DE19800975A1

DE19800975A1 - Bremssystem für mehrspurige Fahrzeuge

Info

Publication number: DE19800975A1
Application number: DE1998100975
Authority: DE
Inventors: Paul Schwarzer; Alexander Beck
Original assignee: ITT Manufacturing Enterprises LLC
Current assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Priority date: 1998-01-14
Filing date: 1998-01-14
Publication date: 1999-07-15

Description

Die Erfindung betrifft ein Bremssystem für mehrspurige Fahr zeuge nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Die bisher bekannten Bremsanlagen konventioneller Bauart weisen einen Bremsdruckgeber auf, der über Bremsleitungen mit mehreren Radbremsen der einzelnen Fahrzeugachsen verbun den ist. In der Regel sind auch in den zu den Hinterradbrem sen führenden Bremsleitungen Bremskraftreglerventile einge setzt. Hierzu finden sich Ausführungsbeispiele im Bremsen handbuch der Alfred TEVES GmbH, 9.1 Auflage, erschienen im Autohausverlag, Ottobrunn bei München.

Derartige Fahrzeugbremsanlagen, die nicht mit einem Anti blockiersystem ausgerüstet sind, haben den Nachteil, daß der eingangs erwähnte mechanische Bremskraftregler nicht in der Lage ist, ein Überbremsen des kurveninneren Rades zu erken nen und die Überbremsung damit zu verhindern.

Daher ist es die Aufgabe der Erfindung, ein Bremssystem der eingangs genannten Art mit einfachen, kostengünstigen und dennoch funktionssicheren Mitteln derart auszugestalten, daß vorgenannte Nachteile vermieden werden und damit die Brems leistung insgesamt optimal an die Bedürfnisse bei Kurven fahrt angepaßt ist.

Weitere Merkmale, Vorteile und Ausgestaltungsmöglichkeiten der Erfindung gehen im nachfolgenden aus der Beschreibung mehrerer Ausführungsbeispiele anhand den Fig. 1 bis 3 hervor.

Die Abbildung nach Fig. 1 zeigt ein hydraulisches ggf. auch pneumatisch betriebenes, pumpenloses Bremssystem einfachster Bauart für mehrspurige Fahrzeuge, das zweikreisig ausgelegt ist, jedoch zur Veranschaulichung der Erfindung beispielhaft lediglich den vorderen Bremskreis des Fahrzeugs zeigt. Gemäß der Abbildung ist das Bremssystem mit einem pedalbetätigten Bremsdruckgeber 8 versehen, der über verzweigte Bremsleitun gen 7, 7' mit den Radbremsen 2, 2' der Vorderachse verbunden ist. Erfindungsgemäß sind in die Bremsleitungen 7, 7' als 2/2-Wegeventile dargestellte Drucksteuerventile 1, 1' ange ordnet, die in ihrer Grundstellung eine ungehinderte Verbin dung zwischen dem Bremsdruckgeber 8 und den Radbremsen 2, 2' herstellen.

Ausschließlich bei Kurvenfahrt des Fahrzeugs nehmen die Drucksteuerventile 1, 1' eine Sperrstellung ein, um eine querbeschleunigungsabhängige Bremskraftverteilung an kurven äußeren und kurveninneren Rädern jeder Achse mit optimaler Bremsleistung und Stabilität zu erzielen.

Der Bremsdruck in der Radbremse 2, 2' des jeweils kurveninne ren Fahrzeugrades wird zunächst konstant gehalten, während in der gegenüberliegenden Radbremse 2, 2', die dem kurven äußeren Fahrzeugrad zugeordnet ist, der Bremsdruck nicht vermindert wird. Zur Realisierung dieser asymmetrischen Bremsdruckverteilung zwischen dem kurveninneren und dem kur venäußeren Fahrzeugrad ist dem Bremssystem eine Einrichtung 3 zugeordnet, die die Drucksteurventile 1, 1' schaltet. Die Einrichtung 3 weist sogenannte erste Mittel 4 auf, die die bei Kurvenfahrt des Fahrzeugs auftretende Fliehkraft erfas sen. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel handelt es sich hierbei um die einfachste Ausführung eines Fliehkraftreg lers, der symbolisch in der Zeichnung als Fliehkraftpendel dargestellt ist.

Es ist jedoch auch möglich, die bereits zur Verfügung ste henden elektrischen, elektronischen bzw. elektromechanischen Meßwertaufnehmer, z . B. Querbeschleunigungssensoren anstelle des hier vereinfacht dargestellten Fliehkraftpendels bei Wunsch oder Bedarf zu verwenden.

