DE2824482C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung geht aus von einer hydraulischen Mehrkreisbremsanlage nach der Gattung des Hauptanspruchs.

Eine derartige Anlage ist be­ kannt (US-PS 37 22 960).

Bei einer solchen bekannten Bauart muß jedem Bremszylinder d. h. je­ dem Kanal ein eigener Druckmodulator vorgeschaltet werden, wenn je­ der Kanal individuell überwacht werden soll. Außerdem ist durch die­ se Bauart auch schon eine Sicherheitseinrichtung bekannt, die den Bremsleitungsdurchgang offenhält, wenn die Hilfsenergie ausfällt. Diese bekannte Sicherheitseinrichtung besteht aber nur aus einem fe­ derbelasteten Schaltkolben, der den Modulatorkolben bei Hilfsener­ gieausfall mechanisch in eine Lage bringt, in welcher der Bremslei­ tungsdurchgang geöffnet ist, so daß auch dann noch gebremst werden kann.

Für eine mehrkanalige Bremsanlage wird eine solche Einrichtung aber sehr umständlich und teuer.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Nachteile zu vermei­ den und eine hydraulische Mehrkreisbremsanlage zu schaffen, die we­ niger umständlich ist und die preiswert ist.

Dabei sollen sowohl Druckmodulatoren als auch Sicherheitsventile eingespart werden, so daß eine erhebliche Reduzierung des Aufwandes gegenüber bekannten Ausführungen möglich ist.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung bei einer gattungsgemäßen Mehrkreisbremsanlage durch die kennzeichnenden Merkmale des Patent­ anspruches gelöst.

Es gibt Anlagen, die für ein 2-Achsfahrzeug mit individuel­ ler Radregelung jeweils vier Druckmodulatoren und acht Mag­ netventile verwenden. Bei diesen Systemen befinden sich die Stellglieder für die ABS-Funktion im Hilfsenergiekreis (je­ weils ein Magnetventil zur Druckhaltefunktion und ein Mag­ netventil zum Druckabbau). Die erfindungsgemäße Anordnung der Magnetventile unterscheidet sich also sehr stark gegen­ über dem Stand der Technik. Darüber hinaus erfolgt eine Synchronisation des Druckes bei bekannten Systemen mit dia­ gonaler Bremskreisaufteilung und Hinterachsregelung nach sogenanntem select low-Prinzip. Wegen der diagonalen Brems­ kreisaufteilung besitzt dann jedes Hinterrad ein getrenn­ tes Stellglied, welches von der Elektronik gleichzeitig an­ gesteuert wird. Infolge Toleranzen sowohl bei hydraulischen Komponenten wie Durchflußquerschnitten und auch Schaltzeit­ toleranzen bei Magnetventilen besitzen solche herkömmliche Anlagen nach längerer Regelzeit ein unterschiedliches Druck­ niveau an beiden Hinterrädern; dies auch selbst dann, wenn die Magnetventile von der Elektronik gleichzeitig angesteuert werden.

Zeichnung

Mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine hydraulische Mehr­ kreisbremsanlage mit 4kanaliger Regelung,

Fig. 2 die gleiche Anlage, jeoch mit einem mit der Hilfsenergie­ quelle verbundenen hydraulischen Bremskraftverstärker,

Fig. 3a und 3b den Druckverlauf bei herkömmlichen Sy­ stemen und bei dem erfindungsgemäßen System,

Fig. 4 eine elektromotorische Energieversorgung mit kleinem Speicher und

Fig. 5 ein System wie in Fig. 1, jedoch mit einer zusätzlichen Rückstellfeder.

Beschreibung der Erfindung

Die Fig. 1 zeigt einen hydraulischen Tandem-Hauptzylinder 1, über den zwei Bremskreise I und II versorgt werden. In jeden Bremskreis ist ein Druckmodulator 3 bzw. 4 eingeschal­ tet, und die beiden Druckmodulatoren 3 und 4 sind in einem gemeinsamen Gehäuse 5 angeordnet.

Jeder Druckmodulator 3 bzw. 4 hat ein Modulatorventil 3′ bzw. 4′, das von einem Modulatorkolben 6 bzw. 7 gegen die Kraft einer Feder 8 bzw. 9 betätigbar ist. Die Modulator­ kolben 6 und 7 können - wie gezeichnet - gewöhnliche Kolben sein, sie können aber auch als Stufenkolben ausgebildet werden. Jedem Druckmodulator 3 bzw. 4 ist ein Sicherheits­ ventil 10 bzw. 11 parallel geschaltet, das einen mit zwei Ventilsitzen 12, 13 bzw. 14, 15 zusammenarbeitenden Schließ­ körper 16, 17 sowie einen Schaltkolben 18, 19 aufweist. Die Sicherheitsventile 10 und 11 sind ebenfalls am Gehäuse 5 angeordnet. Von den beiden Schaltkolben 18 und 19 begrenzte Arbeitsräume 20 und 21 sind über eine gemeinsame Leitung 22 an eine im wesentlichen aus Pumpe 23 und Speicher 24 bestehende Hilfsenergiequelle 23/24 angeschlossen. Ein dreistufiger Druckschalter 50 überwacht den Druck der Hilfsenergiequelle 23/24. Dabei bedeutet eine erste Stufe: Warnung vor zu geringem Druckniveau, eine zweite Stufe: Einschalten der Pumpe 23 zur Speicherfüllung und eine dritte Stufe: Abschalten der Pumpe 23. Die Modulatorkolben 6 und 7 begrenzen Arbeitskammern 25 und 26, die über eine gemeinsame Leitung 27 an die Hilfs­ energiequelle 23/24 angeschlossen wird. In dieser Leitung 27 ist ein 3/2-Wege-Magnetventil 28 angeordnet, mit dem diese Leitungsverbindung unterbrechbar ist, wobei dann die Arbeitskammern 25 und 26 an eine Entlastungsstelle 29 an­ schließbar sind.

