DE3418043A1 - Schlupfgeregelte bremsanlage fuer kraftfahrzeuge - Google Patents
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Description
ALFRED TEVES GMDH - .... P 5570
Schlupfgeregelte Bremsanlage für Kraftfahrzeuge
Die Erfindung bezieht sich auf eine für Kraftfahrzeuge
vorgesehene schlupfgeregelte Bremsanlage, die mindestens einen stratischen Bremskreis besitzt, in den im Regelfalle,
d.h. während eines geregelten BremsVorganges,
Druckmittel aus einem dynamischen Druckmittelkreis einsteuerbar ist, und die einen Bremsdruckgeber besitzt,
der eine Hauptzylinderanordnung und eine Positionierungseinrichtung aufweist, die beim dynamischen Einsteuern
von Druckmittel in den statischen Bremskreis entgegen der Bremspedaikraft zurückstellbar ist und dadurch
den Hauptzylinderkolben in einer definierten Lage hält.
Die Überwachung von schlupfgeregelten Bremsanlagen auf Funktionsfähigkeit ist aus Sicherheitsgründen von großer
Bedeutung, weil beim Auftreten eines Defektes durch teilweise Stillegung oder vollständige Abschaltung der
Regelung - je nach Art des Fehlers und der Bremsanlage zumindest noch eine ungeregelte Bremsung des Fahrzeugs
ermöglicht v/erden muß. Eine defekte Bremsschlupf regelung
ALFRIJD TEVES GMBH ..::., . ' P 5570
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könnte nh'mlich prinzipbedingt selbst bei voller Betätigung
der Bremse zu einem vollständigen Abbau des Bremsdruckes in den Radbremsen führen, was in den meisten Situationen
gefährlicher ist als das Blockieren eines oder mehrerer Führzeugräder.
Bei einer bekannten Überwachungseinrichtung für eine blockieigeschützte Fahrzeugbremsanlage wird der Druck
der Servoquelle überwacht und beim Absinken dieses Druckes die Bremsschlupfregelung abgeschaltet, sobald
ein bereits eingeleiteter geregelter Bremsvorgang abgeschlossen ist (DE-PS 24 11 173). Da der Drucküberwachungsschalter
in der Versorgungsquelle angeordnet ist, können Defekte innerhalb des Bremsdruckgebers, die die
Funktion der Anlage trotz ausreichendem Betriebsdruck gefährden, nicht erfaßt werden.
Des weiteren ist es schon bekannt, bei einer Bremsanlage der vorgenannten Art den an verschiedenen Stellen im Inneren
des Bremsdruckgebers zur gleichen Zeit vorhandenen hydraulischen Druck festzustellen und die Druckhöhen
miteinander zu vergleichen, um dadurch sowohl das Energieversorgungssystem als auch Komponenten des Bremsdruckgeber«,
z.B. den hydraulischen Bremskraftverstärker, die Hauptventile zur dynamischen Einsteuerung von
Druck in die statischen Kreise usv/., in die Überwachung miteinzuschließen (DE-OS 32 32 052). Beim Feststellen
eines Defektes wird dann die Anlage teilstillgelegt, indem nur der Druckabbau und das dynamische Einströmen in
die statischen Kreise gesperrt oder - je nach Art des Defektes - die Bremsschlupfregelung vollständig abgeschaltet wird (DE-OS 32 32 051).
ALFRED TSVFS GMBH \: :"" ".'.·'.'.- : P 5570
" "' ' 3A18043
Auch bei diesen bekannten Bremsanlagen sind noch Komponentenfehler
ntöglich, die von der Überwachung nicht ermittelt
werden.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die Sicherheit und Zuverlässigkeit einer schlupfgeregelten
Bremsanlage noch zu verbessern und eine Anlage zu entwickeln, bei der auch bisher nicht erkennbare Fehler
oder Defekte einzelner Bauteile feststellbar sind und selbssteitig zur Teilstillegung oder Abschaltung der
Bremsschlupfregelung führen, wodurch gewährleistet ist, daß das Fahrzeug trotz des Defektes noch wirkungsvoll,
wenn auch ungeregelt oder mit Beschränkung der Regelungsfunktion
auf einige Räder, abgebremst werden kann.
