DE2137904C2 - Blockiergeschützte Fahrzeugbremsanlage - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine biockiergeschützte Fahrzeugbremsanlage, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit einem in Ruhestellung geöffneten ersten Einlaßventil, welches in einer Druckmittelleitung zwischen einem Hauptzylinder und mindestens einem Radbremszylinder angeordnet ist, einem zweiten Einlaßventil, das in seinem geöffneten Zustand Bremsmitiei dem Radbremszylinder zuführt, mii einem in Ruhestellung geschlossenen Auslaßventil, über welches der Radbremszylinder mit einem Reservebehälter verbindbar ist, wobei alle drei Ventile einzeln durch elektrische Ausgangssignale eines Reglers zur Veränderung des Bremsdruckes betätigbar sind und die Ausgangssignale abhängig vom dynamischen Verhalten des Rades erzeugt werden.

Aus der DE-OS 19 01 477 ist eine blockiergeschützte Fahrzeugbremsaniage bekannt, bei der in die Verbindung zwischen einem Hauptzylinder und einem Radbremszylinder ein erstes 3/2-Wege-Ventil eingeschaltet ist, das in der Ruhestellung diese Verbindung freigibt. Wenn das erste Ventil umgeschaltet hat, ist über dieses erste Ventil und ein daran angeschlossenes zweites 3/2-Wege-Magnetventil eine Verbindung zwischen dem Radbremszylinder und einem Reservebehälter hergestellt. Dies gilt, solange sich das zweite Ventil in der unerregten Ruhestellung befindet.

Ein Umschalten des zweiten Ventils hat zur Folge, daß dem Radbremszylinder Druckmittel aus einem Druckspeicher zugeführt wird. Während der Bremsdruckregelung bewirkt ein Regler in Abhängigkeit der Bewegungszustände am Rad ein ständiges Umschalten des zweiten Ventils, so daß der Radbremszylinder abwechselnd mit dem Reservebehälter bzw. mit dem Druckspeicher verbunden ist. Das erste Ventil bleibt während des gesamten Regelvorgangs in der Arbeits-.«teilung, so daß die Druckmodulation im Radbremszylinder unabhängig vom Hauptzylinderdruck erfolgt.

Bei der bekannten Bremsanlage ist es als nachteilig anzusehen, daß der Druck im Radbremszylinder ständig aufgebaut bzw. abgesenkt wird. Eine Phase, in der der Radbremszylinderdruck kurzzeitig auf einem Zwischenwert konstant gehalten wird, ist nicht möglich. Der Radbremszylinder wird bei jedem Regelzyklus nach der Trennung vom Druckspeicher sofort mit dem Reservebehälter verbunden und umgekehrt. Dadurch kann es infolge der im Bremssystem innewohnenden Trägheit durchaus vorkommen, daß der Bremsdruck unnötig stark abgesenkt oder auf einen ungünstig hohen Betrag gebracht wird. Die Folgen davon sind ein Bremswegverlust und eine relativ hohe Regelfrequenz, die zu unter Umständen durch Resonanzerscheinungen verstärkten, unangenehmen Rüttelbewegungen des Fahrzeugs führt.

Eine weitere blockiergeschützte Bremsanlage ist aus

der DE-OS 19 24 565 bekannt. Bei dieser Anlage

befindet sich in der Verbindung zwischen Hauptzylinder und Radbremszylinder ein in Ruhestellung geöffnetes Einlaßventil und ein normalerweise geschlossenes Auslaßventil, durch das bei Bedarf eine Verbindung zwischen dem Radbremszylinder und einer nahezu drucklosen Speicherkammer herstellbar ist Vom Hauptzylinder zum Radbremszylinder führt ferner ein Parallelkanal, in dem ein zusätzliches Einlaßventil angeordnet ist

Bei Normalbrenisungen sind beide Einlaßventile bei geschlossenem Auslaßventil geöffnet so daß bei entsprechend großer Betätigungskraft am Hauptzylinder der Druck im Radbremszylinder sehr steil ansteigt Bei Erreichen eines kritischen Schlupfwertes setzt ein Regler den Parallelkanal Dis zum Bremsende durch Schließen des zusätzlichen Einlaßventils außer Funktion. Die Bremsdruckmodulation erfolgt durch entsprechende Ansteuerung der beiden restlichen Ventile, wobei aus dem radzylinderseitigen Abschnitt der Bremsanlage entnommenes Druckmittel mittels einer Rückförderp^mpe zum Hauptzylinder zurückbefördert wird.

