DE3403236A1 - Brake system for motor vehicles - Google Patents
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Abstract
Description
Bremsanlage für KraftfahrzeugeBrake system for motor vehicles
(Zusatz zur Patentanmeldung P 33 23 402.7)) Die Erfindung bezieht sich auf eine für Kraftfahrzeuge vorgesehene Bremsanlage mit einem zweikreisigen hydraulischen, pedalbetätigten Bremsdruckgeber, der mit einer Hilfsenergiequelle verbunden ist und an dessen beide Bremskreise jeweils ein Vorderrad und ein Hinterrad angeschlossen sind, mit Bremsdruckmodulatoren in den zu den Hinterrädern führenden Druckmittelleitungen sowie mit von den Hinterradbremsen zu einem Druckausgleichsbehälter führenden Druckmittelleitungen, in die auf Durchlaß schaltbare Trennventile eingesetzt sind, mit schaltbaren Ventilen zur Reduzierung der Verstärkung durch Verringerung der auf den Bremsdruckgeber übertragenen Hilfsenergie, ferner mit Sensoren und mit elektrischen Schaltungen zur Ermittlung und Auswertung des Raddrehverhaltens sowie zur Erzeugung von Steuersignalen, mit denen die Bremsdruckverteilung auf die Vorderräder und die Hinterräder und der Bremsdruckverlauf beim Auftreten von Blockiertendenzen beeinflußbar sind, nach Patent ... (Patentanmeldung P 33 23 402.7).(Addition to patent application P 33 23 402.7)) The invention relates on a braking system intended for motor vehicles with a two-circuit hydraulic, pedal-operated brake pressure transducer with an auxiliary energy source is connected and on whose two brake circuits each have a front wheel and a rear wheel are connected, with brake pressure modulators in the ones leading to the rear wheels Pressure medium lines as well as from the rear wheel brakes to a pressure compensation tank leading pressure medium lines, inserted into the isolating valves that can be switched to passage are, with switchable valves to reduce the gain by reducing the auxiliary energy transmitted to the brake pressure transducer, furthermore with sensors and with electrical circuits for determining and evaluating the wheel rotation behavior as well as to generate control signals with which the brake pressure distribution to the front wheels and the rear wheels and the brake pressure curve when locking tendencies occur can be influenced, according to patent ... (patent application P 33 23 402.7).
Bremsanlagen mit Schlupfregelung sind in zahlreichen Varianten bekannt. Mit Sensoren, z.B. induktiven Meßwertaufnehmern, wird in solchen Anlagen das Drehverhalten åer Räder direkt oder indirekt gemessen, und es wird in den Bremsdruckverlauf eingegriffen, wenn die Meßwerte bzw.Brake systems with slip control are known in numerous variants. With sensors, e.g. inductive transducers, will be in such Systems, the turning behavior of wheels is measured directly or indirectly, and it is recorded in the brake pressure curve intervened when the measured values or
die zeitlichen Änderungen eine Blockiergefahr erkennen lassen. Mit Hilfe von Modulatoren, die auch als schaltbare Ventile ausgebildet sein können, wird der Blockiertendenz entgegengewirkt, indem an dem betroffenen Rad oder an gemeinsam geregelten Radgruppen der Bremsdruck nach vorgegebenen Regeln gesenkt, konstant gehalten und gegebenenfalls wieder erhöht wird, mit dem Ziel, den Radbremsschlupf auf einen für die Abbremsung, die Fahrstabilitat und die Lenkfähigkeit des Fahrzeugs günstigen Wert zu regeln.the changes over time indicate a risk of blocking. With The help of modulators, which can also be designed as switchable valves, the tendency to lock is counteracted by working on the affected wheel or jointly Regulated wheel groups, the brake pressure is reduced according to specified rules, constant is held and, if necessary, increased again, with the aim of reducing the wheel brake slip one for braking, driving stability and steering ability of the vehicle favorable value to regulate.
Da die Haftung der Räder auf der Straße sowie die beim Bremsen am Rad auftretenden Kräfte von zahlreichen Parametern abhängen, von denen die wichtigsten in sehr weiten Grenzen variieren, sind derartige Bremsschlupfregelanlagen aufwendig. Das Vereinfachen der Anlagen und das Reduzieren des Herstellungsaufwandes mit keinen oder nur geringen Einbußen in der Regelgenauigkeit ist daher eine zentrale Aufgabe bei der Entwicklung von Bremsschlupfregelanlagen.Since the grip of the wheels on the road as well as the braking on the The forces occurring in the wheel depend on numerous parameters, the most important of which vary within very wide limits, such brake slip control systems are expensive. Simplifying the plants and reducing the manufacturing effort with none or only a slight loss in control accuracy is therefore a central task in the development of brake slip control systems.
Eine Bremsanlage mit einer Hilfsenergiequelle ist bereits in den deutschen Offenlegungsschriften DE-OS 30 40 561 und DE-OS 30 40 562 beschrieben. Der Bremsdruckgeber enthält bei dieser Anlage ein mit Hilfe des Bremspedals gesteuertes Bremsdruckregelventil, an das ein Bremskreis angeschlossen ist. Über einen Einfach- oder Tandem-Hauptzylinder, der mit dem Bremsdruckregelventil baulich vereinigt ist und der ebenfalls von der durch die Hilfsenergie verstärkten Bremspedalkraft beaufschlagt wird, sind ein bzw. zwei weitere Bremskreise angeschlossen. Zur Bremsschlupfregelung werden in die hydraulischen Bremskreise eingefügte elektromagnetische Schaltventile gesteuert, die den Zufluß des Hydraulikmediums zur Radbremse sperren und dadurch einen weiteren Bremsdruckanstieg unterbinden können. Durch Öffnen eines Auslasses zum Druckausgleichsbehälter hin wird der Bremsdruck auf das gewünschte Druckniveau abgebaut. Über weitere Schaltventile läßt sich in die Arbeitsräume des Hauptzylinders dynamischer Druck aus der Hilfsenergiequelle einspeisen, wodurch der Abfluß von Hydraulikmedium in den Ausgleichsbehälter ausgeglichen und dadurch ein Leeren der Arbeitsräume durch wiederholten Druckabbau verhindert wird. Der erforderliche Aufwand an hydraulischen Mitteln ist bei solchen Anlagen recht hoch.A braking system with an auxiliary energy source is already in the German Offenlegungsschriften DE-OS 30 40 561 and DE-OS 30 40 562 described. The brake pressure transducer this system contains a brake pressure control valve controlled by the brake pedal, to which a brake circuit is connected. Via a single or tandem main cylinder, which is structurally combined with the brake pressure control valve and which is also from the through the auxiliary power increased brake pedal force applied one or two additional brake circuits are connected. For brake slip control are electromagnetic switching valves inserted in the hydraulic brake circuits controlled, which block the flow of hydraulic medium to the wheel brake and thereby can prevent a further increase in brake pressure. By opening an outlet towards the pressure equalization tank, the brake pressure is increased to the desired pressure level reduced. The working spaces of the master cylinder can be accessed via further switching valves feed dynamic pressure from the auxiliary energy source, thereby preventing the outflow of Hydraulic medium balanced in the expansion tank and thereby emptying the Working spaces is prevented by repeated pressure reduction. The effort required of hydraulic resources is quite high in such systems.