Es hat sich nun gezeigt, daß diese Aufgabe in überraschend einfacher und technisch fortschrittlicher Weise
durch eine schlupfgeregelte Bremsanlage der eingangs genannten Art gelöst werden kann, deren Weiterbildung
darin besteht, daß die Bremsanlage mit einer Überwachungseinrichtung
ausgerüstet ist, mit der die relative Lage und/oder die Lageänderung der Positionierungseinrichtung
oder von Teilen der Positionierungseinrichtung in der Hauptzylinderanordnung feststellbar und als ein
Signal für die Funktionsfähigkeit der Bremsanlage auswertbar ist.
Nach einer vorteilhaften Ausführungsart weist die Positionierungseinrichtung
als wesentlichen Bestandteil eine in der Bewegungs-iehtung der Hauptzylinderkolben axial
ALFRED TJiVLS GMBH P 5570
verschiebbare Positionierungshülse auf, deren Lage in
der Hciuptzylinderfmordnung durch einen oder durch mehrere
Weg&ufnehmer feststellbar ist.
Mit der erfindungsgeraäßen Überwachungseinrichtung wird
also direkt der Reservehub der Positionierungseinrichtung bzw. der Positionierungshülse überwacht, wobei
zwangsläfig alle Bauteile im Weg der dynamischen Einsteuerung, einschließlich der Hauptventile, ebenfalls
kontrolliert werden. Im Gegensatz zu einer Drucküberwachung
innerhalb des Bremsdruckgebers spielt die Höhe des eingesteuerten Druckes, die bei hohem und niedrigem
Reibwert sehr verschieden sein kann, keine Rolle, was u.a konstruktive Vorteile mit sich bringt, überwacht
wird der Reservehub des Hauptzylinderkolbens und damit indirekt das tatsächlich zur Regelung noch zur Verfugung
stehende Hydraulikvolumen in den statischen BreÄtiskreisen.
Nach einer weiteren günstigen Ausführungsart der Erfindung
sind die Wegaufnehmer als mechanisch betätigbare End- oder Positionsschalter ausgebildet, die mit einem
in der Ruhestellung und bei ordnungsgemäßer Funktion der Bremsanlage geschlossenen elektrischen Kontakt mechanisch
oder elektrisch gekoppelt sind.
Die Wegaufnehmer können andererseits auch als elektrische, insbesondere induktive, elektromagnetische oder
kapazitive Positions-Meßeinrichtungen ausgebildet sein.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausführungsart der Erfindung
sind die Signale der Überwachungseinrichtung logisch mit den Einschaltsignalen der Bremsschlupfregelung
ALFRED TEVKS GMBH :....: . . P 5570
verknüpft. In einem Fall ist es vorgesehen, die überwachungseinrichtung
nur bei dynamischer Einsteuerung von Druckmittel bzw. nur während der Brerasschlupfregelung in
Funkt.ion zu setzen.
Im iS tor fall wird nach einer weiteren Ausführungsart der
Erfindung in Abhängigkeit von der durch die Überwachungseinrichtung
signalisierten relativen Lage der Positionierungshülse in der Hauptzylinderanordnung die
Bremsschlupfregelung selbsttätig teilstillgelegt, z.B.
durch Sperren des Druckabbaues in allen oder nur in den statischen Bremskreisen, oder vollständig abgeschaltet.
Weitere Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten
der Erfindung gehen aus der folgenden Beschreibung anhand der beigefügten Abbildung eines Ausführungsbeispiels
der Erfindung hervor.