Bei dieser Bremsanlage ist es als nachteilig anzusehen, daß bei Panikbremsungen die Blockiergrenzp. sehr schnell erreicht ist wodurch infolge der Systemträgheit ohne weiteres ein kurzzeitiges Blockieren bei Beginn der Regelung auftreten kann. Ferner wird das Regelverhalten bzw. die Schalthäufigkeit des Einlaßventils in der Druckaufbauphase vom Hauptzylinderdruck beeinflußt Zudem ist eine Druckmittelpumpe mit entsprechendem Energiebedarf erforderlich. Außerdem sind während der Regelung störende Druckpulsationen am Bremspedal fühlbar.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine einfache, funktionssichere blockiergeschützte Fahrzeugbremsanlage der eingangs genannten Art zu schaffen, die im Falle einer Regelung unabhängig vom Druck im Hauptzylinder arbeitet und die sich durch einen günstigen Druckverlauf während der Regelung auszeichnet

Erfindungsgemäß ist diese Aufgabe dadurch gelöst, daß das erste Einlaßventil über die gesamten Zyklen eines Regelvorganges seine Schließstellung einnimmt, daß der Radbremszylinder über das zweite Einlaßventil mit einem separaten Druckspeicher verbindbar ist und das Ausgangssignal zum öffnen des zweiten Einlaßventils nur in der Schließstellung des ersten Einlaßventils abgegeben wird und daß das Ausgangssignal zum Schließen des zweiten Einlaßventils spätestens zeitgleich mit dem Ausgangssignal zum öffnen des Auslaßventils abgegeben wird. Durch eine derartige Ausgestaltung ist in vorteilhafter Weise sichergestellt, daß die DrucKinodulation keinerlei Rückwirkungen auf die Stellung des Bremspedals hat. Eine zusätzliche Rückförderpumpe wird eingespart, so daß sich insgesamt ein einfacher und kostengünstiger Aufbau ergibt.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Öffnungszeit des Auslaßventils durch ein Zeitglied mit der Zeitkonstanten fi und die Verzögerungszeit bis zum öffnen des zweiten Einlaßventils durch ein Verzögerungsglied im Regler bestimmt ist. Ferner ist es vorteilhaft, das Verzögerungsglied des zweiten Einlaßventils bei Auftreten des kritischen Wertes der Regelgröße zu starten. Zu einer zweckmäßigen Ausgestaltung gelangt man auch, wenn das Verzögerungsglied des zweiten Einlaßventils bei Rl'ckkehr des Auslaßventils in Ruhestellung nach der Zeitspanne U anläuft und seine Zeitkonstante h ist Außti/dem ist es vorteilhaft, das erste Einlaßventil und das zweite Einlaßventil nach Ablauf einer eingestellten Zeitspanne t_x vom letzten Auftreten des kritischen Wertes der Regelgröße, die größer ist als t\ + h + h, in den Ruhezustand zu schalten, wobei f3 die maximale angesetzte Öffnungszeit des zweiten Einlaßventils pro Regelzyklus ist

Wenn das erste Einlaßventil durch ein in Richtung auf den Hauptzylinder öffnendes Rückschlagventil überbrückt ist kann der Fahrer durch Verminderung des

ίο Hauptzylinderdrucks jederzeit den Regelvorgang beenden, da bei einer Verminderung des Hauptzylinderdrucks am Rückschlagventil eine in Öffnungsrichtung wirkende Druckdifferenz entsteht, die ein öffnen des Rückschlagventils bzw. einen Druckausgleich in den Leitungsabschnitten beiderseits des ersten Einlaßventils zur Folge hat Auch wenn diese Verminderung des Hauptzylinderdrucks bei geöffnetem zweiten Einlaßventil erfolgt, kann das aus dem Druckmittelspeicher in die Bremsanlage eingespeiste Druckmitte; über das Rückschlagventil entweichen.