Es sind auch bereits Anlagen mit Umlaufdrosselverstärker (Offenlegungsschriften DE-OS 30 40 548 und DE-OS 30 40 540) bekannt, bei denen im Druckmittelweg der die Hilfsenergie einspeisenden Pumpe ein Drosselventil eingefügt ist, das erst bei Bremsbetätigung schließt, dadurch den Druckaufbau in der Hilfsenergiequelle einleitet und für die Bremskraftverstärkung sorgt. Im übrigen ist der Aufbau des wiederum aus einem Bremsventil und einem Hauptzylinder bestehenden Hydraulikaggregates sowie die Anordnung der im Regel falle geschalteten Magnetventile ähnlich wie in der zuvor bechriebenen Anlage.There are already systems with circulating throttle amplifiers (Offenlegungsschriften DE-OS 30 40 548 and DE-OS 30 40 540) known, in which the pressure medium path of the A throttle valve is inserted into the auxiliary energy-feeding pump, which is only activated when the brake is actuated closes, thereby initiating the pressure build-up in the auxiliary energy source and for the Brake booster ensures. In addition, the structure of the is again made up of a brake valve and a master cylinder existing hydraulic unit and the arrangement of the usually switched solenoid valves similar to the one previously described System.
Ein anderes Problem bei der Auslegung von Bremsanlagen stellt die Anpassung der Bremskraftverteilung an die statischen und dynamischen Belastungen der Fahrzeugachsen dar. Die üblichen Bremskraftverteiler beschränken sich auf eine fest eingestellte druckabhängige Regelung. Lastabhängige oder verzögerungsabhängige Bremskraftregler sind ebenfalls in unterschiedlichen Ausführungen bekannt.Another problem in the design of braking systems poses the Adaptation of the braking force distribution to the static and dynamic loads the vehicle axles The usual brake force distributors limit on a fixed pressure-dependent control. Load-dependent or delay-dependent Brake force regulators are also known in different designs.
Mit allen Geräten läßt sich nur eine relativ grobe Anpassung an die tatsächliche Achslastverteilung erreichen.With all devices, only a relatively rough adjustment to the achieve actual axle load distribution.
Es ist auch bereits ein Bremskraftverteiler bekannt, bei dem die statische Achslastverteilung bei stehendem Fahrzeug mit Sensoren gemessen und in einen Mikrocomputer eingespeist wird, der unter Berücksichtigung dieser Meßwerte und des gemessenen Bremsdruckes nach einer eingespeicherten mathematischen Beziehung die Bremskraftverteilung auf die Vorderachse und die Hinterachse steuert (Europäische Patentanmeldung EP-A1 062246). Auch ein solcher Bremskraftverteiler besitzt den Nachteil, daß nur ein errechneter, nicht jedoch der tatsächlich zur Zeit des Bremsvorganges gegebene Haftwert für die Bremskraftverteilung maßgebend ist. Daher muß die Bremsanlage, um die gefährliche Überbremsung der Hinterachse mit Sicherheit zu vermeiden, derart ausgelegt werden, daß in den meisten Fällen der Beitrag der Hinterachse zur Abbremsung geringer wird als dies physikalisch möglich wäre. Außerdem ist zu berücksichtigen, daß die Ist-Werte in der Praxis von den rechnerisch vorgegebenen Soll-Werten meistens stark abweichen.It is also already known a brake force distributor in which the static Axle load distribution measured with sensors when the vehicle is stationary and entered into a microcomputer is fed in, taking into account these measured values and the measured Brake pressure according to a stored mathematical relationship, the braking force distribution controls on the front axle and the rear axle (European patent application EP-A1 062246). Such a brake force distributor also has the disadvantage that only one calculated, but not the adhesion value actually given at the time of the braking process is decisive for the braking force distribution. Therefore, the braking system has to avoid the dangerous Avoid overbraking the rear axle with certainty, designed in such a way that in most cases the contribution of the rear axle to the braking is less than this would be physically possible. It should also be taken into account that the actual values in practice, they usually deviate significantly from the calculated target values.
Die bei der Auslegung der Bremskraftverteilung und der eingespeicherten mathematischen Beziehung als konstant angenommenen Bremsen-Kennwerte unterliegen infolge von Fertigungstoleranzen, Temperaturänderungen, Abnutzung usw. erheblichen Änderungen. Deshalb wurde auch bereits vorgeschlagen, den Bremsschlupf an Vorder- und Hinterrädern mit Hilfe von Rad- und Fahrzeug sensoren sowie von logischen Verknüpfungsschaltungen zu ermitteln und den Bremsschlupf an der Hinterachse in Abhängigkeit von dem Bremsschlupf der Vorderachse derart zu steuern, daß sich bei jedem Bremsvorgang an den Hinterrädern annähernd die gleiche Kraftschlußanstrengung wie an den Vorderrädern einstellt (Deutsche Patentanmeldung P 33 01 948.7).The ones in the design of the braking force distribution and the stored brake characteristic values assumed to be constant are subject to a mathematical relationship considerable as a result of manufacturing tolerances, temperature changes, wear and tear, etc. Changes. That’s why it’s already suggested the brake slip on the front and rear wheels with the help of wheel and vehicle sensors as well as logical ones To determine logic circuits and the brake slip on the rear axle in Control depending on the brake slip of the front axle in such a way that at approximately the same frictional connection effort with each braking process on the rear wheels as set on the front wheels (German patent application P 33 01 948.7).