Nach der Abbildung besteht die erfindungsgemäße Bremsanlage
im wesentlichen aus einem pedalbetätigten langgestreckten hydraulischen Bremsdruckgeber, der in seiner
Gesamtheit mit 1 bezeichnet ist, aus einer Hilfsdruckquolle
2, einem Vorrats- und Druckausgleichsbehälter 3 und aus elektromagnetisch betätigbaren 2/2-Wegeventilen
4-6, über die die Radbremsen bzw. Vorder- und Hinterräder VR,VL,HR und HL in drei hydraulisch getrennten
Erernskreisen angeschlossen sind. Die Ventile 4-6 sind
normalerweise, d.h. solange sie nicht erregt sind, auf Durchlaß geschaltet. Ferner ist eine von den Vorder-
und von den Hinterrädern VR,VL,KR,IiL zu dem Ausgleichsbehälter
3 führende Rücklaufleitung 10 vorhanden, die
ALFRED TEVES GMBH - : " . . ". P5570
jedoch mit Hilfe von drei weiteren 2/2-Wegeventilen 7 9
von den Radbremszylindern abgetrennt ist, solange die Ventile 7-9 nicht erregt sind.
Dor Bremsdruckgeber 1 setzt sich wiederum aus einem hydraulischen
Bremskraftverstärker 11 und aus einer Hauptzylinderanordnung 12 sowie aus einer Positionierungseinrichtung
13 zusammen.
An den Brereskraftverstärker 11 ist ein Bremskreis, nämlich
der Hinterrad-Eremskreis 14, direkt angeschlossen, während die beiden Arbeitsräume 15 und 16 der Hauptzylinderanordnung
12, die hier als Tandem-Hauptzylinder ausgebildet ist, über separate Bremskreise 17 und 18 jeweils
mit einem Vorderrad VR bzw. VL verbunden sind. Die beiden Hauptzylinderkreise einer derartigen Anordnung
werden als statische Druckmittelkreise, der Hinterachskreis
als dynamischer Druckmittelkreis bezeichnet, weil in diesem Kreis 14 der Druck von der Stellung eines über
ein Gestänge 41 pedalbetätigten Regelventiles 19 bestimmt
wird, welches je nach Verschiebung eines Ventilkolbens 20 mehr oder weniger Druck aus der Hilfsenergiequelle
2 in den Verstärkerraum 21 und von dort in den Brenskreis 14 einströmen läßt.
Der bei Betätigung eines Bremspedales 22 im Verstärkerraun
21 aufgebaute bzw. durch das Regelventil 19 eirigesteuerte
Druck wirkt gleichzeitig auf die Kolben 42,43 der Hauptzylinderanordnung 12 und führt, wie ohne weiteres
verständlich ist, zum Aufbau von Bremsdruck in den Arbeitsraumen 1.5 und 16 der beiden statischen Brercskreise
17,18, die zu den Vorderrädern VR und VL führen. In
ALFRED TCVES GMDH . ." - P 5570
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einer Vorkammer 23 der Hauptzylinderanordnung 12
horrscht zunächst noch Atmosphärendruck, weil diese Kammer
über ein sogen, Ilauptventil 24 in der Ruhestellung, in der das Ventil nicht erregt ist, mit dem Druckausglei
chsbohälter 3 in Verbindung steht. Ein weiteres Haisptventil 25 ist in der Ruhestellung geschlossen.
An jedem Rad VL,VR,HL,HR des mit der erfindungsgemäßen
Bremsanlage ausgerüsteten Fahrzeugs befindet sich ein Sensor £51 - S4, der z.B. als induktiver Meßwertaufnehmer
ausgebildet ist und der Informationen über das Raddrehverhalten in einen elektronischen Regler 38 einspeist.
Die entsprechenden Eingänge des Reglers 38 sind mit E0,
gekennzeichnet. Dieser Regler enthält u.a. eine elektronische
Verknüpfungslogik in Form von festverdrahteten oder programmierbaren Schaltkreisen, wie Microprozessoren,
und erzeugt nach Auswertung der Sensorsignale Steuerbefehle, die an den Ausgängen A, - A6 und HV anstehen
und über nicht gezeigte Signalleitungen zu den entsprechenden Magnetventilen 4 - 9,24 und 25 weitergeleitet
werden.
Beim Einsetzen der Bremsschlupfregelung werden beide
Hauptventile 24 und 25 umgeschaltet. Dadurch wird ein von dem Verstärkerraum 21 in die Vorkammer 23 führender
Druckmittolweg 26 freigegeben, so daß Druckmittel in die
Vorkammer 23 einströmt. Durch Anschlußkanäle 27,28 wird dieser Druck zu Ringkammern 29,30 innerhalb der Hauptzylinderanordnung
12 v/eitergeleitet. Aus diesen Kammern wird Druck über am Umfang der Kolben 42,43 angeordnete
Manschettendichtungen 31,32, die die Funktion von Rückschlagventilen ausüben, dynamisch in die Arbeitskammern
ALFRED TEVES GMBH . . . . :':'.. -.' ' , P 5570
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15,16 eingespeist, die mit den Radbremsen der Vorderräder
in Verbindung stehen.
