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Die hydraulische Bremsanlage nach Hauptpatent DBP ..........
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(P 29 19 691.0) gewährleistet gegenüber gegenwärtigen Bremsanlagen
mit Antiblockiersystem eine erhöhte Sicherheit des Fahrzeugs besonders bei Kurvenbremsungen,
da durch die Mitregelung des kurvenäusseren hinterrades bei Regelung des zum Blockieren
neigenden kurveninneren Vorderrades die zur Verhinderung des Schleuderns wichtigste
Seitenführungskraft zumindest in der ersten Phase des Regelvorganges voll erhalten
bleibt und in diesem kritischen Zustand grösser ist als bei einem getrérlllt blockiergeregelten
kurvenäusseren Hinterrad einer Vierrad- odei Zweirad- und Hinterachsblockierregelung.
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Um eine noch weitere Verbesserung des Fahrzeugverhaltens bei Kurvenbremsungen
zu erzielen, sollte, neben der selbstverständlichen Regelung des zum Blockieren
neigenden, Vorderrades die für die Verhinderung des Schleuderns des Fahrzeugs wichtige
Seitenführungskraft des blockiergeregelten kurvenäusseren Hinterrades licht nur
in der ersten Bremsphase, sondern während des gesamten Bremsvorganges voll erhalten
bleiben und zusätzsich1 auch die Seitenführungskraft des nicht blockiergeregelten
kurveninneren llinterrades während der Dauer der Kurvenbremsung möglichst gross
sein.
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Die während einer Kurvenbremsung mit auftretender Blockier-Ile igurig
für die Erhöhung der Fahrzeugstabilität vorteilhaften, grossell Seitenführungskräfte
an den beiden hinterrädern sind bei einer mit der Bremsanlage nach llauptpatent
auf gerader Fahrbahn vorgenommenen Blockierbremsung in den meisten Fällen nicht
erforderlich. Sie würden sich dort sogar nachteilig auswirken, da grosse Seitenführungskräfte
nur auf Kosten kleiner Bremskräfte an den Hinterrädern zu erzielen sind. Bei der
Bremsanlage nach Hauptpatent kann nämlich
infolge der installierten
Bremskraftverteilung von 75 bis 92 °s auf die Vorderachse und 25 bis 8 % auf die
Hinterachse bei einer Blockierbremsung auf- gerader Fahrbahn zumeist nur ein Blockieren
der Fahrzeugvorderräder, nicht aber der Hinterräder auftreten.-Somit ist die Drehneigung
um die Fahrzeughochachse bei dieser Bremssituation sehr gering und die grossenSeitenführungskräfte
an den Hinterrädern bewirken keine Erhöhung der Fahrzeugstabilität, sondern nur
eine Verlängerung des Bremsweges, weil zwangsläufir die Bremskräfte an den Hinterrädern
klein sind.
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Die Aufgabe der Zusatzerfindung besteht darin- zu erreichen, dass
bei einer Kurvenbremsung mit Blockierneigung die an beiden hinterrädern wirkenden
Bremskräfte, im Augenblick des Linsetzens der Blockierregelunb -des kurveninneren
Vorderrades, für die verbleibende Dauer de-r Bremsphase durch die gleichzeitige
Absenkung des Bremsdruckes an den beiden Hinterradbremsen auf Null reduziert werden,
damit die Seitenführungskräfte an den hinterrädern möglichst gross werden, und bei
einer Blockierbremsung auf gerader Fahrbahn die Bremskräfte an den beiden Hinterrädern
während des gesamten Bremsvorganges erhalten bleiben, damit der Bremsweg möglichst
-kurz wird.
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Zur Lösung der Aufgabe werden erfindungsgemäss in den Bremskreisen
schaltbare Druckregelelemente angeordnet, welche bei Bremsungen mit auftretender
Blockierneigung die durch das Antiblockiersys tem bestimmte Brems druckregulierung
unbeeinflusst an die Vorderradbremsen weiterleiten und ausschliesslich den Bremsdruck
der Ilinterradbremsen, angepasst der Fahrsituation, bei welcher eine Bremsung mit
auftretender Blockierneigung vorgenommen wird, regulieren,uid welche bei Bremsungen
ohne auftretende Blockierneigung den durch die Bremspedalkraft gesteuerten Bremsdruck
unverändert an die Vorder- und Hinterradbremsen weiterleiten.