Es bleibt jedoch der Nachteil, daß sich auch mit einem solchen Bremskraftverteiler nur erreichen läßt, daß in den meisten Fällen bei Überbremsung, d.h. zu starker Bremsbetätigung zunächst die Vorderräder und erst bei noch höherem Druck die Hinterräder blockieren. Dies ist wichtig, weil das Blockieren der Hinterräder mit einer hohen Schleudergefahr einhergeht, während der Verlust der Lenkfähigkeit durch blockierende Vorderräder im Vergleich dazu das kleinere Übel darstellt. Bei zu starker Bremsbetätigung, die bei glatter Fahrbahn schon durch einen relativ geringen Bremspedaldruck gegeben ist, läßt sich mit allen beschriebenen Bremskraftverteilern nicht verhindern, daß sowohl die Vorderräder als auch die Hinterräder blockieren und dadurch das Fahrzeug seine Lenkfähigkeit und seine Fahrstabilität verliert.However, there remains the disadvantage that even with such a brake force distributor can only achieve that in most cases when overbraking, i.e. too strong Brake actuation first of all on the front wheels and only when the pressure is even higher the rear wheels To block. This is important because the locking of the rear wheels with a high There is a risk of skidding, while the loss of steering ability due to blocking Front wheels are the lesser evil in comparison. If the brakes are applied too hard, which is given by a relatively low brake pedal pressure on a slippery road surface is, can not be prevented with all the brake force distributors described Block both the front and rear wheels and thereby the vehicle loses its steering ability and driving stability.
Es wurde daher bereits eine Bremsanlage vorgeschlagen, die sowohl - bei jedem Bremsvorgang - die Bremskraftverteilung auf die Vorderachse und Hinterachse steuert, als auch ein Blockieren der Räder verhindert. Die hierzu notwendigen hydraulischen Aggregate und die Bremsdruckmodulatoren werden dabei zur Steuerung der Bremskraftverteilung und auch zur Bremsschlupfregelung eingesetzt, so daß der Herstellungsaufwand für die Bremsanlage insgesamt relativ gering wird. Die eingangs genannte und in dem Hauptpatent ... (Patentanmeldung P 33 23 402.7) beschriebene Bremsanlage zeichnet sich durch besonders geringen Aufwand aus und ist dennoch in der Lage, die Bremskraft bei jedem Bremsvorgang optimal auf die Vorderräder und Hinterräder zu verteilen, was eine gleichmäßige Haftwertausnutzung an der Vorder- und Hinterachse zur Folge hat, und außerdem ein Blockieren der Räder zu verhindern, wodurch auch bei Panikbremsungen auf Glatteis usw. die Fahrstabilität und Lenkfähigkeit des Fahrzeuges erhalten bleibt.It has therefore already been proposed a braking system that both - with every braking process - the braking force distribution to the front and rear axles controls than also prevents the wheels from locking. The for this necessary hydraulic units and the brake pressure modulators are thereby used Control of the brake force distribution and also used for brake slip regulation, so that the manufacturing cost for the brake system is relatively low overall. The aforementioned and in the main patent ... (patent application P 33 23 402.7) Brake system described is characterized by particularly low effort and is still able to optimally apply the braking force to the front wheels with every braking process and rear wheels, which results in an even utilization of the adhesive strength at the front and rear axle, and also to prevent the wheels from locking, whereby even when panic braking on black ice, etc. the driving stability and steering ability of the vehicle is retained.
Allerdings ist der Druckverlauf an den Vorderradbremsen bei der Bremsanlage nach dem Hauptpatent, wenn der Bremsdruckgeber aus einem mit einem Elauptzylinder kombinierten Umlaufdrosselverstärker besteht, an dessen Drosselventil einer der beiden Bremskreise direkt angeschlossen ist, beim geregelten Abbau des Bremsdruckes an der Vorderachse nicht völlig gleichmäßig. Der Grund dafür liegt darin, daß auch beim Abschalten bzw. Kurzschließen der Hilfsenergiequelle die Pedalkraft weiterhin im Hauptzylinderkreis, nicht jedoch in dem an das Drosselventil angeschlossenen Kreis wirkt. Dadurch bleibt in dem Hauptzylinderkreis ein bestimmter Restdruck erhalten.However, the pressure curve at the front wheel brakes is in the brake system according to the main patent, if the brake pressure transducer consists of a master cylinder combined circulation throttle amplifier exists, on whose throttle valve one of the is directly connected to both brake circuits when the brake pressure is reduced in a controlled manner not completely even on the front axle. The reason for this is that too when switching off or short-circuiting the auxiliary power source, the pedal force continues in the master cylinder circuit, but not in the one connected to the throttle valve Circle works. As a result, a certain residual pressure is retained in the master cylinder circuit.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ohne oder höchstens mit geringem Mehraufwand an Bauteilen den Bremsdruckverlauf an den Vorderradbremsen, insbesondere beim Absenken des Bremsdruckes, zu verbessern bzw. dem idealen Verlauf noch näher anzupassen. Außerdem sollte das Verhalten bei Druckausfall in einem Vorderrad-Bremskreis in der gewünschten Weise - je nach Ausführungsart und den speziellen Forderungen - beeinflußbar sein.The invention is therefore based on the object without or at most the brake pressure curve at the front wheel brakes with little additional expenditure on components, especially when lowering the brake pressure, to improve or the ideal course to be adjusted even more closely. In addition, the behavior in the event of a pressure failure in a front wheel brake circuit in the desired way - depending on the design and the special requirements - be influenced.
Es hat sich nun herausgestellt, daß sich diese Aufgabe durch eine Weiterbildung einer Bremsanlage der eingangs genannten Art lösen läßt, die darin besteht, daß die beiden hydraulisch getrennten Bremskreise zwischen dem Bremsdruckgeber und den Vorderradbremsen durch ein hydraulisch betätigtes Stellglied miteinander verbunden sind, das Bremsdruckdifferenzen an den beiden Vorderradbremsen weitgehend oder völlig ausgleicht.It has now been found that this task is accomplished by a Further development of a brake system of the type mentioned can solve the therein consists that the two hydraulically separate brake circuits between the brake pressure transducer and the front brakes together by a hydraulically operated actuator are connected, the brake pressure differences at the two front brakes largely or completely compensates.
