-
Hilfskraft-Bremsanlage für Straßenfahrzeuge
-
mit hydraulischen Radbremsen Die Erfindung betrifft eine Hilfskraft-Bremsanlage
für Straßenfahrzeuge mit hydraulischen Radbremsen, deren Bremsdruckbeau f s chlagung
ventilgesteuert aus mindestens zwei, je einem Bremskreis der Bremsanlage zugeordneten
Druckspeichern erfolgt, zu deren Aufladung eine Speicherladepumpe vorgesehen ist,
durch deren bedarfsgerechte Aktivierung die Speicher auf ein für die erforderliche
Bremswirkung hinreichendes Mindestdruckniveau aufladbar sind, wobei die für eine
Bremsung erforderliche Ansteuerung der Bremsdruck-Steuerventile mittels einen üblichen
Bremsenbetätigungsgliedes, z.B. -eines Bremspedals, auslösbar ist.
-
Eine solche Bremsanlage ist durch die Publikation-.von A.C. Klein
und H. Strien, "Hydraulische Bremskraftverstärker als Teil einer Kfz-Zentralhydraulik",
Automobilindustrie 4/75, Seite 105 ff., insbesondere Seite 107, Abbildung 2.4 und
Seite 108, rechte Spalte, 7. Absatz, bekannt.
-
Bei dieser Anlage sind für zwei voneinander unabhängige Bremskreise,
z.B. einen Hinterachsbremskreis und einen Vorderachsbremskreis, je ein Druckspeicher
vorgesehen, deren Ausgangsdruck mittels eines hydromechanischen, durch das Bremspedal
betätigbaren Bremsdruck-Steuerventils dosiert, d.h. in einem mit einer bestimmten
Verzögerungserwartung verknüpften Maß in die beiden Bremskreise einkoppelbar ist.
-
Mit einer solchen Bremsanlage lassen sich zwar kürzere Ansprechzeiten
realisieren als mit einer konventionellen Bremsanlage, bei der der Bremsdruck durch
eine gegebenenfalls durch einen Bremskraftverstärker unterstützte Bremspedalbetätigung
eines Tandem-Hauptzylinders aufgebaut wird.
-
Bedingt durch-die-erheblichen Längen der von dem Bremsdruck-Steuerventil
zu den einzelnen Radbremsen führenden Bremsleitungen müssen jedoch auch bei -der
bekannten Speicher-Bremsanlage noch deutliche Zeitunterschiede zwischen der Pedalbetätigung
und dem tatsächlichen Einsetzen der erwünschten Bremswirkung in Kauf genommen werden,
wobei diese Zeitunterschiede - Ansprechzeiten -bis zu 1/10 s betragen können. In
einer solchenZeitspanne legt ein mit 100 km/h fahrendes Fahrzeug ca. 3 m zurück,
d.h. eine Distanz, deren Verkürzung - durch. ein rascheres Ansprechen der Fahrzeugbremsen
- zahlreiche Gefahrensituationen entschärfen würde.
-
Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Bremsanlage der eingangs
genannten Art zu schaffen, die deutlich
kürzere Ansprechzeiten
und dabei eine zuverlässige Einregelung der Bremsverzögerung auf den vom Fahrer
eingesteuerten Sollwert ermöglicht.
-
Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs
1 genannten Merkmale der Erfindung gelöst.
-
Hiernach ist für jedes Fahrzeugrad ein eigener, elektrisch ansteuerbarer
Bremskreis vorgesehen, wobei die Druckbeaufschlagung der einzelnen Radbremsen aus
diesen einzeln zugeordneten und in unmittelbarer Nähe derselben angeordneten Druckspeichern
erfolgt, so daß langgestreckte Bremsleitungen, die zu einer proportionalen Vergrößerung
der Ansprechzeiten führen, von vornherein vermieden und insoweit minimale Ansprechzeiten
gewährleistet sind. Der Druckaufbau in den einzelnen Radbremsen erfolgt dabei in
der Art einer Nachlaufregelung, d.h. der Druckspeicher bleibt so lange an den Radbremszylinder
angeschlossen, bis der mittels der Drehzahlfühleranordnung und deren elektronischer
Auswertungsstufe erfaßte Istwert der Radverzögerung des mindestens einen überwachten
Fahrzeugrades den vom Fahrer mittels eines geeigneten elektrischen Gebers eingesteuerten
Sollwert.entspricht, wonach die Steuer-Ventilanordnung in ihre Druckhaltestellung
gesteuert wird. Da der Druckspeicher im Verlauf einer Bremsung fortlaufend nachgewaden
wird und damit sein Ausgangsdruckniveau hoch bleibt, bleibt auch die Zeitspanne,
bis der Soll-Bremsdruck erreicht ist, minimal und es wird auch insoweit die Ansprechzeit
der erfindungsgemäßen Bremsanlage auf einem niedrigstinöglichen Wert gehalten. Die
zur Uberwachung des Istwertes der Radverzögerung mindestens eines Fahrzeugrades
vorgesehene
Drehzahlfühlereinrichtung kann mit gängigen technischen Mitteln so ausgelegt werden,
daß die für die Erfassung dieses Istwertes und dessen Vergleich mit dem Sollwert
erforderliche Verarbeitungszeit klein ist gegen die Zeitspanne, innerhalb derer
der Bremsdruck im Radbremszylinder auf den vollen Wert des Speicherdruckes ansteigt,
so daß ein überschwingen der Radverzögerung über den eingesteuerten Sollwert nicht
zu befürchten ist.