Hinter den Druckmodulatoren 3 und 4 führen Bremsleitungen 30 und 31 der beiden Bremskreise I und II zu je zwei 2/2- Wege-Magnetventilen 32, 33, 34 und 35, über die eine 4kana­ lige Regelung des Bremsdruckes möglich ist (die entsprechen­ den Kanäle tragen die Bezeichnungen Ia, Ib und IIa, IIb).

Wirkungsweise

Beim Bremsen gelangt der Bremsdruck von dem Tandemhaupt­ zylinder 1 über die normalerweise geöffneten Modulator­ ventile 3′, 4′ und über die Sicherheitsventile 10 und 11 sowie über die vier 2/2-Wege-Ventile 32 bis 35 zu den Fahrzeug-Radbremsen. Die 2/2-Wege-Ventile sind Blockierschutz- Stellglieder, die über nicht dargestellte Sensoren abhängig von der Raddrehung geschaltet werden. Zur Blockierschutz­ steuerung gehört auch das 3/2-Wege-Ventil 28, welches zur Druckreduzierung eingeschaltet wird.

Erfolgt nun in der Phase der Druckerhöhung der Stellbefehl einer elektronischen Blockierschutzüberwachung zur Druck­ haltefunktion in Kanal Ia, so wird das entsprechende Stell­ glied angesteuert, was zum Schließen des 2/2-Wege-Ventils 32 führt. Ist dann eine Druckreduzierung in diesem Kanal Ia notwendig, so wird das entsprechende 2/2-Wege-Ventil 33 des Regelkanals Ib geschlossen und das im Hilfsenergie­ kreis befindliche 3/2-Wege-Magnetventil 28 wird erregt. In diesem Fall bewegen sich die Modulatorkolben 6 und 7 nach rechts, was zunächst zum Schließen der Modulator­ ventile 3′ und 4′ führt. Danach vergrößert sich bekannterweise das Kammervolumen, was eine Druckminderung bewirkt. Ist das erforderliche Druckniveau erreicht, wird Ventil 32 einge­ schaltet, so daß der Druck im Kanal Ia gehalten wird.

Eine solche Anordnung besitzt aber den Nachteil, daß wäh­ rend des Druckabbaues in einem Regelkanal die anderen Regel­ kanäle keine Drucksteigerung mehr erfahren können. In Anbe­ tracht der relativ kurzen Zeit für den Druckabbau im Ver­ hältnis zum Druckaufbau (< 5 : 1) ist diese Koppelbedingung jedoch tragbar, denn sie hat keinen nennenswerten Einfluß auf das Bremswegergebnis. Beim Ausfall eines Druckmodulators 3 oder 4 sorgen die Sicherheitsventile 10 oder 11 für das Offenhalten des Bremsflüssigkeitsdurchgangs über den Bypass 10′ oder 11′. Dabei setzt sich der Schließkörper 16 bzw. 17 auf den Sitz 13 bzw. 14.

Fig. 2 zeigt dieselbe Anordnung wie die Fig. 1, jedoch ist hier ein hydraulischer Bremskraftverstärker 41 verwendet, welcher mit der Hilfsenergiequelle 23/24 verbunden ist. Die übrigen Teile entsprechen den nach der Fig. 1.

Fig. 3a zeigt den Druckverlauf P über der Zeit t bei kon­ ventionellen Systemen mit diagonaler Bremskreisaufteilung. Infolge Toleranzen in den Ventilquerschnitten ist damit zu rechnen, daß ein unterschiedlich schneller Druckaufbau zu­ stande kommt, was zu einer Druckdifferenz zwischen dem Druck P (links) und dem Druck P _r (rechts) führt. Wird Druck abge­ baut, so kann sich die Druckdifferenz vergrößern, wenn die für den Druckabbau maßgeblichen Ventilquerschnitte entsprechend bemessen sind. Nach der Druckhaltephase erfolgt ein getakte­ ter Druckaufbau. Hierbei kann sich durch unterschiedliche Gradienten und unterschiedliche Ventilschaltzeiten in kurzer Zeit ein beträchtlicher Druckunterschied ergeben, welcher zur Bremswegverlängerung führt.

