44 fest auf einem entsprechenden Ventilsitz 49 und das Luftventil 45 auf einem entsprechenden Ventilsitz 50 auf. Normalerweise besteht eine Verbindung

.i; zwischen einem Luftfilter 51 über eine Leitung 52 und dem Durchfluß 53 und weiter über den jetzt entstandenen Durchfluß zwischen dem Vakuumventil 44 und dem Ventilsitz 59 mit einem Durchfluß 60 in der Wand des Gehäuses 40.

Ein anderer Durchfluß 61 des Steuerventils 39 ist durch eine Leitung 62 mit der rechten Kammer 15 des Servogerätes 11 verbunden. Ein Flußsteuerventil 63 und ein Kontrollventil 64 bilden eine Drueksteuereinheit und sind parallel zueinander unu zwischen dem Servogerät 11 und dem Steuerventil 39 angeordnet. Die in die jeweiligen linken Wände der beiden Ventile 63 und 64 eingelassenen Durchlässe 65 und 66 sind durch eine gemeinsame Verbindungsleitung 67 mit der linken Kammer 14 des Servogerätes 11 verbunden. Die in die jeweiligen rechten Wandseitc der beiden Ventile 63 und 64 eingelassenen Durchlässe 68 und 69 sind du^rch line gemeinsame Leitung 70 mit dem Durchfluß 60 verbunden. Ein Ventilteller 71 ist beweglich in dem Gehäuse des Ventils 63 angebracht, weist eine nxialc Bohrung 72 auf und wird durch Einwirken einer Feder 73 nach links bewegt, wodurch der Durchfluß 65 normalerweise abgedichtet ist. Ein Ventilteller 74 ist beweglich in dem Gehäuse des Kontrollventils 64 angebracht und wird normalerweise durch eine Feder 75 nach links bewegt, wodurch der Durchfluß 69 vollständig abgedichtet ist.

Schließlich gilt es, im folgenden noch den elektrischen Schaltungsteil zu beschreiben:

Ein nur als Block dargestellter Meßfühler 76 für die Verminderung der Radgeschwindigkeit in herkömmlicher Bauweise ist so angeordnet, daß er ein elektrisches Signal abgibt, wenn die Verlangsamung des Fahrzeugrades oder der Räder über einen bestimmten Wert hin-

IST

ausgeht, und eine logische Schaltung 77 ist mit einem herkömmlichen elektrischen Schalter 78 ausgerüstet, der nach Abgabe eines Signals von dem Meßfühler 76 geschlossen wird. Dieser Schalter 78 ist durch eine Leitung 79 mit dem einen Ende der Spule 43 verbunden, deren anderes Ende mit der positiven Seite der Batterie 80 verbunden ist. Die negative Seite der Batterie ist — wie gezeigt — an Masse gelegt.

Die Arbeitsweise der vorstehend beschriebenen Bremskraftrcgelanlagc ist wie folgt: Bei Nichlbetätigung der Bremsen befinden sich die einzelnen Teile in dem in F i g. 1 eingezeichneten Zustand. Die linke Kammer 14 ist durch die Durchlässe 58 und 60. die Leitung 70. den Durchlaß 68 des FluOsteucrventils 63 und die Leitung 67 mit einer nur schematiseh gezeigten Va kuum- oder Unterdrtickquclle 56. beispielsweise der Saugleitung, verbunden. In der rechten dem Hauptbremszylinder 13 abgewandten Kammer 15 wird durch die Durchlässe 31 und 32 ebenfalls ein Unterdruck erzeugt. Daher wirkt kein Diffcrentialdruck auf den KoI-ben 13 ein. der folglich auf Grund der Federspannkraft 23 seine äußerste rechte Stellung einnimmt.

Wenn der Fahrer auf das Bremspedal 34 tritt, wird die Bewegung von dem Pedal auf die Schubstange 33 übertragen, die dadurch nach links gerückt wird. Gleichzeitig bewegt sich der Ventilkolben 25 mit, der mit ersterer mechanisch verbunden ist.

Durch die Linksbewegung des Ventilkolbens 25 wird die Öffnung 32 von dem größeren Teil 27 des Ventilkolbens 25 verschlossen, und die bisher /wischen den Kammern 14 und 15 bestehende Verbindung wird unterbrochen. Durch eine weitere Gleitbewegung des Ventilkolbens 25 nach links dringt der in dem ringförmigen Raum 55 durch Verbindung der Luftreinigungseinriehtung 51. der Leitung 52, des Durchflusses 53 und der Leitung 38 u. ä. mit dem freien Raum herrschende Luftdruck durch den Durchlaß 32 in die rechte Kammer 15. wodurch ein Druckdifferential auf den Druck kolbcti 13 einwirkt, der sich dann abrupt weiter nach links bewegt, und ein in der herkömmlichen Weise verstärkter hydraulischer Effekt wird auf die Bremszylinder übertragen. Blockieren die Fahrzeugräder so stark, daß der Meßfühler 76 dadurch eingeschaltet wird, so wird von diesem ein elektrisches Signal abgegeben und der logischen Schaltung 77 zugeleitet, woraufhin sich der elektrische Schalter 78 schließt. Auf diese Weise wird die Spule 43 mit Energie gespeist und zieht den Plunger 46 gegen die Federwirkung 48 nach rechts. So wird eine enge Verbindung zwischen den Ventilen 44 und 45 und den entsprechenden Ventilsitzen 59 und 64 hergestellt, und das Vakuum wird von der Saugleitung 56 durch den Durchlaß 61 und die Leitung 62 in die rechte Kammer 15 übertragen, während der Luftdruck durch den Luftfilter 51, den Durchlaß 60, die Leitung 70 und den Durchlaß 69 des Kontrollventils 64 bis zu dem Ventilteil 74 weilergeleitet wird, das dadurch pneumatisch gegen die Federwirkung 75 nach links gepreßt wird. Der Luftdruck wird deshalb durch das Kontrollvcntil 64 und die Leitung 67 in die linke Kammer 14 geleitet. Ein hierbei entstehender pneumatischer Druckunterschied wirkt daher auf den Druckkolbcn 13 in der entgegengesetzten Richtung ein. der dadurch plötzlich nach rechts gepreßt wird, und auf diese Weise werden die Radbremszylinder 22 mit einem verminderten hydraulischen Druck versorgt. Der Verlauf der Bremsdruckverminderung wird in F i g. 2 durch eine abwärts geneigte Kurve A-B dargestellt. Soweit entspricht die Wirkung in etwa der bisherigen Technik.