-
Unter dem Gesichtspunkt der Verkürzung der Ansprechzeit einer erfindungsgemäßen
Bremsanlage durch Minimierung der Längder'ibreFunktionselertnte miteinander verbindenden
Druckleitungen, ist es besonders günstig, wenn, wie gemäß Anspruch 2 vorgesehen,
bei als Scheibenbremsen ausgebildeten Radbremsen der Druckspeicher und die Steuer-Magnetventilanordnung
in den Bremssattel der jeweiligen Scheibenbremse integriert sind.
-
Unter demselben Gesichtspunkt wie auch im Hinblick auf eine möglichst
hohe Funktionssicherheit ist es weiter vorteilhaft, wenn, wie gemäß Anspruch 3 vorgesehen,
für jeden Radbremskreis eine eigene Speicher-Ladepumpe vorgesehen ist.
-
Durch die Merkmale des Anspruchs 4 und in Verbindung mit diesem durch-diejenigen
der Ansprüche 5 und 6 sind einfache Gestaltungen von Speicher-Ladepumpen angegeben,
die durch die Fahrzeugräder antreibbar und mit geringem technischen Aufwand realisierbar
sind.
-
Durch die Merkmale des Anspruchs 7 und in Verbindung mit diesem durch
diejenigen der Ansprüche 8 und 9. sind einfache Gestaltungen und alternative Ansteuerungsmöglichkeiten
der zur Bremsdrucksteuerung in den einzelnen Radbremskreisen vorgesehenen Magnetventilanordnungen
angegeben.
-
Durch die Merkmale des Anspruchs 10 ist eine vorteilhaft einfache
Sicherheitseinrichtung umrissen, die verhindert, daß im Falle einer Fehlfunktion
der elektronischen Steuereinheit der Bremsanlage in den Radbremszylindern ein zu
rascher Druckaufbau erfolgen kann, wenn die Magnetventilanordnung mit der gemäß
Anspruch 9 vorgesehenen Gestaltung und Ansteuerung realisiert ist.
-
Schließlich ist durch die Merkmale des Anspruchs 11 eine besonders
vorteilhafte Auslegung der erfindungsgemäßen Bremsanlage angegeben, in der diese
auch die Funktion einer Antiblockiereinrichtung vermittelt.
-
Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der
nachfolgenden Beschreibung spezieller Ausführungsbeispiele anhand der Zeichnung.
Es zeigen: Fig. 1 den grundsätzlichen Aufbau einer erfindungsgemässen elektrohydraulischen
Hilfskraft-Bremsanlage anhand einer vereinfachten, schematischen Schaltbilddarstellung,
-Fig. 2 ein vereinfachtes Blockschaltbild der elektronischen Steuereinheit einer
ersten speziellen Ausführungsform der Bremsanlage gemäß Fig. 1,
Fig.
3a ein Blockschaltbild der elektronischen Steuereinheit einer zweiten speziellen
Ausführungsform der Bremsanlage gemäß Fig. 1, in einer der Fig. 2 entsprechenden,
vereinfachten Darstellung, Fig. 3b ein Impulsdiagramm zur Erläuterung der Funktion
der Steuereinheit gemäß Fig. 3a und Fig. 4 eine spezielle Gestaltung einer im Rahmen
einer Bremsanlage gemäß Fig. 1 einsetzbaren, durch das abzubremsende Fahrzeugrad
antreibbaren Speicher-Ladepumpe, in vereinfachter, teilweise abgebrochener Längsschnittdarstellung.
-
Die in der Fig. 1, auf deren Einzelheiten ausdrücklich verwiesen sei,
dargestellte, erfindungsgemäße Bremsanlage 10 für ein Kraftfahrzeug, z.B. einem
Personenkraftwagen, umfaßt den - nicht dargestellten - Fahrzeugrädern je einzeln
zugeordnete hydraulische Radbremsen 11, von denen, der Einfachheit halber, nur eine
einzige dargestellt ist. Die Radbremsen 11 sind, ohne Beschränkung der Allgemeinheit,
als Teilscheibenbremsen vorausgesetzt, deren Bremssättel 12 als Schwilensättel oder
als Festsättel ausgebildet sein können.