In vorliegendem Ausführungsbeispiel ist hierbei auf verblüf fend einfache Weise das Fliehkraftpendel über ein Hebelge triebe 10 mechanisch mit den Drucksteuerventilen 1, 1' ver bunden, so daß die Auslenkung des Fliehkraftpendels nach der einen oder anderen Richtung auf die Drucksteuerventile 1, 1' übertragen werden kann.

Außer dem hiermit beschriebenen ersten Mittel 4 weist die Einrichtung 3 zweite Mittel 5, 5' auf, die gleichfalls in die Bremsdruckregelung der einander gegenüberliegenden Radbrem sen 2, 2' in Abhängigkeit der Schaltstellungen der Druckre gelventile 1, 1' eingreifen. Im dargestellten Beispiel be steht das zweite Mittel 5, 5' in der einfachsten Ausführung aus einer Kolben-Zylinder-Einheit, die jeweils über eine an der Bremsleitung 7, 7' angeschlossene Druckmittelverbindung 6, 6' dem Radbremsdruck ausgesetzt ist. Der Anschlußpunkt der Druckmittelverbindung 6, 6' muß zur Gewährleistung der ge wünschten Funktion jeweils zwischen dem Druckregelventil 1, 1' und der zugehörigen Radbremse 2, 2' an die Bremsleitung 7, 7' erfolgen. Auch das als Kolben-Zylinder-Einheit ausge bildete zweite Mittel 5, 5' ist funktionell mit dem als Fliehkraftpendel dargestellten ersten Mittel 4 gekoppelt. Dies führt dazu, daß entsprechend der Auslenkungsrichtung des Fliehkraftpendels über ein Hebelgetriebe nicht nur eines der beiden Drucksteuerventile 1, 1' betätigt wird, sondern auch die Kolben in den Zylindereinheiten über Schubstangen synchron der Pendelauslenkung folgen, um in Richtung der kurvenäußeren Radbremse 2, 2' einen Kompressionshub, gleich zeitig jedoch an der kurveninneren Radbremse 2, 2' einen Ex pansionshub zu vollziehen.

Ferner befindet sich parallel zu jedem Drucksteuerventil 1, 1' ein in Richtung des Bremsdruckgebers 8 öffnendes Rück schlagventil 9, 9', das eine hydraulische Verbindung zwischen dem sogenannten zweiten Mittel 5, 5', den Radbremsen 2, 2' und dem Bremsdruckgeber 8 herstellt, sobald der hydraulische Druck des Bremsdruckgebers 8 den hydraulischen Druck strom abwärts zum geschlossenen Druckregelventil 1, 1' unterschrei tet.

Die Funktion des Erfindungsgegenstandes wird im nachfolgen den kurz erläutert. Bei Geradeausfahrt des Fahrzeuges befin den sich das erste Mittel 4, die zweite Mittel 5, 5' und die Drucksteuerventile 1, 1' in der abbildungsgemäßen Darstel lung. Das Fliehkraftpendel befindet sich folglich in wir kungsloser Neutral- bzw. Mittenstellung. Es herrschen folg lich bei einem Bremsvorgang auf beiden Fahrzeugrädern glei che Bremskräfte. Nun wird angenommen, daß entsprechend der mit dem Pfeil gekennzeichneten Fahrtrichtung in eine Links kurve hineingefahren wird, womit das Fliehkraftpendel nach rechts ausschlägt und über das Hebelgetriebe 10 das linke Drucksteuerventil 1 in seine Sperrstellung schaltet. Die kurveninnere Radbremse 2 ist folglich vom Bremsdruckgeber 8 hydraulisch getrennt. Zugleich wird durch die mechanische Verbindung der beiderseits des Fliehkraftpendels gelenkig angeordneten Kolben-Zylinder-Einheit (Mittel 5, 5') das in der linken Kolben-Zylinder-Einheit (Mittel 5) befindliche Druckmittel in Richtung auf die kurveninnere, linke Radbrem se 2 bremsdruckmindernd vergrößert, während sich in der rechten Kolben-Zylinder-Einheit der Arbeitsraum zur Aufnahme von Druckmittelvolumen der rechtens kurvenäußeren Radbremse 2' bremsdruckerhöhend vergrößert.

