DE2344969C2

DE2344969C2 - Blockiergeschützte Fahrzeugbremsanlage

Info

Publication number: DE2344969C2
Application number: DE19732344969
Authority: DE
Inventors: Christian Frepillon Tanguy
Original assignee: D.B.A. Bendix Lockheed Air Equipement S.A., 92115 Clichy, Hauts-de-Seine
Current assignee: Bendix France SA
Priority date: 1972-09-06
Filing date: 1973-09-06
Publication date: 1982-12-16
Also published as: FR2197751B1; JPS4964791A; JPS5610219B2; ES418543A1; FR2197751A1; IT993869B; GB1402690A; DE2344969A1

Description

Die Erfindung betrifft eine blockiergeschützte Fahrzeugbremsanlage mit einer Bremsdruckquelle, einem Sammelbehälter, einem Hauptbremszylinder mit mindestens einer Druckkammer, die über eine Bremsdruckleitung zu mindestens einem Radbremszylinder führt, einer -15 Bremsdruckmodulationseinrichtung mit einem Einlaßventil und einem Auslaßventil zum Modulieren des dem Radbremszylinder zugeführten Bremsdruck, einem Auffüllkreis zwischen der Bremsdruckquelle und dem Einlaßventil, einem Abschaltventil in der Bremsdruckleitung zum Isolieren der Druckkammer während eines Druckmodulationsvorganges, einem zum Abschaltventil parallelgeschalteten Einwegventil und einer von einem Drehzahlfühler angesteuertem elektronischen Auswerteschaltung zur Steuerung der Ventile.

Eine blockiergeschützte Fahrzeugbremsanlage dieser Gattung ist in der älteren Patentanmeldung P 21 37 904 (DE-OS 21 37 904) offenbart. Bei dieser Fahrzeugbremsanlage wird dir das Einlaßventil enthaltende Auffüllkreis von einem Druckspeicher gespeist, der vom bo Druck im Hauptbremszylinder unabhängig ist. Da der Druck im Hauptbremszylinder von der vom Fahrer ausgeübten Kraft abhängt, kann der Fall eintreten, daß der Druck im Druckspeicher wesentlich höher ist als im Hauptbremszylinder. Wenn daher bei einem Blockier- ^ schutz-Regelspiel das Einlaßventil erstmals öffnet, kann es zu einer (unter Umständen recht heftigen) Reaktion am Hauptbremszylinder und somit am Bremspedal kommen. Wie bei Versuchen festgestellt wurde, kann dies insbesondere bei einer Notbremsung eine panikartige Reaktion des Fahrers zur Folge haben.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Fahrzeugbremsanlage der eingangs angegebenen Gattung so weiterzubilden, daß ein Auffüllvorgang über den Auffüllkreis am Bremspedal nicht spürbar ist

Diese Aufgabe wird bei einer blockiergeschützten Fahrzeugbremsanlage mit dem eingangs angegebenen Merkmalen erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Hauptbremszylinder in an sich bekannter Weise als fremdkraftverstärkter Hauptbremszylinder mit einem fahrerbetätigten Steuerventil zwischen Bremsdruckquelle und Druckkammer ausgebildet ist und daß der Auffüllkreis das fahrerbetätigte Steuerventil, eine von diesem beaufschlagte Kammer des Hauptbremszylinders sowie ein stromab hiervon angeordnetes, in Richtung Bremsleitung öffnendes, kalibriertes Einwegventil umfaßt.

Der Auffülldruck wird somit von dem vom Fahrer betätigten Steuerventil für die Bremskraftverstärkung des Hauptbremszylinders abgezweigt. Der Druck, der bei einem Regelspiel über den Auffüllkreis zugeführt wird, hat daher die gleiche Größe wie der Druck im Hauptbremszylinder, der über das Bremspedal betätigt wird. Bis auf das Bremspedal ausgeübte Reaktionskraft ändert sich daher bei einem Regelspiel nicht, und eine Irretaiion des Fahrers wird somit vermieden.

Anhand der Zeichnungen wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine Schemaskizze einer erfindungsgemäß ausgebildeten Fahrzeugbremsanlage;

F i g. 2 ein Diagramm, in dem der im Radbremszylinder herrschende Druck P über der Zeit T aufgetragen ist.