Erfindungsgemäß wird also mit einem einfachen zusätzlichen Bauteil erreicht, daß in allen Bremsphasen, d.h. sowohl bei normaler Bremsbetätigung als auch bei der Bremsschlupfregelung, in beiden Vorderradbremsen ein gleicher Bremsdruck vorhanden ist. Ein völliger Druckabbau wird ebenfalls ermöglicht, was vor allem bei geringem Kraftschluß bzw. Bremskraftbeiwert von Bedeutung ist.According to the invention is thus with a simple additional component achieves that in all braking phases, i.e. both with normal brake application and Even with the brake slip control, the same brake pressure in both front wheel brakes is available. A complete pressure reduction is also made possible, which above all is important in the case of low adhesion or braking force coefficient.
Es lassen sich somit für die erfindungsgemäße Bremsanlage auch Bremsdruckgeber verwenden, die nicht in der Lage sind, in beiden Bremskreisen durch Betätigung des die Verstärkung reduzierenden Ventils den Bremsdruck völlig abzubauen. Dies gilt z.B. bei Ausbildung des Bremskraftgebers in Form eines mit einem Einfachhauptzylinder kombinierten Umlaufdrosselverstärkers, der ein Drosselventil besitzt, an dem eines der beiden Bremskreise direkt angeschlossen ist, wobei als Hilfsenergiequelle eine Druckmittelpumpe vorgesehen ist, deren Druckseite über ein auf Durchfluß schaltbares Ventil zur Reduzierung der Verstärkung bzw. zur Verringerung der auf den Bremskraftgeber übertragenen Hilfskraft zeitweise an den Druckausgleichsbehälter angeschlossen werden kann.Brake pressure transducers can thus also be used for the brake system according to the invention which are not able to operate in both brake circuits by actuating the the amplification reducing valve to completely reduce the brake pressure. this applies e.g. when training the brake force transducer in the form of one with one Single master cylinder combined circulation throttle booster, which has a throttle valve owns, to which one of the two brake circuits is directly connected, with as Auxiliary energy source, a pressure medium pump is provided, the pressure side of which has a Valve that can be switched to flow to reduce the gain or decrease the auxiliary power transferred to the brake force generator temporarily to the pressure compensation tank can be connected.
Das Stellglied ist nach einer weiteren vorteilhaften Ausführungsart der Erfindung in Form eines in einem Zylinder verschiebbar angeordneten Kolbens ausgebildet, dessen beide Stirnflächen je eine Kammer begrenzen, die jeweils an einen der beiden Bremskreise angeschlossen sind.The actuator is according to a further advantageous embodiment of the invention in the form of a piston displaceably arranged in a cylinder formed, the two end faces of which each delimit a chamber, each on one of the two brake circuits are connected.
Weiterhin ist es nach einer Ausführungsart der Erfindung möglich, den Kolben des Stellgliedes mit einem in die Druckmittelleitung des Hauptzylinderkreises zwischen dem Bremsdruckgeber und dem Stellglied eingefügten Trennventil mechanisch zu koppeln das bei Druckgleichheit oder höherem Druck In dem zweiten, z.B. in dem an das Drosselventil angeschlossenen Bremskreis, geöffnet ist.Furthermore, according to one embodiment of the invention, it is possible the piston of the actuator with one in the pressure medium line of the master cylinder circuit Mechanical isolating valve inserted between the brake pressure transducer and the actuator to couple that when the pressure is equal or higher In the second, e.g. in the The brake circuit connected to the throttle valve is open.
Einige zusätzlich in die Bremskreise einfügbare Schaltelemente zur Beeinflussung des Druckverlaufs, insbesondere bei Druckausfall in einem der beiden Vorderrad-Bremskreise, und verschiedene Möglichkeiten zur Erzeugung der Steuergrößen für diese Bauteile sind in den Unteransprüchen beschrieben.Some additional switching elements that can be inserted into the brake circuits Influencing the pressure curve, especially in the event of a pressure failure in one of the two Front wheel brake circuits, and various options for generating the control variables for these components are described in the subclaims.
Weitere Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung gehen aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung anhand der beigefügten Abbildungen hervor.Further features, advantages and possible uses of the invention proceed from the following description of exemplary embodiments of the invention the attached illustrations.
Es zeigen in schematischer Vereinfachung Fig. 1 das hydraulische und elektrische Schaltbild einer Bremsanlage der erfindungsgemäßen Art, Fig. 2 in gleicher Darstellung wie Fig. 1 eine Erweiterung gemäß einer Ausführungsart der Erfindung, Fig. 3 in gleicher Darstellungsweise eine alternative Ausführungsart zu dem Beispiel nach Fig. 2, Fig. 4 in gleicher Darstellungsweise eine Ergänzung der Ausführungsart nach Fig. 1, Fig. 5 eine Alternative zu dem Ausführungsbeispiel nach Fig 4 und Fig. 6 ein weiteres Ausführungabeispiel zur Ergänzung der Ausführungsart nach Fig. 1 Eine besonders einfache Bremsanlage, die in der Lage ist, sowohl die Bremskraftverteilung auf die Vorderachse und die Hinterachse zu steuern, als auch den Bremsschlupf zur Vermeidung blockierender Räder zu regeln, zeigt Fig. 1.It shows in a schematic simplification Fig. 1 the hydraulic and electrical circuit diagram of a brake system of the type according to the invention, FIG. 2 in the same way Representation like FIG. 1, an extension according to an embodiment of the invention, 3 shows an alternative embodiment to the example in the same manner of representation according to Fig. 2, Fig. 4 in the same way of representation an addition to the embodiment According to FIG. 1, FIG. 5 an alternative to the exemplary embodiment according to FIG. 4 and FIG. 6 a further embodiment example to supplement the embodiment according to FIG. 1 A particularly simple braking system that is able to both distribute the braking force to control the front axle and the rear axle, as well as the brake slip for To regulate the avoidance of locking wheels, Fig. 1 shows.