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Um jc nach den auftretenden Bremssituationen die geforderten Bremsdruckverhältnisse
an den Vorder- und Hinterrädern gewährleisten zu können, ist es die Aufgabe der
Erfindung, eine Einrichtung zu schaffen, die frühzeitig erkennt, ob gebremst wird,
und ob es sich im Falle einer Bremssituation um eine Normalbremsung, eine Blockierbremsung
während einer Kurvenfahrt oder eine Blockierbremsung auf gerader Fahrbahn handelt
und dementsprechend die Druckregelelemente in den Bremskreisen betätigt.
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Die Lösung der Aufgabe besteht darin, dass die Umschaltung der Druckregelelellente
durch eine elektronische Schaltung gesteuert wird, welche zum Zwecke der Signalbeaufschlagung
einerseits mit dem Aiitiblockiersystem und andererseits mit an das Bremshetätigullgssystem
gekoppelten und auf bestimmte physikalische Veränderungen im Bremsbetätigungssystem
reagierenden Signalgebern verbunden ist.
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Die Idee dieser Lösung ist es, als Kriterium für die Umschaltung der
Druckregelelemente in den Bremskreisen die Tatsache auszunutzen, dass bei irgendeiner
Bremssituation das Bremspedal betätigt, der Servokreis mit Druck beaufschlagt wird
und bei der Normalbremsung keine Antiblockierregelung, bei der Blockierbremsung
während einer Kurvenfahrt die Antiblockierregelung eines Vorderrades und bei der
Blockierbremsung auf gerader Fahrbahn die Antiblockierregelung beider Vorderräder
gleichzeitig einsetzt und im Gegensatz dazu im Falle, wo nicht gebremst wird, weder
das Bremspedal betätigt, noch der Servokreis mit Druck beaufschlagt ist und keine
Antiblockierregelung einsetzt.
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In der Zeichnung Fig. 1 ist ein Ausführungsbeispiel der Bremsanlage
der Erfindung schematisch dargestellt.
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Die beiden angetriebenen Vorderräder 1 und 2 sind mit Vollbelagscheibenbremsen
3 und 4 ausgerüstet. In den Naben sind die Sensoren 5 ud 6 für die Antiblockierregelung
untergebracht.
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Die beiden nicht angetriebenen Hinterräder 7 und 8 weisen Teilbelagscheibenbremsen
9 und 10 auf.
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Die Vollscheibenbremse 3 des linken Vorderrades 1 ist in beiden Stellungen
des Magnetventils 49 über die Bremsölleitungen 111, die Verbindullgsleitung 13 und
dem dazwischen geschalteten Magnetventil 49 mit dem ttauptzylinder 15 verbunden,
während die Vollscheibenbremse 4 des rechten Vorderrades 2 in beiden Stellungen
des Magnetventils 50 über die Bremsölleitungen 121, die Verbindungsleitung 14 und
dem dazwischen geschalteten Magnetventil 50 mit dem Hauptzylinder 16 verbunden bleibt.
Die Teilscheibenbremse 10 des rechten llinterrades bzw. die Teilscheibenbremse 9
des linken Hinterrades ist in der Ausgangsstellung des Magnetventils 49 bzw. 50
über die Bremsölleitungen 112 bzw. 12,2 das Magnetventil 49 bzw. 50 und die Verbindungsleitung
13 bzw. 14 an den hauptzylinder 15 bzw. 16 angeschlossen, während sie in der Endstellung
des Ventils 49 bzw. 50 über die Bremsölleitung 112 bzw. 122 und die Sumpfleitung
113 bzw.
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123 mit dem liremsflüssigkeitsbehälter 51 verbunden sind.