In Fig. 1 enthält ein Bremskreis eine Bremsdruckquelle 10 in Form eines Speichers, der von einer von einem Sammelbehälter 14 versorgten Pumpe 12 gefüllt wird. Das Druckmittel fließt vom Speicher durch eine Leitung zur Einlaßöffnung eines Steuerventils 18 für einen Servomotor 20.

Der schematisch dargestellte Servomotor 20 hat eine Kammer 22, die einen Kolben 24 aufnimmt, der mit einem üblichen Tandemhauptbremszylinder verbunden ist. Das Ventilverschlußglied des Steuerventils 18 wird von einem Hebelsystem 26 gesteuert, das sowohl mit dem Bremspedal 28 als auch rrit dem Kolben 24 verbunden ist. Durch die gegenseitigen Stellungen des Pedals 28 und des Kolbens 24 steuert daher das Ventil 18 die Druckmittelverbindung zwischen der Bremsdruckquelle 10, dem Sammelbehälter 14.und der Kammer 22, und somit dem Hilfsbremsdruck der Kammer 22. Falls der Hilfsdruck ausfällt, gestattet das Hebelsystem 26 andererseits eine unmittelbare Betätigung des Hauptbremszylinders durch das Bremspedal.

Der Hauptbremszylinder ist von üblicher Konstruktion und hat einen Primärkolben (Kolben 24 in Fig. 1) und einen Sekundärkolben 30, die zwei Druckkammern 32 und 34 begrenzen. Die Druckkammern 32,34 werden von einem Behälter 36 nachgefüllt und sind mit den entsprechenden Radbremszylindern 42,44 im Fahrzeug über ein System von Ventilen verbunden, die bei dieser Ausführungsform durch ein magnetisch betätigtes Einlaßventil 46 bzw. 48 und durch ein magnetisch betätigtes Auslaßventil 50 bzw. 52 gebildet werden.

Die mit den Radbremszylinder 42 für die Vorderräder 54 und mit den Radbremszylindern 44 für die Hinterräder 56 beiden hydraulischen und elektronischen

U Kreise sind miteinander identisch. Die Erfindung kann rg natürlich auch bei einem Einkreisbremssystem verwen- ψ, det werden, bei dem dann alle Fahrzeugräder von einer ψ einzigen Druckkammer versorgt werden.
fe Es wird nun der die Druckkammer 32 od°r 34 mit den ;~ Radbremszylindern 42 oder 44 verbindende, hydraulics sehe Kreis im einzelnen beschrieben.
K; Die Auslaßöffnung der Druckkammer 32 (34) ist über % eine Bremsleitung 38 (40) mit der Einlaßöffnung des i: Einlaßventils 46 (48) verbunden. Die Auslaßötfnung des ii: Einlaßventils 46 (48) ist über eine T-förmige Leitung 58 f~ (60) mit den Radbremszylindern 42 (44) und mit der U Einlaßöffnung des Auslaßventils 50 (52) verbunden, p während die Auslaßöffnung des Auslaßventils 50 (52) t'j mit dem Sammelbehälter 14 verbunden ist '5

W Eine Nachfülleitung 62 (64) verbindet die Kammer 22 »s über ein kalibriertes Einwegventil 66 (68) an einem Anschluß 70 (72) mit der Bremsleitung 38 (40). Zwischen j~r der Auslaßöffnung der Kammer 32 (34) und dem :'.''-. Anschluß 70 (72) befindet sich ein magnetisch betätigtes ίI Abschaltventil 74 (76). Ein Rückschlagventil 78 (80) ist % parallel zum Abschaltventil 74 (76) in der Leitung 38 (40) - angeordnet. Dieses Ventil 78 (80) läßt das Druckmittel B nur in Richtung der Druckkammer 32 (34) fließen.
t' Die Ventile sind von irgendeiner bekannten Bauart r und nach dem gleichen Prinzip gebaut. Sie sind ί. schematisch in Fig. 1 in der Ruhestellung gezeigt ■ entsprechend der Entregung der Wicklung des Elektromagneten, der das bewegliche Ventilglied steuert, das ·'/. gerade durch eine Feder in seine Ruhestellung gedrückt J< > >■? wird. Ist der Bremskreis in Ruhestellung, so befinden sich die Ventile 74 und 46 in ihrer Öffnungsstellung u:id das Ventil 50 in seiner Schließstellung. Die drei Ventile können natürlich in einem einzigen Gehäuse angeordnet werden. ^