Es handelt sich hier um eine hydraulische Bremsanlage mit zwei Bremskreisen 1 und 2, die jeweils mit den Radbremsen einer Diagonalen verbunden sind. Der Bremskreis 1 wirkt direkt, abgesehen von dem nachstehend beschriebenen, normalerweise offenen Trennventil, auf das linke Vorderrad VL sowie über einen Bremsdruckmodulator 6 auf das rechte Hinterrad HR. Der Bremskreis 2 ist direkt an das rechte Vorderrad VR und über einen Bremsdruckmodulator 6 an das rechte Hinterrad HR angeschlossen. Der Bremskreis 2 ist direkt mit dem rechten Vorderrad VR und über einen Bremsdruckmodulator 7 mit dem linken Hinterrad HL verbunden.It is a hydraulic brake system with two brake circuits 1 and 2, each with the wheel brakes connected by a diagonal are. Brake circuit 1 acts directly, apart from what is described below, normally open isolating valve, on the left front wheel VL and via a brake pressure modulator 6 on the right rear wheel HR. Brake circuit 2 is directly on the right front wheel VR and connected to the right rear wheel HR via a brake pressure modulator 6. The brake circuit 2 is directly connected to the right front wheel VR and via a brake pressure modulator 7 connected to the left rear wheel HL.
Ein hydraulischer Bremsdruckgeber zur Versorgung der beiden Bremskreise 1,2 ist in seiner Gesamtheit mit 3 bezeichnet. Der Bremsdruckgeber 3 setzt sich aus einem Bremskraftverstärker 4 und einem Einfachhauptzylinder 5 zusammen. Die auf den Bremsdruckgeber einwirkende Pedalkraft ist mit F symbolisiert.A hydraulic brake pressure transducer to supply the two brake circuits 1.2 is denoted by 3 in its entirety. The brake pressure transducer 3 sits down composed of a brake booster 4 and a single master cylinder 5. the The pedal force acting on the brake pressure transducer is symbolized by an F.
Als Bremskraftverstärker 4 ist beispielsweise ein Umlaufdrosselverstärker geeignet, an dessen (nicht gezeigtem) Drosselventil in bekannter Weise der Bremskreis 2 direkt angeschlossen ist.The brake booster 4 is, for example, a circulation throttle booster suitable, on its (not shown) throttle valve in a known manner the brake circuit 2 is connected directly.
Die Hilfsenergiequelle enthält eine Druckmittelpumpe 8, die mechanisch mit einem elektromotorischen Antrieb 9 gekoppelt ist. Die Druckseite der Pumpe 8 mündet in den Umlaufdrosselverstärker 4, die Saugseite der Pumpe führt zu einem Druckausgleichsbehälter 11. Ein Überdruckventil 10, das die Saugseite mit der Druckseite der Druckmittelpumpe 8 verbindet, dient zur Begrenzung des Druckes.The auxiliary energy source contains a pressure medium pump 8, which is mechanically is coupled to an electric motor drive 9. The pressure side of the pump 8 opens into the circulation throttle booster 4, the suction side of the pump leads to a Pressure equalization tank 11. A pressure relief valve 10, which connects the suction side with the pressure side the pressure medium pump 8 connects, is used to limit the pressure.
Die Hinterradbremsen 14 und 15 sind außerdem über Rückschlagventile 16,17, die die Hinterrad-Bremskreise hydraulisch entkoppeln, und über ein zunächst noch gesperrtes 2/2-Wegeventil 18 mit dem Ausgleichsbehälter 11 in Verbindung. Über diesen Weg läßt sich, wie hier später beschrieben wird, ein Druckabbau an den Hinterradbremsen 14,15 erzwingen.The rear brakes 14 and 15 are also via check valves 16,17, which hydraulically decouple the rear wheel brake circuits, and initially via a still locked 2/2-way valve 18 with the expansion tank 11 in connection. Above This way, as will be described later here, a pressure reduction at the rear wheel brakes can be achieved 14.15 force.
Parallel zu dem Eingang und Ausgang des Umlaufdrosselverstärkers 4 im Hilfsenergieversorgungskreislauf ist ein Ventil 19 geschaltet, das im Ruhezustand gesperrt ist.In parallel with the input and output of the circulating throttle amplifier 4 A valve 19 is connected in the auxiliary power supply circuit, which in the idle state Is blocked.
Dieses 2/2-Wegeventil 19 dient zur Reduzierung der Verstärkung bzw. der auf den Bremsdruckgeber 3 übertragenen Hilfsenergie und dadurch zum Abbau des Bremsdruckes in den Vorderradbremsen 12,13.This 2/2-way valve 19 is used to reduce the gain or the auxiliary energy transferred to the brake pressure transducer 3 and thereby to reduce the Brake pressure in the front wheel brakes 12, 13.
Ein mit einem Trennventil 21 gekoppeltes Stellglied 20 verbindet die beiden hydraulisch getrennten Bremskreise 1 und 2. Das Stellglied besteht aus einem Zylinder 22, in dem ein Kolben 23 verschiebbar angeordnet ist. Die Stirnflächen des Kolbens begrenzen Kammern 24,25, die jeweils an einen der beiden Bremskreise 1,2 angeschlossen sind.An actuator 20 coupled to a separating valve 21 connects the two hydraulically separated brake circuits 1 and 2. The actuator consists of one Cylinder 22 in which a piston 23 is slidably arranged. The end faces of the piston delimit chambers 24,25, each of which is connected to one of the two brake circuits 1,2 are connected.
In dem Hauptzylinder-Bremskreis 1 ist dabei im Druckmittelweg von dem Hauptzylinder 5 zu dem Stellglied 20 das Ventil 21 eingefügt, das geöffnet ist, solange in den Kammern 24,25 Druckgleichheit herrscht oder der Druck in der Kammer 25 überwiegt.In the master cylinder brake circuit 1 is in the pressure medium path of the valve 21 is inserted into the master cylinder 5 to the actuator 20, which is open, as long as there is pressure equality in the chambers 24, 25 or the pressure in the chamber 25 outweighs.
