DE3232052A1 - Verfahren und vorrichtung zur steuerung und ueberwachung von fremdenergieversorgten hydraulischen bremsschlupfregelanlagen - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zur steuerung und ueberwachung von fremdenergieversorgten hydraulischen bremsschlupfregelanlagen

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Description

Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung und Überwachung von fremdenergieversorgten hydraulischen Bremsschlupfrege!anlagen
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Steuerung und überwachung von fremdenergieversorgten hydraulischen Bremsschlupfregelanlagen für Kraftfahrzeuge, bei dem der Druck auf die Radbremszylinder über mindestens einen statischen Bremskreis und/oder über mindestens einen dynamischen Bremskreis übertragen wird und bei dem im Regelfalle ein Einströmen aus einem dynamischen Kreis in den oder die statischen Bremskreise erfolgt. Vorrichtungen zur Durchführung dieses Verfahrens gehören ebenfalls zur Erfindung.
Es sind bereits Bremsschlupfregelanlagen bekannt,bei denen in die Verbindungsleitungen, über die hydraulisches Medium in die Vorkammer des Hauptzylinders und von dort in die statischen Kreise einströmt, sowie in die Druckmittel-Rückleitung von den Druckabbauventilen in einen Druckausgleichsbehälter elektromagnetisch oder hydraulisch betätigte Ventile eingefügt sind, die den Durchfluß bei Ausfall des Druckes in dem Fremdenergieversorgungssystem sperren (DE OS 30 40 und DE OS 30 40 562). Mit diesen Ventilen soll bei Ausfall der Fremdenergie das Leerregeln der statischen Kreise bzw. der Abfluß einer zu großen Menge an hydraulischem Medium in den Ausgleichsbehälter verhindert werden. Nachteilig ist, daß diese Ventile auf einen Fehler im Bremsventil nicht reagieren, solange der Druck im Freradenergieversorgungssystem erhalten bleibt.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Bremsschlupf regelanlage derart zu steuern und zu überwachen, daß
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auch dann ein Leerregeln der statischen Kreise verhindert wird, wenn in dem bzw. in den dynamischen Kreisen infolge eines Fehlers kein ausreichender Bremsdruck aufgebaut werden kann, obwohl das Fremdenergieversorgungssystem intakt ist und dort der Betriebsdruck herrscht. 5
Es hat sich nun gezeigt, daß sich diese Aufgabe in über-. raschend einfacher und technisch fortschrittlicher Weise durch ein Verfahren der eingangs genannten Art lösen läßt, das darin besteht, daß in Abhängigkeit von dem beim Betätigen der Bremse oder beim Einsetzen der Regelung aufgebauten dynamischen Druck die Bremsschlupfregelung der statischen Kreise, und insbesondere der Druckabbau bei Einsetzen der Blockierneigung, freigegeben bzw. gesperrt wird.
Mit diesem Verfahren werden nicht nur alle Teile des Fremdenergieversorgungssystems, sondern auch die anschließenden Räume, insbesondere der Verstärkerraum des Bremsventils und - je nach Anordnung der Meßstelle - auch das die dynamische Einströmung in die statischen Kreise regelnde Ventil überwacht und auch dann ein Leerregeln der statischen Kreise verhindert, wenn trotz des Defektes der Druck im Fremdenergieversorgungssystem weiterhin ansteht.
Nach einer vorteilhaften Ausführungsart des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der Rücklauf des hydraulischen Mediums von den Radbremszylindern der statischen Kreise solange unterbunden, bis der bei der Betätigung der Bremse aufgebaute bzw. einströmende dynamische Druck einen vorgegebenen Druck-Schwellwert überschritten hat. Dabei ist es von großem Vorteil, daß das Überwachungssystem, wenn die Drucküberwachung am Verstärkerraum angeschlossen wird und z. B. auf ein druckabhängig gesteuertes Ventil einwirkt,
bei jedem Bremsvorgang infolge des sich bei jeder Bremsbetätigung ändernden Druckes, nicht nur beim Eingreifen der Bremsschlupfregelung, verstellt wird und sich infolgedessen ständig auf Funktionsfähigkeit überwachen läßt.
Wird dagegen gemäß einer anderen vorteilhaften Ausführungsart der Erfindung die Druckmeßstelle an die Vorkammer angeschlossen, in die nur im Regelfalle Fremdenergie aus dem dynamischen Bremskreis einströmt, wird zusätzlich auch das die dynamische Einströmung regelnde Ventil auf Funktionsfähigkeit überwacht. Das flen Druckabbau in den statischen Bremskreisen freigebende bzw. sperrende Ventil wird in diesem Falle bei jeder Bremsschlupfregelung betätigt und dadurch auf Funktionsfähigkeit überprüft.
Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgesehene, besonders zweckmäßige Vorrichtungen v/erden in den Unteransprüchen 4-7 genannt. Das Freigeben und Sperren des Druckmittel-Rücklaufs kann sowohl mit hydraulischen als auch mit elektromagnetisch betätigten Ventilen gesteuert werden. Für diesen Zweck können zusätzlich Ventile in den Rücklauf eingesetzt werden, oder es werden unmittelbar die für die Bremsschlupfregelung benötigten Druckabbauventile, die sich in den statischen Bremskreisen befinden, freigegeben oder blockiert.
Weitere Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung gehen aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der beigefügten Abbildungen hervor.
Es zeigen
Fig. 1 in schematisch vereinfachter Darstellung
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eine Bremsschlupfregelanlage der erfindungsgemäßen Art mit einem hydraulisch betätigten Ventil im Rücklauf des Hydraulikmediums ,
Fig. 2 die Regelanlage nach Fig. 1, jedoch mit abgewandeltem Ventil im Rücklauf des Hydraulikmediums,
Fig. 3 im Längsschnitt eine Ausführungsart des hydraulisch betätigten Ventils im Rücklauf
der Anordnung nach Fig. 2, und
Fig. 4 schematisch den Anschluß einer Schaltungsanordnung zur Auslösung eines Signals an die Anlage nach Fig. 1.
Nach der in Fig. 1 gezeigten speziellen Ausführungsart der Erfindung besteht die Bremsschlupfregelanlage im wesentlichen aus einem kompakten hydraulischen Aggregat, das sich wiederum aus einer Hauptzylinderanordnung 1, nämlich einem Tandemhauptzylinder, und einer vorgelagerten pedalbetätigten Bremsventilanordnung 2 zusammensetzt. Die wichtigsten Teile eines zugehörigen Fremdenergieversorgungssystems sind mindestens ein Druckspeicher 3, eine Pumpe 4 mit dem dazugehörigen Rückschlagventil 5 und ein Filter 6, das die Anordnung mit einem Vorrats- und Druckausgleichsbehälter 7 für das Hydraulikmedium verbindet.
Die beim Bremsen auf das Pedal 8 einwirkende Fußkraft F wird über eine Druckstange 9 auf eine Doppelhebelanordnung 10,11 übertragen, die wiederum - in der Reihenfolge der Bewegungsabläufe bei Betätigung der Bremse - einen Steuerkolben 12 und schließlich den Verstärkerkolben 13 nach links in der Darstellung gemäß Fig. 1 verschiebt. Dieser
Bewegungsablauf ist die Folge einer vergleichsweise hohen Gegenkraft, die der Verstärkerkolben 13 zunächst einer Verschiebung nach links entgegensetzt. Dadurch wird bei einem Druck in Richtung der Kraft F auf das untere Ende des im Gelenkpunkt 14 ortsfest angelenkten Hebels 11 zunächst der Verbindungsbolzen 15 beider Hebel 10, 11 nach links verschoben und dadurch der Hebel 10, solange der Kolben 13 noch feststeht, entgegengesetzt zum Uhrzeigersinn gedreht. Über die zentralen und radialen Kanäle im Steuerkolben und den Anschlußkanal 16 wird bei Verschiebung dieses KoI-bens nach links Fremdenergie in den Verstärkerraum 17 eingeleitet, die dann zu einer Verschiebung des Kolbens 13 nach links führt und Bremsdruck in dem dynamischen Bremskreis 18 aufbaut.
An dem Tandemhauptzylinder 1 sind die beiden statischen Bremskreise 19 und 20 angeschlossen. Es sind hier also drei getrennte Bremskreise vorhanden, von denen die beiden statischen Kreise 19 und 2O an das linke und rechte Vorderrad bzw. an die zugehörigen Bremszylinder 21, 22 führen, während über den dynamischen Bremskreis 18 parallel die beiden Hinterrad-Bremszylinder 23,24 angesteuert werden. Zur Regelung des Druckaufbaues und Druckabbaues bei drohender Blockierung sind hier elektromagnetisch betätigte 2/2 Wegeventile eingefügt, die mit Hilfe eines hier nicht dargestellten elektronischen Reglers -in Abhängigkeit von dem Rad-Drehverhalten auf- und zugesteuert werden.