Die Wicklungen der Ventile werden durch eine elektronische Auswerteschaltung 82 (84) erregt, das die Angaben zum öffnen und Schließen aus elektrischen Signalen erzeugt die durch an jedem Fahrzeugrad angeordneten Drehzahlfühler 86 übertragen werden. ^o

Die Erregung des Abschaltventils 74 wird durch einen Hilfskanal der Auswerteschaltung gesteuert, die in folgender Weise ausgebildet ist: Der Holzkanal für das Abschaltventil enthält ein UND-Gatter, dessen beide Eingänge mit dem Erregungskreis des Auslaßventils 46 und mit einem von einem Schalter 87 gesteuerten Steuerkreis verbunden sind, wobei ein übliches, monostabiles Gerät die Zeitgebung vorsieht. Der Eingang dieses Geräts ist mit dem Ausgang des UND-Gatters und dessen Ausgang mit einem Energieverstärker verbunden, der die Erregung der Wicklung des Abschaltventils steuert.

Die Auswerteschaltung 82 (84) wird durch einen elektrischen Kreis in Betrieb gesetzt, der im allgemeinen mit den Bremslichtern des Fahrzeugs verbunden ist und vom mechanischen Schalter 87 in Abhängigkeit von der Pedalbewegung gesteuert wird, oder durch einen üblichen, druckabhängigen Schalter, der mit einer der Druckkammern des Hauptzylinders verbunden ist. Da das UND-Gatter vom Schalter 87 gesteuert wird, ^b0 besteht keine Gefahr, daß störende Signale das Abschaltventil 74 zur falschen Zeit schließen, wenn die Bremsen ausgeschaltet sind.

Es ist schließlich ein Überwachungskreis mit einem druckabhängigen Schalter 88 vorhanden, der auf den ^b5 Druck im Speicher anspricht und mit einem Relaiskreisunterbrecher im elektrischen Versorgungskreis für alle Ventile verbunden ist.

Die oben beschriebene Fahrzeufbremsanlage arbeitet in der folgenden Weise. Der Klarheit wegen wird nur der Betrieb des mit der Druckkammer 32 verbundenen Kreises beschrieben, da die Arbeitsweise des anderen Kreises identisch ist

Wenn die Bremsen abgeschaltet sind und sich der Kreis in Ruhestellung befindet, steht das Druckmittel in den Kammern 22,32,34 unter keinem wahrnehmbaren Druck, und keines der Ventile ist erregt Die Abschaltventile 74 und 76 sind daher offen, während das Ventil 50 geschlossen ist Das Ergebnis ist ein ungehinderter Druckmittelausgleich zwischen dem Radbremszylinder 42 und dem Behälter 36.

Wenn der Fahrer das Bremspedal niederdrückt, schließt der Schalter 87 und betätigt die Bremslichter und die Auswerteschaltung 82.

Wenn die Hilfskraftbremsung richtig funktioniert öffnet die Bewegung des Pedals das Steuerventil 18, und der Druck in der Kammer 22 steigt an. Die kalibrierten Einwegventile 66, 88 ermöglichen eine Versorgung der Radbremszylinder vom Hauptbremszylinder bei Bremsbeginn. Dies ergibt einen Bremspedalhub, der lang genug ist, um vom Fahrer bemerkt zu werden. Es ist daher ein anfänglicher Druckanstieg in den Fahrzeugbremsen vorhanden.