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Vollbelagscheibenbremse 3, Teilbelagscheibenbremse -10, die Bremsleitungen
111 und 112, Magnetventil 49, Verbindungsleitung 13, Hauptzylinder 15, sowie Vollbelagscheibenbremse
4, Teilbelagscheibenbremse 9, die Bremsleitungen 121 und 122, Magnetventil 50, Verbindungsleitung
14, llauptzylinder 16 bilden je einen getrennten Bremskreis. Die beiden Bremskreise
werden von einem Steuerventil 17 bedient, das durch das Bremspedal 18 über den Betätigungszylinder
44 und die Verbindungsleitung 45 betätigt wird.
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In dem mit Hydrauliköl gefüllten Servokreis wird das Oel aus einem
Behälter 19 über eine durch einen elektrischen Motor 20 angetriebene Pumpe 21, welche
Oel über eine Leitung 22 aus dem Behälter 19 entnillllllt, unter Druck gesetzt und
über eine mit einem Rückschlagventil 23 ausgerüstete Leitung 24 in den Oeldruckspeicher
25 gefördert. Der Oeldruckspeicher 25 steht bei Ueberdruck mit dem Behälter 19 über
ein Rückschlagventil 26 und eiiie Leitung 27 in Verbindung. Ausserdem führt vom
Speicher 25 die elektrische Leitung 33 zum elektronischen Steuergerät 34, welches
bei Bedarf über die Leitung 35 den Motor 20 ein- und ausschaltet.
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Das vom Oelspeicher 25 über die Rohrleitung 28 und das Rückschlagventil
48 mit Drucköl versorgte Steuerventil 17 bedient bei der durch das Pedal 18 eingeleiteten
Bremsung über die Leitungen 291, 292 und 301, 302, sowie die dazwischen geschalteten
Magnetventile 31 und 32 der Antiblockierregelung, die Hauptzylinder 15 und 16 und
ermöglicht so die Bremsung.
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Für deii Fall eines Defektes in der Druckölversorgung des Steuerventils
17 ist eine das Steuerventil 17 umgehende, mit einem Rückschlagventil 47 ausgerüstcte
Hydraulikleitung 46 vorgesehen. Beim Lösen der Bremsen fliesst das Hydrauliköl über
die in das Servoventil 17 einmündende Rohrleitung 36 in den Oelbehälter 19 zurück.
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Die Magnetventile 31 und 32 sind über die elektrischen Leitungen 38
und 37 mit dem Steuergerät 34 gekoppelt und über die Hydrau;i ikleitungen 40 und
41 mit den Behälter 19 verbunden. Die Magnetventile 49 und 50 sind über die elektrische
Leitung 521/ 522 an die elektronische Schaltung 54 angeschlossen, die einerseits
über elektrische Leiter 55 und 56 mit den vom Steuergerät 34 ausgehenden elektrischen
Verbindungen 37 und 38 und andererseits über den elektrischen Leiter 57 mit dem
auf eine
Oeldruckänderung im Druckraum 58 des Betätigungszylinders
44 anspreehenden elektrischen Schalter 59 gekoppelt ist.
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Die Funktionsweise des Ausführungsbeispiels der Bremsanlage der Erfindung
nach Fig. 1 soll für die Betriebsarten A. Normalbremsung mit Servounterstützung
B. Vollbremsung auf gerader Fahrbahn und während einer Kurvenfahrt (mit Antiblockierregelung)
C. Bremsung ohne Servounterstützung erläutert werden.
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A. Normalbremsung mit Servounterstützung Die Betätigung des Servoventils
17 erfolgt durch das Bremspedal 18 über den Kolben des -Betatigungszylinders 44,
die Hydraulikleitung 45 und die Regelfeder 42. Das Servoventil 17 erzeugt einen
Regeldruck, welcher über die Leitungen 291/292 und 301/302 und die dazwischen geschalteten
Magnetventile 31 und 32 in die Ilauptbremszylinder 15 und 16 weitergeleitet wird,
Der Regeldruck is.- der durch das Pedal 18 aufgebrachten Spannung der Steuerventilfeder
42 proportional. In den llauptzylindern 15 und 16 wird Bremsflüssigkeit unter Druck
gesetzt und über die in dieser Betriebsart von der elektronischen Schaltung 54 in
ihrer Ausgangsstellung belassenen Magnetventile 49 und 50> d.h. die linke Vorderradbremse
3 und die rechte Hinterradbremse 10 sind mit den Bremsölleitungen 111 und 112 an
die Verbindungsleitung 13 und somit am Hauptbremszylinder 15 bzw.