Während des nach rechts gerichteten Pendelausschlags ver harrt das der rechten Radbremse 2' zugeordnete Drucksteuer ventil 1' in Offenstellung, womit der vom Bremsdruckgeber 8 aufgebrachte Bremsdruck auf die rechte Kolben-Zylinder-Ein heit (Mittel 5') und damit gegen die Auslenkungsrichtung des Fliehkraftpendels einwirkt. Dies führt dazu, daß einerseits am rechten, im vorliegenden Falle am kurvenäußeren Rad, der Bremsdruck größer ist als in der kurveninneren, linken Rad bremse 2, andererseits der über das offene Drucksteuerventil 1, 1' auf das Mittel 5, 5' einwirkende fußkraftproportionale Bremsdruck über die mechanische Kopplung auf das jeweils gegenüberliegende Mittel 5, 5' und damit auf das kurveninnere Fahrzeugrad bremsverstärkend einwirken kann, wenn der Brems druck über den Bremsdruckgeber 8 gesteigert wird. Bei Brem sungen, die erst innerhalb der Kurve eingeleitet werden, kann bis zum Öffnen des Ventils 1, 1' das bereits ausgelenk ten Pendel hydraulisch zurückgestellt werden. Bei konstanten Bremspedaldruck bewirkt die Verschiebung des Pendels in der Kurve eine Druckminderung am kurveninneren Rad. Die Einrich tung 3 wird wirkungslos, sobald nach dem Herausfahren aus der Kurve das Fliehkraftpendel wieder in seine abbildungs gemäße Mittelstellung zurückkehrt. Parallel zu den Druck steuerventilen 1, 1' befinden sich in Richtung des Brems druckgebers 8 öffnende Rückschlagventile 9, 9', die dafür sorgen, daß bei geschlossenen Drucksteuerventilen 1, 1' je derzeit mit dem Lösen des Bremspedals der Druck in beiden Radbremsen 2, 2' wieder abgesenkt werden kann.

Obwohl vorliegendes Ausführungsbeispiel lediglich die flieh kraftabhängige Bremsdruckregelung an der Vorderachse des Fahrzeuges zeigt, kann vorliegende Erfindung gleichfalls an den Radbremsen der zugehörigen Hinterachse sinnvoll einge setzt werden.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung geht aus Fig. 2 hervor, die den Hydraulikschaltplan für das Bremssystem ei nes zweiachsigen Fahrzeugs schematisch zeigt. Das Bremssy stem nach Fig. 2 unterscheidet sich nunmehr vom Bremssystem gemäß Fig. 1 durch einen Federspeicher 11, 11' für jede Radbremse 2, 2', 2'', 2''' , dessen Kolben 12 jeweils mecha nisch über ein Gestänge mit dem als Fliehkraftregler ausge bildeten Mittel 4 verbunden ist. Eine Arbeitskammer eines jeden Federspeichers 11, 11' ist über das als Kolben- Zylinder-Einheit ausgebildete Mittel 5 mit jeweils einer der Radbremsen 2, 2', 2'', 2''' hydraulisch verbunden, solange das Mittel 4 in der abbildungsgemäßen Neutralstellung verharrt. Ferner besteht jeweils über ein in Richtung des Bremsdruck gebers 8 öffnendes Rückschlagventil 13 eine weitere hydrau lische Verbindung zwischen der Arbeitskammer eines jeden Federspeichers 11, 11' und dem Bremsdruckgeber 8. Durch die zusätzliche Anordnung von Federspeichern 11, 11' wird abwei chend von dem Bremssystem nach Fig. 1 erreicht, daß am je weils kurveninneren Fahrzeugrad der Bremsdruck in der Rad bremse 2, 2', 2'', 2''' m gewünschten Umfang in den kurven inneren Federspeicher 11, 11' entweichen kann. Dies ge schieht, sobald bei einer fliehkraftabhängigen Auslenkung des symbolisch als Fliehkraftpendel dargestellten Mittels 4, das der kurveninneren Radbremse 2, 2', 2'', 2''' funktionell zugeordnete weitere, als Kolben-Zylinder-Einheit dargestell te Mittel 5, 5' einen volumenvergrößernden Kolbenhub voll zieht, durch den eine hydraulische Verbindung zum daran an geschlossenen, zunächst in der Grundstellung drucklosen Fe derspeicher 11, 11' freigegeben wird. Der dem kurvenäußeren Fahrzeugrad zugeordnete und gleichfalls drucklosen Feder speicher 11, 11' nimmt durch die mechanische Verbindung des Fliehkraftpendels mit dem Kolben eine die Arbeitskammer ver kleinernde Kolbenhubstellung ein, in der der Kolben nach dem Prinzip einer Schlitzsteuerung den Druckraum der kurvenäuße ren Kolben-Zylinder-Einheit (Mittel 5, 5') von der Arbeits kammer des kurvenäußeren Federspeichers 11, 11' trennt. Bei de in den Bremsleitungen 7, 7' eingesetzte Drucksteuerventi le 1, 1' befindet sich hierbei jeweils über ein Hebelgetrie be 10 in Sperrstellung geschaltet. Abhängig von der Dimen sionierung der paarweise, jedoch diametral entgegenwirkend mit dem Fliehkraftpendel verbundenen Federspeichern 11, 11' erfolgt die Drucksteigerung abhängig von der Federkennlinie der Federspeichern 11, 11', so daß in jedem Fall mit der Abnahme der Fliehkraft das Fliehkraftpendel (Mittel 4) un terstützt durch den vorgespannten kurvenäußeren Federspei cher 11, 11' wieder in seine Neutralstellung zurückbewegt wird. Gleichzeitig werden mit der Rückstellbewegung des Fliehkraftpendels (Mittel 4) die Drucksteuerventile 1, 1' als auch die Kolben-Zylinder-Einheiten (Mittel 5, 5') mecha nisch wieder in die abbildungsgemäße Grundstellung gebracht. In den kurvenäußeren- und inneren Radbremsen 2, 2', 2'', 2''' herrschen somit unter anhaltender Betätigung des Bremspedals wieder gleiche Bremsdrücke.