Der dynamisch eingesteuerte Druck führt gleichzeitig r.um
Zurückstollen einer Positionierungshülse 33 der Positionierungseinrichtung
13, wodurch in bekannter Weise die Kolben 42,43 in der Hauptzylinderanordnung 12 eine definierte
Lage annehmen.
Durch die dynamische Einsteuerung von Druckmittel in die statischen Kreise der Vorderräder VR,VL und in die Ringkammer
30, die für den Rückstelldruck auf die Positionierungshülse 33 maßgeblich ist, wird auch bei häufigem
Druckabbau durch Abfluß von Druckmittel über die umgeschalteten
Ventile 7 und 8 ein "Leerregeln" der Arbeiteräuinci
3.5 und 17 ausgeschlossen.
Bei einem Defekt im Hilfsenergieversorgungssystem 2, das
hier aus einer Druckmittelpumpe 35 mit dem zugehörigen Rückschlagventil 35 und aus einem Druckmittelspeicher 36
besteht, spricht die Druckwarnschaltung (DWS) 37 an, meldet diesen Zustand dem elektrischen Regler 38 der
Bremsanlage und führt, je nach Hohe des Restdruckes, zur Teilstillegung oder Abschaltung der BremsschlupfregG-lung.
Die Druckwarnschaltung 37 ist in dem gezeigten Ausführungsbaispiel der Erfindung ohnehin notwendig,
weil aie Hilfsenergie auch bei normaler, ungeregelter Bremsung zur Bremskraftverstärkung in den statischen
Druckkreisen 17,18 und zur Bremsdruckerzeugung in dem dynamischen Bremskreis 14 verwendet wird.
Defekte im dynamischen Druckmittelweg innerhalb des
ALFRED TEVKS GMBH ; _ ' " P 5570
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Bremsdruckgeber^ I1 z.B. ein Defekt im Verstärkerraum
oder in der Leitung 26, ein undichtes Hauptventil 24 oder ein nichtöffuondes Hauptventil 25 werden dagegen
erfindungsgemäß durch die Wegmessung oder Lageermittlung
der Porn tionierungshülse 33 festgestellt. Verhindert
nämlich ein Leck oder ein Defekt im Druckmittelweg die Einströmung von dynamischem Druck in die Ringkammer 30,
führt dies bei der Bremsschlupfregelung zu einer Verringerung des Volumens in den Arbeitsräumen 15,16 und zu
einer erheblichen Verschiebung der Positionierungshülse 33 nach links, bezogen auf die Abbildung, wodurch dann
schließlich - wenn das restliche Druckmittelvolumen in den Vorderradkreisen zu gering wird, der symbolisch angedeutete
mechanische Schalter 40 in Richtung des Pfeiles verschoben wird, den Signalweg von der Spannungsquelle U0 über einen Kontakt 39 zur Klemme WÜ (Wegüberwachung)
öffnet und ein Fehlersignal über den Eingang E? des elektronischen Reglers 38 einspeist. Dadurch
wird über die angedeuteten Ausgänge A, - A-. und HV, die zu den Schaltventilen 4-9 und zu den
Hauptventilen 24 und 25 führen, die Bremsanlage teilstillgelegt
oder vollständig abgeschaltet.