-
Die Bremsanlage 10 ist als sogenannte Hilfskraftbremsanlage ausgebildet,
bei der die Druckbeaufschlagung der Radbremsen 11 aus einem Druckspeicher 13 erfolgt,
der mittels einer Ladepumpe 14 bedarfsgerecht aufladbar ist und selbsttätig auf
einem für eine gute Bremswirkung ausreichenden Ausgangs-Druckniveau von z.B. mindestens
160 bar gehalten wird.
-
Im Rahmen der Bremsanlage 10 ist für jede Radbremse 11 ein gesonderter
Bremskreis mit einem eigenen Druckspeicher 13 und einer eigenen Ladepumpe 14 vorgesehen.
-
Der Einfachheit halber ist in der Fig-. 1 lediglich einer dieser Bremskreise
dargestellt, deren grundsätzlicher Aufbau stets derselbe ist.
-
Die vom Druckspeicher 13 zum Arbeitsdruckraum des gestrichelt angedeuteten
Radbremszylinders 16 des Bremssattels 12 führende Bremsleitung 17 ist mittels eines
Zulauf-Steuerventils 18, das beim dargestellten, speziellen
Ausführungsbeispiel
als 2/2-Wege-Magnetventil ausgebildet, ist gezielt freigebbar und absperrbar. Eine
vom Arbeitsdruckraum des Radbremszylinders 16 zu einem Bremsflüssigkeits-Vorratsbehälter
19 führende Rücklaufleitung 21 ist mittels eines Zulauf-Steuerventils 22, das beim
dargestellten, speziellen Ausführungsbeispiel ebenfalls als 2J2-Wege-Magnetventil
ausgebildet ist, gezielt freigebbar und absperrbar. In den dargestellten Grundstellungen
des Zulauf- bzw. Druckaufbau-Steuerventils 18 und des- Rücklauf-Steuerventils 22,
die diese einnehmen, wenn ihre Steuermagnete 23 bzw. 24 nicht erregt sind, ist der
Arbeitsdruckraum des Radbremszylinders 16 gegen den Druckspeicher 13 abgesperrt
jedoch über den Durchflußpfåd-26 des Rücklauf-Steuerventils 22 und die Rücklaufleitung
21 mit dem Vorratsbehälter 19 verbunden.
-
In dies-er Druckabbaustellung der beiden Magnetventile 18 und 22 kann
Bremsflüssigkeit aus dem Radbremszylinder 16 abströmen, wodurch Bremsdruck.abgebaut
und, wenn die beiden Ventile 18 und 22 in dieser Stellung verharren, Drucklosigkeit
im Radbremszylinder 16 erzielt werden kann.
-
Wenn das Zulauf-Steuerventil 18 und das Rücklauf-Steuerventil 22 durch
elektrische Ansteuerung ihrer Steuermagnete 23 bzw. 24 in ihre erregte Stellung
gesteuert sind, ist der Arbeitsdruckraum-des Radbremszylinders 16 über den Durchflußpfad
27 des Zulauf-Steuerventils 18 und die Bremsleitung 17 mit dem Druckspeicher 13
kommunizierend verbunden, dafür aber gegen den Vorratsbehälter 19 abgesperrt. Solange
sich sowohl das Zulauf-Steuerventil 18 als auch das Rücklauf-Steuerventil 22 in
dieser
erregten Stellung befinden, wird im Radbremszylinder 16
Bremsdruck aufgebaut, wobei schon nach kurzer Zeit der Bremsdruck dem maximalen
Ausgangsdruck des Druckspeichers 13 entspricht.
-
ist lediglich das Rücklauf-Steuerventil 22 erregt, d.h.
-
in seine Sperrstellung gesteuert, das Zulauf-Steuerventil 18 jedoch
in seine Grundstellung - die Sperrstellung -abgefallen, so ist der Radbremszylinder
16 sowohl gegen den Druckspeicher 13 als auch gegen den Vorratsbehälter 19 abgesperrt
und ein im Radbremszylinder 16 erzeugter Bremsdruck wird auf dem erreichten, mit
einer bestimmten Radverzögerung verknüpften Wert gehalten.
-
Die für einen situationsgerechten Ablauf eines Bremsvorganges, der
in üblicher Weise durch Betätigung des Bremspedals 28 aus lösbar und steuerbar ist,
erforderlichen Ansteuersignale für die Zulauf- und die Rücklauf-Steuerventile 18
und 22 werden von einer insgesamt mit 29 bezeichneten elektronischen Steuereinheit
erzeugt., die an je einem von insgesamt vier den einzelnen Radbremskreisen zugeordneten
Ausgängen 31 die für die zweckgerechte Ansteuerung des jeweiligen Zulauf-Steuerventils
18 und an je einem von insgesamt vier, den einzelnen Radbremskreisen zugeordneten
Ausgängen 32 die für die zweckgerechte Ansteuerung des jeweiligen Rücklauf-Steuerventils
22 erforderlichen Steuersignale in geeigneter Folge und Kombination abgibt.