Zur Ermittlung des Raddrehverhaltens sind alle Räder mit Sensoren Sl bis S4 ausgerüstet, die Informationen über Das Raddrehverhalten in Form von elektrischen Signalen der elektronischen Verknüpfungs- und Auswerteschaltung 26 zuführen. In dieser Elektronik 26 werden dann die elektrischen Signale zur Steuerung der Bremsdruckmodulatoren 6,7 und der Ventile 18,19 erzeugt. Es handelt sich hier sowohl bei den Modulatoren 6,7 als auch bei den Ventilen 18 und 19 um elektromagnetisch betätigbare, in der Grundstellung, d.h. im nicht erregten Zustand, gesperrte 2/2-Wegeventile.To determine the wheel rotation behavior, all wheels are equipped with sensors Sl to S4 equipped, the information about the wheel rotation behavior in the form of electrical Signals the electronic linkage and evaluation circuit 26 feed. In this electronics 26, the electrical signals are then used for the control the brake pressure modulators 6,7 and the valves 18,19 generated. It is here both in the modulators 6,7 and in the valves 18 and 19 to electromagnetically 2/2-way valves which can be actuated and blocked in the basic position, i.e. in the non-energized state.
Die Bremsanlage nach Fig. 1 arbeitet wie folgt: Bei Bremsbetätigung durch Ausübung einer Pedalkraft, symbolisiert durch den Pfeil F, wird sofort in den beiden Bremskreisen 1,2 Druck aufgebaut, der von der Fußkraft F abhängig ist und durch die von der Pumpe 8 aufgebrachte hydraulische Hilfsenergie verstärkt wird. Durch Drosselung des Förderstromes der Pumpe 8 in der nicht gezeigten Drosselstelle innerhalb des Verstärkers 4 wird dabei hydraulischer Druck aufgebaut, der direkt auf den Bremskreis 2 wirkt und die Kraft auf den Kolben im Hauptzylinder 5 unterstützt.The brake system according to FIG. 1 works as follows: When the brake is actuated by exerting a pedal force, symbolized by the arrow F, is immediately in the two brake circuits 1,2 pressure built up, which is dependent on the foot force F. and is amplified by the auxiliary hydraulic energy applied by the pump 8. By throttling the delivery flow of the pump 8 in the throttle point, not shown hydraulic pressure is built up within the booster 4, which is directly acts on the brake circuit 2 and supports the force on the piston in the master cylinder 5.
Über die zu den Hinterradbremsen 14,15 führenden Druckmittelleitungen 27,28 wird jedoch erst nach Betätigung bzw. Umschaltung der 2/2-Wegeventile 6,7 Druck übertragen. Durch die entsprechende Auslegung der Elektronik 26 wird sichergestellt, daß der Bremsdruck an den Hinterrädern dem Bremsdruck an den Vorderradbremsen 12,13 verzögert folgt und in Abhängigkeit von dem mit Hilfe der Sensoren Sl bis S4 ermittelten Radschlupf dosiert ist. Dabei soll der Radschlupf an den Hinterrädern kleiner sein als an den Vorderrädern oder maximal dem Vorderradschlupf gleichen.Via the pressure medium lines leading to the rear wheel brakes 14,15 27.28 is only activated after actuation or switching over of the 2/2-way valves 6.7 Transfer pressure. The appropriate design of the electronics 26 ensures that that the brake pressure at the rear wheels corresponds to the brake pressure at the front wheel brakes 12,13 follows delayed and as a function of the determined with the help of the sensors S1 to S4 Wheel slip is metered. The wheel slip on the rear wheels should be smaller than on the front wheels or at most the same as the front wheel slip.
Wird an den Vorder- oder Hinterrädern Blockiergefahr sensiert, setzt die Bremsschlupfregelung ein. Zum Unterbinden eines weiteren Bremsdruckanstieges an der Hinterachse genügt die Zurückschaltung der Ventile 6,7 in die Sperrstellung. Ist ein Druckabbau an der Hinterachse erforderlich, wird das Ventil 18 erregt, so daß nunmehr über die Rückschlagventile 16,17 Druck zum Druckausgleichsbehälter 11 hin abgebaut wird, wobei das gewünschte niedrigere Druckniveau durch Steuerung der Umschaltzeiten des Ventils 18 von der Elektronik 26 vorgegeben wird.If the risk of blocking is sensed on the front or rear wheels, sets the brake slip control. To prevent a further increase in brake pressure on the rear axle, it is sufficient to switch the valves 6, 7 back to the blocking position. If a pressure reduction on the rear axle is required, the valve 18 is energized, see above that now via the check valves 16, 17 pressure to the pressure compensation tank 11 is reduced towards, the desired lower pressure level by controlling the Switching times of the valve 18 is specified by the electronics 26.
Zum Druckabbau an der Vorderachse wird das Ventil 19 erregt. Dadurch werden gewissermaßen Eingang und Ausgang des Hilfsenergieanschlusses des Bremsdruckgebers 3 kurzgeschlossen, wodurch der hydraulische Druck in dem an den Drosselverstärker 4 angeschlossenen Bremskreis völlig und in dem an den Hauptzylinder 5 angeschlossenen Bremskreis 2 bis auf einen zur Pedalkraft F proportionalen Restwert abgesenkt werden kann. Durch das hierbei auftretende hydraulische Ungleichgewicht im Stellglied 20 wird der Kolben nach rechts - bezogen auf Fig. 1 - bewegt und dadurch das Trennventil 21 geschlossen. Dies hat eine Abtrennung des Hauptzylinders 5 von der Vorderradbremse 12 zur Folge, so daß auch eine Absenkung unter den Restdruck im Hauptzylinder 5 möglich wird.The valve 19 is energized to reduce the pressure on the front axle. Through this become, so to speak, the input and output of the auxiliary power connection of the brake pressure transducer 3 shorted out, reducing the hydraulic pressure in the one to the throttle booster 4 connected brake circuit completely and in the one connected to the master cylinder 5 Brake circuit 2 can be lowered to a residual value proportional to the pedal force F. can. Due to the hydraulic imbalance that occurs in the actuator 20 the piston is moved to the right - based on Fig. 1 - and thereby the isolating valve 21 closed. This has a separation of the master cylinder 5 from the front wheel brake 12 result, so that a lowering below the residual pressure in the master cylinder 5 becomes possible.