Der Tandemhauptzylinder 1 enthält hier zwei hintereinander geschaltete Zylinderkolben 31 und 32 mit den zugehörigen Arbeitsräumen 33,34, in denen bei Bremsbetätigung der statische Druck aufgebaut wird und die direkt mit den beiden statischen Bremskreisen 19,20 verbunden sind. Die Pedalseiten der Tandemzylinderkolben, die die Sekundärräume 35, 36
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begrenzen, sind über die Bohrungen 37,38 mit einer Vorkammer 39 verbunden, über ein in nichterregtem Zustand geschlossenes Ventil 40 und ein stromlosoffenes (bei Nichterregung offenes) Ventil 41 ist die Vorkammer 39 einerseits über das Ventil 4.0 und über die Anschlußleitung 42 mit dem Verstärkerraum 17 und andererseits über die Leitung 43 mit dem Druckausgleichsbehälter 7 verbunden.
Der Tandemhauptzylinder 1 und die Bremsventilanordnung 2 sind über einen Zwischenkolben 44, der integraler Bestandteil des Zylinderkolbens 32 ist, miteinander in Eingriff. Der Kolben 44 trägt außerdem eine sogenannte Positionierungshülse 45, die im Regelfalle eine Verschiebung der Hauptzylinderkolben 31, 32 zu weit nach links und damit ein Leerregeln der Arbeitsräume 33, 34 verhindert.
In dem Rücklauf 46, durch den beim Ansprechen der Druckabbauventile 26, 28 Hydraulikmedium aus den statischen Bremskreisen 19, 20 in den Druckausgleichsbehälter 7 zurückfließt, befindet dich das erfindungswesentliche hydraulisch betätigte Ventil 47, das unter der Einwirkung einer Druckfeder 48, die auf einen Ventilteller 49 einwirkt und den Durchfluß aus der Leitung 46 in den Anschluß zum Rücklauf 50, über den bei Erregung des Druckabbauventils 29 Hydraulikmedium aus dem dynamischen Bremskreis 18 zurückfließt, zunächst versperrt. Der Rückfluß durch das Ventil 47 wird erst freigegeben, wenn an dem Anschluß 51 ein Druck ausreichender Höhe anliegt und den Ventilkolben 52 verschiebt.
Bei Betätigung der Bremse wird in der beschriebenen Weise Druck im Verstärkerraum 17 der Bremsventilanordnung 2 aufgebaut. Besteht an einem der Räder 21 bis 24 eine Blockiergefahr, setzt die Bremsschlupfregelung ein, indem zunächst
die Ventile 40, 41, die sogenannten Hauptventile, erregt und dadurch umgesteuert werden. Die Verbindung zum Druckausgleichsbehälter 7 wird also unterbrochen; die dynamische Einströmung über den Kanal 42 in die Druckkammer 39, von dort über die Kanäle 37, 38 in die Sekundärkammerh 35, 36 und von dort in die Arbeitsräume 33, 34 sowie schließlich in die statischen Kreise 19, 20 beginnt. Beim Aufbau eines Druckes in den Räumen 17, 42 wurde bereits das Ventil 47 geöffnet, so daß nunmehr auch ein Rücklauf von Hydraulikmedium in den Ausgleichsbehälter 7 möglich wird, wenn im Zuge der Bremsschlupfregelung die Druckabbauventile 26, in den statischen Kreisen geöffnet werden. Liegt jedoch ein Fehler gleich welcher Art vor, sei es ein Ausfall der Fremdenergieversorgung, ein Klemmen des Steuerkolbens 14 oder ein Bruch der Hebel 10 oder 11, wodurch kein ausreichender Druck im Kanal 42 und damit am Steuereinlaß des Ventils 47 aufgebaut werden kann, wird der Weg zum Druckausgleichsbehälter 7 über das Ventil 47 nicht freigegeben und damit ein unerwünschter Druckabbau in den statischen Bremskreisen versperrt. Ein Leerregeln der statischen Bremskreise und dadurch ein Ausfall der Bremskreise wird verhindert. Die Bremse läßt sich weiterhin betätigen, allerdings ohne Bremsschlupfregelung.
Fig. 2 unterscheidet sich lediglich durch ein geändertes, in seinen Funktionen erweitertes Ventil 53 von dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1. Für gleiche Teile wurden daher auch hier die gleichen Bezugszeichen verwendet oder auf eine Bezeichnung verzichtet. Details dieses Ventils 53 sind aus Fig. 3 ersichtlich.
