DE3118164A1 - BRAKE LOCK PROTECTION DEVICE - Google Patents
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Description
ROBERT BOSCH GMBH, 7OOO Stuttgart 1ROBERT BOSCH GMBH, 7OOO Stuttgart 1
BremsblockiersehutζeinrichtungBrake blocking device
Stand der TechnikState of the art
Die Erfindung geht aus von einer Bremsblockierschutzeinrichtung nach der Gattung des Hauptanspr.uchs. Eine derartige Bremsblockierschutzeinrichtung ist bekannt (DE-OS 26 56 983). Diese bekannte Einrichtung erfordert jedoch eine Sonderbauart des Vorspannzylinders. Dazu kommt, daß mit den direkt gesteuerten hydraulischen 2/2-Magnetventile nur verhältnismäßig kleine Ventilquerschnitt zu überwachen sind. Bei Anwendung in Nutzfahrzeugbremsanlagen sind solch kleine Ventilquerschnitte nicht ausreichend.The invention is based on a brake lock protection device according to the preamble of the main claim. Such a one Brake lock protection device is known (DE-OS 26 56 983). However, this known device requires a special type of preload cylinder. In addition, with the directly controlled hydraulic 2/2 solenoid valves, only relatively small valve cross-sections need to be monitored. When applied Such small valve cross-sections are not sufficient in commercial vehicle brake systems.
Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention
Die Bremsblockierschutzeinrichtung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber die Vorteile, daß als Vorspannzylinder solche üblicher Serienproduktion verwendet werden können. Da die 2/2-Ventile vorgesteuert werden, können sie größer ausgeführt werden und größere Ventilquerschnitte überwachen. Schließlich ist bei einem Fahrzeug mit hydraulischer Bremse an der Vorderachse und mit pneumatischer Bremse an der Hinterachse die elektrischen AnsteuerungThe anti-lock device with the characterizing features of the main claim has the advantages that such conventional series production can be used as a prestressing cylinder. Since the 2/2 valves are pilot operated, they can be made larger and monitor larger valve cross-sections. After all, it is with a vehicle with hydraulic brake on the front axle and with pneumatic brake on the rear axle the electrical control
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für beide Achsen gleich, weil die zum Steuern notwendigen Vorsteuermagnetventile unter sich gleich sind. Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und aus der Beschreibung-Zeichnung The same for both axes because the pilot solenoid valves required for controlling are the same. Other advantages of the invention emerge from the subclaims and from the description drawing
Ein Ausführungsbeipsiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen: Figur 1 eine Prinzipskizze einer Brems-An exemplary embodiment of the invention is shown in the drawing and explained in more detail in the description below. They show: FIG. 1 a schematic diagram of a brake
im Schnitt} blockierschutzeinrichtung mit einem Ventilaggregat/i Figur 2 eine Abwandlung der Einzelheit des Ventilaggregats und Figur eine andere Einzelheit des Ventilaggregats· in section} anti-lock device with a valve unit / i Figure 2 a modification of the detail of the valve unit and figure another detail of the valve unit ·
Beschreibung des AusführungsbeispielsDescription of the embodiment
Eine hydropneumatische Bremseinrichtung hat ein Bremsventil 1, das Druckluft aus einem Behälter 2 in eine Steuerleitung einsteuert oder letzere zur Außenluft entlüftet. Die Steuerleitung 3 führt zu einem Gehäuse h eines Ventilaggregats 5> in dem nebeneinander ein 3/2-Ventil 6 und zwei 2/2-Ventile 7 und 8 angeordnet sind.A hydropneumatic brake device has a brake valve 1 which feeds compressed air from a container 2 into a control line or vents the latter to the outside air. The control line 3 leads to a housing h of a valve assembly 5 in which a 3/2 valve 6 and two 2/2 valves 7 and 8 are arranged next to one another.