-
An weiteren vier, je einem der Radbremskreise zugeordneten Ausgängen
33 gibt die Steuerelektronik 29 Ausgangssignale
ab, durch die
während eines Bremsvorganges die Ladepumpen 14 aktiviert und dadurch auch während
des Bremsvorganges die Druckspeicher 13 ständig aus dem Vorratsbehälter 19 nachgeladen
werden.
-
Zur Erläuterung des grundsätzlichen Aufbaues und der Funktion dieser
elektronischen Steuereinheit 29 sowie der Bremsanlage 10 insgesamt sei nunmehr auch
auf die Fig. 2 Bezug genommen, in der die Steuereinheit 29, der Einfachheit halber,
durch eine-einem einzelnen Radbremskreis zugeordnete Untereinheit 34 repräsentiert
ist.
-
Bei einer Betätigung der Bremsanlage 10 wird der Untereinheit 34 an
einem ersten Eingang 36 das Spannungs-Ausgangssignal eines elektrischen Weggebers
37 zugeleitet, dessen Signalpegel dem Erwartungswert der Bremsverzögerung proportional
ist, die der Fahrer durch die gewählte Bremspedalstellung erzielen möchte. Dieser
Weggeber 37 kann, wie in der Fig. 1 dargestellt, als einfaches, als Spannungsteiler
geschaltetes Dreh- oder Verschiebepotentiometer 38 ausgebildet sein, das eine, bezogen
auf die Ruhestellung des Bremspedals 28, in der seine Ausgangsspannung z.B. 0V ist,
mit zunehmendem Drehwinkel des Bremspedals 28 anwachsende positive Ausgangsspannung
abgibt.
-
An einem zweiten Eingang 39 ist der Untereinheit 34 das Ausgangssignal
eines seinem Aufbau und seiner Funktion nach bekannten induktiven Raddrehzahlfühlers
41 zugeleitet, der ein Wechselspannungs-Ausgangssignal erzeugt, dessen Frequenz
der Winkelgeschwindigkeit des überwachten Fahrzeugrades proportional ist. Dieses
Wechselspannungssignal
wird mittels eines Frequenz-Spannungswandlers
42 in ein Spannungssignal umgewandelt, dessen Signalpegel der Winkelgeschwindigkeit
des überwachten Rades proportional ist. Aus diesem Spannungssignal wird mittels
einer Differenzierstufe 43 ein der Radverzögerung proportionales Spannungssignal
erzeugt, das als Istwertsignal dem einen Eingang 44 eines Komparators 46 zugeleitet
ist, dem an seinem zweiten Eingang 47 als Sollwertsignal das Ausgngssignal des Weggebers
37 zugeleitet ist.
-
Solange der vom Fahrer mittels des Weggebers 37 eingesteuerte Sollwert
der Fahrzeugverzögerung größer ist als der mittels des Drehzahlfühlers 41 erfaßte
Istwert derselben, ist das Ausgangssignal des Komparators 46 ein Hoch-Pegel-Spannungssignal
und sonst ein Niedrig-Pegel-Spannungssignal.
-
Wenn der Fahrer im Zeitpunkt to das Bremspedal 28 im Sinne einer Aktivierung
der Bremsanlage 10 betätigt, so wird mit dem hiermit verknüpften Schließen des Bremslichtschalters
48 am Ausgang 32 der Untereinheit 34 ein Hoch-Pegel-Spannungssignal 49 ausgelöst,
das so lange ansteht, wie der Fahrer das Bremspedal 28 betätigt bzw.
-
bis der Bremslichtschalter 48 wieder schließt, was im Zeitpunkt t2
der Fall sei. Solange das Hoch-Pegel-Spannungssignal 49 ansteht, ist das Rücklauf-Steuerventil
22 in seine Sperrstellung gesteuert.
-
Mit dem ebenfalls im Zeitpunkt to einsetzenden Hoch-Pegel-Ausgangssignal
51 des Komparators 46 wird, solange dieses am Ausgang 31 der Untereinheit 34 ansteht,
das Zulauf-Steuerventil 18 in seine Durchflußstellung gesteuert,
in
der der Druckspeicher 13 kommunizierend mit dem gleichzeitig gegen den Vorratsbehälter
19 abgesperrten Arbeitsraum des Radbremszylinders 16 verbunden ist. In dieser Schaltstellungskombination
des Zulauf-Steuerventils 18 und des Rücklauf-Steuerventils 22 wird im Radbremszylinder
16 Bremsdruck aufgebaut.
-
Mit dem Schließen des Bremslichtschalters 48 wird, ebenfalls zum Zeitpunkt
t0 am Ausgang 33 der Untereinheit 34 mittels eines abfallverzögerten Zeitgliedes
52 ein weiteres Hoch-Pegel-Spannungssignal 53 ausgelöst, das die Speicher-Ladepumpe
aktiviert, so daß der Druckspeicher 13 schon während einer Bremsdruck-Aufbauphase
wieder aufgeladen wird.