Der Vorteil des in Fig. 2 gezeigten Bremssystem besteht in einer erheblichen Bremsdruckentlastung am jeweils kurven inneren Fahrzeugrad. Die den Drucksteuerventilen 1, 1' und Federspeichern 11, 11' zugeordneten Rückschlagventile 9, 13 ermöglichen eine rasche Druckentlastung der Radbremsen 2, 2', 2'', 2''', sobald das Bremspedal gelöst wird.

Das in Fig. 3 abgebildete Bremssystem unterscheidet sich von den voran beschriebenen Ausführungsbeispielen durch den Verzicht auf mechanische Mittel 4, 5, 5', 10, 11, 12 mit der bereits erläuterten Wirkungsweise. Das Bremssystem weist nunmehr für jede Radbremse 2, 2' eines Bremskreises ein in seinem Aufbau und Wirkungsweise analog zu den Bremssystemen nach Fig. 1, 2 ausgeführtes Drucksteuerventil 1, 1' mit im Bypass dazu angeordnetem Rückschlagventil 9 auf. Weiterhin befindet sich jeweils in der Hydraulikverbindung zwischen dem in Grundstellung geöffnetem Drucksteuerventil 1, 1' und der zugeordneten Radbremse 2, 2' ein in der Grundstellung geschlossenes Auslaßventil 14, 14', das in der elektromagne tisch erregten Stellung die entsprechende Radbremse 2, 2' mit dem drucklosen Voratsbehälter 15 am Bremdruckgeber 8 zu verbinden vermag. Auch die Drucksteuerventile 1, 1' werden in Abhängigkeit von Signalen einer Steuerelektronik 16 be tätigt. Maßgebend für die Betätigung der Drucksteuerventile 1, 1' und der Auslaßventile 14, 14' ist die Erfassung der Fahrzeuglängs- und querbeschleunigung mittels entsprechender Beschleunigungsaufnehmer sowie die Erfassung des Fahrerwun sches mittels eines Lenkwinkelsensors zur Kursbestimmung als auch eines Druckaufnehmers zur Bestimmung einer Bremsbetäti gung. Diese Signale werden in der Steuerelektronik 16 erfaßt und ausgewertet. In Abhängigkeit der in der Steuerelektronik 16 abgespeicherten Parameter für vorgenannte Bezugsgrößen wie Längs- und Querbeschleunigung, Lenkwinkel und Druckni veau im Bremssystem sowie Vergleich und Verknüpfung vorge nannter Daten mit den aktuell festgestellten Werten der Beschleunigungs- und Druckaufnehmer sowie mit der Lenkwin kelsensorik erfolgt sodann durch die elektromagnetische An steuerung der Drucksteuerventile 1, 1' und/oder der Auslaß ventile 14, 14' eine Änderung des Bremsdrucks zwischen den Radbremsen der Fahrzeugvorder- und Hinterachse bei Gerade ausfahrt, die bei Erkennung einer Kurvenfahrt an den kurven inneren Radbremsen durch das Schließen der zugehörigen Drucksteuerventile 1, 1' zu einer Bremsdruckbegrenzung und durch zusätzliches Öffnen der Auslaßventile 14, 14' an den kurveninneren Radbremsen zu einem Bremsdruckabbau führt. An den kurvenäußeren Radbremsen erfolgt hingegen zumindest ein Halten oder Erhöhen des Bremsdrucks, indem entweder die Drucksteuerventile 1, 1' der kurvenäußeren Radbremsen, eben so wie die Auslaßventile 14, 14', in der abbildungsgemäßen Grundstellung verharren oder in Sperrstellung geschaltet werden.