Fig. 3b zeigt den Druckverlauf bei der erfindungsgemäßen Bau­ art. Der Druckunterschied zwischen P _L (links) und P _R (rechts) zum Zeitpunkt des Druckabbaus wird eliminiert, weil der Druck­ abbau über das gemeinsame 3/2-Wege-Ventil 28 gesteuert wird. Dadurch herrscht auf der Rückseite der Modulatorkolben 6 und 7 dasselbe Druckniveau, was wiederum bewirkt, daß auf der Sekundärseite der entsprechende Druck vorliegt. Nach der Druckhaltephase entsteht in der getakteten Druckaufbauphase durch die genannten Einflüsse wiederum eine Druckdifferenz, die jedoch beim nächsten Druckabbau ausgeglichen wird.

Die Fig. 4 und 5 zeigen Bauarten, die mit denen nach den Fig. 1 und 2 weitgehend gleich sind. Jedoch ist bei der Bauart nach der Fig. 4 ein Antrieb der Pumpe 23 über einen Elektromotor 42 vorgesehen, wodurch es möglich ist, einen sehr viel kleineren Speicher 24′ mit einem Fassungsvermögen von weniger als 10 cm³ zu verwenden. Auf diese Weise wird dann die Fahrzeugbatterie, die den Strom für den Elektromo­ tor 42 liefern muß, als Energiespeicher verwendet, was für manche Fahrzeuge vorteilhaft sein kann.

Die Fig. 5 zeigt eine Bauart ähnlich der nach der Fig. 1. Hier ist jedoch an jedem Modulator 43 bzw. 44 eine Rückstell­ feder 45 bzw. 46 verwendet, die in Schließrichtung auf das Modulatorventil einwirkt. Mit diesen Rückstellfedern 45 und 46 wird erreicht, daß der Druckgradient bei kleinem Druckniveau größer wird. Damit sind bei eisglatter Fahrbahn Vorteile gegeben.

Claims (8)

1. Hydraulische Mehrkreisbremsanlage mit Blockierschutz,
mit je einem Druckmodulator in den Bremskreisen, der bei drohendem Radblockieren über ein Trennventil die Verbindung vom Hauptzylinder unterbricht und durch Volumenvergrößerung einen Abbau des Brems­ druckes bewirkt,
mit einem hydraulischen Hilfskreis, der über ein Steuerventil den Druckmodulator betätigt,
mit einer jedem Druckmodulator beigeordneten Sicherheitseinrichtung, die bei dessen Ausfall die Verbindung vom Hauptzylinder zu den Rad­ bremsen offenhält,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Steuerung aller Druckmodulatoren (3, 4; 43, 44) über eine ge­ meinsame Leitung (27) zusammengefaßt ist und von einem einzigen Steuerventil (28) ausgeführt wird,
die Sicherheitseinrichtung (10, 11) aller Druckmodulatoren ebenfalls über eine gemeinsame Leitung (22) zusammengefaßt und an eine gemein­ same Hilfsdruckquelle (23/24) angeschlossen ist.

2. Hydraulische Mehrkreisbremsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für jeden Bremskreis (I, II) ein Druck­ modulator (3, 4; 43, 44), ein 3/2-Wege-Magnetventil (28) für die Druckabsenkung sowie für jeden Kanal (Ia, IB, IIa, IIb) ein 2/2-Wege-Magnetventil (32, 33, 34, 35) für das Druck­ halten verwendet sind.

3. Hydraulische Mehrkreisbremsanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in jedem Druckmodulator (3, 4; 43, 44) ein Modulatorventil (3′, 4′) und ein Sicherheitsventil (10, 11) nahe beieinander angeordnet sind und daß das Sicherheits­ ventil (10, 11) einen Bremsleitungsbypass (10′, 11′) unter Hilfsdruck gewöhnlich geschlossen hält, der bei Ausfall des Hilfsdrucks jedoch freigegeben wird.

4. Hydraulische Mehrkreisbremsanlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß - vorzugsweise für alle Bremskreise - Modulatorventil und Sicherheitsventil in einem Gehäuse (5) angeordnet und parallel geschaltet sind.

5. Hydraulische Mehrkreisbremsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß an die einzige Steuerleitung (27) ein mehrstufiger Druckschalter (50) zur Drucküber­ wachung angeschlossen ist.

6. Hydraulische Mehrkreisbremsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Druckmodulator (43, 44) mit einer zusätzlichen Feder (45, 46) bestückt ist, die in Schließrichtung auf das Modulator-Ventil einwirkt (Fig. 5).

7. Hydraulische Mehrkreisbremsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein hydraulischer Brems­ kraftverstärker (41) verwendet ist, dessen Energieversorgung von der Hilfsdruckquelle (23/24) durchgeführt ist (Fig. 2).

8. Hydraulische Mehrkreisbremsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Energieversorgung von einer über einen Elektromotor (42) angetriebenen Pumpe (23) durchführbar ist und daß ein Speicher (24′) für die Hilfsenergie kleiner ist als 10 cm³ (Fig. 4).