-
Die Verzögerungszeitspanne a t des abfallverzogerten Zeitgliedes 52,
um die der Ladebetriebszustand der Speicher-Ladepumpe 14 über den Zeitpunkt t2,
zu dem der Bremsvorgang endet, hinaus bis zum Zeitpunkt t3 verlängert ist, wird
zweckmäßigerweise hinreichend groß gewählt, daß der Speicher 13 zum Zeitpunkt t3
wieder auf seinen maximalen Solldruck aufgeladen ist. Wenn im Zeitpunkt t1 der mittels
des Raddrehzahlfühlers 41 erfaßte Istwert der Radverzögerung den vom Fahrer eingesteuerten
Sollwert derselben erreicht und damit das Ausgangssignal 51 des Komparators 46 abfällt,
wodurch das Zulauf-Steuerventil 18 in seine Sperrstellung gelangt, wird in der vom
Zeitpunkt t1 bis zum Zeitpunkt t2 dauernden Druck-Haltephase der im Radbremszylinder
16 erreichte Bremsdruck so lange gehalten, bis im Zeitpunkt t2 auch das Ausgangssignal
49 des Bremslichtschalters 48 abfällt und dadurch die den Bremsvorgang abschließende
Druckabbauphase beginnt.
-
Die anhand der Fig. 2 insoweit erläuterte elektronische Steuereinheit
29 kann, wie gestrichelt angedeutet,dahingehend modifiziert sein, daß im Rahmen
der Untereinheit 34 ein zweiter Komparator 56 vorgesehen ist, dem als Vergleichseingangssignale
ebenfalls das Verzögerungs-Sollwertsignal des Weggebers 37 und das Verzögerungs-Istwertsignal
der Differenzierstufe 43 zugeleitet sind-, wobei dieser weitere Komparator 56 so
ausgebildet ist, daß er ein Hoch-Pegel-Spannungssignal dann abgibt, wenn der Istwert
der Radverzögerung um einen definierten Schwellenwert bs größer ist als der Sollwert.
Wird mit dem Hoch-Pegel-Ausgangssignal dieses weiteren Komparators 56 ein alls öffnungsrelais
dargestellter elektronischer Schalter 57 angesteuert, der, solange dieses Hoch-Pegel-Spannungssignal
ansteht, den Signalfluß vom Ausgang 32 der Untereinheit 34 zum Steuermagneten 24
des Rücklauf-Steuerventils 22 unterbricht, so können auch dann, wenn der Fahrer
das Bremspedal 28 in einer mit hoher Bremsverzögerungserwartung verknüpften Stellung
hält, innerhalb eines Bremsvorganges Druckabbauphasen ablaufen, und es wird auf
einfache Weise eine wirksame Antiblockierregelung erreicht.
-
Im folgenden wird auf eine weitere AusEdhrungsform einer erfindungsgemäßen
Bremsanlage 10 eingegangen,die sich: von der vorstehend anhand der Figuren 1 und
2 aus für lich erläuterten im wesentlichen dadurch unterscheidet, daß die Grundstellung
ihrer Zulauf-Steuerventile 18' die Durchflußstellung ist und die Grundstellung ihrer
Rücklauf-Steuerventile 22' die Sperrstellung ist,wie in der Fig.1 gestrichelt angedeutetODies
bedeutet,daß
für einen Druckabbau im Rahmen der Bremszylinder 16
und wenn nicht gebremst wird sowohl der Steuermagnet 23' des Zulauf-Steuerventils
18' als auch der Steuermagnet 24' des Rücklauf-Steuerventils 22' mit geeigneten
Steuersignalen erregt sein müssen, wogegen der Druckaufbau im Kadbremszylinder 16
dann erfolgt, wenn die Steuermagnete 23' und 24' dieser Steuerventile 18' und 22'
stromlos sind; dementsprechend wird der Druck im Radbremszylinder 16 dann gehalten,
wenn sich das Rücklauf-Steuerventil 21' in seiner Grundstellung befindet und das
Zulauf-Steuerventil 18' in seine der Sperrstellung entsprechende erregte Stellung
gesteuert ist.