Das 3/2-Ventil 6 hat zwei Ventilsitze 9 und 10, einen Einlaß-Ventilsitz 9 und einen Auslaß-Ventilsitz 10, zwischen denen ein Schließkörepr 11 angeordnet ist, der wechselweise einer der beiden Ventilsitze 9 und 10 abdecken kann. Daa Ventil 6 hat einen Einlaß-Anschluß 12, von dem ein Steuerkanal 13 abgezweigt ist, der zu je einem Einlaß-Ventilsitz 1^, 15, 16 von drei elektromagnetisch betätigbaren Vorsteuerventilen 17, 18 und 19 führt. Je ein Auslaßsitz dieser Vorsteuerventile 17, 18, 19 trägt die Bezugszahl 20, 21 bzw. 22.The 3/2 valve 6 has two valve seats 9 and 10, an inlet valve seat 9 and an outlet valve seat 10, between which a closing element 11 is arranged, which alternately one of the two valve seats 9 and 10 can cover. Daa valve 6 has an inlet connection 12 from which a control channel 13 is branched off, the one inlet valve seat 1 ^, 15, 16 of three electromagnetically operable Pilot valves 17, 18 and 19 leads. One outlet seat each these pilot valves 17, 18, 19 bears the reference number 20, 21 or 22.
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Die drei Ventile 6, 7 und 8 haben je eine Steuerkammer 23» 2k, 25, die durch je eine Membran 26, 27> 28 abgeschlossen· und an den entsprechenden Einlaß-Ventilistz lh, 15S 16 angeschlossen sind. Die Membran 26 trägt einen Stößel 29 zum Betätigen des Schließkörpers 11, und die beiden Membranen 27 und 28 der 2/2-Ventile 7 und 8 tragen ebenfalls Stößel 30 und 31, die zum Betätigen einer Kugel als Schließkörper 32 und 33 bestimmt sind. Andererseits ist auf jeden Kugel-Schließkörper ·32 bzw. 33 ein federbelasteter Stößel 3k bzw. 35 aufgesetzt, der bestrebt ist, den Kugel-Schließkörper 32 bzw. 33 von einem Ventilsitz 36 bzw. 37 entfernt zu halten. Es ist zu erkennen, daß die beiden Ventile 7 und 8 verhältnismäßig große Ventilquerschnitte aufweisen. In Abwandlung der dargestellten Bauart können die beiden Ventile 7 und 8 aber auch als Schieberventile ausgebildet werden.The three valves 6, 7 and 8 each have a control chamber 23 »2k, 25, which are closed by a respective membrane 26, 27> 28 · and connected to the respective inlet-Ventilistz lh, 15 S 16th The membrane 26 carries a plunger 29 for actuating the closing body 11, and the two diaphragms 27 and 28 of the 2/2 valves 7 and 8 also carry plungers 30 and 31, which are intended for actuating a ball as closing body 32 and 33. On the other hand, a spring-loaded plunger 3k or 35 is placed on each ball closing body 32 or 33, which endeavors to keep the ball closing body 32 or 33 away from a valve seat 36 or 37. It can be seen that the two valves 7 and 8 have relatively large valve cross-sections. In a modification of the design shown, the two valves 7 and 8 can also be designed as slide valves.
Die Steuerleitung 3 setzt sich hinter dem 3/2-Ventil 6 in einer Leitung 3' fort, die zu einer Luftseite 38 eines Vorspannzylinder s 39 führt. Dieser Vorspannzylinder 39 hat eine für Bremsanlagen übliche Bauart, d.h. es wird keine Sonderanfertigung benötigt. Eine Hydraulikseite ko des Vorspannzylinders 39 versorgt eine hydraulische Bremsleitung kl mit Bremsflüssigkeit, die aua einem Nachfüllbehälter k2 stammt. Die Bremsleitung kl ist zu den beiden Ventilen 7 und 8 im Ventilaggregat 5 gei'ührt und teilt sich dort in zwei Bremsleitungszweige k1' und kl" auf, die zu. an Fahrzeugrädern angeordnete Radbremszylindern k3 und kk führen.The control line 3 continues behind the 3/2-way valve 6 in a line 3 ′, which leads to an air side 38 of a prestressing cylinder 39. This pretensioning cylinder 39 is of a type that is customary for brake systems, ie no special production is required. A hydraulic side ko of the prestressing cylinder 39 supplies a hydraulic brake line kl with brake fluid, which comes from a refill container k2. The brake line kl is routed to the two valves 7 and 8 in the valve unit 5 and is divided there into two brake line branches k 1 'and kl ", which lead to wheel brake cylinders k3 and kk arranged on vehicle wheels.