Vorteilhaft ist es außerdem, denn Dr-rkmittelspeicher eine Drossel nachzuordnen, durch die ein verzögerter Druckanstieg in der Radbremse erreicht und ein zu abruptes Anlegen der Bremsbacken vermieden wird. In ähnlicher Weise kann die Druckmittelentnahme aus dem rad^ylinderseitigen Abschnitt der Bremsanlage durch eine Drossel verzögert werden.

Abrupte Druckänderungen in der Radbremse lassen sich auch dadurch vermeiden, daß das erste Einlaßventil während seiner Rückkehr in seine Arsgangsstellung Drosselwirkung besitzt und daß das zweite Einlaßventil und das Auslaßventil in ihren Abmessungen gleichzeitig als Drossel ausgelegt sind.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert; es sei ausdrücklich darauf hingewiesen, daß es sich dabei um eine Prinzipdarstellung handelt.

Fig. 1 zeigt das Schema einer erfindungsgemäßen Bremsanlage.

F i g. 2 zeigt in einem Diagramm den Druckverlauf im Radbremszylinder während eines Regelvorgangs und die aigehörigen Schaltzustände der vorgesehenen Ventile.

Im Schema der Fig. 1 ist der Haupizylinder 1 einer Bremsanlage mit Reservebehälter und Bremspedal dargestellt. Von ihm aus führt eine Druckinittelleiiung 2 zum Radbremszylinder 3 der Radbremse. In die Druckmittelleitung 2 eingeschaltet ist ein Einlaßventil 4, das in Ruhestellung geöffnet ist. Es ist durch ein in Richtung auf den Hauptzylinder 1 öffnendes Rückschlagventil 5 überbrückt. Von der Druckmittelleitung 2 gehen zwischen Radbremszylinder und Einlaßventil 4 zwei Abzweigungen 6 und 7 ab. Die eine Abzweigung b führt ober ein Auslaßventil 8, das in Ruhestellung geschlossen ist, zum Reservebehälter 9. Dieser ist mit dem am Hauptzylinder befindlichen Rese:vebehälter identisch. Die getrennte Darstellung erfolgte aus rein zeichentechnischen Gründen. Die zweite Abzweigung 7 von der Druckmittelleitung 2 führt über ein in Ruhestellung geschossenes Einlaßventil 10 zu einem Druckspeicher II. Zwischen dem Einlaßventil 10 und dem Verbindungspunkt der Abzweigung 7 mit der Druckmittelleitung 2 ist vorzugsweise eine· Drossel 12 eingeschaltet; auch in die Abzweigung 6 kann zwischen Druckmittelleitung 2 und Auslaßventil 8 eine Drossel eingeschaltet sein. Einlaßventil 10 und Auslaßventil 8 sind dann in ihren Dimensionen als Drosseln ausgebildet. Die Ventile sind vorzugsweise elektromagnetisch