-
Weiter ist im Rahmen der in dieser Weise modifizierten Bremsanlage
10; wie ebenfalls in der Fig. 1 gestrichelt angedeutet in die Bremsleitung 17 eine
elektrisch ansteuerbare Drossel 58 eingeschaltet, die durch ein ihren Steuermagneten
59 erregendes Hoch-Pegel-Steuersignale der Steuerelektronik in eine Funktionsstellung
mit minimalem Strömungswiderstand gesteuert ist und bei einem Abfallen dieses Steuersignals
in eine mit einem großen Strömungswiderstand verknüpfte Grundstellung gelangt.
-
Eine zur zweckentsprechenden Ansteuerung des Zulauf-Steuerventils
18' und des Rücklauf-Steuerventils 22' geeignete elektronische Steuereinheit 29'
ist in der Fig. 3a, wiederum am Beispiel einer einem einzelnen Radbremskreis zugeordneten
Untereinheit 34', dargestellt und wird in Verbindung mit dem in der Fig. 3b dargestellten
Impulsdiagramm näher erläutert. Funktionsgleiche oder funktionsanaloge Elemente
der in den Fig. 2 und 3a dargestellten elektronischen Steuereinheiten sind dabei
jeweils mit denselben Bezugszeichen belegt, desgleichen in den Fig. 3 und 3b dargestellte,
einander entsprechende Signalverläufe.
-
Bei der Steuereinheit 29' gemäß Fig.3a ergibt sich bei einem Bremsvorgang
für das Ausgangssignal 49 (Fig.3b) des Bremslichtschalters 48 sowie für das von
diesem mittels des abfallverzögerten Zeitgliedes 52 am Ausgang 33 der Steuereinheit
29' abgegebene Hoch-Pegel-Spannungssignal 53,mit dem die Speicher-Ladepumpe 14 aktiviert
wird,jeweils derselbe Zeitverlauf wie bei der Steuereinheit 29 gemäß Fig.2.Dasselbe
gilt für das Ausgangssignal 51 des Komparators 46, das als Hoch-Pegel-Signal ansteht,solange
der Istwert der Bremsverzögerung kleiner ist als der durch die Betätigung des Bremspedals
28 eingesteuerte Sollwert derselben.
-
Im Rahmen der Untereinheit 34' ist ein durch das Bremslichtschalter-Ausgangssignal
49 ansteuerbares Relais 61 mit zwei Arbeitskoritakten 62 und 63 vorgesehen,die geschlossen
sind,solange das Relais nicht angesteuert ist und geöffnet sind,solange das Bremslichtschalter-Ausgangssignal
49 ansteht. über den einen Arbeitskontakt 62 dieses Relais 61 ist,solange dieser
geschlossen ist,die Plus-Ausgangsspannung einer Hilfsspannungsquelle 64 dem Ausgang
32 der Untereinheit 34 zugeführt und damit das Rücklauf-Steuerventil 22' in seine
Durchflußstellung gesteuert.Uber den anderen Arbeitskontakt 63 des Relais 61 ist
dann entsprechend die Ausgangsspannung der Hilfsspannungsquelle 64 dem einen Eingang
66 eines Zwei-Eingangs-ODER-Gliedes 67 und über dieses dem Ausgang 31 der Untereinheit
34 zugeführt und dadurch das Zulauf-Steuerventil 18' in seine Sperr-Stellung gesteuert.Der
sich aus einem Umschalten des Relais 61 ergebende Zeitverlauf der dem Ausgang 32
der Untereinheit 34 bzw.dem einen Eingang 66 des ODER-Gliedes 67
zugeführten
Ausgangs spannung der Hilfsspannungsquelle 64 ist durch den vierten und fünften
Impulszug 68 und 69 der Fig.3b widergegeben.Weiter ist im.Rahmen der Untereinheit
34 ein-Zwei-Eingangs-UND-Glied 68 vorgesehen mit einem nichtnegierten Eingang 69,
an dem es das Bremslichtschalter-Ausgangssignal 49 empfängt, und einem negierten
Eingang 71, dem das Ausgangssignal des Komparators 46 zugeleitet ist.
-
Das hieraus resultierende Ausgangssignal des Zwei-Eingangs-UND-Gliedes
68,dessen Zeitverlauf durch den sechsten Impulszug 72 der Fig.3b widergegeben ist,
ist als zweites Eingangssignal dem Zwei-Eingangs-ODER-Glied 67 zugeleitet.
-
Der Zeitverlauf des am Ausgang 31 abgegebenen, zur Ansteuerung des
Zulauf-Steuerventils 18' ausgenutzten Ausgangssignals des ODER-Gliedes 67 ist durch
den siebten Impulszug- 73 der Fig.3b widergegeben.
-
Bezüglich der Ansteuerung der Drossel 58 sei lediglich angenommen,
daß diese in ihre mit großem Strömungswiderstand verknüpfte Grundstellung zurückfällt,
wenn ein Fehler in der Spannungsversorgung der elektronischen Steuereinheit 29'.