Die Drehung der Fahrzeugräder wird durch · Sensoren U 5 und k6 überwacht, die an ein elektronisches Steuergerät ^7 angeschlossen sind. Zu diesem sind auch elektrische Verbindungsleitungen für die Elektromagnete kö, k9 und 50 der Vorsteuerventile 17, 18 und 19 geführt.The rotation of the vehicle wheels is monitored by sensors U 5 and k6, which are connected to an electronic control unit ^ 7. Electrical connection lines for the electromagnets kö, k9 and 50 of the pilot valves 17, 18 and 19 are also routed to this.
Die beschriebene Einrichtung arbeitet wie folgt: Wie die Zeichnung erkennen läßt, erfolgt bei der erfindungsgemäßen Blockierschutzeinrichtung die Bremsdruckmodulation auf der Seite der Druckluft durch das 3/2-Ventil 6 und auf der Hydraulikseite mit Hilfe der beiden 2/2-Ventile 7 und Dabei werden die beiden 2/2-Hydraulikventile T und 8 ebenso wie das Luftventil 6 durch in die Steuerkammern 23» 2k und 25 eingesteuerte Druckluft über die Vorsteuerventile 17» und 19 vorgesteuert. Das hat den Vorteil, daß die beiden Hydraulik-Ventile 7 und 8 als einfache, problemlose Kugelventile ausgebildet werden können und daß die Querschnitte in den Ventilen 7 und8 verhältnismäßig groß sein können, weil die Ventile 7 und 8 - mit je einer Vorsteuerung versehen auch unter größeren Kräften sicher umschalten. Auf diese Weise sind Ventilq.uerschnitte bis h mm Durchmesser verwendbar .The device described works as follows: As the drawing shows, in the anti-lock device according to the invention, the brake pressure modulation takes place on the compressed air side through the 3/2 valve 6 and on the hydraulic side with the aid of the two 2/2 valves 7 and thereby the two 2/2 hydraulic valves T and 8, as well as the air valve 6, are pilot-controlled by compressed air fed into the control chambers 23 »2k and 25 via the pilot valves 17» and 19. This has the advantage that the two hydraulic valves 7 and 8 can be designed as simple, problem-free ball valves and that the cross-sections in the valves 7 and 8 can be relatively large, because the valves 7 and 8 - each provided with a pilot control also under switch over larger forces safely. In this way, valve cross-sections up to h mm in diameter can be used.
Dazu kommt, daß das Bremsventil 1, das Ventilaggregat 5 und der Vorspannzylinder 39 getrennte Bauteile sind, wobei das Bremsventil 1 und der Vorspannzylinder 39 übliche Serienprodukte sind. Alle Teile 1, 5 und 39 sind durch Leitungen miteinander verbunden. Bei einer solchen Bauart ist der Einbau eines üblichen lastabhängigen Bremskraftreglers einfach dadurch möglich, daß man ihn wahlweise in die Luft-Steuerleitung 3,.3' oder..in die Hydraulik-Bremsleitung 1*1, U1 ' , lH" einsetzt.In addition, the brake valve 1, the valve unit 5 and the preload cylinder 39 are separate components, the Brake valve 1 and the preload cylinder 39 are common series products. All parts 1, 5 and 39 are through pipes connected with each other. With such a design, the installation of a conventional load-dependent brake force regulator is necessary simply possible by inserting it either into the air control line 3, .3 'or ... into the hydraulic brake line 1 * 1, U1 ', lH "begins.