Läßt das Blockieren der Räder auf Grund der vorstehend beschriebenen Anwendung des verminderten hydraulischen Bremsdruckes nach, so wird die Abgabe der elektrischen Signale von dem Meßfühler 76 unterbrochen, und alle Teile kehren wieder in ihren ursprünglichen, in Fig. 1 gezeigten Zustand zurück. In dieser Stellung wird der Vakuumdruck von der Sauglcitung 56 durch die Leitung 57. den Durchlaß 58. den durch das Ventil 44 und den Ventilsitz 59 bestimmten Ventilraum, den Durchfluß 60, die Leitung 70 und die Öffnung 68 in den Innenraum des Ventils 63 geleitet, wodurch der Ventilteller 71 gegen die Federwirkung 73 nach rechts gedrückt und der Veniildurchfluß 65 gcöfinet wird. Jetzt wird eine beträchtliche Menge atmosphärischen Drucks aus der linken Kammer 14 des Scr vogcriMes 11 durch die Leitung 67 und den augenblicklich geöffneten Durchlaß 65 bzw. zu der Motorsauglcilung 56 befördert. Der in der Kammer 14 herrschende Luftdruck wird plötzlich auf den Unterdruck zu vermindert, bis ein vorher bestimmter Wert erreicht ist; anschließend geht der Ventilteller 71 des Flußsteuerungsvcntils 63 unter der Wirkung der Feder 73 (vgl Punkt C. F i g. 2) nach links zurück.

Nach diesem Arbeitsgang wird der Luftdruck in der Kammer 14 durch die Öffnung 72 der Ventilanordnung 71 angesaugt und so plötzlich gedrosselt. Dieser Vcr la>if entspricht der allmählich ansteigenden in F i g. 2 dargestellten Kurve OD.

Wie aus dem Vorhergehenden deutlich zu ersehen ist. kehrt der Druckkolben 13 in dem Zeitraum, der zwi sehen der Abgabe des Informationssignals von dem Meßfühler 76 und dem Moment liegt, wo der Luftdruck in der Kammer 14 einen vorher bestimmten Wert erreicht, in die rechte Richtung zurück. Aber anschließend an den Zeitpunkt, wo der Druck in der Kammer 14 einen vorher bestimmten Wert erreicht, und nach Schließen des Flußsteuerventils 63 kehrt der Druckkolben wieder in seine Ausgangsstellung zurück, da besagter Luftdruck durch die Öffnung 72 fließt. Als Folge verstärkt sich der bisher verminderte hydraulische Bremsdruck, dargestellt von dem fallenden Kurvenab schnitt A-B, schnell innerhalb eines bestimmten (stabili sierten) Bereiches, dargestellt durch B-C in Fig. 2. ir dem kein Blockieren der Räder zu befürchten ist. Ha der Druck den Punkt C erreicht, so wird der Druck nui noch ganz allmählich, wie mit C-D angedeutet ist. er höht.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Bremskrufiregelanlage for Kraftfahrzeuge mit einem dem Hauptbremszylinder vorgeschalteten Servogeriit, das zwei voneinander durch eine bewegliche Wand getrennte pneumatische Kammern umfaßt, mit einem Steuerventil, das durch Leitungen mit den beiden Kammern des Servogerätes verbunden ist, mit einem Meßfühler, der an das Steuerventil ein elektrisches Signal abgibt, wenn das überwachte Rad zu blockieren droht, wodurch das Steuerventil umschaltet, derart, daß die dem Hauptbremszylinder abgewandte Kammer des Servogerätes mit Unterdruck, die andere Kammer mit Atmosphärendruck versorgt werden, wobei diese den Hauptbremszylinder entlastende Stellung so lange aufrechterhalten wird, wie das elektrische Signal ansteht, dadurch gekennzeichnet, daß eine Drucksteuereinheit (63,64) in der Leitung zwischen der anderen Kammer (14) des Servogerätes (H) und dem Steuerventil (39) angeordnet ist und daß die Drucxsteuereinheit aus einem Kontrollventil (64), welches den Druckaufbau in der Kammer (14) — wie bereits bekannt — steuert, und aus einem parallelgeschalteten Flußsteuerventil (63) besteht, das beim Ende des elektrischen Signals den Druck in der Kammer (14) durch Bewegung eines Ventiltellers (71) infolge Volumenvergrößerung zunächst schnell und anschließend durch Drosselung langsam abbaut.

2. Bremskraftregelanlage nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das Flußsteuerventil (63) einen mittels einer Feder (7^ in die geschlossene Veniilposition bewegten Ventilteller (71) mit einer öffnung (72) aufweist, auf den -·οη entgegengesetzten Seiten einerseits der Federdruck und andererseits der pneumatische Druck in der Kammer (14) einwirkt.

3. Bremskraftregelanlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Flußsteuervenlil (63) und das Kontrollvenlil (64) in der Parallelschaltung einander entgegengesetzt gerichtet sind.