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Das Ventil 53 ist zusätzlich zu den anhand des Ventils 47 (Fig. 1) beschriebenen Teilen mit einem Schalter 54
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ausgerüstet, der bei Verschiebung des Kolbens 55 aus seiner in Fig. 2 gezeigten Lage heraus, wobei eine Verschiebung nach beiden Seiten möglich ist, betätigt wird. Die Verschiebung des Kolbens 55 wird hier durch Verschiebung des Bolzens 56 radial zur Achse des Kolbens 55 entgegen dem Druck der Rückstellfeder 57 (Fig. 3) ausgelöst. Über den zusätzlichen Anschluß 58 (Fig. 2) ist das Ventil 53 mit dem Arbeitsraum eines statischen Bremskreises, hier mit dem Arbeitsraum 34 bzw. dem statischen Bremskreis 20, verbunden, so daß über den Kolben 55 immer dann ein Signal ausgelöst wird, wenn eine einen Mindestwert überschreitende Druckdifferenz zwischen dem Druck im Verstärkerraum 17 bzw. der Leitung 42 und dem Arbeitsraum 34 herrscht. Der Schalter 54 dient zur Signalisierung eines Fehlers und kann zur Teilabschaltung oder Totalabschaltung der Regelfunktionen, gegebenenfalls unter Einschaltung zeitabhängiger Schaltelemente und Verknüpfung der Signale mit anderen Kriterien, verwendet werden.
Die hier nicht dargestellte Anschaltung der Ventile 47, 53 an die Vorkammer 39 anstelle des Anschlusses an die Leitung 42, ist ebenfalls möglich und besitzt den Vorzug, daß gleichzeitig auch die Ventile 40 und 41 auf einwandfreie Funktion überprüft werden. Nur wenn beide Ventile im Regelfall ordnungsgemäß ansprechen, wird in der Vorkammer 39 ein dynamischer Druck aufgebaut und dynamische Energie nachgeliefert, so daß ein Druckabbau über die Druckabbauventile 26, 28 sowie über den Rücklauf 46 und die Ventile 47, 53 unbedenklich ist. Gegenüber dem in Fig. 1 und Fig. 2 dargestellten Anschluß der Ventile an die Leitung 4 2 ist es jedoch von Nachteil, daß in dem zuletzt beschriebenen Fall das Ventil 47 bzw. 53 nur bei dynamischer Einströmung in die Kammer 39 und somit nur bei Einsetzen der Bremsschlupfregelung betätigt wird.
Fig. 4 zeigt eine einfache Schaltungsanordnung, mit der sich ein Signal oder eine Abschaltung auslösen läßt, wenn bei Betätigung der Bremse kein ausreichender Druck im Verstärkerraum 17 und damit im dynamischen Kreis 18 aufgebaut wird. Zur Abschaltung oder Signalisierung dient nach Fig. 4 ein Relais 59, das über die beiden druckabhängigen Schalter 60, 61 mit der Stromversorgung üß verbunden ist. Der druckabhängige Schalter 6O ist mit dem dynamischen Bremskreis 18, vergl. Fig. 1 oder 2, und der Druckschalter 61 mit einem der beiden statischen Kreise 19 oder 20 verbunden. Sobald der dynamische Bremskreis 18 mit Druck beaufschlagt wird, schließt der Kontakt im Druckschalter 60. Das Relais 59 bleibt also auch dann erregt, wenn als Folge des Druckes im angeschlossenen statischen Bremskreis 19 oder 20 der Stromweg über den Druckschalter 61 unterbrochen wird.
Bleibt jedoch der dynamische Bremskreis bei der Bremsbetätigung drucklos, z. B. als Folge einesklemmenden Steuerkolbens 12 oder eines gebrochenen Hebels 10, 11, führt das Ansprechen des Druckschalters 61 als Folge des Druckaufbaues im statischen Bremskreis 19 oder 20 zur Unterbrechung der Stromversorgung und damit zum Abfall des Relais 59 sowie, ausgelöst durch einen Kontakt des Relais 59, zur Abschaltung der Regelung.
Nach einer noch weiteren, hier ebenfalls nicht dargestellten Ausführung'sart der Erfindung ist das Ventil, über das der Rücklauf des Druckmediums bei Erregung der Druckabbauventile 26, 28 der statischen Bremskreise erfolgt/ normalerweise auf ungehinderten Durchfluß geschaltet und übernimmt erst dann die zuvor anhand der Fig. 1 und 2 bzw. der Ventile 4 7 und 53 beschriebene Funktion, wenn die Bremsschlupfregelung einsetzt. Beispielsweise ist es möglich, hierfür ein elektromagnetisch betätigtes Ventil zu verwenden und dies erst
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nach der ersten Erregung der Hauptventile 40, 41 einzuschalten bzw. freizugeben. Ein Sperren des Rückflußes 46 erfolgt daher nur dann, wenn die Regelung einsetzt und wenn an der Meßstelle, z. B. im Verstärkerraum 17 oder in dem Verbindungskanal 42 kein dynamischer Druck herrscht, was auf einen Defekt im System hinweisen würde. Die Einschaltzeit dieses in Abhängigkeit von der Erregung der Hauptventile betriebenen Ventils wird zweckmäßigerweise mit Hilfe einer monostabilen Kippstufe auf z. B. 20 Sekunden begrenzt, damit das Ventil nach Beendigung der Regelung wieder außer Betrieb gesetzt und auf Durchfluß geschaltet wird.