Anstelle des mechanischen Schalters 40 ließe sich auch durch einen elektrischen oder elektromagnetischen Schalter
die relative Lage der Positionierungshülse 33 in der Hauptzylinäeranordnung 12 signalisieren und bei Gefahr,
d.h. bei zu geringem Reservehub, ein Warnsignal und ein Abschaltsignal erzeugen. Des weiteren ist es durchaus
möglich, mehrere Positionsschalter als Wegaufnehmer in die Haupuzylinderanordnung einzubauen, wodurch je nach
der Größe des verbliebenen Reservehubs unterschiedliche
ALFRiJD TEVES GMBH " P 5570
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Schalt funktionen ausgelöst werden könnten. Denkbar wcire
eo, in einer ersten Warnstufe die Anlage nur teilstill-Kulegcn
oder die Stillegung bis zum Ende des bereits eingeleiteten geregelten Bremsvorganges zu verzögern,
v;ährend bei einem zu geringen Resthub aus Sicherheitsgründen eine sofortige Totalabschaltung der Bremsschlupfregelung
vorzuziehen wäre. Zahlreiche v/eitere Varianten sind je nach den speziellen Gegebenheiten denkbar
.
Durch eine Korabination der Wegmessung bzw. der Ermittlung der Lage der Positionierungshülse 33 in der Hauptzylinder-Anordnung
mit anderen Überwachungskriterien, z.B. mit einer Drucküberwachung, läßt sich im Bedarfsfall
die Sicherheit der Anlage noch erhöhen bzw. eine Redundaus: bezüglich der Fehlererkennung erzeugen.
- Leerseite
Claims (7)
- ALFRED TEVES GMBH 18. April 1984Frankfurt am Main ZL/KDB/roP 5570 1226PJ. Burgdorf -112 L. Weise - 16PatentansprücheSchlupfgeregelte Bremsanlage für Kraftfahrzeuge, mit mindestens einem statischen Bremskreis, in den im
Regelfall Druckmittel aus einem dynamischen Druekmittelkr<;is einsteuerbar ist, mit einem Bremsdruckgeber, eier eine Hauptzylinderanordnung und eine Positionierungseinrichtung aufweist, die beim dynamischen Einsteuern von Druckmittel in den statischen
Bremskreis entgegen der Bremspedalkraft zurücksteilbar ist. und den Hauptzylinderkolben in einer definierten Lage halt, dadurch gekennzeichnet, daß diese eine Überwachungseinrichtung
(39,40,wii) besitzt, mit der die relative Lage und/
oder die Lageänderung der Positionseinrichtung (13) bzw. von Teilen der Positionseinrichtung in der
Hauptaylinderanordnung (12) feststellbar und als ein Signal für die Funktionsfähigkeit der Bremsanlage
auswertbar ist. - 2. Bremsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Positionierungseinrichtung (13) als wesentlichen Bestandteil eine in der Bewe-ALFRED 'J1KVKS GKBlI ■ .:"'".". : P 5570guiKjarichtung des Hauptzylinderkolbens axial verschiebbare Positionierungshülse (33) auf v/ei st, deren Lage in der FJauptzylinderanordnung (12) durch einen oder mehrere mechanische Wegaufnehiner (40) feststellbar ist.
- 3. Bremsanlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Wegaufnehmer als mechanisch betätigbare End- oder Positionsschalter (40) ausgebildet sind, die mit. einem in der Ruhestellung und bei ordnungsgemäßer Funktion der Bremsanlage geschlossenen elektrischen Kontakt (39) mechanisch oder elektrisch gekoppelt sind.
- 4„ Bremsanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch g e k e η η ζ e i c h net, daß die Wegaufnehmer (40) als elektrische, insbesondere induktive elektromagnetische oder kapasitive Positions-Meßeinrichtungen ausgebildet sind.
- 5. Bremsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Signale der Überwachungseinrichtung (39,30,WÜ) logisch mit den. fi.vnscha.ltßignalen der Schlupfregelung verknüpft sind.
- 6. Bremsanlage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die überwachungseinrichtung (39,40,WÜ) nur bei dynamischer Einsteuerung von Druckmitteln bzw.. nur während der Bremsschlupfregelung in Funktion ist.ALFJiED TEVES GMBH ' '■-'-... P 5570
- 7. Bremsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß im Störfall in Abhängigkeit von der durch die Überwachungseinrichtung (39,40,WÜ) signalisierten relativen Lage der Positionierungseinrichtung (13) bzw. der Positionierungshülse (33) in der Hauptzylinderanordnung (12) die Bremsschlupfregelung teilweise oder vollständig abachaltbar ist.
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