Das vorgeschlagene funktionserweiterte Bremssystem eignet sich besonders zur einfachen Nachrüstung von konventionellen Bremsanlagen, wenn vorgenannte Drucksteuerventile 1, 1' und Auslaßventile 14, 14' in einem Ventilblock zusammengefaßt werden, der lediglich mit der entsprechend im Fahrzeug zu positionierenden Sensorik und der zugehörigen Steuerelek tronik zu verknüpfen ist.

Bezugszeichenliste

1

,

1

' Drucksteuerventil

2

,

2

' Radbremse

3

Einrichtung

4

Mittel

5

,

5

' Mittel

6

,

6

' Druckmittelverbindung

7

,

7

' Bremsleitung

8

Bremsdruckgeber

9

,

9

' Rückschlagventil

10

Hebelgetriebe

11

,

11

' Federspeicher

12

Kolben

13

Rückschlagventil

14

,

14

' Auslaßventil

15

Vorratsbehälter

16

Steuerelektronik

Claims

1. Bremssystem für mehrspurige Fahrzeuge, mit einem Brems druckgeber, der über Bremsleitungen mit mehreren Rad bremsen verbunden ist, mit Drucksteuerventilen, die in die Bremsleitungen eingesetzt sind, dadurch gekennzeich net, daß die Drucksteuerventile (1, 1') ausschließlich bei Kurvenfahrt des Fahrzeugs eine Schaltstellung auf weisen, in der der Bremsdruck in der Radbremse (2, 2') eines kurveninneren Fahrzeugrades kleiner ist als in der Radbremse (2, 2') des kurvenäußeren Fahrzeugrades, wenn der Bremsdruckgeber (8) betätigt ist.

2. Bremssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung (3) zur Betätigung der Drucksteuerven tile (1, 1') vorhanden ist, und daß die Einrichtung (3) zur Erfassung der bei Kurvenfahrt am Fahrzeug auftreten den Fliehkraft ein erstes Mittel (4) aufweist.

3. Bremssystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich net, daß die Drucksteuerventile (1, 1') vorzugsweise me chanisch mit dem ersten Mittel (4) der Einrichtung (3) verbunden sind.

4. Bremssystem nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeich net, daß die Einrichtung (3) zweite Mittel (5, 5') auf weist, die den Bremsdruck in den Radbremsen (2, 2') ab hängig von der Fliehkraft verändern.

5. Bremssystem nach Anspruch 2 und 4, dadurch gekennzeich net, daß die ersten und zweiten Mittel (4, 5, 5') vorzugs weise mechanisch miteinander gekoppelt sind.

6. Bremssystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die zweiten Mittel (5, 5') eine Druckmittelverbindung (6, 6') aufweisen, die zwischen den Drucksteuerventilen (1, 1') und den Radbremsen (2, 2') an die Bremsleitung (7, 7') angeschlossen sind.

7. Bremssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zu jedem Drucksteuerventil (1, 1') ein in Rich tung des Bremsdruckgebers (8) öffnendes Rückschlagventil (9, 9') geschaltet ist, das eine hydraulische Verbindung zwischen dem zweiten Mittel (5, 5') und dem Bremsdruck geber (8) herstellt, wenn der hydraulische Druck des Bremsdruckgebers (8) durch den hydraulischen Druck stromabwärts des Drucksteuerventils (1, 1') unterschrit ten ist.

8. Bremssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel zur Erfassung der Fahrzeuglängs- und/oder Fahr zeugquerbeschleunigung vorhanden sind, deren Signale zwecks Aktivierung der Drucksteuerventile (1, 1') in ei ner Steuerelektronik (16) ausgewertet werden.

9. Bremssystem nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel zur Erfassung des Fahrzeuglenkwinkels vorgesehen sind, wobei Lenkwinkelsignale zur Aktivierung der Drucksteuerventile (1, 1') in der Steuerelektronik (16) ausgewertet werden.

10. Bremssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in den Bremsleitungen zwischen den Drucksteuerventilen (1, 1') und den Radbremsen (2, 2', 2'', 2''') Auslaßventi le (14, 14') angeordnet sind, die in ihrer elektrisch betätigten Schaltstellung den Bremsdruck in den kurve ninneren Radbremsen (2, 2', 2'', 2''') vorzugsweise in Richtung eines Vorratsbehälters (15) entspannen.