zu betätigende Ventile und werden durch Steuersignale, die der Regler 13 in Abhängigkeit vom Meßwert der Regelgröße liefert, unabhängig voneinander geschaltet. Bei Bremsbeginn befinden sich alle Ventile in ihrer Ruhestellung und der Fahrer kann über das Pedal vom Hauptzylinder 1 aus Druck im Radbremszylinder 3 aufbauen. Der am Rad angeordnete Meßfühler 14 mißt fortlaufend die Raddrehverzögerung und gibt diese an den Regler 13 weiter, der die Information zu Betätigungssignalen verarbeitet. Der Druck im Bremskreis steigt zunächst gemäß dem Druckdiagramm in F i g. 2 an. bis im Regler 13 das Überschreiten eines kritischen Vcrzögeriingswertes registriert wird und der Regler 13 je ein ßetiitigiingssignal an das F.inlaßventil 4 und das Auslaßventil 8 abgibt. In F i g. 2 ist durch den Linienzug 20 der Schaltvorgang des Einlaßventils 4. durch den Linienzug 21 der .Schallvorgang des Auslaßventils 8 und durch den Linienzug 22 der Schaltvorgang des F.inLißventils 10 veranschaulicht, und -„.-.j. :„ Γιι.---:^,.:„„.,„„ „.j. _t|_c~. i/£-j....r .ι-., !/..,,.„ im Druckdiagramm. Wie schon erwähnt, erhalten das F.inlaßventil 4 und das Auslaßventil 8 vom Regler 13 das Betätigungssignal, sobald eine kritische Verzögerung erreicht ist. und beide nehmen ihre Schaltstellung ein. Diis bedeutet, die Verbindung /wischen Radbremszylin· der 3 und Hauptzylinder I wird unterbrochen und der Druck im mit dem Radbrems/> linder 3 verbundenen Abschnitt d.T Druckmittellettung 2 entspannt sich in den Reservebehä'ter 9. Das Finlaßventil 4 wird durch ein Halteglied im Realer 13 während des gesamten folgenden Regelvorgangs geschlossen gehalten (siehe l.mienzug 20 in F i g. 2): der F.rregerstrom für das Auslaßventil fi ist durch ein Zeitglied begrenzt. In der Zeitspanne /·. wahrend der das Auslaßventil 8 erregt ist. sinkt der Druck im Radbremszylinder 3 ab. danach kehrt it.is Auslaßventil 8 in seine Ruhestellung zurück, und der Druck bleibt zunächst konstant auf dem niedrigen Wert. Nach einer weiteren Zeitspanne t- gibt der Regler 13 / H durch die Wirkung eines mit Auftreten des kritischen Ver/ogerur.gswertes oder mit Schließen des Auslaßventils angelaufenen Verzögerungsgliedcs ein ßcuUigungssignal .in das Einlaßventil 10 ab. Dieses nimmt seine Schaltstellunt: ein und verbindet den Radbremszylinder 3 mn dem Druckspeicher 11. so daß i'.c" Bremsdnck erne:" ansteigt. Dieser Druckanstieg ' -ii \n'/up.s'f·eise durch eine in die Speicherleitung eingeschaltete Drossel 12 verzögert, um ein zu abruptes Anlegen der Bremsbacken in der Radbremse zu vermeiden. Während der Zeitspanne t> steigt also der Druck im Radbremszylinder wieder und erreicht schließlich den Wert, bei dem wieder die kritische Verzögerung an dem Rad auftritt; der Erregerstrom des Einlaßventils 10 wird unterbrochen und gleichzeitig läuft dessen Verzögerungsglied im Regler 13 wieder an. Das Einlaßventil 4 ist noch vom ersten Schaltpunkt her geschlossen, das Auslaßventil 8 wird aufs neue betätigt, so daß wieder Druckmittel aus dem Radbremszylinder in den Reservebehälter 9 abfließen kann und ein neuer Regelz.yklus beginnt. Auf diese Weise wird der Bremsdruck im Radbremszylinder während des gesamten Bremsvorgangs im Bereich eines günstigen Druckbereichs, der kein Blockieren der Räder hervorruft, gehalten, auch wenn der Fahrer gemäß dem strichlierten Linienzug im Druckdiagramm der F i g. 2 den Druck vom Hauptzylinder aus noch erhöht.

Wünscht der F?.hrrr rlrn Bremsvorgang oder nur den Regelvorgang zu beenden, so reduziert er den Druck im Hauptzylinder 1. Dadurch entsteht eine Druckdifferenz in den beiden durch das Sperrventil 4 voneinander getrennten Abschnitten der Druckmittelleitung 2, die sich über das Rückschlagventil 5 ausgleichen kann. Infolge des sinkenden Druckes auch im mit dem Radbremszylinder verbundenen Abschnitt der Druckmittelleiiung 2 erreicht das Rad den kritischen Verzöge 'ngswert nicht mehr. Wenn nach Ablauf einer bestimmten Zeitspanne im Regler 13 dieser kritische Verzögerungswert nicht mehr registriert wurde, wird der Erregerstrom aller Ventile einschließlich des Einlaßventils 4 unterbrochen, ur.d sämtliche Ventile kehren in ihre Ruhestellung zurück.