Schließlich ist zu erkennen, daß durch die besondere Art der Luftansteuerung der Hydraulik-Ventile 7 und 8 die Erstellung eines Bremsenkonzepts möglich ist für ein Fahrzeug, dessen Vorderachse hydraulisch und dessen Hinterachse mit Druckluft gebremst wird. Dabei waren die Vorderachs-Bremsen mit einem Ventilaggregat 5 gemäß der vorliegenden Erfindung zu überwachen und die Hinterachse mit einem Ventil-Finally, it can be seen that due to the special type of air control of the hydraulic valves 7 and 8, the creation a brake concept is possible for a vehicle, whose front axle is hydraulic and whose rear axle is hydraulic braked with compressed air. The front axle brakes were there to monitor with a valve unit 5 according to the present invention and the rear axle with a valve
aggregat,' wie es beispielsweise Tfrn'tter BE-OS· 27 53 992 (Drucksteuerventil 22) behandelt ist. Die elektronische Ansteuerung für beide Ventilaggregate könnte gleich sein und vom gleichen elektronischen Steuergerät durchgeführt werden.aggregate, 'as it is for example door operator BE-OS 27 53 992 (Pressure control valve 22) is treated. The electronic control for both valve units could be the same and be carried out by the same electronic control unit.
Zu der Arbeitsweise des Ventilaggregats 5 ist noch folgendes auszuführen:The following is to be said about the operation of the valve unit 5:
Eine Bremsdruckreduzierung im Blockierschutzfall erfolgt durch das zentrale 3/2-Ventil 6, und eine Druckhaltefunktion wird mit den beiden nachgeschalteten, hydraulischen 2/2-Ventilen 7 und 8 durchgeführt;' dabei erfolgt eine Bremsdruck-V-, reduzierung über Luftdruckabsenkung in der Steuerleitung 31 und durch Volumenaufnahme durch den zurückweichenden Hauptzylinderkolben im Vorspannzylinder 39· Und ein Bremsdruckhalten erfolgt allein im Hydraulikkreis. Dabei ist eine Zweikanal-Steuerung durch die Absperrmöglichkeit des jeweiligen Radbremszylinderdruckes gegenüber dem in dem anderen Bremszylinder gegeben. Da jedoch eine Hydraulikflüssigkeit im Prinzip inkompressibel ist, müssen zur Vermeidung des Druckausgleichs der beiden Bremszylinder k3 und kh gleiche Öffnungszeiten der beiden Ventile 7 und 8 verhindert werden. Dies wird dadurch möglich, daß die beiden Ventile bei Druckaufbauphasen verschoben getaktet werden. Ein Funktionsnachteil ist dadurch nicht gegeben, weil die Druckaufbauphase (Halteventil offen) sich zur Druckhaltephase (Halteventil geschlossen) ungefähr wie 1 : 6 verhält und deshalb sehr leicht eine Asynchronisierung erzielt werden kann. Durch diese einfache Maßnahme sind also auch bei Verwendung von Hydraulik als Druckmittel unterschiedliche Bremsdrücke in den beiden Brqmszylindern i+3 und hk erreichbar .A brake pressure reduction in the case of anti-lock protection is carried out by the central 3/2 valve 6, and a pressure holding function is carried out with the two downstream, hydraulic 2/2 valves 7 and 8; 'It takes place a brake pressure V -, reduction via air pressure reduction in the control line 3 1 and by volume uptake by the retreating master cylinder piston in the opening cylinder 39 · And a brake pressure maintenance is carried out alone in the hydraulic circuit. Two-channel control is provided by the possibility of blocking the respective wheel brake cylinder pressure from that in the other brake cylinder. However, since a hydraulic fluid is incompressible in principle, the same opening times of the two valves 7 and 8 must be prevented in order to avoid pressure equalization of the two brake cylinders k3 and kh. This is made possible by the fact that the two valves are clocked shifted during pressure build-up phases. There is no functional disadvantage because the pressure build-up phase (hold valve open) is approximately 1: 6 in relation to the pressure hold phase (hold valve closed) and asynchronization can therefore be achieved very easily. With this simple measure, different braking pressures can be achieved in the two Brqmszylindern i + 3 and hk even when using hydraulics as the pressure medium.
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Andererseits sind jedoch auch Fahrzeugzustände gegeben, bei denen zur Begrenzung des Giermomentes nur ein bestimmter Differenzdruck in den beiden Bremszylindern zugelassen werden darf. Dies ist dadurch erzielbar, daß in diesem Fall eine zeitlich begrenzte synchrone Venitlansteuerung zugelassen wird.On the other hand, however, there are also vehicle states in which only a certain one is used to limit the yaw moment Differential pressure in the two brake cylinders are allowed allowed. This can be achieved by allowing a time-limited synchronous Venitlan control in this case will.