Während dieses anfänglichen Anstiegs übertragen die Drehzahlfühler 76 der Auswerteschaltung 82 elektrische Signale, die die Drehzahl jedes überwachten Rads darstellen. Diese Drehzahlsignale werden in Beschleunigungssignale umgewandelt, die durch Vergleich mit vorgegebenen Schwellenwerten eine Regelung des Bremsdrucks bewirken, falls eine Gefahr des Radblokkierens droht

Das Diagramm in F i g. 2 stellt über der Zeit T den Druck Pin den Radbremszylindern und die verschiedenen öffnungs- oder Schließstellungen der Ventile während des Bremsens dar. Die Öffnungs- und Schließstellungen sind im Diagramm durch die Erregungszustände der Wicklungen dargestellt. Jedes Ventil befindet sich im Zustand 0 im Ruhezustand und ändert sich in den Zustand 1 bei Erregung dessen Wicklung. Die Kurven EI, ED bzw. EC stellen die Zustände der Einlaßventile 46, 48 der Auslaßventile 50, 52 und der Abschaltventile 74,76 dar.

Der anfängliche Druckanstieg entspricht der Linie ABm Fig.2. Dann beginnt im Punkt ßdie eigentliche Regelung. Eine Regelzyklus besteht aus drei Phasen, dargestellt durch die Linien BC Druck senken, CD Druck halten und DE Druck erhöhen. In der ersten, der Entspannungsphase werden die Ventile erregt, so daß die Einlaßventile 46, 48 geschlossen werden und die Auslaßventile 50,52 offen sind. Es folgt eine Haltephase, in der die Auslaßventile 50, 52 entregt sind. Die Einlaßventile 46, 48 und die Auslaßventile 50, 52 sind nun alle geschlossen. Schließlich gibt es eine Erholungsphase, in der die Auslaßventile 50, 52 und die Einlaßventile 46,48 alle entregt sind. Der Druck in den Bremsen nimmt wieder zu bis zum Beginn des nächsten Regelzyklus' EFGHund dan WlJK.

Es ist darauf hinzuweisen, daß die Angaben zum Erregen und Entregen der Ventile in Zeitintervallen veränderlicher Länge aufeinanderfolgen, da die Angaben von elektrischen Signalen abgeleitet werden, die die Gefahr des Blockierens eines der Fahrzeugräder wiedergeben. Die Dauer der Regelphasen ändert sich natürlich entsprechend den unterschiedlichen Bedingungen der Straßenoberfläche, des Zustands der Reifen und der statischen und dynamischen Fahrzeuebelastune.

Das Arbeitsprinzip bleibt jedoch unverändert.

Während der Druckerholungsphase muß Druckmittel in die Radbremszylinder wieder eingeführt werden zum Ausgleich für das während der Entspannungsphase abgelassene Druckmittel. Um jegliche Leckverluste von Druckmittel aus den Druckkammern 32 und 34 zu vermeiden, werden die Abschaltventile 74, 76 von Beginn des Regelzyklus' an geschlossen. Das Druckmittel fließt daher von der Kammer 22 durch das Einwegventil 66,68.

Hätte nun die Bremsanlage keine Abschaltventile, ergäbe sich folgende Betriebsweise. Es tritt zuerst ein Unterdruck in den Druckkammern 32 und 34 auf, während das darin enthaltene Druckmittelvolumen abnimmt. Es fließt kein Druckmittel aus der Kammer 22, es sei denn, die Druckdifferenz überschreitet einen vorgegebenen Wert, der der Eicheinstellung der Ventile 66 und 68 gleich ist. Während jedes Regelzyklus' entleeren sich daher die Druckkammern des Hauptbremszylinders ein wenig, so daß das Bremspedal im Verhältnis der Bremsung weiter nach innen bewegt wird. Der Fahrer hat Schwierigkeiten beim Steuern der Bremsung, und die Möglichkeit des unmittelbaren Bremsens im Falle eines Ausfalls der Hilfskraftbremsung ist nicht weiter sichergestellt aufgrund des Druckmittelverlusts in den Druckkammern 32 und 34.

Es ist daher wesentlich, daß die Abschaltventile 74,76 während der Druckerholungsphasen geschlossen sind. Der Einfachheit wegen und wegen der Ventilansprechzeiten wurde bestimmt, die Erregung, d. h. das Schließen, des Abschaitventils 74 mittels der Angabe zum Erregen des Einlaßventils 46 zu steuern, d. h. reichlich vor dem Beginn der Druckerholungsphase.