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Claims (8)

  1. Patentansprüche
    1J Verfahren zur Steuerung und überwachung von fremdenergie ■ versorgten hydraulischen Bremsschlupfregelanlagen für Kraftfahrzeuge, bei dem der Druck auf die Radbremszylinder über mindestens einen statischen Bremskreis und/oder über mindestens einen dynamischen Bremskreis übertragen wird und bei dem im Regelfalle ein Einströmen aus einem dynamischen Kreis in den oder die statischen Bremskreise erfolgt, dadurch gekennzeichnet , daß in Abhängigkeit von dem beim Betätigen der Bremse oder beim Einsetzen der Regelung aufgebauten dynamischen Druck die Bremsschlupfregelung der statischen Bremskreise (19,20) und insbesondere der Druckabbau in den statischen Bremskreisen bei einsetzender Blockierneigung freigegeben bzw. gesperrt wird.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Rücklauf des hydraulischen Mediums von den Radbremszylindern der statischen Bremskreise (19,20) unterbunden wird, solange der bei der Betätigung der Bremse aufgebaute dynamische Druck unter einem vorgegebenen Druck-Schwellwert liegt.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Rücklauf des hydraulischen Mediums von den Radbremszylindern (21,22) der statischen Bremskreise (19,20) unterbunden wird, bis der beim Einsetzen der Bremsschlupfregelung in die statischen Bremskreise
    einströmende dynamische Druck einen vorgegebenen Druck-Schwellwert überschreitet.
  4. 4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 3, mit einem Hydraulikaggregat, das im wesentlichen aus einem Bremshauptzylinder mit vorgelagerter, pedalbetätigter Bremsventilanordnung, einem Fremdenergieversorgungssystem und einem Vorrats- und Druckausgleichsbehälter besteht, mit getrennten statischen und dynamischen Bremskreisen, wobei im Regelfall ein dynamisches Einströmen aus einem dynamischen Bremskreis über eine Vorkammer des Hauptzylinders in die statischen Bremskreise erfolgt, mit Ventilen zur Regelung des Bremsdruckes an den Rädern und zur Steuerung der dynamischen Einströmung, sowie mit einem elektronischen Regler zur Steuerung der Ventile, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Rücklauf (46) des Hydraulikmediums von den Druckabbauventilen (26,28) der Radbremszylinder (21,22) in den statischen Bremskreisen (19,20) zu dem Druck-Ausgleichsbehälter (7) ein Ventil (47,53) angeordnet ist,, das in Abhängigkeit von dem Druck steuerbar ist, der bei Bremsbetätigung in dem Verstärkerraum (17,42) des Bremsventils (2) oder infolge dynamischer Einströmung in der Vorkammer (39) des Hauptzylinders (1) ansteht.
  5. 5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzei chnet, daß das in dem Rücklauf (46) angeordnete Ventil (47,53) hydraulisch betätigbar ist.
  6. 6. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzei chn e t , daß das in dem Rücklauf (46) angeordnete Ventil (47,53) elektromagnetisch betätigbar ist.
    ALFRED TEVES14GIiBH ."*..··. ."..**. P 5222 ' '
  7. 7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 - 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil (47,53) im Rücklauf (46) normalerweise auf Durchfluß geschaltet ist und daß Schaltmittel vorhanden sind, die die Abhängigkeit der Schaltstellung des Ventils (47,53) von dem Druck im Verstärkerraum (17,42) oder in der Vorkammer (39) erst nach dem Ansprechen der Bremsschlupfregelung in Funktion setzen.
  8. 8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzei chfO net, daß eine monostabile Kippstufe vorgesehen ist,
    die die Einschaltzeit des Ventils (47,53), während der die Schaltstellung des Ventils von dem dynamischen Druck abhängig ist, auf eine vorgegebene Zeitspanne, z. B. auf 20 - 30 Sekunden, begrenzt.
    15
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