Es ist somit die Möglichkeit gegeben durch synchrones Ansteuern der Ventile 7 und 8 den Druckunterschied in den beiden Bremszylindern zu eliminieren, durch asynchrones Ansteuern der Ventile 7 und 8 einen maximalen Druckunterschied auszusteuern, oder aber auch, je nach Verhältnis der zeitlich synchronen zu asynchronen Ansteuerung, nur einen bestimmten Differenzdruck auszusteuern.There is thus the possibility of controlling the valves 7 and 8 synchronously to control the pressure difference in the two To eliminate brake cylinders, to control a maximum pressure difference by asynchronous control of valves 7 and 8, or, depending on the ratio of the temporally synchronous to asynchronous control, only a certain one To control differential pressure.
Beispielsweise ^LSt ausführbar, daß bei einem gepulsten, flachen Druckaufbau bei einer Öffnungsdauer der Ventile 7 und 8 von z.B. 10 msec das Verhältnis von synchroner zur asynchroner Ansteuerung von k : 6 gewählt wird und dadurch der Bremszylinder mit dem höheren Druckniveau im Verhältnis zum niederen Druckniveau des anderen Bremszylinders nur einen bestimmten Druckunterschied einnehmen kann.For example ^ LSt executable that with a pulsed, flat pressure build-up with an opening duration of the valves 7 and 8 of e.g. 10 msec, the ratio of synchronous to asynchronous control of k: 6 is selected and thus the brake cylinder with the higher pressure level in relation to the lower pressure level of the other brake cylinder can only take a certain pressure difference.
Denkbar ist auch, die Ventilansteuerung während des geregelten Bremsvorganges zeitabhängig oder Fahrzeuggeschwindig keits-abhängig von synchroner zu asynchroner Aussteuerung zu ändern. Bei "Bremsbeginn oder hoher Fahrzeuggeschwindigkeit ist hierbei durch die synchrone Ventilansteuerung die größte Begrenzung des Giermomentes gegeben, gegen Bremsende ist dann durch eine mehr asychrone Ansteuerung ein größeres Giermoment zugelassen.It is also conceivable that the valve control during the regulated braking process is time-dependent or vehicle speed depending on the ability to change from synchronous to asynchronous modulation. At "beginning of braking or at high vehicle speed the greatest limitation of the yaw moment is given by the synchronous valve control, towards the end of the braking a greater yaw moment is then permitted by a more asynchronous control.
Der Fahrer ist durch diese Maßnahme in der meist kritischen Anbremsphase deutlich entlastet, gegen Bremsende wird jedoch durch den größeren Differenzdruck auch eine größere Abbremsung erzieltThis measure relieves the driver significantly in the mostly critical braking phase, but towards the end of the braking process, the driver is relieved the greater differential pressure also achieves greater braking
Zur Optimierung des Zeitverhaltens des Druckanstieges und auch des Druckabfalls kann, wie aus Figur 2 ersichtlich, eine zusätzliche Drosselanpassung mit Hilfe einer Drossel 51 in der Bremsleitung K-I1 vorgenommen werden.In order to optimize the time behavior of the pressure rise and also the pressure drop, as can be seen from FIG. 2, an additional throttle adjustment can be made with the aid of a throttle 51 in the brake line K - I 1.
Zu diesen schaltungstechnischen Maßnahmen kann es notwendig sein, daß bei Verwendung einfacher Hauptbremszylinder für die Blockierschutzregelung zusätzliche Maßnahmen erforderlich sind. Bei diesen einfachen und dadurch auch billigen Hauptbremszylindern dient in bekannter Weise eine Schnüffellochsteuerung im nichtgebremsten Zustand zur Verbindung der Kolbenkammer zum Nachfüllbehälter.For these circuitry measures, it may be necessary, when using simple master brake cylinders for the anti-lock regulation additional measures are required. With these simple and therefore also cheap A sniffer hole control is used in a known manner for master brake cylinders when not braked to connect the piston chamber to the refill container.