Somit bewirkt jedes Erregen des Einlaßventils 46, daß der elektronische, monostabile Multivibrator eine instabile Lage einnimmt, entsprechend dem Erregen und Schließen des Abschaltventils 74. Der monostabile Multivibrator kehrt am Ende eines vorgegebenen Zeitverzugs dTin seine stabile Lage zurück. Die Zeit dT wird entsprechend den Charakteristiken der verschiedenen Bestandteile des Bremskreises und der Auswerteschaltung in der Weise gewählt, daß sie größer ist als die größtmögliche Dauer eines Regelzyklus'. Sie liegt im allgemeinen in der Größenordnung von einer halben Sekunde. Der monostabile Multivibrator wird für jeden Regelzyklus wieder eingestellt und das Abschaltventil bleibt während der Regelung geschlossen.

In Fig.2 stellt ein Punkt TK das Ende der eigentlichen Blockierschutzregelung dar. Falls der letzte Regelzyklus beim Punkt TH begonnen hat, wird das Abschaltventil 74 am Punkt TH + dT entregt, d. h. geöffnet.

Um diesen Verzug zu vermeiden, wenn der Fahrer die Bremsung beendet hat, sind die Rückschlagventile 78,80 parallel zu den Abschaltventilen angeordnet, und sie ermöglichen eine Strömung des Druckmittels von den Bremsen zum Hauptbremszylinder, bevor die Abschaltventile wieder öffnen.

Es ist darauf hinzuweisen, daß die Behälter 14 und 36 so angeschlossen sind, daß sie eine wesentliche Änderung des Bremsdruckmittelniveaus aufgrund der verschiedenen, während des Bremsens auftretenden Druckmittelübergänge vermeiden.

Für den Fall eines Ausfalls der Hilfskraftbremsung, z. B. eines Versagens der Pumpe 12, schließt der druckabhängige Schalter 88 den Erregungskreis des Relaiskreisunterbrechers, wenn der Druck im Speicher unterhalb eines bestimmten Wertes liegt. Der Relaiskreisunterbrecher schaltet die Stromversorgung zu den Ventilen ab, die automatisch in ihre Ruhestellungen gedrückt werden. Das Hebelsystem 26 ermöglicht nun eine unmittelbare Betätigung des Hauptbremszylinders durch das Pedal 28.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Blockiergeschützte Fahrzeugbremsanlage mit einer Bremsdruckquelle (10), einem Sammelbehälter (14,36), einem Hauptbremszylinder mit mindestens einer Druckkammer (32, 34), die über eine Bremsdruckleitung zu mindestens einem Radbremszylinder (42, 44) führt, einer Bremsdruckmodulationseinrichtung mit einem Einlaßventil (46,48) und einem Auslaßventil (50,52) zum Modulieren des dem ι ο Radbremszylinder (42, 44) zugeführten Bremsdrucks, einem Auffüllkreis zwischen der Bremsdruckquelle (10) und dem Einlaßventil (46,48), einem Abschaltventil (74, 76) in der Bremsdruckleitung zum Isolieren der Druckkammer (32, 34) während eines Druckmodulationsvorganges, einem zum Abschaltventil (74,76) parallelgeschalteten Einwegventil (78, 80) und einer von einem Drehzahlfühler (86) angesteuerten elektronischen Auswerteschaltung (82,84) zur Steuerung der Ventile (46,48,50,52,74, 76), dadurch gekennzeichnet, daß der Hauptbremszylinder in an sich bekannter Weise als fremdkraftverstärkter Hauptbremszylinder mit einem fahrerbetätigten Steuerventil (18) zwischen Bremsdruckquelle (10) und Druckkammer 22 ausgebildet ist und daß der Auffüllkreis das fahrerbetätigte Steuerventil (18), eine von diesen beaufschlagte Kammer 22 des Hauptbremszylinders sowie ein stromab hiervon angeordnetes in Richtung Bremsleitung öffnendes kalibriertes Einwegventil (66, 68) μ umfaßt.

2. Blockiergeschützte Fahrzeugbremsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Einlaßventil (46, 48) in der Bremsdruckleitung (38) mit dem Abschaltventil (74, 76) in Reihe geschaltet und normalerweise geöffnet ist.