Ein weiterer Vorteil des Stellgliedes 20 in Verbindung mit dem Trennventil 21 besteht darin, daß sich die Druckabsenkung an der Vorderachse nicht auf den Hauptzylinderkolben überträgt. Dadurch wird ein Pulsieren des Bremspedals verhindert.Another advantage of the actuator 20 in conjunction with the isolation valve 21 consists in the fact that the pressure drop on the front axle does not affect the master cylinder piston transmits. This prevents the brake pedal from pulsing.
Bei Ausfall des Hauptzylinderkreises l bleibt der Verstärker-Bremskreis 2 voll wirksam.If the master cylinder circuit 1 fails, the booster brake circuit remains 2 fully effective.
Um auch bei Ausfall des Bremskreises 2 eine Druckübertragung an die Radbremse 12 des linken Vorderrades VL zu gewährleisten, wurde in der Ausführungsart nach Fig. 2 das Stellglied 20 über ein hydraulisch betätigtes Schaltventil 29, dem ein Rückschlagventil 30 parallel liegt, hydraulisch angeschlossen. In der Ruhestellung, d.h. solange kein Steuerdruck an den Anschlüssen P1> P2 anliegt, ist der hydraulische Anschluß durch das Ventil 29 hindurch gesperrt. Der Steuerdruck zum Betätigen des Ventils 29 wird durch in das Hilfsenergieversorgungssystem eingefügte Drosselstellen 31 oder 32 erzeugt. Die im Hauptstrom der Druckmittelpumpe 8 angeordnete Drosselstelle 31 liefert bei jeder Bremsung, d.h. immer dann, wenn die Pumpe 8 fördert, ein von der Druckdifferenz tp abhängiges Signal an die Steuereingänge Pl, P2 des Ventiles 29 wodurch dieses auf Durchfluß geschaltet wird. Wenn die Pumpe 8 nicht fördert oder die Blende 31 nicht durchströmt wird, führt dies gewissermaßen zum Verriegeln des Stellgliedes 20, weil ein Verschieben des Kolbens 23 bei gesperrtem Ventil 29 nicht möglich ist.In order to transfer pressure to the even if the brake circuit 2 fails To ensure wheel brake 12 of the left front wheel VL was implemented in the according to Fig. 2, the actuator 20 via a hydraulically operated switching valve 29, the a check valve 30 is parallel, hydraulically connected. In the rest position, i.e. as long as there is no control pressure at ports P1> P2, the hydraulic Connection blocked through valve 29. The control pressure for actuating the Valve 29 is controlled by throttling points inserted in the auxiliary power supply system 31 or 32 generated. The throttle point arranged in the main flow of the pressure medium pump 8 31 delivers with every braking, i.e. always when the pump 8 is delivering, one of the pressure difference tp dependent signal to the control inputs Pl, P2 of the valve 29 whereby this is switched to flow. When the pump 8 does not deliver or the aperture 31 is not traversed, this leads to locking, so to speak of the actuator 20, because a displacement of the piston 23 when the valve 29 is closed not possible.
Das Trennventil 21 bleibt dadurch zwangsweise offen. Es ist somit sichergestellt, daß bei Ausfall der Hilfsenergieversorgung der Durchgang vom Hauptzylinder 5 über den Bremskreis 1 zur Vorderradbremse 12 offen bleibt.The isolating valve 21 thereby forcibly remains open. So it is ensures that if the auxiliary power supply fails, the passage from the master cylinder 5 remains open via the brake circuit 1 to the front wheel brake 12.
Der Hydraulikweg über das Rückschlagventil 30 stellt in jedem Fall sicher, daß sich der Kolben 23 des Stellgliedes 20 beim Loslassen des Bremspedals in die Ausgangsstellung, in der das Trennventil 21 geöffnet ist, zurückgleiten kann.The hydraulic path via the check valve 30 is in any case sure that the piston 23 of the actuator 20 when you let go of the brake pedal can slide back into the starting position in which the isolating valve 21 is open.
Anstelle der Drosselstelle 31 läßt sich auch die Drosselstelle 32 gemäß Fig. 2 zur Erzeugung des steuernden Differenzdruck Ap' verwenden. An dieser Drosselstelle fällt nur dann ein das Ventil 29 umschaltender Differenzdruck ap' an, wenn bei der Bremsschlupfregelung, weil an der Vorderachse ein zu hoher Bremsdruck herrscht, das Ventil 19 erregt wird. Bei Ausfall der Hilfsenergieversorgung und damit des Bremskreises 2 kann auch an der Drosselstelle 32 kein Steuerdruck entstehen. Instead of the throttle point 31, the throttle point 32 use according to FIG. 2 to generate the controlling differential pressure Ap '. At this Throttle point only then falls a differential pressure ap 'switching valve 29 on if during the brake slip control, because the brake pressure on the front axle is too high prevails, the valve 19 is energized. If the auxiliary power supply fails and so that the brake circuit 2, no control pressure can arise at the throttle point 32 either.
Anstelle des Ventils 29 gemäß Fig. 2 kann auch in den Bremskreis 1, der den Hauptzylinder 5 mit der Vorderradbremse 12 verbindet, ein hydraulisch betätigtes Ventil 33 eingesetzt werden, das allerdings in der Ruhestellung, d.h. solange kein Steuerdruck anliegt, auf Durchgang geschaltet sein muß. Fig. 3 zeigt dieses Ausführungsbeispiel der Erfindung. Das Ventil 33 liegt bei dieser Ausführungsart parallel zu dem durch das Trennventil 21 und das Stellglied 20 gegebenen Druckmittelweg und verbindet die Vorderradbremse 12 mit dem Ausgang des Hauptzylinders 5. Instead of the valve 29 according to FIG. 2, it can also be used in the brake circuit 1, which connects the master cylinder 5 to the front brake 12, a hydraulic one operated valve 33 can be used, but in the rest position, i. as long as there is no control pressure, it must be switched to continuity. Fig. 3 shows this embodiment of the invention. The valve 33 is located in this embodiment parallel to the pressure medium path given by the isolating valve 21 and the actuator 20 and connects the front wheel brake 12 to the output of the master cylinder 5.