Bei solchen schnüffellochgesteuerten Hauptbremszylindern besteht die Gefahr, daß bei raschem Einbremsen die Kolbenmanschette aufgrund des Staudruckes in die Schnüffellochbohrung hineingedrückt wird und hierbei beschädigt werden kann. Besser sind deswegen Hauptzylinder mit Kippventil geeignet, die bereits bei sehr kleinen Kolbenhüben hohe Bremsdrücke erzielen können. Um trotzdem auch die schnüffellochgesteuerten Hauptbremszylinder für die Blockierschutzregelung verwenden zu können, sind gemäß der Erfindung folgende Zusatzmaßnahmen denkbar.With such sniffing hole controlled master cylinders there is the risk that the piston sleeve due to the dynamic pressure in the sniffer hole in the event of rapid braking is pressed in and can be damaged in the process. Therefore, master cylinders with a tilt valve are better suited can achieve high braking pressures even with very small piston strokes. In order to still use the sniffing hole controlled To be able to use the master cylinder for the anti-lock control, the following additional measures are according to the invention conceivable.
1.-Wie die Figur 2 erkennen läßt, ist in die Bremsleitung1.-As the figure 2 shows, is in the brake line
^ 1+1 zwischen Vorspannzylinder 39 und Ventilaggregat 5 ein Druckspeicher 52 mit geringem Speichervolumen (ca. 2 bis 5 cm ) angeschlossen, dessen Speicherdruck unterhalb des Bremsbakkenanlegedruckes liegt.^ 1 + 1 between the prestressing cylinder 39 and the valve unit 5, a pressure accumulator 52 connected with a small storage volume (approx. 2 to 5 cm), the storage pressure of which is below the brake pad application pressure lies.
Dieser Druckspeicher 52 verhindert, daß die Kolbenmanschette bei rascher Betätigung des Hauptbremszylinders in das Schnüffelloch hineingedrückt wird und dadurch zum Funktionsausfall kommen kann.This pressure accumulator 52 prevents the piston cuff is pressed into the sniffer hole when the master brake cylinder is actuated quickly, resulting in a malfunction can come.
Der Druckspeicher '52 kann selbstverständlich in das Ventilaggregat 5 integriert sein.The pressure accumulator '52 can of course be installed in the valve unit 5 be integrated.
2. Eine weitere Möglichkeit, die Kolbenmaschnette vor Beschädigungen zu schützen, ist dadurch gegeben, daß bei Blokkierschutzregelung das Überfahren des Schnüffelloches durch die Kolbenmanschette zum Zurückgehen des Kolbens verhindert ■wird.2. Another way to protect the piston machine from damage to protect is given by the fact that in the case of blockage protection regulation driving over the sniffer hole the piston sleeve is prevented from returning the piston.
Dies wird dadurch ermöglicht, daß in der Bremsdrucksteuereinheit in der Leitungsverbindung des 3/2-Ventils 6 zur Außenluft, wie in Figur 3 ersichtlich, ein Rückhalteventil 53 angeordnet ist, dessen Schließdruck unterhalb des Bremsbackenanlegedruckes liegt. Dadurch bleibt im Regelfall ein Restdruck im Vorspannzylinder 39 > d-er zwar das völlige Lösen der Radbremse ermöglicht, jedoch hierbei nicht das Überfahren des Schnüffelloches durch die Kolbenmanschette zuläßt.This is made possible by the fact that in the brake pressure control unit in the line connection of the 3/2-way valve 6 to the Outside air, as can be seen in Figure 3, a retaining valve 53 is arranged, the closing pressure of which is below the brake shoe application pressure lies. As a result, as a rule, there remains a residual pressure in the prestressing cylinder 39, which means that it is completely released allows the wheel brake, but does not allow the piston sleeve to pass over the sniffer hole.
Für die Normalbremsung dagegen erfolgt die völlige Entlüftung des Vorspannzylinders direkt über das Bremsventil.For normal braking, on the other hand, the pre-tensioning cylinder is completely vented directly via the brake valve.
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