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die rechte Vorderradbremse 4 und die linke Hinterradbremse 9 mit den
Bremsölleitungen 121 und 122 an die Verbindungsleitung 14 und somit am Hauptbremszylinder
16 angeschlossen, an die Scheibenbremsen 3/4/9/10 weitergeleitet, wodurch diese
mit einer Kraft beaufschlagt werden, die der eingeleiteten Betätigungskraft
entspri.cht.
Die Magnetventile 31 und 32 im Servokreis befinden sich bei dieser Betriebsart in
ihrer Nullstellung, d.h. das Servoventil 17 ist direkt mit den Hauptzylindeni 15
und 16 verbunden.
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Das Ilydrauliköl für die Betätigungskraftunterstützung wird bei den
Bremsungen vom Oelspeicher 25 geliefert, dessen Arbeitsbereich zwisciieii einem
Maximal- und Minimaldruck bei bestimmten Ladevolunlen liegt. Sinkt der Druck durch
die für die Pedalkraftuiiterstützungen verbrauchte Oelmenge im Speicher 25 auf den
Minimaldluck, so wird dies von dem elektronischen Steuergerät 34 über einen im Speicher
25 installierten Messfühler registriert. Das Steuergerät 34 setzt den Elektromotor
20 in Betrieb, worauf die mit dem Elektromotor 20 gekoppelte Zahnradpumpe 21 über
die Leitungen 22 und 24 und das Rückschlagventil 23 Oel aus dem Behälter 19 in den
Speicher 24 fördert uiid diesen in kurzer Zeit wieder auflädt, d.h. wieder auf das
maximale Druckniveau und Ladevolumen bringt. Ist die höchste Ladekapazität erreicht,
so wird dies über einem im Speicher 25 angebrachten Messfülller dem Steuergerät
34 gemeldet und der Elektromotor 20 und somit die Pumpe 21 ausgeschaltet. Elektromotor
20 und Pumpe 21 bleiben dann bis zum folgenden Aufladungsintervall ausser Betrieb.
Tritt der Fall ein, dass die Speicheraufladung nicht bewerkstelligt werden kann,
was beispielsweise durch einen Ausfall des Elektromotors 20 oder eine Undichtheit
im Behälter 19 oder den Leitungen 22 und 24 eintreten kann, so sind bis zur Leerung
des Speichers 25 noch eine Anzahl Bremsungen mit allerdings geringer werdender Bremskraftunterstützung
möglich. Zur Information des Fahrers, ob er über eine betriebsbereite Bremskraftunterstützung
verfügt, kann im Speicher 25 eine mit einer Kontrollampe gekoppelte Druckmesstelle
untergebracht sein, welche dem Fahrzeuglenker den Ausfall der Servoanlage anzeigt.