Auch wenn der Fahrer gerade während der Druckaufbauphase eines Regelzyklus den Hauptzylinderdruck vermindert, wird ein Teil des vom Druckspeicher 11 über das geöffnete Einlaßventil 10 in die Dnickmittelleitung 2 eingespeisten Druckes über das Rückschlagventil 5 in den Hauptzylinder 1 und von dort eventuell in den Reservebehälter 9 entweichen, so daß der Druck, der die kritische Verzögerung verursacht, im Radbremszylinder nicht aufgebaut werden kann und so nach Ablauf der oben erwähnten Zeitspanne t, in F i g. 2 alle Ventile in ihre Ruhestellung zurückkehren und die Bremsen wieder vom Hauptzylinder aus betätigbar sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (10)

Patentansprüche:

1. Blockiergeschützte Fahrzeugbremsanlage, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit einem in Ruhestellung geöffneten ersten Einlaßventil, welches in einer Druckmittelleitung zwischen einem Hauptzylinder und mindestens einem Radbremszylinder angeordnet ist, einem zweiten Einlaßventil, das in seinem geöffneten Zustand Bremsmittel dem Radbremszylinder zuführt, mit einen in Ruhestellung geschlossenen Auslaßventil, über welches der Radbremszylinder mit einem Reservebehälter verbindbar ist, wobei alle drei Ventile einzeln durch elektrische Ausgangssignale eines Reglers zur Veränderung des Bremsdruckes betätigbar sind und die Ausgangssignale abhängig vom dynamischen Verhalten des Rades erzeugt werden, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Einlaßventil (4) über die gesamten Zyklen eines Regelvorganges seine Schließstellung einnimmt, daß der Radbremszylinder (3) über das zweite Einlaßventil (10) mit einem separaten Druckspeicher (15) verbindbar ist und das Ausgangssignal zum öffnen des zweiten Einlaßventils (10) nur in der Schließstellung des ersten Einlaßventils (4) und des Auslaßventils (8) abgegeben wird und daß das Ausgangssignal zum Schließen des zweiter. Einlaßventils (10) spätestens zeitgleich mit dem Ausgangssignal zum öffnen des Auslaßventils (8) abgegeben wird.

2. Bremsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungszeit (t\) des Auslaßventils (8) durch ein Zeüjiied der Zeitkonstanten (t\) und die Verzögerungszeit (U + >?) bis turn Öffnen des zweiten Einlaßventils (10) durch ein Verzögerungsglied im Regler (13) bestimmt lsi.

3. Bremsanlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Verzögerungsglied des zweiten Einlaßventils (10) bei Auftreten des kritischen Wertes der Regelgröße anläuft und seine Zeitkonstante (ti + f₂) ist.

4. Bremsanlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Verzögerungsglied des zweiten Einlaßventils (10) bei Rückkehr des Auslaßventils (8) in Ruhestellung nach der Zeitspanne (ti) anläuft und seine Zeitkonstante (t-fi ist.

5. Bremsanlage nach einem oder mehreren der vorausgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Einlaßventil (4) und das zweite Einlaßventil (10) nach Ablauf einer Zeitspanne (U) vom letzten Auftreten des kritischen Wertes der Regelgröße, die größer ist als (t\ + h + t₃), in den Ruhezustand schaltbar ist, wobei (tj) die maximal angesetzte Öffnungszeit des zweiten Einlaßventils (10) pro Regelzyklus ist.

6. Bremsanlage nach einem oder mehreren der vorausgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Einlaßventil (4) durch ein in Richtung auf den Hauptzylinder öffnendes Rückschlagventil (5) überbrückt ist.

7. Bremsanlage nach einem oder mehreren der vorausgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß dem Druckmittelspeicher (11) eine Drossel (12) nachgeschaltet ist.

8. Bremsanlage nach einem oder mehreren der vorausgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in die Abzweigung zwischen Druckmittelleitung und Auslaßventil (8) eine Drossel eingeschaltet ist.

9. Bremsanlage nach einem oder mehreren der vorausgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Einlaßventil (4) während seiner Rückkehr in seine Ausgangsstellung Drosselwirkung hat

10. Bremsanlage nach einem oder mehreren der vorausgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Einlaßventil (10) und das Auslaßventil (8) in ihren Abmessungen gleichzeitig als Drossel ausgelegt sind.