-
auftritt. Die anhand der Figuren 3a und 3b erläuterte Variante der
Bremsanlage 10 vermittelt eine hohe Funktionssicherheit in dem Sinne, daß beim Auftreten
eines Fehlers,z.B.
-
einer Unterbrechung einer zu den Steuerventilen 18' oder 22' führenden
Steuerleitungen keine gefährliche Fahrsituation entsteht.Insbesondere bleibt das
Fahrzeug in den'folgenden Fehlersituationen gut beherrschbar: a. fällt bei ungebremster
Fahrt das Ansteuersignal i3 für eines der Zulauf-Steuerventile 18' ab,z.B.wegen
einer Fehlfunktion der elektronischen Steuereinheit 29'
oder wegen
eines Bruches der vom Ausgang 31 zu dem Steuerventil 18' führenden Steuerleitung
74, wodurch der Radbremszylinder 16 unbeabsichtigt mit dem Druckspeicher 13 verbunden
wird, so kann, wenn das Rücklauf-Steuerventil 22' weiterhin in seine Qffenstellung
gesteuert ist, kein nennenswerter Bremsdruck in der Radbremse 11 aufgebaut werden.
Ein Blokkieren des Fahrzeugrades ist zuverlässig ausgeschlossen. Eine diesbezügliche
Fehleranzeige ist einfach realisierbar.
-
b. Kann der Bremsdruck im Radbremszylinder 16 nicht abgebaut werden,
weil das Rücklauf-Steuerventil 22' wegen eines entsprechenden Fehlers nicht in seine
Offenstellung gelangt, so wird wegen der vorgesehenen Art der Bremsdruckregelung
dennoch verhindert, daß der maximale Bremsdruck aufgebaut wird. Auch für diesen
Fehlfunktionsfall ist eine geeignete Anzeige einfach realisierbar.
-
c. Gelangen wegen eines Ausfalls der Stromversorgung sowohl das Zulauf-Steuerventil
18' als auch das Rücklauf-Steuerventil 22' in ihre dem Druckaufbau zugeordneten
Funktionsstellungen, so wird in diesem Fall durch die nunmehr ebenfalls in ihre
Grundstellung zurückfallende Drossel 58 für einen verlangsamten Druckaufbau im Radbremszylinder
16 gesorgt und eine gefährliche Fahrsituation ebenfalls vermieden Zur Erhöhung der
Funktionssicherheit der erfindungsgemäßen Bremsanlage 10 kann es, unabhängig von
der speziellen Art
der Ansteuerung ihrer Steuerventile zweckmäßig
sein, wenn für diese eine redundante Magnetspulen-und Steuerleitungsanordnung vorgesehen
ist,damit beim Ausfall eines Steuerkreises dennoch die korrekte Funktion der Bremsanlage
gewährleistet ist.
-
In der anhand der Figuren 3a und 3b erläuterten Ausbildung der Bremsanlage
10 vermittelt diese auch die Funktion einer Feststellbremse, wenn das Fahrzeug abgestellt
und die Stromversorgung der Anlage abgeschaltet ist.
-
Es versteht sich,daß auch bei einer Bremsanlage 10, bei der die Zulauf-Steuerventile
18' und die Rücklauf-Steuerventile 22' in des anhand der Figuren 3a und 3b erläuterten
Weise ausgebildet und angesteuert werden, mit einfachen Mitteln der elektronischen
Schaltungstechnik eine-Antiblockierregelung realisiserbar ist.
-
Nachfolgend werden anhand der Figuren 1 und 4 zwei spezielle Gestaltungen
von zur Aufladung des Druckspeichers 13 geeignetenSpeicher-Ladepumpen 14 erläutert,
die als jeweils von dem zugeordneten Fahrzeugrad antreibbiiire Stösselpumpen ausgebildet
sind.
-
Die Speicher- Ladepumpe 14 gemäß Fig.1 eignet sich speziell für den
Bremskreis eines angetriebenen Fahrzeugrades.Ihr zylindrisches Pumpengehäuse 76
ist so angeordnet, daß seine Längsachse 77 radial zur Längsachse 78 der Antriebswelle
79 verläuft.Ein sich mit der Antriebswelle 79 drehender Nockenring 81 hat z.B. vier
radial abstehende Antriebsnocken 82,die mit glattem,welligem Verlauf ihrer
Außenkontur
ineinander übergehen. Der in Richtung der Achse 77 des Pumpengehäuses 76 hin- und
her- verschiebbare Stößel 83 hat einen aus dem Pumpengehäuse 76 herausragenden,
zum Nockenring 81 hinweisenden Gleitkopf 84.