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B. Vollbremsung auf gerader Fahrbahn und während einer Kurvenfahrt
(mit Antiblockierregelung) Bei einer Bremsung mit Blockiergefahr reagiert die Bremsanlage
vorerst wie unter Abschnitt A beschrieben. Ereignet sich die Vollbremsung während
einer Kurvenfahrt und neigt dementsprechend nur eines der beiden Vorderräder 1,
2 zum Blockieren, d.h. übersteigt die Radverzögerung eines Vorderrades einen bestimmten
Wert, so meldet dies der entsprechende Sensor 5 oder 6 dem elektronischen Steuergerät
34. Dieses betätigt das entsprechende Magnetventil 31 oder 32 und schaltet es in
die Endstellung. Durch die Umschaltung des einen Magnetventils im Servohreis - das
andere verbleibt wegen des nicht blockiergefährdeterl kurvenäusseren Vorderrades
in der Nullstellung - erhält die elektronische Schaltung 54 von den Schaltleitungen
37 und 38 der Magnetventile 31 und 32 im Servokreis, sowie der, infolge des durch
den Ueberdruck im Druckraum 58 geschlossenen elektrischen Schalters 59, stromführenden
elektrisollen Verbindung 57 ein Signaleingangsmuster, welches sie veranlasst, beide
Magnetventile 49 und 50 der Bremskreise gleichzeitig über die Schaltleitungen 521
und 522 in die Endstellung zu schalten. Da sich das Magnetventil 31 und 32 in der
Endstellung befindet, wird der Servodruck auf der Betätigungsseite des zugehörigen
Hauptbremszylinders 15 oder 16 abgebaut, d.h. die Bremskraft am blockiergefährdeten
kurveninneren Vorderrad 1 oder 2 reduziert. Das Hydrauliköl fliesst über die miteinander
verbundenen Leitungen 292 und 40 oder 302 und 41 in den Hydraulikölbehälter 19.
Am eingang des in die Endstellung geschalteten Magnetventils 31 oder 32, d.h. in
der llydraulikleitung 291 oder 301> bleibt der Regeldruck bestehen, wodurch der
Druckabbau im entsprechenden Hauptbremszylinder 15 oder 16 keine Rückwirkungen auf
das Bremspedal hat.
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Während die Bremskraft als blockiergefährdeten Vorderrad reduziert
wird, werden die beiden llinterradbremsen 9 und 10 drucklos, weil das Bremsöl über
die in der Endstellung der Magnetventile 49 und 50 miteinander verbundenen Bremsölleitungen
112 und 113 sowie 122 und 123 in den Bremsölbehälter 51 abfliesst.
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Ist die Blockierneigung des kurveninneren Vorderrades durch die mit
dem Servodruckabbau einhergehende Drehgeschwindigkeitszunahme dieses Vorderrades
beseitigt, so schaltet das entspreciiende Magnetventil 31 oder 32 in die Mittelstellung,
wodurch alle Zuleitungen gesperrt und der Druck im zugehörigen Hauptbremszylinder
15 oder 16 konstant gehalten wird. Anschliessend schaltet das elektronische Steuergerät
34 das zum kurven inneren Vorderrad gehörige Ventil jl oder 32 zwischen der Mittelstellung
und der Nullstellung kurzzeitig hin und her, wodurch wieder eine stufenweise Zunahme
des Druckes im entsprechenden Bremszylinder 15 oder 16 und somit der Bremskraft
am kurveninneren Vorderrad erfolgt. Entsteht durch die Bremskraftzunahme erjieut
eine Blockierneigung des kurveninneren Vorderrades, so beginnt der Regel zyklus
wieder von neuem. Das entsprechende Magnetventil 31 oder 32 des kurvenäusseren Vorderrades
bleibt während der Regelung des kurveninneren Vorderrades in seiner Nullstellung.
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Die Magnetventiie 31 und 32 könne auc nur mit einer Nullstellung und
einer indstellung ausgerüstet sein und bei einer Blockierneigung nur zwischen diesen
Stellungen kurzzeitig umgeschaltet werden.
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Die Magnetventile 49 und 50 bleiben nach ihrer Umschaltung, die weder
die durch das Antiblockiersystem bestimmte Druckregulicrung des blockiergefährdeten
Vorderrades, noch den anstehenden Bremsdruck in der Vorderradbremse des nicht zum
Blockieren neigenden kurvenäusseren Vorderrades beeinflusst, während des
weiteren
Bremsvorganges in der Endstellung und halten beide llinterradbremsen 9 und 10 für
die gesamte restliche Bremsdauer drucklos. Dies rist möglich, weil die elektronische
Schaltung 54 so konzipiert ist, dass sie bei einer Blockierbremsung während-einer
Kur-venfahrt nach erfolgter Umschaltung der Magnetventile 49 und 50 unabhängig von
der während der verbleibenden Bremsdauer für die Blockierregelung des kurveninneren
Vorderrades notwendigen Umschaltung des Magnetventils 31 oder 32 im Servokreis,
die Ventile 49 und 50 erst wieder in die Ausgangsstellung schaltet, wenn die Bremsung
beendet ist. Der elektronischen Schaltung 54 wird durch Loslassen des Pedals 18
nach erfolgter Bremsung das Ende des Bremsvorganges dadurch angezeigt, dass der
Druckraum 58 des Betätigungszylinders 44 drucklos wird, sich der elektrische Schalter
59 öffnet und die elektrische Verbindung 57 stromlos wird.