Der Differenzdruck ap zur Steuerung dieses Ventils läßt sich in gleicher Weise wie in der Ausführungsart nach Fig. 2 durch eine Drosselstelle 31 im Hauptförderstrom der Pumpe 8 oder durch eine Drosselstelle 32 in Serie zu dem die Hilfsenergiequelle kurzschließenden Ventil 19 gewinnen. The differential pressure ap for controlling this valve can be equal Way as in the embodiment according to FIG. 2 by a throttle point 31 in the main flow the pump 8 or through a throttle 32 in series to which the auxiliary energy source short-circuiting valve 19 win.
Eine weitere Möglichkeit zum Offenhalten des Bremskreises 1 beim Ausfall des Bremskreises 2 oder des Hilfsenergieversorgungssystems zeigt Fig. 4. In dieser Ausführungsart ist ein Stellglied 34, daß an gleicher Stelle wie das Stellglied 20 angeordnet ist und ebenfalls mechanisch mit dem Trennventil 21 gekoppelt ist, mit einer federbelasteten Raste 35 ausgerüstet, die den Kolben 36 des Stellgliedes in der Grundstellung hält, solange der wiederum durch eine Drosselstelle 31 erzeugte Staudruck PB unter einem von der Feder 37 der Raste 35 abhängigen Wert liegt. Somit ist immer dann, wenn die Pumpe 8 einwandfrei arbeitet, die Funktion des Stellgliedes 34 sichergestellt. Fällt die Hilfsenergie aus, entsteht an der Drosselstelle 31 kein Staudruck und der Rastmechanismus verhindert eine Bewegung des Kolbens 36.Another possibility for keeping the brake circuit 1 open in the event of a failure of the brake circuit 2 or the auxiliary power supply system is shown in FIG. 4. In this The embodiment is an actuator 34 that is in the same place as the actuator 20 is arranged and is also mechanically coupled to the isolating valve 21, equipped with a spring-loaded detent 35, which the piston 36 of the actuator holds in the basic position as long as the in turn generated by a throttle point 31 Dynamic pressure PB is below a value dependent on the spring 37 of the detent 35. Consequently is the function of the actuator whenever the pump 8 is working properly 34 ensured. If the auxiliary power fails, it occurs at the throttle point 31 no back pressure and the locking mechanism prevents the piston 36 from moving.
In dem Ausführungsbeispeil der Erfindung nach Fig. 5 ist der Bremskreis 2 über ein als hydraulischen Schieber ausgebildetes Schaltelement 38 mit der dem Trennventil 21 gegenüberliegenden Kammer 25 des Stellgliedes 20 verbunden. Das Schaltelement 38 besteht im wesentlichen aus einem Zylinder mit einem darin verschiebbar angeordneten Kolben 39. Dieses Schaltelement wird von dem Förderstrom der Hydraulikpumpe 8 durchflossen, wie durch die Anschlüsse C>D und die Pfeile angedeutet ist, und wirkt wie ein 2/2-Wegeventil. In der Ruhestellung ist der Durchfluß vom Eingang A des Schaltelementes 38 zum Ausgang B und damit zur Kammer 25 des Stellgliedes 20 unterbrochen.In the embodiment of the invention according to FIG. 5, the brake circuit is 2 via a switching element 38 designed as a hydraulic slide with the dem Isolation valve 21 opposite chamber 25 of the actuator 20 connected. The switching element 38 consists essentially of a cylinder with a displaceably arranged therein Piston 39. This switching element is traversed by the delivery flow of the hydraulic pump 8, as indicated by the connections C> D and the arrows, and acts like a 2/2 way valve. In the rest position, the flow is from input A of the switching element 38 to output B and thus to chamber 25 of actuator 20 is interrupted.
Fördert die Pumpe 8, dann wird durch den in einer Drosset stelle im Kolben 39 entstehenden Staudruck der Kolben 39 gegen den Druck einer Rückstellfeder 41 axial verschoben und öffnet den Weg von dem Bremskreis 2 in die Stellglied-Kammer 25. Im übrigen ist die Funktionsweise mit derjenigen des Ausführungsbeispiels nach Fig. 2 vergleichbar.Promotes the pump 8, then it is put in by the in a throttle Piston 39 resulting back pressure of the piston 39 against the pressure of a return spring 41 shifted axially and opens the way from the brake circuit 2 in the actuator chamber 25. Otherwise, the mode of operation is the same as that of the exemplary embodiment according to FIG. 2 comparable.
Schließlich ist nach der Erfindung noch die in Fig. 6 wiedergegebene Variante vorgesehen. In diesem Ausführungsbeispiel wird in den hydraulischen Anschluß des Stellgliedes 20 an die rechte Vorderradbremse VR bzw. an den Verstärker-Bremskreis 2 ein hydraulisch entsperrbares Rückschlagventil 40 eingefügt, das den Druckmitteldurchfluß erst öffnet, wenn der Druck in den Bremskreis 2 über einen bestimmten Mindestdruck von z.B. 1 bar ansteigt.Finally, according to the invention, that shown in FIG. 6 is also shown Variant provided. In this embodiment, the hydraulic connection of the actuator 20 to the right front wheel brake VR or to the booster brake circuit 2 a hydraulically releasable check valve 40 inserted, which the pressure medium flow only opens when the pressure in brake circuit 2 exceeds a certain minimum pressure of e.g. 1 bar increases.
Fällt nun der Bremskreis 2 aus, weil z.B. die Hilfsenergiequelle versagt, schließt das Rückschlagventil 14 und verriegelt dadurch den Kolben 23 des Stellgliedes 20, so daß das Trennventil 21 im Bremskreis 1 geöffnet bleibt.If brake circuit 2 fails, e.g. because the auxiliary energy source fails, closes the check valve 14 and thereby locks the piston 23 of the actuator 20, so that the isolating valve 21 in the brake circuit 1 remains open.
Die Verbindung der Vorderradbremse 12 mit dem Hauptzylinder 5 bleibt also verhalten, so daß trotz Ausfalls der Hilfsenergiequelle das Vorderrad VL gebremst werden kann, wenn auch ohne Bremskraftverstärkung.The connection between the front wheel brake 12 and the master cylinder 5 remains So behave so that the front wheel VL is braked despite the failure of the auxiliary power source can be, albeit without brake booster.
Die zuletzt beschriebene Anordnung zeichnet sich durch besonders geringen Bauteileaufwand aus.The arrangement last described is characterized by particularly low levels Component costs.
Claims (15)
Priority Applications (3)
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