-
Dieser Gleitkopf 84 ist in der aus der Fig.1 ersichtlichen Anordnung
mit einem radialen Flansch 86 versehen, an dessen der Stirnseite des Pumpengehäuses
76 zugewandten Seite ein ringförmiger Permanentmagnet 87 angeordnet ist, der fest
mit dem Ringflansch 86 verbunden ist. An dem Pumpengehäuse 76 ist eine Magnetwicklung
88 angeordnet, die durch die am Ausgang 33 der elektronischen Steuereinheit 29 abgegebenen
Pumpen-Ansteuersignale derart erregbar ist,daß zwischen der Wicklung 88 und dem
Permanentmagneten 87 eine magnetische Abstoßungskraft erzeugt wird,die den Pumpenstößel
83 in Anlage mit der Antriebsnockenkontur drängt,durch deren Rotation bei rollendem
Fahrzeug somit die Pumpe 14 antreibbar ist.Ist der Erregerstrom der Magnetwicklung
88 abgeschaltet, so wird der Gleitkopf 84 durch die Wirkung des Permanentmagneten
87 mit mäßger Kraft zum Pumpengehäuse 76 hingezogen und dadurch in einem kleinen
radialen Abstand von den rotierenden Antriebsnocken 82 gehalten.Die Pumpe 14 ist
dann abgeschaltet. Der Ansaugstutzen 91 der Stößelpumpe 14 ist über ein Rückschlagventil
92, das durch hohen Druck im Arbeitsdruckraum 89 in Sperrichtung beaufschlagt ist,
an den Vorratsbehälter 19 angeschlossen. Der Hochdruckausgang 93 der Stößelpumpe
14 ist über ein Rückschlagventil 94, das durch hohen Ausgangsdruck der Pumpe in
öffnungsrichtung beaufschlagt ist, sowie über ein Druckbegrenzungsventil 96 an den
Druckspeicher 13 angeschlossen. Durch dieses Druckbegrenzungsventil 96 wird verhinderttdaß
durch eine gegebenenfalls zu lange dauernde
Aktivierung der Speicher-Ladepumpe
14 ein zu hoher Druck im Druckspeicher 13 aufgebaut werden kann.
-
Die Speicher-Ladepumpe gemäß Fig.4,auf deren Einzelheiten ausdrücklich
verwiesen sei,ist speziell für den Bremskreis eines nicht angetriebenen Fahrzeugrades
ausgelegt. Ihr Gehäuse ist in den Achsschenkelbolzen 9 integriert, an dem das-Fahrzeugrad
98 gelagert ist. Der im Pumpengehäuse 97 in axialer Richtung hin- und her- verschiebbar
geführte,jedoch unverdrehbare Pumpenstößel 99 hat einen Gleitkopf 101 mit einer
fächerförmig-gewellten Stirnprofilierung 102, durch deren Abstützung an einer sich
mit dem Rad 98 drehenden, komplementären Profilierung 103 der Pumpenstößel 99 zu
den die Pumpwirkung vermittelnden Hin- und Her- Bewegungen angetrieben wird. Im
übrigen ist die Ausbildung und Funktion des Speicher-Ladeventils 14 gemäß Fig.4
derjenigen des Speicher-Ladeventils gemäß Fig.1 völlig analog.
-
Durch diese speziellen Gestaltungen von Speicher-Ladepumpen 14- und
deren Antrieb durch die Fahrzeugräder wird insgesamt ein günstig einfacher Aufbau
der Bremsanlage 10 erzielt.
-
Um die Speicher-Ladepumpen 14 auch unabhängig von einem Bremsvorgang
in den Lade-Betriebszustand steuern zu können, sind den Ausgangsdruck der Druckspeicher
13 überwachende Druckschalte 104 vorgesehen, die ein die Aktivierung der Speicher-Ladepumpen
14 auslösendes Signal erzeugen, wenn der Ausgangsdruck des jeweiligen Druckspeichers
13-, z.B.durch Leckverluste unter einen vorgegebenen
Mindest-Schwellenwert
absinkt.
-
In bevorzugter Gestaltung der Bremsanlage 10 sindim Rahmen eines einzelnen
Bremskreises der Druckspeicher 13, das Zulauf-Steuerventil 18.bzw. 18' und das Rücklauf-Steuerventil
22 bzw. 22' sowie der Bremssattel 12 der Radbremse 11 und gegebenenfalls auch die
Speicher-Ladepumpe 14 mit kurzen Leitungsverbindungen zu einer räumlich kompakten
Baueinheit zusammengefaßt, wodurch extrem niedrige itAirsprechzeiten der Bremsanlage
erreichbar sind und ein erheblicher Sicherheitsgewinn erzielt wird. In konsequenter
Weiterverfolgung dieses Gedankens kann auch vorgesehen sein, daß der Druckspeicher
13, das Zulauf-Steuerventil 18, bzw. 18' und das Rücklauf-Steuerventil 22 bzw. 22'
in den Bremssattel 12 der Radbremse 11 integriert sind.