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Durch die wieder in Ausgangsstellung befindlichen Magnetventile 49
und 50 wird die,für den Druckabbau der Iiinterradbremsen den Bremsölleitungen 112
und 12 entnommene Bremsölmenge vom Oelbehälter 51 über die Ausgleichsbohrungen der
llauptbremszylinder 15 und 16 wieder ersetzt.
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Ereignet sich die Vollbremsung auf gerader Fahrbahn, so neigen beide
Vorderräder 1 und 2, im Unterschied zur Blockierbremsung während einer Kurvenfahrt,
gleichzeitig zum Blockieren, d.h.
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die Radverzögerung beider Vorderräder übersteigt einen bestimmten
Wert. Dies wird dem elektronischen Steuergerät 34 durch die Sensoren 5 und 6 gemeldet.
Das Steuergerät betätigt gleichzeitig die beiden Magnetventile 31 und 32 und schaltet
sie in die Endstellung. Durch, die Umschaltung beider Magnetventile 31 und 32 erhält
die elektronische Schaltung 54 von den Schaltleitungen 37 und 38, sowie von der
elektrischen Verbindung
57 ein signales ngslrgsmusler, welches
die Schaltung veranlasst, im Unterschied zur Blockierbremsung während einer Kurvenfahrt,
die beiden Magnetventile 49 und 50 der Bremskreise in der Ausgangsstellung zu belassen.
Die Blockierregelung der beideii Vorderräder, d. h. die Umschaltung der Magnetventile
31 und 32 im Servokreis, wird vom Antiblockiersystem vorgenommen und geschicht analog
der Blockierregelung des kurveninneren Vorderrades bei einer Kurvenbremsung. Der
Unterschied zur Blockierbremsung bei einer Kurvenfahrt besteht darin, dass die Magnetventile
49 uiid 50 der Bremskreise während des gesamten Bremsvorganges in der Ausgangsstellung
verbleiben, wodurch der Bremsdruck all den beiden hinterrädern nicht auf Null abgebaut,
sondern r@ zusammen mit dem Druck der Vorderradbremsen eingeregelt wi rd. i Wird
das Bremspedal 18 losgelassen, so erhält die elektronische Schaltung 54 durch die
stromlos werdende Verbindung 57 die Information, dass der Bremsvorgang beendet ist.
Itie Bremsanlage ist für die nächstfolgende Bremsung wieder betriebsbereit.
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C. Bremsung ohne Servounterstützung Fällt bei der Bremsanlage der
Erfindung die Servounterstützung aus, so ist ein Bremsen ohne Pedalkraftverstärkung
möglich.
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Durch das Treten des Pedals 18 wird das Hydrauliköl im Betätigungszylinder
45 unter Druck gesetzt. Der Druck wird über die Leitung 45, die Umgehungsleitung
46, das Rückschlagventil 47, die Leitungen 301/302 und 291/292 in die Hauptbremszylinder
15 und 16 weitergeleitet, da ein Ausfliessen des Hydrauliköls über das Steuerventil
17 und die Leitung 28 durch das Rückschlagventil ii 4 verhindert wird Der erzeugte
Druck überträgt sie durch die Kolben der Bremszylinder 15 und 16 auf die Bremsflüssigkeit
der entsprechenden Bremskreise, womit die Bremswirkuiig er le lt w i id.